大學(xué)物理13習(xí)題課課件

2.高斯定律求場強

高斯面要經(jīng)過待求點要使E從積分號提出，需滿足兩種情況之一：

（1）E在高斯面上處處相等；（2）在待求處所在面E處處相等，在其他面E與ds點積為零。

3.已知帶電體場強＋場強疊加原理

園盤（園環(huán)積分）帶電板（許多面的積分）

2.高斯定律求場強高斯面要經(jīng)過待求點3.已知帶電體場強＋帶電體的電場強度分布均勻帶電球面rER均勻帶電球體rER帶電體的電場強度分布均勻帶電球面rER均勻帶電球體rER無限長帶電直線rE無限長均勻帶電圓柱面rER無限長均勻帶電圓柱體rER無限長帶rE無限長均勻rER無限長均勻rER無限大均勻帶電平面xE無限大均勻帶電平行板xE-aa無限大均勻xE無限大均勻xE-aa均勻帶電圓環(huán)(軸線上)均勻帶電圓盤(軸線上)電偶極子在極軸延長線上在極軸中垂面上均勻帶電圓環(huán)均勻帶電圓盤電偶極子在極軸延長線上在極軸中垂面上.2反映電場性質(zhì)的基本規(guī)律.1描述電場的兩個基本物理量一、基本內(nèi)容靜電場的場強和電勢1電力線）（矢量場）（=qFErr)(200等勢面標(biāo)量場＝）（=òpppldEqArrj??)(10有源場）（=òòisqsdErre?)(02保守場）（=LldErr?∮.2反映電場性質(zhì)的基本規(guī)律.1描述電場的兩個基本物理量一、基jgradE－=rrpeperrdqrrqEEEiii的三種方法求）（===ò??rr2020?4?41jE關(guān)系與、31（）積分關(guān)系rrjldEpp=ò0?）微分關(guān)系（2jgradE－=→jE的求法與、4→eqsdEis=?òòrr0?jgradE－=rrpeperrdqrrqEEEiii的三種大學(xué)物理13習(xí)題課課件1、關(guān)于高斯定律的說法中正確的是：（A）如果高斯面上E處處為零，則該面內(nèi)必?zé)o電荷；（B）如果高斯面內(nèi)無電荷，則高斯面上E處處為零；（C）如果高斯面上E處處不為零，則該面內(nèi)必有電荷；（D）高斯定律僅適用于具有高度對稱的電場；（E）如果高斯面內(nèi)有凈電荷，則通過高斯面的電通量必不為零。答：（E）1、關(guān)于高斯定律的說法中正確的是：答：（E）2、點電荷位于立方體的中心，則通過立方體一個面的e=?若點電荷位于立方體頂角上，則一個面的e

=?qq2、點電荷位于立方體的中心，則通過立方體一個面的e=?3在一個帶正電的均勻帶電球面外，放一個電偶極子（），當(dāng)釋放后它的運動主要是（A）沿逆時針旋轉(zhuǎn)，直到沿徑向指向球面停止；（B）沿順時針旋轉(zhuǎn)，直到沿徑向指向外停止；（C）沿順時針旋轉(zhuǎn)到沿徑向指向外，同時沿電力線遠(yuǎn)離球面移動；（D）沿順時針旋轉(zhuǎn)到沿徑向指向外，同時逆電力線向著球面移動；應(yīng)選（D）3在一個帶正電的均勻帶電球面外，放一個電偶極子（），當(dāng)4

圖為一具有球?qū)ΨQ分布的E—r曲線，請指出該電場是由下列那種帶電體產(chǎn)生的。（A）半徑為R的均勻帶電球面；（B）半徑為R的均勻帶電球體；（C）半徑為R、ρ＝Ar的非均勻帶電球體；（D）半徑為Rρ＝A/r的非均勻帶電球體.RrE答案：（D）4圖為一具有球?qū)ΨQ分布的E—r曲線，請指出該電場是由下oxy方法：點電荷場強＋場強疊加原理對稱性分析：5求帶電半圓環(huán)（R、Q>0）在圓心處的場強。oxy方法：對稱性分析：5求帶電半圓環(huán)（R、Q>0）在6均勻帶電細(xì)棒（Q>0,L）延長線距細(xì)棒中心o距離為a的p點放一個點電荷q>0，求帶電細(xì)棒對q的靜電力。oxqQ、La方法：點電荷場強＋場強疊加原理6均勻帶電細(xì)棒（Q>0,L）延長線距細(xì)棒中心o距離為a7

