第二课堂___静电场(三)

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高二物理静电场教案5篇

高二物理静电场教案5篇

高二物理静电场教案5篇教案要能够理论联系实际,通过典型事例研究分析,揭示学科相关基本理论、基本方法的实质和价值及明确的应用方向。

这里由小编给大家分享高二物理静电场教案,方便大家学习。

高二物理静电场教案篇1一、磁化和退磁说明:缝衣针、螺丝刀等钢铁物体,与磁铁接触后就会显示出磁性,我们把钢性材料与磁铁接触后显示出磁性的现象称之为磁化说明:原来有磁性的物体,经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用,就会失去磁性,这种现象叫做退磁说明:铁、钴、镍以及它们的合金.还有一些氧化物,磁化后的磁性比其他物质强得多,这些物质叫做铁磁性物质,也叫强磁性物质二、磁性材料的发展阅读三、磁记录阅读四、地球磁场留下的记录阅读五、磁性材料磁化和退磁1、磁化:钢性材料与磁铁接触后显示出磁性的现象2、退磁:原来有磁性的物体,经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用,就会失去磁性3、铁磁性物质(强磁性物质):铁、钴、镍以及它们的合金.还有一些氧化物,磁化后的磁性比较强4、磁化和退磁解释:物质是由原子构成的,原子是由原子核和电子构成,电子绕核旋转,这就相当于一个小磁体,称之为磁畴,磁化前,各个磁畴的磁化方向不同,杂乱无章地混在一起,各个磁畴的作用在宏观上互相抵消,物体对外不显磁性。

磁化过程中,由于外磁场的影响,磁畴的磁化方向有规律地排列起来,使得磁场大大加强。

这个过程就是磁化的过程,高温下,磁性材料的磁畴会被破坏.在受到剧烈震动时,磁畴的排列会被打乱,这些悄况下材料都会产生退磁现象。

高二物理静电场教案篇2【教学目标】(一)知识与技能1.知道两种电荷及其相互作用.知道电量的概念。

2.知道摩擦起电,知道摩擦起电不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开。

3.知道静电感应现象,知道静电感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开。

4.知道电荷守恒定律。

5.知道什么是元电荷。

(二)过程与方法1. 通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷。

人教版第二册必修静电场教案

人教版第二册必修静电场教案

深刻明白得静电场的三个特性和两个形象化描述手腕上海市大同中学 宋淑光静电场涉及的大体概念比较多,而且又抽象,应增强对它们的明白得和应用.(一)明确静电场的物质特性。

静电场是存在于电荷周围的一种特殊物质,是物质的一种形态,只要有电荷就有电场这种物质,它的存在是通过对放入电场中的电荷受电场力的作用表现出来的。

不管电场中是不是放入电荷,但电场这种物质都是客观存在的。

(二)明确静电场的力特性。

电场的大体特性是对放入电场的电荷有电场力的作用。

电场具有力的性质。

为了描述这种特性引入电场强度这一概念。

关于电场强度的经常使用公式有三个:q F E =、2rQ k E =和d UE =.可从物理意义、引入进程及适用范围三个方面进行比较.qFE =是电场强度的概念式.引入查验电荷q 是为了研究电场的力的性质.事实上场强的大小跟查验电荷的电量q 的大小无关,场壮大小反映了电场的强弱,由电场本身的性质决定.那个公式适用于一切电场,包括转变磁场所产生的感应电场.2r QkE =是真空中的点电荷Q 产生的场强的决定式,即场壮大小跟场源电荷的电量Q 成正比,跟离场源电荷的距离r 的平方成反比.它是依照概念式qFE =和库仑定律公式推出的.它只适用于点电荷在真空中所产生的电场.dU E AB=,其中d 是A 、B 两点沿场强方向的距离.公式反映了匀强电场中场强跟电势差的关系.它是在匀强电场中依照求功公式和AB qU W =电导出的.因此那个公式只适用于匀强电场.【例1】:如图所示的是在一个电场中的a 、b 、c 、d 四个点别离引入查验电荷时,电荷所受的电场力F 跟引入的电荷电量之间的函数关系。

