大学物理静电力学11章习题课.ppt

静电学习题课 （2） 基本理论 静电平衡下的导体 ①静电平衡条件 a ）导体内部场强为零； b ）导体表面场强处处与表面垂直。 a） 导体是等势体，导体表面是等势面； b）导体内部无净电荷，电荷只分布在导体表面上； c） 导体表面附近点的场强垂直导体表面，且与该处 电荷面密度成正比。 ②静电平衡条件下导体性质 有介质时的静电场 相关物理量 有介质时的基本规律 高斯定理 静电场的性能方程 电位移矢量 极化强度矢量 极化电荷面密度 环路定理 电容器 静电场能量 基本物理量 电容 能量密度 电场总能量 电容器的联接 并联 串联 ② ① ② ① 基本计算 1 ) 静电平衡条件。 2 ) 电荷守恒定律。 3 ) 叠加原理。 1 ) 静电平衡条件。 2 ) 电势为零。 3 ) 叠加原理。 有导体时静电场的分析与计算 有介质时静电场的分析与计算 1）由有介质时的高斯定理，求出 的分布。 电容器电容的计算 1）设两极板带上正、负电荷。2）求出导体间场强的分布。 3）求出两极板间的电势差。4） 由电容的定义式求电容。 习 题 静电平衡下的导体 1、将一个试验电荷q0（正电荷）放在带有负电荷的大导体附近P点处，测得它受的力为F．若考虑到电量q0不是足够小， 则 A）F/q0比P点处原先的场强数值大． B）F/q0比P点处原先的场强数值小． C）F/q0等于原先P点处场强的数值． D）F/q0 与P点处场强数值关系无法确定． √ [分析] 由于静电感应现象，带有负电的导体在靠近试探电荷（正电荷）的一侧会感应出负电荷，因此试探电荷所在处的场强要比原来的数值大。 F / q0 表示 P 点的场强。 2、一封闭的导体球壳A内有两个导体B和C。 A、C 不带电，B 带正电，则A、B、C 三导体的电势UA、UB、UC 的大小关系是： A) B) C) D) [分析] 电势沿电场线方向降低。 √ 3、A、B 为导体大平板，面积均为S ，平行放置，A 板带电荷+Q1，B 板带电荷+Q2，如果使B 板接地，则AB间电场强度的大小E 为 √ [分析] 无限大带电导体板电场的基本规律。 4、一带电量为q 的导体球壳，内半径为R1，外半径为R2，壳内有一电量为q 的点电荷，若以无穷远处为电势零点，则球壳的电势为 √ [分析]空间某点的电势等于所有带电体产生电势的叠加。 5、在一点电荷 q 产生的静电场中，一块电介质如图放置，以点电荷所在处为球心作一球形闭合面S，则对此球形闭合面： A) 高斯定理成立，且可用它求出闭合面上各点的场强。 B) 高斯定理成立，但不能用它求出闭合面上各点的场强。 由于电介质不对称分布，高斯定理不成立。 即使电介质对称分布，高斯定理也不成立。 [分析] 高斯定理的使用范围。 √ 有电介质时的静电场 6、两点电荷在真空中相距为 r1 时的相互作用力等于它们在某一无限大各向同性均匀电介质中相距为 r2 时的相互作用力， 则该电介质的相对电容率 εr = 。 [分析] 真空中 介质中 7、一平行板电容器，两板间充满各向同性的均匀电介质，已知相对电容率为εr 。若极板上的自由电荷面密度为σ，则介质中电位移的大小D = _______，电场强度的大小E = _______。 [分析] 8、一平行板电容器中充满相对介电常量为εr 的各向同性均匀电介质。已知介质表面极化电荷面密度为±σ′，则极化电荷在电容器中产生的电场强度的大小为 √ [分析] 极化电荷在空间产生电场的性质与自由电荷相同。 9、一个平行板电容器，充电后与电源断开，当用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大，则两极板间的电势差、电场强度的大小E、电场能量W 将发生如下变化： A）U12减小， E 减小，W 减小 B）U12增大， E 增大， W 增大． C）U12减小， E 不变， W 不变． D）U12增大， E 不变， W 增大． 电容器 [分析] √ 10、一平行板电容器充电后仍与电源连接，若用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大，则极板上的电荷Q、电场强度的大小E和电场能量W将发生如下变化 A） Q增大，E增大，W增大。