大作业静电场解答2007.ppt
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大物静电场-PPT课件
二 . 电场强度(electric field intensity) 定量研究电场的特性 1. 检验电荷
用来检验电场的性质
条件a）正点电荷(定点检验)
b）带电量相对较小(不影响原电场分布)
2. 场强 实验:
E
q F2 q 2 F3 q 3 F ..... 0 0 0
在给定点,
F q
不变,
2
2 r R E ds E 4 r s
q
r
R
r
1
0
q 0
i
E0
2）. 均匀带电球体的电场 (半径为R,电量为q.)
解: a)对称性分析得,高斯面S上E处处相等
b)高斯定理求场强大小
2
1 r R E ds E 4 r q
d2F 1 ( 2 0 ) 2 dq 2 0r
§5-2 . 电场、电场强度
一. 电场 (electric field) 电荷 电场 电荷
两种观点 a)超距作用
b)电场作用:电荷
电场
电荷
电 场:电荷周围存在的一种特殊物质。 具有能量、动量和质量。 静电场: 静止电荷(带电体)周围存在的电场 电场的物质性、对外表现
例1.电量q均匀分布在一半径为a 的圆环上， 求轴线上距环为 x 处 p 点的场强。 解： q
dq y
dq dl dl 2 a
由对称性： E E 0 , y z E E X
q
a o
x
p
dE
x
z
1 dq 1 dl dE 2 2 2 4 4 a x ) 0r 0 (
dx a EdE si n 2 2 2 0 2 2 4 ( x a ) x a 0 a dx 3 0 dE 2 2 2 2 0 (x a )
静电场习题课讲稿PPT课件
x
L
第10页/共114页
例 求一均匀带电圆环轴线上任一点 x处的电场。
已知： q 、R 、 x。
dq
y
R
d Ey p
d Ex
x
d Ey
x
dE
第11页/共114页
课堂练习：
1.求均匀带电半圆环圆心处的 E，已知 R、
电荷元dq产生的场
dE
dq
4 0 R2
Y
根据对称性 dEy 0
dq
dEx
r dS E
第41页/共114页
dS
E
r
第42页/共114页
r>R
电通量
e E dS E4r 2
电量
qi q
r
高斯定理
E4r 2 q 0
场强
q
E 4 0r 2
第43页/共114页
E
R
高斯面
均匀带电球体电场强度分布曲线
E
E
R
qr E 40R3
q
ε 40r 2
O
r
O
R
第44页/共114页
E
E
均匀带电球面
E
E
E
dS
R
r
E
第36页/共114页
E
高斯面
E
E
E
E
E
dS
rE
E
高斯面
E
R
E
E
第37页/共114页
rR
e
qi
E2 q
dS E2 dS E2 4r 2
s2
E2 4r 2 q 0
+
+ +
+ R
L
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例 求一均匀带电圆环轴线上任一点 x处的电场。
已知： q 、R 、 x。
dq
y
R
d Ey p
d Ex
x
d Ey
x
dE
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课堂练习：
1.求均匀带电半圆环圆心处的 E，已知 R、
电荷元dq产生的场
dE
dq
4 0 R2
Y
根据对称性 dEy 0
dq
dEx
r dS E
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dS
E
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r>R
电通量
e E dS E4r 2
电量
qi q
r
高斯定理
E4r 2 q 0
场强
q
E 4 0r 2
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E
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高斯面
均匀带电球体电场强度分布曲线
E
E
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qr E 40R3
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ε 40r 2
O
r
O
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E
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均匀带电球面
E
E
E
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高斯面
E
E
E
E
E
dS
rE
E
高斯面
E
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E
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rR
e
qi
E2 q
dS E2 dS E2 4r 2
s2
E2 4r 2 q 0
+
+ +
+ R
大物静电场作业解答
20