下列是说法正确的是 A 、 该电场是匀强电场 B 、 a 、b 、c 、d 四点的电场强度大小关系是E d >E b >E a >E cC 、 这四点的场壮大小关系是E b >E a >E c >E dD 、 无法比较E 值大小 解答:关于电扬中给定的位置,放入的查验电荷的电量不同,它受到的电场力不同,可是电场力F 与查验电荷的电量q 的比值F/q 即场强E 是不变的量,因为F=Eq ,因此F 跟q 的关系的图线是一条过原点的直线,该直线的斜率的大小即表示场强的大小,由此可得出E d >E b >E a >E c 。

大学物理静电场知识点全面概括

大学物理静电场知识点全面概括
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大学物理静电场知识点全面概括
导体在静电场中会产生静电 感应现象,导致导体表面的 电荷重新分布
导体内部的电场分布满足拉 普拉斯方程,可以通过解拉 普拉斯方程得到导体内部的 电场分布情况
电解质在静电场中的行为
这一现象可以用高斯定理和 电场强度的环路定理进行解 释
导体表面的电荷分布
极化现象
导体内部的电场分布
大学物理静电场知识点全面概括
电场强度的大小和方 向可以表示电场的强 弱和方向
电势的大小和方向可 以表示电场的高低和 方向
电场线密度越大的地 方,电场强度越大
电势 电场线 电场力的计算
电势是指单位电荷在 电场中具有的能量, 用V表示
电场线是一种形象化 的描述电场的方法, 可以用于表示电场的 强弱和方向
大学物理静电场知识点全面概括
本文对静电场的知识点进行了全面概括,旨在帮助学生更好地理解和掌握这一知识点 在未来的学习中,我们可以进一步探讨静电场在不同领域的应用,为实际问题的解决提供有力的理论支 持 ② 静电场中的导体与电解质知识点全面概括 摘要 静电场中的导体与电解质是大学物理中的重要知识点,涵盖了导体和电解质在静电场中的行为、极化现 象、静电感应现象等 本文将对这些知识点进行全面概括,以帮助学生更好地理解和掌握这一知识点 绪论 研究背景
电场力的计算可以利 用库仑定律进行,即 F=qE
大学物理静电场知识点全面概括
其中,F为电场力,q为 电荷量,E为电场强度
电场强度和电势都是标 量场,可以利用梯度、 旋度等操作符对其进行 描述
电场线的密度和方向可 以表示电场的分布情况
静电场的描述方法 矢量场描述 静电场的性质
标量场描述
电场线是一种矢量场描 述方法,可以用于表示 电场的强弱和方向

大学物理课件静电场

大学物理课件静电场

大学物理课件:静电场一、静电场的基本概念1.1电荷电荷是物质的一种属性,是带电粒子的基本单位。

根据电荷的性质,电荷可分为正电荷和负电荷。

自然界中,已知的电荷只有两种:电子和质子。

电子带负电,质子带正电。

电荷的量是量子化的,即电荷量总是元电荷的整数倍。

1.2静电场(1)存在势能:在静电场中,电荷之间存在电势差,电荷在电场中移动时会受到电场力的作用,从而具有势能。

(2)叠加原理:静电场中,任意位置的电场强度是由所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和。

(3)保守性:静电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,因此静电场是保守场。

1.3电场强度电场强度是描述电场中电荷受力大小的物理量。

电场强度E的定义为单位正电荷所受到的电场力F,即E=F/q。

电场强度是矢量,方向与正电荷所受电场力方向相同。

在国际单位制中,电场强度的单位为牛/库仑(N/C)。

二、库仑定律2.1库仑定律的表述库仑定律是描述静止电荷之间相互作用的定律。

库仑定律表明,两个静止点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比,作用力在它们的连线上。

2.2库仑定律的数学表达式设两个点电荷的电荷量分别为q1和q2,它们之间的距离为r,则它们之间的相互作用力F可以用库仑定律表示为:F=kq1q2/r^2其中,k为库仑常数,其值为8.9910^9N·m^2/C^2。