在距無限大平面（σ）為a米遠(yuǎn)處的場強大小的一半是由平面上的一個半徑為R的園面積范圍內(nèi)的電荷所產(chǎn)生的，求該園半徑的大小。Ra方法：已知帶電體場強＋場強疊加原理7在距無限大平面（σ）為a米遠(yuǎn)處的場強大小的一半是由平面8

均勻帶電球面（R、q）直徑上有一個均勻帶電細(xì)線（λ、L），細(xì)線近端離球心r0,假設(shè)二者互不影響，求細(xì)線所受球面電荷的電場力。Rqr0L方法：積分法求細(xì)線受力8均勻帶電球面（R、q）直徑上有一個均勻帶電細(xì)線（λ、L9在靠近地面處的場強垂直于地面向下，大小約為100N/C，在離地面1.5km高的地方E大小約為25N/C,(1)試計算從地面到此高度大氣中電荷的平均體密度；（2）假設(shè)地球表面處的場強完全由均勻分布在地表面的電荷產(chǎn)生，求地面上的電荷密度。方法：高斯定律求場強9在靠近地面處的場強垂直于地面向下，大小約為100N/C10厚度為b的無限大帶電平面，其電荷體密度分布為ρ＝kx(0≤x≤b，k為常數(shù)),求（1）平板外兩側(cè)任一點P1和P2處的場強大小；（2）平板內(nèi)任一點P處的場強大?。唬?）場強為零處的點在何處？oxbP1P2P方法：電荷非均勻分布時高斯定律應(yīng)用。（1）板由許多面組成，場具有面對稱板外兩側(cè)E的大小相等，方向向外。10厚度為b的無限大帶電平面，其電荷體密度分布為ρ＝kxoxbP1P2P（2）平板內(nèi)任一點P處的場強大??；（3）場強為零處的點在何處？場強為零處的點在板內(nèi)oxbP1P2P（2）平板內(nèi)任一點P處的場強大??；（3）場強11證明題在均勻帶電球體中挖出一個以O(shè)/中心的球狀小空腔，空腔球心相對帶電球心的位置用表示，試證球形空腔內(nèi)的電場是均勻電場，其表達(dá)式為方法：填補法求場強11證明題方法：填補法求場強12

環(huán)形帶電園片（R、R/2、Q）由細(xì)繩懸掛（3R、Q）,試求園環(huán)中心處場強(環(huán)中心在繩延長線上)。3R方法：細(xì)繩和園環(huán)分別在環(huán)中心處場強的疊加。3R12環(huán)形帶電園片（R、R/2、Q）由細(xì)繩懸掛（3R、Q）,13關(guān)于靜電場中某點電勢值的正負(fù)，下列說法正確的是：（A）電勢值的正負(fù)取決于置于該點的試驗電荷的正負(fù)；（B）電勢值的正負(fù)取決于電場力對試驗電荷作功的正負(fù)；（C）電勢值的正負(fù)取決于電勢零點的選擇；(D)電勢值的正負(fù)取決于產(chǎn)生電場的電荷的正負(fù)。答案:（C）13關(guān)于靜電場中某點電勢值的正負(fù)，下列說法正確的是：答案14舉例說明在選無窮遠(yuǎn)處為電勢零點的條件下，帶正電的物體的電勢是否一定為正？電勢等于零的物體是否一定不帶電？14舉例說明在選無窮遠(yuǎn)處為電勢零點的條件下，帶正電的物體的15圖中所示為靜電場的等勢（位）線圖，已知在圖上畫出a、b兩點的電場強度，并比較它們的大?。ㄌ?lt;、＝、>）

15圖中所示為靜電場的等勢（位）線圖，已知16一均勻靜電場，，則點a（3、2）和b(1、0)之間的電勢差Uab=___?提示：16一均勻靜電場，方法:點電荷電勢＋電勢迭加原理17