E(x)ND 0e(xnx)
物理系：史彭
静电场作业解
在p区内任一点的电场强度为
EN 2D 0exn2N 2A0 exN 2A0 exp
NAe
0
(xp
x)
物理系：史彭ຫໍສະໝຸດ 静电场作业解静电场二作业解
物理系：史彭
静电场作业解
一.选择题: 1. 某电场的电力线分布情况如图所示。 一负电荷从 M 点移到 N 点。有人根据 这个图作出下列几点结论，其中哪点 是正确的？ [ D ]
(D) 0
物理系：史彭
静电场作业解
4. 在静电场中，下列说法中哪一个是正确的？ [ D ] （A）带正电荷的导体，其电势一定是正值。 （B）等势面上各点的场强一定相等。 （C）场强为零处，电势也一定为零。 （D）场强相等处，电势梯度矢量一定相等。 （A）带正电荷的导体，其电势不一定是正值。电势的 正负与零点选取有关。 （B）等势面上各点的场强不一定相等。场强与电势梯 度有关。 （C）场强为零处，电势不变但不一定为零。 （D）场强相等处，电势梯度矢量一定相等。
S
x
板内：2ES S2x 0
E内
x 0
d
Ex
x O
物理系：史彭
静电场作业解
3.无限长均匀带电直线，电荷线密度为，被折成直角的 两部分。试求：如图所示P点的电场强度。
解：竖直棒在P点产生的电场强度为
E 1 40 a [(c 1 c oo s 2 )i s(s2 i s ni1 ) n j]
E外30R0r3
(rR)
物理系：史彭
静电场作业解
4. 如图所示，长为 l 的带电细导体棒，沿 x 轴放置，棒的
大物静电场作业解答课件
微分方程及其应用
总结词
微分方程是静电场中描述电场散布和电势散布之间关系的核心方程之一，它指出电场强 度和电势之间的关系可以用一组偏微分方程来表示。
详细描述
微分方程是描述物理现象的最基本工具之一，在静电场中也不例外。通过求解微分方程 ，可以得到电场散布和电势散布的情况。在实际问题中，通常需要使用数值方法来求解 微分方程，如有限元法、有限差分法等。这些方法可以将连续的物理量离散化，然后使
用迭代或直接计算的方法求解微分方程，从而得到问题的数值解。
05
静电场中的实验设计与操作技能
实验目的与原理介绍
实验目的
通过实验操作，加深对静电场基本概 念和原理的理解，掌握静电场的测量 方法。
实验原理
静电场是物质空间内电场强度为零的 区域，静电场的电场线从正电荷出发 终止于负电荷，不闭合也不相交。
4. 记录静电计的读数，并视察电容器 两极板之间的电压变化。
数据处理与分析方法指点
数据处理
将实验数据记录在表格中，包括砝码的重量 、位置、电容器两极板之间的距离以及静电 计的读数。
分析方法
根据实验数据，分析电容器两极板之间的电 压与距离之间的关系，以及静电计读数与电 压之间的关系。通过对照不同实验条件下的 数据，加深对静电场基本概念和原理的理解 。
静电场的分类
根据电荷散布的特点，可将静电 场分为点电荷电场、线电荷电场 、面电荷电场以及均匀带电介质 产生的静电场
静电场的性质与特点
静电场的性质
静电场具有传递力和能量的性质
静电场的特点
静电场是一种无源场，即不存在电流，但存在电势差
静电场的产生与作用
静电场的产生
静电场是由静止电荷产生的，根据电 荷的散布情况，可得到相应的电场散 布
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
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
第6章静电场中的导体和电介质大作业参考答案PPT课件
40r12 40rr22
r
r1 2 r 22
3．
插入前后极板上的电荷不变， 极板间的场强不变。
E
E
d /3
插入前： U0 Ed
d
插入后：U
E2d 3
2 3U0
8
4． B板不接地：
3 4
金属板内场强为零：
A板
1
2
Q 2S
B板
3
4
Q 2S
B板接地： Q S
U
AB
Qd 0S
1 2
Q
3 4
SdS
A
You Know, The More Powerful You Will Be
19
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
20
Vq 0
1． 极板间的场强为：
a、b产生的、加上c板产生的
Ec q/20S
EabV/d
d /2 d /2
acb
V c ( E a b E c ) d /2 V /2 q /4 d 0 S
巧合！
13
三、计算题
1． 高斯定理
E2SE1S10
Sq S
E2
d 2
E1
d 2
V
E2
12q0S
2V d
Vq 0
E1
E2
d /2 d /2
acb
Vc E2 d212V2q0dS
14
或
qq1 q2
（1）
q1 q1 q 2 q2
由高斯定理两极板电荷分别为：
大学物理习题讲解静电场-PPT精选文档
3.无限大均匀带电平面
E 2 0
4.均匀带电球面
几种特殊电荷系统的电场
0
r R
2
E
q 4 0 r
r R
5.均匀带电球体
几种特殊电荷系统的电场
E
qr 3 4 0 R
r R
q 4 0 r
2
r R
点电荷电势：
q 4 0 r
对于点电荷系：
q2 R
h
4.
O
d
d
一、选择题
3.
q
r
P
r
M
5.
Q
qr
R
(二)、填空题
2.
dx
x
a
b
O
P
3. a源自yaO
x
5.
R
Q
d
(三)、计算题
1.
R
r
a
x
2.