2.3电场强度的计算根据库仑定律,可以求出单个点电荷产生的电场强度。

设一个点电荷q产生的电场强度为E,则距离该电荷r处的电场强度E 为:E=kq/r^2三、电势与电势差3.1电势电势是描述电场中某一点电荷势能的物理量。

电势的定义为单位正电荷从无穷远处移到该点时所做的功W,即V=W/q。

电势是标量,单位为伏特(V)。

3.2电势差的计算电势差是描述电场中两点间电势差异的物理量。

电势差U的定义为单位正电荷从一点移到另一点时所做的功W,即U=W/q。

电势差是标量,单位为伏特(V)。

高中物理静电场讲解

高中物理静电场讲解

高中物理静电场讲解一、教学任务及对象1、教学任务本次教学任务为高中物理中的静电场讲解。

静电场是电磁学的基础内容,是高中物理教学的重要组成部分。

通过本节课的学习,学生应掌握静电现象的基本原理,理解电荷、电场、电势等概念,并学会运用相关公式进行问题的分析与计算。

2、教学对象教学对象为高中二年级学生。

经过之前的学习,他们已经掌握了基本的力学、光学知识,具备一定的物理学习基础。

但在静电场这一章节,学生可能会对抽象的概念和理论感到难以理解,因此需要教师运用生动形象的教学方法和策略,帮助学生消化吸收。

在教学过程中,要注意引导学生的思维从直观现象过渡到抽象理论,培养他们运用物理知识解决实际问题的能力。

同时,关注学生的个体差异,针对不同学生的学习需求,提供有针对性的指导,使他们在静电场的学习中取得良好的效果。

二、教学目标1、知识与技能(1)理解电荷守恒定律,掌握电荷的基本性质和分类。

(2)掌握静电场的基本概念,了解电场强度、电势、电势差等物理量的定义及其物理意义。

(3)学会运用库仑定律、电场强度和电势的公式进行相关问题的分析与计算。

(4)了解静电场中的导体、绝缘体和半导体等特性,以及静电感应现象。

(5)培养学生运用物理知识解决实际问题的能力,提高学生的科学思维和创新能力。

2、过程与方法(1)通过实验、观察和讨论,引导学生从直观现象中发现问题,培养他们提出问题的能力。

(2)采用讲授、案例分析、小组合作等教学方法,帮助学生掌握静电场的基本概念和理论。

(3)运用问题驱动、探究式学习等策略,激发学生的思考,培养他们分析问题和解决问题的能力。

(4)鼓励学生进行课堂讨论,分享学习心得,提高学生的沟通能力和团队合作精神。

3、情感,态度与价值观(1)培养学生对物理学科的兴趣,激发他们探索自然现象的欲望。

(2)通过静电场的学习,使学生认识到物理知识在生活中的实际应用,增强他们的实践意识。

(3)培养学生严谨的科学态度,让他们明白科学研究中实证和逻辑推理的重要性。

大学物理静电场课件

大学物理静电场课件

大学物理静电场课件1.引言静电场是物理学中的一个重要概念,它涉及到电荷、电场、电势等基本物理量。

在大学物理课程中,静电场是一个重要的学习内容,本课件旨在帮助大家更好地理解和掌握静电场的基本原理和计算方法。

2.静电场的基本概念2.1电荷电荷是物质的一种基本属性,它可以分为正电荷和负电荷。

自然界中存在两种电荷,分别是正电荷和负电荷。

电荷的量度单位是库仑(C),1库仑等于1安培·秒。

2.2电场电场是指电荷周围空间里存在的一种特殊物质,它具有力和能量等物理属性。

电场的强度用电场强度E表示,单位是牛顿/库仑(N/C)。

电场强度E的方向与正电荷所受的电场力方向相同,与负电荷所受的电场力方向相反。

2.3电势电势是指单位正电荷在电场中所具有的势能。

电势的大小用V 表示,单位是伏特(V)。

电势具有相对性,即电势的值取决于参考点的选择。

在物理学中,通常取无穷远处或大地作为零电势点。

3.静电场的计算方法3.1点电荷的电场和电势对于点电荷,其电场强度E和电势V的计算公式分别为:E=kQ/r^2V=kQ/r其中,k为库仑常数,其值为8.9910^9N·m^2/C^2;Q为点电荷的电量,单位为库仑(C);r为点电荷到计算点的距离,单位为米(m)。