電量q均勻分布長為2L的細(xì)桿上，求在桿延長線上與桿端距離為a的p點的電勢。方法:點電荷電勢＋電勢迭加原理17電量q均勻分布長為2Lr方法一：球面電勢＋迭加原理r處的電勢等于以r為半徑的球面以內(nèi)的電荷在該處產(chǎn)生的電勢1和以r為半徑的球面以外的電荷產(chǎn)生的電勢2之和：＝1＋21是R1－r球面在球面外的電勢18一個均勻帶電的球?qū)?，其電荷體密度為，球?qū)觾?nèi)表面積半徑為R1，外表面半徑為R2，設(shè)無窮遠(yuǎn)為電勢零點，求球?qū)又邪霃綖閞處的電勢。r方法一：球面電勢＋迭加原理r處的電勢等于以r為半徑的球面以全部電荷在r處產(chǎn)生的電勢為2是r—R2球面在球面內(nèi)的電勢r全部電荷在r處產(chǎn)生的電勢為2是r—R2球面在球面內(nèi)的電勢r方法二：電勢定義式法r球?qū)觾?nèi)外場強為方法二：電勢定義式法r球?qū)觾?nèi)外場強為19

三個無限長的同軸導(dǎo)體圓柱面A、B、C，半徑分別為RA、RB、RC，圓柱面B上帶電荷，A、C都接地。求B的內(nèi)表面上電荷λ1與外表面λ2之比值λ1/λ2。ABC19三個無限長的同軸導(dǎo)體圓柱面A、B、C，半徑分別為RA2.高斯定律求場強

高斯面要經(jīng)過待求點要使E從積分號提出，需滿足兩種情況之一：

（1）E在高斯面上處處相等；（2）在待求處所在面E處處相等，在其他面E與ds點積為零。

3.已知帶電體場強＋場強疊加原理

園盤（園環(huán)積分）帶電板（許多面的積分）

2.高斯定律求場強高斯面要經(jīng)過待求點3.已知帶電體場強＋帶電體的電場強度分布均勻帶電球面rER均勻帶電球體rER帶電體的電場強度分布均勻帶電球面rER均勻帶電球體rER無限長帶電直線rE無限長均勻帶電圓柱面rER無限長均勻帶電圓柱體rER無限長帶rE無限長均勻rER無限長均勻rER無限大均勻帶電平面xE無限大均勻帶電平行板xE-aa無限大均勻xE無限大均勻xE-aa均勻帶電圓環(huán)(軸線上)均勻帶電圓盤(軸線上)電偶極子在極軸延長線上在極軸中垂面上均勻帶電圓環(huán)均勻帶電圓盤電偶極子在極軸延長線上在極軸中垂面上.2反映電場性質(zhì)的基本規(guī)律.1描述電場的兩個基本物理量一、基本內(nèi)容靜電場的場強和電勢1電力線）（矢量場）（=qFErr)(200等勢面標(biāo)量場＝）（=òpppldEqArrj??)(10有源場）（=òòisqsdErre?)(02保守場）（=LldErr?∮.2反映電場性質(zhì)的基本規(guī)律.1描述電場的兩個基本物理量一、基jgradE－=rrpeperrdqrrqEEEiii的三種方法求）（===ò??rr2020?4?41jE關(guān)系與、31（）積分關(guān)系rrjldEpp=ò0?）微分關(guān)系（2jgradE－=→jE的求法與、4→eqsdEis=?òòrr0?jgradE－=rrpeperrdqrrqEEEiii的三種大學(xué)物理13習(xí)題課課件1、關(guān)于高斯定律的說法中正確的是：（A）如果高斯面上E處處為零，則該面內(nèi)必?zé)o電荷；（B）如果高斯面內(nèi)無電荷，則高斯面上E處處為零；（C）如果高斯面上E處處不為零，則該面內(nèi)必有電荷；（D）高斯定律僅適用于具有高度對稱的電場；（E）如果高斯面內(nèi)有凈電荷，則通過高斯面的電通量必不為零。答：（E）1、關(guān)于高斯定律的說法中正確的是：答：（E）2、點電荷位于立方體的中心，則通過立方體一個面的e=?若點電荷位于立方體頂角上，則一個面的e

=?qq2、點電荷位于立方體的中心，則通過立方體一個面的e=?3在一個帶正電的均勻帶電球面外，放一個電偶極子（），當(dāng)釋放后它的運動主要是（A）沿逆時針旋轉(zhuǎn)，直到沿徑向指向球面停止；（B）沿順時針旋轉(zhuǎn)，直到沿徑向指向外停止；（C）沿順時針旋轉(zhuǎn)到沿徑向指向外，同時沿電力線遠(yuǎn)離球面移動；（D）沿順時針旋轉(zhuǎn)到沿徑向指向外，同時逆電力線向著球面移動；應(yīng)選（D）3在一個帶正電的均勻帶電球面外，放一個電偶極子（），當(dāng)4

