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《作業(yè)靜電作業(yè)》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第一次習(xí)題課(靜電)庫侖定律小結(jié):靜電場性質(zhì)保守力移動電荷做功F[例題1]設(shè)電偶極子的兩電荷-q和+q間的距離為l,求距離電偶極子遠處的電勢分布。[解]10設(shè)場點P到的距離分別為和,則單獨存在時P點的電勢為.根據(jù)電勢疊加原理,有.電偶極子的中點O到場點P的距離為r,按題意,于是有:,;,.將它們代入U的表達式,可得,電偶極子在遠處的性質(zhì)是由它的電偶極矩決定的。[例題二]設(shè)想一厚度均勻的曲面薄殼,兩面帶有符號相反的面電荷——電偶極層,如圖,求P點的電勢。解:10從圖中看:為矢徑r與dS法線n之間的夾角,于是有,代入定義:電偶極層強
2、度——單位面積上的電偶極矩討論:1)電偶極層的電勢和場強只與對場點所張的立體角有關(guān);2)幾何上決定,電偶極層兩側(cè)立體角有的躍變:負電荷一側(cè):;正電荷一側(cè):10具體考察圖中兩點,當該兩點趨于偶極層表面時,相對應(yīng)的立體角之差:電偶極層兩側(cè)的電勢躍變:[例題三]三個點電荷q1、q2、q3沿一條直線分布,已知其中任一點電荷所受合力均為零,且q1=q3=Q。求在固定q1、q3的情況下,將q2從o→¥,外力需作功A=??矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。aaq1q2q3xo解:由已知q1所受靜電力得[例題四]有兩個點電荷帶電量為nq和-q(n>1),相
3、距d,證明電勢為零的等勢面為一球面。10nqqdxzy解:空間任一點電勢得到:上式為球面方程:球心坐標:球面半徑:10[例題五]無限長共軸直圓筒,半徑為R1,R2,均勻帶正電,單位長度電量分別為l1,l2,設(shè)外筒電勢為0,求各區(qū)域內(nèi)的電勢分布,以及兩筒間的電勢差。聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。R1R2Ol1l2解:電場具有對稱性,利用疊加原理求場強:當rR2時,然后用線積分求電勢分布,(1)當rR2時
4、筒間電勢差,即r=R1處的電勢[例題六]已知:△S是閉合曲面的一部分,面內(nèi)無凈電荷,電場線穿過該閉合面。穿過△S部分的電場通量△f1,求:通過其余部分的電場通量△f2殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟。解:由高斯定理10[例題七]電量q均勻分布在長為2L的細棒上,求:細棒延長線上距細棒中心b處P¢點的電勢。10[例題八](僅供演示,實際情況不僅要考慮相互能,而且要考慮自能)設(shè)有兩個完全相同的金屬小球,半徑為R,帶同種電荷,Q1=q,Q2=5q,,相距r(r>>R)。現(xiàn)保持Q1不動,將Q2極緩慢地移近Q1,并觸碰一下,再將Q2極緩慢地移回到原位
5、置。該過程中:釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。1)人對金屬小球做正功還是作負功?2)系統(tǒng)的電勢能是增加了還是減少了?解法一:取無限遠處電勢為零移動前系統(tǒng)的電勢能接觸后,電荷重新分布移至原位后,系統(tǒng)的電勢能系統(tǒng)電勢能的增量u系統(tǒng)的電勢能增加了u根據(jù)能量守恒定律,外力對系統(tǒng)作正功======備用=============[例題1]一示波器中陽極A和陰極K之間的電壓是103000V,試求陰極發(fā)射的電子到達陽極時的速度,設(shè)電子從陰極出發(fā)時初速為零。[解]電子帶負電,,所以它沿電勢升高的方向加速運動,即從陰極K出發(fā)到達陽極A.于是,.電場力作功使電
6、子動能增加,因此電子到達陽極時獲得的動能為.又,電子質(zhì)量,所以電子到達陽極時的速率為.元電荷是電子和質(zhì)子等微觀粒子帶電的基本單位。任何一個帶有電量e的粒子,只要飛越一個電勢差為1V的區(qū)間,電場力就對它作功彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。,從而該微觀粒子本身就獲得了這么多的能量。在近代物理學(xué)中,常把這個能量稱為1eV(電子伏特),即.[例題2]如圖所示,水分子可以近似看作為電偶極矩p=6.2×10-30C·m的電偶極子。有一電子放在電偶極矩的延長線、距電偶極矩中心O為5×10-10m的點A上。求電子的勢能和作用在電子上的力。謀蕎摶篋飆鐸懟類
7、蔣薔。10解電子在A點的電勢能為電子在分子電偶極子電場中所受的力為10