3.2电偶极子的电场和电势电偶极子是由两个等量异号电荷组成的系统。

电偶极子的电场强度E和电势V的计算公式分别为:E=kp/r^3V=kpcosθ/r其中,p为电偶极子的电偶极矩,其值为Qd,Q为电荷量,d为电荷之间的距离;θ为电偶极矩与电场线方向的夹角;r为电偶极子到计算点的距离。

3.3静电场的边界条件静电场的边界条件是指在两种不同介质分界面上,电场强度和电势的变化规律。

静电场的边界条件包括:(1)电场强度E的切向分量连续;(2)电场强度E的法向分量不连续,其跳跃量为:ΔE_n=σ/ε_0其中,σ为分界面上自由电荷的面密度,ε_0为真空的电容率,其值为8.8510^-12C^2/N·m^2。

静电场(全课件)

静电场(全课件)
PA R T. 0 1
静电场(全课件)
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CONTENTS
目录
静电场的 简介
电场的基 本概念
静电场的 计算方法
静电场的 实际应用
静电场的 未来发展
PA R T. 0 2
静电场的简介
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静电场的定义
静电场是保守场,即电场力做功与路径无关,只与 初末位置的电势差有关。 静电场是由静止电荷产生的电场,其电场线从正电 荷出发,终止于负电荷或无穷远处。
定义
电场强度是描述电场中电场力性质的物理量, 用矢量表示,单位为牛/库或伏/米。
计算公式
在点电荷产生的电场中,电场强度的大小等 于点电荷的电量与距离的平方的比值,方向 由点电荷指向其周围的电场线。
电场强度的叠加原理
在空间中某一点的电场强度等于各个点电荷 在该点产生的电场强度的矢量和。
电势
电势是描述电场中电势能性质的物 理量,用标量表示,单位为伏特。
电场的基本概念
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电场线
电场线是用来描述电场分布的假想线,其 密度表示电场强度的大小。 描述电场分布 电场线的方向 电场线的切线 电场线的方向与电场强度矢量方向一致, 从正电荷或无穷远指向负电荷或无穷远。 电场线的切线方向表示电场强度的方向, 切线的长度表示电场强度的大小。
电场强度
离子交换 离子交换是一种常用的水处理技术,通过电场的 作用,使带电离子在电场中发生定向迁移,从而 实现离子的交换和去除。
电场在生物医学中的应用
医学成像
01
医学成像技术如X光、CT等利用电场的作用,使不同物质在电
场中的吸收和散射程度不同,从而实现医学成像。
电刺激细胞

大学物理教案静电场

大学物理教案静电场

课时:2课时教学目标:1. 理解电荷、电场和电势等基本概念;2. 掌握静电场的基本性质和规律;3. 能够运用静电场的相关公式进行计算;4. 培养学生分析问题、解决问题的能力。

教学重点:1. 静电场的基本性质和规律;2. 静电场的计算方法。

教学难点:1. 静电场中电势的计算;2. 静电场中的高斯定理和环路定理。

教学过程:第一课时一、导入1. 回顾电荷、电场和电势等基本概念;2. 引入静电场的研究背景和意义。

二、新课讲授1. 静电场的基本性质:(1)静电场是保守场,由静电场的环路定理体现;(2)静电场是有源场,由高斯定理体现;(3)静电场中电场线从正电荷发出,指向负电荷。

2. 静电场的基本规律:(1)库仑定律:描述两个静止点电荷之间的相互作用力;(2)电场强度定义式:描述电场在某一点的强度;(3)点电荷激发的电场强度:描述单个点电荷在某一点的电场强度;(4)电场强度叠加原理:描述多个电荷在某一点的电场强度。

