习题课选讲例题.ppt

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1、例 一导体球半径为 R,带电量 q,在离球心 O 为 r(r R)处一点的电势为(设“无限远”处为电势零点)(A)0(B)(C)(D),例 两个均匀带电同心球面,半径分别为 R1 和 R2,所带电量分别为 Q1 和 Q2,设无穷远处为电势零点,则距球心 r 的 P 点(R1 r R2)电势为(A)(B)(C)(D),例两个半径相同的金属球,一为空心,一为实心,两者的电容值相比较(A)空心球电容值大(B)实心球电容值大(C)两球电容值相等(D)大小关系无法确定,例:已知 A、B 两球半径之比为 2/1,A 球带电 Q,B 球不带电,现使两球接触再分开,当 A、B 相距 d 时,求:两球间的静电力

2、,两球的电能之比。(d R),解 接触时,两球电势相等,球形导体的电容,例:如图将一负电荷从 a 点经任意路径到 b 点,问电场力的功的正负?判断 a,b 点电势的高低?,答:,例两块平行的导体板,面积为S,其线度比两板间距离大得多,若两板分别带正 的电量,(1)求每块板表面的电荷面密度;,解(1)根据电荷守恒定律,有,高斯定理,(a)将 代入上面一组解,有,(b)将 代入上面一组解,有,(2)若,每块板表面的电荷面密度是多少?若 呢?,例 有一外半径 和内半径 的金属球壳,在球壳内放一半径 的同心金属球,若使球壳和金属球均带有 的正电荷,问 两球体上的电荷如何分布?球心的电势为多少?,解 根

3、据静电平衡的条件求电荷分布,作球形高斯面,作球形高斯面,根据静电平衡条件,解,单位长度的电场能量,例有一半径为的金属球,带有电荷,现把一个原来不带电的且半径为的金属球(厚度不计)同心的罩在球的外面,(1)求距球心 的点的电势,以及距球心的点的电势(2)用导线把和连接起来,再求点和点的电势,解(1)由可得,则,(2),则,例 平行平板电容器的极板是边长为 的正方形,两板之间的距离.如两极板的电势差为,要使极板上储存 的电荷,边长 应取多大才行.,解,例 把一块相对电容率 的电介质,放在极板间相距 的平行平板电容器的两极板之间.放入之前,两极板的电势差是.试求两极板间电介质内的电场强度,电极化强度

4、,极板和电介质的电荷面密度,电介质内的电位移.,解,例 一空气平行板电容器,空气层厚1.5cm,两极板间电压为40kV,若空气的击穿场强为,该电容器会被击穿吗?现将一厚度为0.30cm的玻璃板插入此电容器,并与两极板平行,若该玻璃板的相对电容率为7.0,击穿电场强度为.则此时电容器会被击穿吗?,解 设空气层的厚度 d=1.5cm,玻璃板的厚度b=0.30cm,未插入玻璃板时,电容器内的电场强度为,电容器不会被击穿,插入玻璃板后,空气间隙中的电场强度,空气层被击穿,40kV电压全部加在玻璃板两侧,此时玻璃板内的场强,玻璃相继被击穿,电容器完全被击穿.,例 计算均匀带电导体球以及均匀带电球体的静电能设球半径为,带电总量为q周围为真空,解(1)导体球:电荷分布在球表面,显然:,思考:若周围不是真空,而是充满相对电容率为的电介质,应如何求解?,(2)球体,例 一平行平板电容器充满两层厚度各为 和 的电介质,它们的相对电容率分别为 和,极板面积为.求(1)电容器的电容;(2)当极板上的自由电荷面密度的值为 时,两介质分界面上的极化电荷面密度.,解(1),(2),

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