靜電學小結10

2021-09-28 18:25:56 字數 1468 閱讀 6979

解: (1)中垂直面上的一點的 e,

中垂直面上一點e的大小與到場點距離的立方成反比,其方向與電矩的指向相反。

(2)求電偶極子連線的延長線上一點的e。

忽略高次項

再考慮其方向以及 ,則電偶極子連線上的一點的場強為:

[例8-2]:真空中一均勻帶電直線,單位長度帶電量為,求直線外 p 點的 e 。(p 點到線的垂直距離為 a,p 點與帶電直線兩端的連線與直線的夾角分別為 θ1 和 θ2)

[例8-3]:求均勻帶電圈環軸線上 p 點的場強 e。(設環的半徑 r,所帶電量 q,環心到 p 點距離 x)

由對稱性知,環上各 dl 在 p 點的場強與軸線相垂直的分量相消,沿軸線方向的相加強。

[例8-4]:求點電荷 q 所激法的電場,通過以 q 為球心,r 為半徑的球面的 e 通量。

如果 q1=-q2 ,則

[例8-6] 定理的證明

先看只有乙個點電荷 q 所激發的場。

(c)任意閉合曲面不包圍 q 的話,由於電力線的連續不中斷性,必然進出數目相等。這時:

[例8-7]:求均勻帶電球面內、外的場強分布。已知球面帶電量為 q , 半徑為 r .

[例8-8]:均勻帶電球體內、外的場強分布。已知球面帶電量為 q , 半徑為 r .

[例8-9]:均勻帶電的無限直長圓柱體,半徑為 r ,電荷體密度為 ρ,求圓柱體內、外的場強分布。

[例8-10]:無限大均勻帶電平面的場強分布,電荷面密度 σ 。

思考:能用高斯定理求有限長直均勻帶電線的電場分布問題嗎?

電場的分布不具有軸對稱性嗎? 不是。 高斯定理在這種情況下不成立嗎? 不是。

原因是,在所做的高斯面,通過上、下底面的通量不一定為零,同時側面的 e 不是恒量,不能抽出積分號外。

[例8-11]:點電荷和相距為 r ,求該電荷系統的電勢能 w

解: 電荷 q 在靜電場中 a 點的電勢能,為將 q 從 a 點移到無窮遠,靜電力所作的功。

電荷 q2 在 q1 所激發的電場中受力為

將 q2 從現位置 a 點移到無窮遠,靜電力所作的功

這就是相距為 r 的點電荷 q1 和 q2 之間的電勢能 w

[例8-12]:點電荷 q 所激發的電場的 v分布( 距 q 為 r 處的 v )

單個點電荷的電勢分布:與 r 的一次方成反比, r 相同處 v 相同,等勢面為球面。

[ 例8-13]: 真空中有一均勻帶電球體,球的半徑為 a ,總電荷量為 q ,求球內、外的電勢分布。

解:由高斯定理可求出 e 的分布:

球體外區域:

[例8-14]:求均勻帶電球面內、外的電勢分布(球面所帶的總電荷量為 q ,半徑為r,)。 解:用高斯定理求出 e 的分布。

[例8-15]:求均勻帶電圈環軸線上 p 點的電勢 v.設環的半徑 r,所帶電量 q,環心到 p 點距離 x

[例8-16]:求一均勻帶電圓環軸線上的一點的電勢,再由 e 、v 的微分關係求電場強度(帶電圓環的半徑為 r,帶電量為 q,圓心到場點的距離為 x )

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