三、课堂练习1. 根据库仑定律,计算两个点电荷之间的相互作用力;2. 根据电场强度定义式,计算电场在某一点的强度;3. 根据点电荷激发的电场强度,计算单个点电荷在某一点的电场强度。

四、小结1. 总结静电场的基本性质和规律;2. 强调静电场计算方法的重要性。

第二课时一、导入1. 回顾静电场的基本性质和规律;2. 引入静电场中的电势和电势差。

二、新课讲授1. 静电场中的电势:(1)电势的定义:描述电场中某一点的电势能;(2)电势的计算:根据电势的定义,计算电场中某一点的电势;(3)电势叠加原理:描述多个电荷在某一点的电势。

2. 静电场中的电势差:(1)电势差的定义:描述电场中两点之间的电势差;(2)电势差的计算:根据电势差的定义,计算电场中两点之间的电势差。

三、课堂练习1. 根据电势的定义,计算电场中某一点的电势;2. 根据电势叠加原理,计算多个电荷在某一点的电势;3. 根据电势差的定义,计算电场中两点之间的电势差。

3-1静电场教案讲义

3-1静电场教案讲义

3-1静电场教案讲义 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN静电场一、静电现象与产生1.静电产生(1)使物体带电的三种方式微观解释①摩擦起电:通过两种不同的物体相互摩擦是物体带电得失电子②接触带电:通过与带电导体接触时物体带电方式电荷转移③感应起电:通过静电感应使物体带电的方式电荷间相互作用(2)带电体的电性①丝绸摩擦过的玻璃棒带正电②毛皮摩擦过的橡胶棒带负电(3)三种起电方式比较2.电荷守恒定律①内容:电荷既不能创造也不能消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移过程中电荷总量保持不变。

②理解:a.电荷守恒定律是自然界最基本的定律之一b.两物体之间或物体各部分之间转移的是电子c.起电过程的实质是物体中正、负电荷的分离和转移的过程,电荷发生转移或分离后由于剩余的正负电荷的代数和不为零,从而对外显电性,那种电荷量多,显哪种电性d.电荷中和,实质是等量的正电荷和负电荷代数和为零从而不显电性,而不是电荷消失3.几个小球电量分配问题①两个完全相同的带电金属球接触后再分开,电荷量Q A’’=Q B ’=2QQ BA,代入电荷量数值时将电性符号一起带入进行代数运算②三个完全相同的带电金属球接触后在分开,先用公式计算两个,结果再和第三个小球用公式计算二、静电力、库仑定律1.静电力与点电荷模型(1)静电力:静止的带电体之间的相互作用(2)点电荷:把本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体称为点电荷①理解a.点电荷是物理模型,只有电荷量,没有大小和形状的理想化模型,类比质点b.把带电体看成点电荷的条件:带电体间的距离比它们自身大小大得多;c.点电荷只具有相对意义,一个物体能否看成是点电荷要看其具体问题,不能凭带电体自身的大小和形状2.库仑定律(1)内容:真空中两个点电荷之间的相互作用力F 的大小,跟它们的电荷量Q 的乘积成正比,跟他们的距离r的平方成反比,作用力的方向沿着它们的连线。