圖為一具有球?qū)ΨQ分布的E—r曲線，請指出該電場是由下列那種帶電體產(chǎn)生的。（A）半徑為R的均勻帶電球面；（B）半徑為R的均勻帶電球體；（C）半徑為R、ρ＝Ar的非均勻帶電球體；（D）半徑為Rρ＝A/r的非均勻帶電球體.RrE答案：（D）4圖為一具有球?qū)ΨQ分布的E—r曲線，請指出該電場是由下oxy方法：點電荷場強＋場強疊加原理對稱性分析：5求帶電半圓環(huán)（R、Q>0）在圓心處的場強。oxy方法：對稱性分析：5求帶電半圓環(huán)（R、Q>0）在6均勻帶電細(xì)棒（Q>0,L）延長線距細(xì)棒中心o距離為a的p點放一個點電荷q>0，求帶電細(xì)棒對q的靜電力。oxqQ、La方法：點電荷場強＋場強疊加原理6均勻帶電細(xì)棒（Q>0,L）延長線距細(xì)棒中心o距離為a7

在距無限大平面（σ）為a米遠(yuǎn)處的場強大小的一半是由平面上的一個半徑為R的園面積范圍內(nèi)的電荷所產(chǎn)生的，求該園半徑的大小。Ra方法：已知帶電體場強＋場強疊加原理7在距無限大平面（σ）為a米遠(yuǎn)處的場強大小的一半是由平面8

均勻帶電球面（R、q）直徑上有一個均勻帶電細(xì)線（λ、L），細(xì)線近端離球心r0,假設(shè)二者互不影響，求細(xì)線所受球面電荷的電場力。Rqr0L方法：積分法求細(xì)線受力8均勻帶電球面（R、q）直徑上有一個均勻帶電細(xì)線（λ、L9在靠近地面處的場強垂直于地面向下，大小約為100N/C，在離地面1.5km高的地方E大小約為25N/C,(1)試計算從地面到此高度大氣中電荷的平均體密度；（2）假設(shè)地球表面處的場強完全由均勻分布在地表面的電荷產(chǎn)生，求地面上的電荷密度。方法：高斯定律求場強9在靠近地面處的場強垂直于地面向下，大小約為100N/C10厚度為b的無限大帶電平面，其電荷體密度分布為ρ＝kx(0≤x≤b，k為常數(shù)),求（1）平板外兩側(cè)任一點P1和P2處的場強大??；（2）平板內(nèi)任一點P處的場強大??；（3）場強為零處的點在何處？oxbP1P2P方法：電荷非均勻分布時高斯定律應(yīng)用。（1）板由許多面組成，場具有面對稱板外兩側(cè)E的大小相等，方向向外。10厚度為b的無限大帶電平面，其電荷體密度分布為ρ＝kxoxbP1P2P（2）平板內(nèi)任一點P處的場強大??；（3）場強為零處的點在何處？場強為零處的點在板內(nèi)oxbP1P2P（2）平板內(nèi)任一點P處的場強大??；（3）場強11證明題在均勻帶電球體中挖出一個以O(shè)/中心的球狀小空腔，空腔球心相對帶電球心的位置用表示，試證球形空腔內(nèi)的電場是均勻電場，其表達(dá)式為方法：填補法求場強11證明題方法：填補法求場強12

環(huán)形帶電園片（R、R/2、Q）由細(xì)繩懸掛（3R、Q）,試求園環(huán)中心處場強(環(huán)中心在繩延長線上)。3R方法：細(xì)繩和園環(huán)分別在環(huán)中心處場強的疊加。3R12環(huán)形帶電園片（R、R/2、Q）由細(xì)繩懸掛（3R、Q）,13關(guān)于靜電場中某點電勢值的正負(fù)，下列說法正確的是：（A）電勢值的正負(fù)取決于置于該點的試驗電荷的正負(fù)；（B）電勢值的正負(fù)取決于電場力對試驗電荷作功的正負(fù)；（C）電勢值的正負(fù)取決于電勢零點的選擇；(D)電勢值的正負(fù)取決于產(chǎn)生電場的電荷的正負(fù)。答案:（C）13關(guān)于靜電場中某點電勢值的正負(fù)，下列說法正確的是：答案14舉例說明在選無窮遠(yuǎn)處為電勢零點的條件下，帶正電的物體的電勢是否一定為正？電勢等于零的物體是否一定不帶電？14舉例說明在選無窮遠(yuǎn)處為電勢零點的條件下，帶正電的物體的15圖中所示為靜電場的等勢（位）線圖，已知在圖上畫出a、b