R d
O
Q
3. (1)
B
A
R0
R1
R2
3.(2)
B
A
R0
R1
R2
3.(3)
B
A
R0
R1
R2
3.(4)
B
A
第四章 静电场 1.库仑定律
q1q2 f 2 4 0 r
适用于“点电荷”
2.电场强度
F E q0
⑴ 场强叠加原理 E E i
i
★ 场强的计算
⑵ 高斯定理 ⑶ 几种特殊电荷系统的电场
★3.电势的计算
Ui ⑴ 电势叠加原理 U
i
Czf07 静电场.ppt
F21
12
q2
F12 d
F21
q1
r12
q2
F12
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2019/12/6
库仑定律 ( Coulomb Law，静电场的基本 实验定律)
十八世纪法国最伟大的 物理学家，杰出的工程 师，在电学、磁学、摩 擦和工程上都有重大贡 献。1785年他创立的电 和磁的“库仑定律”是 使电磁学研究从定性进 入定量阶段的重要里程 碑。
ds
E
n
E
E S E dS S EdS cos
E S E dS S EdS cos
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2019/12/6
通过某一曲面的总的电通量，就是穿出与
穿入的电场线数的代数和。
E
dS1 1 E1
S
E22 E2
dS2
dΦ1 E1 dS1 0 dΦ2 E2 dS2 0
Ch6 静电场
§6.1 电场强度 高斯定理
2019/12/6
预备知识
2019/12/6
矢量的符号
• 印刷、打字：黑体字母F E • 手写：
FE
运算：
• 矢量叠加：E1+E2 平行四边形法则 • 点乘：F·S=FScosθ • 叉乘：F×S
上页 下页 返回
积分——微小量求和
2019/12/6
2019/12/6
电荷量子化； 1906-1917年，密立根用液
滴法首先从实验上证明了：微小粒子带电量的
变化不连续。
基本电荷量 e 1.6021019 C Q Ne
当物体带电量较多时，如宏观带电 体，电量可以按连续量处理。
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12
q2
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F21
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2019/12/6
库仑定律 ( Coulomb Law，静电场的基本 实验定律)
十八世纪法国最伟大的 物理学家，杰出的工程 师，在电学、磁学、摩 擦和工程上都有重大贡 献。1785年他创立的电 和磁的“库仑定律”是 使电磁学研究从定性进 入定量阶段的重要里程 碑。
ds
E
n
E
E S E dS S EdS cos
E S E dS S EdS cos
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2019/12/6
通过某一曲面的总的电通量，就是穿出与
穿入的电场线数的代数和。
E
dS1 1 E1
S
E22 E2
dS2
dΦ1 E1 dS1 0 dΦ2 E2 dS2 0
Ch6 静电场
§6.1 电场强度 高斯定理
2019/12/6
预备知识
2019/12/6
矢量的符号
• 印刷、打字：黑体字母F E • 手写：
FE
运算：
• 矢量叠加：E1+E2 平行四边形法则 • 点乘：F·S=FScosθ • 叉乘：F×S
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积分——微小量求和
2019/12/6
2019/12/6
电荷量子化； 1906-1917年，密立根用液
滴法首先从实验上证明了：微小粒子带电量的
变化不连续。
基本电荷量 e 1.6021019 C Q Ne
当物体带电量较多时，如宏观带电 体，电量可以按连续量处理。
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大物静电场作业解答共57页
1
4
,2
E140a
221i
2j 2
水平棒在P点产生的电场强度为
E2
40a
221j
2i 2
EE1E240 aij
物理系：史彭
静电场作业解
四. 证明题 如图所示，在半导体pn结附近总是堆积着正、负电荷，n
区内是正电荷，p区是负电荷，两区内的电量相等。把pn结 看成一对正、负电荷的“无限大”平板，它们相互接触。x 轴的原点取在pn结的交接面上，方向垂直于板面。n区的范 围是xn x0 ；p区的范围是0xxp .设两区内电荷分 布都是均匀的 n区: e NDe p区: e NAe
rO
q
3q
UO
6
q
40r
3 3q
UO 20 a
r
a/ 2
cos 6
3a 3
物理系：史彭
静电场作业解
2 一“无限长”均匀带电直导线沿Z轴放置，线外某区域 的电势表达式为U=Aln(x2+y2)式中A为常数，该区域的场 强的两个分量为
Ex U x x22Ayx2 掉负号为错！
Ez
U z
0
z ,不是 y!
物理系：史彭
静电场作业解
5. 有四个等量点电荷在OXY平面上的四种不同组态,所有
点电荷均与原点等距,设无穷远处电势为零,则原点O处电
场强度和电势为零的组态是: [ D ]
( A ) E O 0U O 0
+q
-q
+q
O -q
( B ) E O 0U O 0
-q
-q
+q
O +q
物理系：史彭
静电场作业解
吹前