大学物理课件静电场

大学物理课件静电场

大学物理课件静电场大学物理课件:静电场一、引言静电场是物理学中的一个重要概念,它描述的是电荷在空间中产生的电场对其他电荷的作用力。

在我们的日常生活中,静电现象随处可见,如静电吸附、静电感应等。

本篇课件将介绍静电场的基本概念、性质和规律,并通过实例说明静电场的实际应用。

二、静电场的定义与性质1、静电场的定义静电场是指由静止电荷在空间中产生的电场。

在静电场中,电场强度E和电势V是描述电场特性的两个基本物理量。

2、静电场的性质(1)电场强度E是矢量,具有方向和大小。

在真空中,电场强度E 与电荷q成正比,与距离r的平方成反比。

(2)电势V是一个标量,它描述了电荷在电场中的相对位置。

在真空中,电势V与电荷q无关,只与距离r有关。

三、库仑定律与高斯定理1、库仑定律库仑定律是描述两个点电荷之间的作用力的定律。

在真空中,两个点电荷之间的作用力F与它们的电量q1和q2成正比,与它们之间的距离r的平方成反比。

2、高斯定理高斯定理是描述穿过一个封闭曲面的电场线数与该曲面所包围的电荷量之间的关系。

在真空中,穿过一个封闭曲面的电场线数N与该曲面所包围的电荷量Q成正比,与距离r的平方成反比。

四、静电场的实际应用1、静电除尘器静电除尘器是一种利用静电场对气体中的粉尘颗粒进行吸附的装置。

在静电除尘器中,带电的粉尘颗粒在电场力的作用下被吸附在收集器壁上,从而达到净化气体的目的。

2、静电复印机静电复印机是一种利用静电场对光敏材料进行成像的装置。

在静电复印机中,光敏材料上的电荷分布会根据光学图像产生变化,从而形成静电潜像。

这个潜像可以通过墨粉显影或热转印等方式转化为可见图像。

大学物理静电场课件一、静电场的基本概念1、静电场:静电场是静止电荷在其周围空间产生的电场。

2、静电场的特性:静电场具有“高斯定理”和“环路定理”两个基本特性。

二、静电场的数学描述1、电位函数:电位函数是描述静电场分布的物理量,其值沿闭合曲线的变化与电场强度沿该闭合曲线的积分成正比。

【大学物理】静电场

【大学物理】静电场

【大学物理】静电场在大学物理的广阔知识海洋中,静电场无疑是一个极其重要的篇章。

它不仅是物理学基础理论的重要组成部分,也在实际生活和众多科学技术领域中有着广泛而深刻的应用。

让我们先来了解一下什么是静电场。

静电场是由静止电荷产生的一种特殊的物质形态。

电荷是物质的基本属性之一,分为正电荷和负电荷。

当这些电荷静止不动时,它们周围的空间就会产生一种特殊的“力场”,这就是静电场。

静电场具有一些独特的性质。

首先,静电场对放入其中的电荷会产生力的作用。

这个力的大小与电荷的电荷量以及所处位置的电场强度有关。

电场强度是描述静电场强弱和方向的物理量,它等于单位正电荷在该点所受到的电场力。

从电场线的角度来看,静电场的电场线总是从正电荷出发,终止于负电荷,或者延伸到无穷远处。

而且电场线的疏密程度表示电场强度的大小,电场线越密,电场强度越大;电场线越稀疏,电场强度越小。

库仑定律是描述静电场中两个静止点电荷之间相互作用力的基本定律。

它表明,两个点电荷之间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向沿着它们的连线。

这个定律为我们研究静电场中电荷之间的相互作用提供了重要的依据。

静电场中的高斯定理也是一个非常重要的概念。

它指出,通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的电荷量的代数和除以真空中的介电常数。

这个定理为我们计算电场强度提供了一种有效的方法。

在实际生活中,静电场有着广泛的应用。

例如,静电复印机就是利用静电场来实现复印的功能。

在复印机中,通过对硒鼓充电形成静电场,使得墨粉能够吸附在硒鼓上,从而完成复印的过程。

再比如,静电除尘器是利用静电场使空气中的灰尘带电,然后在电场力的作用下将灰尘吸附到电极上,达到净化空气的目的。

在科学研究中,静电场也发挥着重要的作用。

例如,在加速器中,通过利用静电场对带电粒子进行加速,可以使粒子获得很高的能量,从而用于科学研究和医疗等领域。

静电场的研究不仅在物理学中具有重要意义,在其他学科领域如化学、生物学等也有着不可忽视的影响。

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则:C13 1 1 1 C1 C2 C3
R3

R1
1
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R2
容: C3 40 R3
1
C1
2
2 3
C2
C3
3
(2)用导线连接球面1和球面3后,球面1与地面间的电容 为三电容的并联
2 1
1
C1
2
2 3
C2
C3
2 3
C2
C1
C =C1 C2 C3

R3
R2

3
C3
3
R1
1 bU 2 0 ( x r a x ) 2d
x
1 W bU 2 0 ( x r a x ) 2d W 1 F bU 2 0 ( r 1 ) x 2d
(电容器所受的力) 根据作用力和反作用力
F F’
1 2 F' F bU 0 ( r 1 ) 2d
1.03 10 4 V / m 107 V / m 陶瓷不会被击穿。
'2 P2 en P2 cos( 2 )
( r 2 1) 0 E 2 cos 2
1.29 10 7 C / m 2
三、电容器
a2 a 例4(书 p80 9-9) 证明: C 0 (1 ) d 2d
(D1n D2 n )S
q 0 D dS (D1n D2n )S
q0 D 2 n D1n 0 S
若界面无自由电荷的存在
D2n D1n
D线的折射定律:
E1 D1 1 r1
r2 E 2 2 D 2
tan 1 D1n D 1 t r1 E 1 t r1 D 2t r2E2t r2 tan 2 D 2 t D2n
P P r 1 0 E C r 1 0 ( E0 ) 3 0

3 r 1 0 P E0 r 2 3 EC E0 r 2
二、介质中静电场的边界条件
E dl 0 L D dS q 0
S
1 2
(介质板受到吸力)
例9、如图所示A、B、C为三个同心的薄球壳,半径分
别为a、b、c,A、C壳都接地,球壳B是由两个密切接
触的半球壳组成,带电Q0,试问:三球壳的半径a、b、 c满足什么关系时,球壳B的两个半球壳才不至于分离 开来?

解: C 40 ab 1
ba
40bc C2 cb
A外 ΔW A电源
例8、一平板电容器长a、宽b,间距d,对其充电后, 电压不变,现在板间插入介质板r,当插入距离x时, 电容器储能为多少?此时电介质所受电力为多少?
1 2 U 解:因电压不变 E1 E2 0 r 0 d 0 rU 0U 1 2 d d 1 1 2 1 2 2 W 0 r ( ) xbd 0 ( ) a x bd 2 0 r 2 0
0 a 0 dl dC dS a l d l d l a a 0 a d C dC dl d l a 0 0 高等数学上p158 0 a d a ln d d a a a 1 a 2 a 1 a ln ln(1 ) ( ) (1 ) d d d 2 d d 2 d 2 a a C 0 (1 ) d 2d
Q' Q '
ε0S C2 2d
2d

Q' Q
意味着在外力作用时,有 Q-Q流过电源,电源所作的功
A电源 A静电 Q Q 'U
C1 C 2 U
2
0S
2d
U2
根据功能原理
A电源
ε0S 2 A外 ΔW U 4d
ε0S 2 U 4d
tg 1 r1 75 tg 2 r 2
2
0
E1 D1
r 2 6.5
1
r1 1
D1 cos 1 D2 cos 2
D1 cos 1 D2 cos 2
2 E2 D2
D 2 r1E1 cos 1 E2 0 r r 2 cos 2
PC r 1 0 E C
解: dE'
' dSR cos
40 (( R cos ) ( R sin ) )
2 2 3 2
P cos 2R sin Rd cos P 2 cos sin d 2 40 R 2 0
P p 2 E' cos sin d 2 0 3 0 0 P E C E 0 E ' E0 3 0
例5、1、2、3分别是半径各为R1、R2、R3 (R1<R2<R3) 的三个同心导体球面,中间的导体球面接地。 试求:1)球面1和球面3之间的等效电容。 2)用导线连接球面1和球面3后,球面1与地之间 的等效电容。 解:构成图示的三个电容器 3
R1 R2 1、 2构成电容: C1 40 , R2 R1 R2 R3 2、 3构成电容: C2 40 , R3 R2 3与无限远(地)构成电
1
2 3
电介质的击穿场强——该电介质所允许最大场强。 超过击穿场强——电介质(绝缘体)变为导体。 击穿场强对应的电压——最大电压值(耐压值) 击穿场强对应的电荷——最大能储存电量 例6、一圆柱形电容器,外柱的直径为4cm,内柱的直 径可以适当选择。若其间充满各向同性的均匀介质, 该介质的击穿场强是200V/cm,试求该电容器可能承 受的最高电压。(自然对数的底e=2.7183)
B1 ( E dl E dl 0)
A d2
例2、将一个介电常数为r均匀介质球,放在电场强度为
E0的均匀外场中,被均匀极化,试求球的极化强度矢量 P和球心的电场强度EC. ' P n Pcos 介质球面的法向与E0的夹角
E0
E C E0 E ' E C E 0 E '
初态
解:根据功能原理可知,外力的功等于系
统能量的增量
d
q q
末态
q2 q2 A W 2C 2 2C1
q 2 C1 C2 q 2 d 2 C1C2 2 0S
2d
1 1 2 2 Δ W C U C U 2 1 2) 2 2 ε0S 2 1 ε0S 2 1 ε0S 2 U U U 4d 2 2d 2 d Q U C
第28届全国部分地区大学生物理竞赛报名通知 第28届全国部分地区大学生物理竞赛,将于2011年 12月11日(星期日)下午2:00—4:30在上海交通大学 (闵行校区)举行。为了有效的组织我校学生参加竞 赛,特举行一次预报名及测试,本班的具体安排如下: 1、报名时间: 今天课后登记 2、测试时间及内容 10月16日(周日)晚上8:15-9:45,地点:A206, 考试形式:闭卷; 内容:大学物理第一章~第九章(不 拘于教材内容) 3、请在10月22日到华东理工大学课程中心网站—大学 物理课程上查询测试结果及后续通知(上海市的报名 通知已在该网站公布)。若有问题可在报名时咨询, 也可联系汪老师,电子信箱:rwang@ 课件邮箱:dxwl_wang@, 密码: 105114
40b
q1
2
1dS
40b
q2
2
2 dS
1、2为B球壳内外表面的面电荷密度
2ac ab bc
第三讲 静电场(三)
一、电介质中的静电场 例1、厚度为b的无限大平板内分布均匀电荷密度(>0)
自由电荷,在板外两侧分别充有介电常数为1、2的电 介质,求(1)板内外的电场分布;(2)板外的A点与 B点分别距左右两板壁为l,求电势差UAB 解:板内存在一平面D、E为零, 以此面为原点建立图示坐标
A
3
1
d1 d2 2 B
设d1、d2,d1+d2=b,作高斯 面1、2、3,见图示
b
1 2
x 板内: 1 D dS DS xS D x , E 0 板外: D dS D S d S D d , E d 2 2 2 2 2 2 2 2
c b

a
A
B C
q1 q2 C1 C 2
q1 q2 Q
a( c b ) q1 Q b( c a ) c( b a ) q2 Q b( c a )
B球面上任一小面元总要受到A、B间的电场对它的拉 力和C、B间的电场对它的拉力,当向里德拉力大于 向外的拉力,B球壳的两个半球壳不会分开,即
U R1R2 E击 R1
R1
L
R2
R1
dr E R ln R 2 击 1 R1 r
R2
dU R1R2 dR1
R2 0 R1 e
U R1R2 max 147kV
四、电容器的能量 例7、一平板电容器面积为S,间距d,用电源充电后, 两极板分别带电为+q和-q,断开电源,再把两极板拉 至2d ,试求:1)外力克服电力所做的功。 2)若接在电源上,重复上述过程又如何? q q
3 D dS D1S d1S
d1 d 2 又 E1 E 2 1 2
d1 D1 d1 , E1 1

d1 d 2 b
1b 2b 解得 d1 , d2 1 2 1 2
A
1
d1 d2
2
B
b
x i 所以板内: E 0
b i 板外: 1 2 E b i 1 2
U AB
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