电磁学第二版第二章答案
电磁场与电磁波第二版课后答案 (2)
电磁场与电磁波第二版课后答案第一章：电荷和电场1.1 选择题1.电场可以向量形式来表示。
2.使得电体带有不同种类电荷的原子或分子是离子化。
3.在法拉弹规定空气是电介质。
4.电荷量的基本单位是库仑。
5.元电荷是正负电荷的最小电荷量。
6.在电场中电荷所受力的方向完全取决于电荷性质和场的性质和方向。
7.电势能是标量。
8.空间中一点产生的电场是该点电荷所受电场的矢量和。
9.电场E的国际单位是NC−1。
10.电场强度受逼迫电荷的正负种类影响，但与电荷的量无关。
1.2 填空题1.空间中一点产生的电场是该点电荷所受电场的矢量和。
2.计算质点电荷q在某点产生的电场的公式是$\\vec{E}=\\frac{1}{4\\pi\\epsilon_0}\\frac{q}{r^2}\\vec{r}$。
3.计算正半球壳在某点产生的电场的公式是$\\vec{E}=\\frac{1}{4\\pi\\epsilon_0}\\frac{Q}{r^2}\\vec{r}$。
4.位置在球心，能量源是正半球壳带点，正半球在转轴一侧电势能是0。
5.半径为R的均匀带点球壳，带电量为Q，求通过球心的电束强度的公式是$\\frac{Q}{4\\pi\\epsilon_0R^2}$。
1.3 计算题1.两个带电量分别为q1和q2的点电荷之间的相互干扰力公式是$\\vec{F}=\\frac{q_1q_2}{4\\pi\\epsilon_0r^2}\\vec{r}$。
2.一个电荷为q的质点，和一个均匀带有电量Q的半球壳之间的相互干扰力公式是$\\vec{F}=\\frac{1}{4\\pi\\epsilon_0}\\frac{qQ}{r^2}\\vec{r}$。
第二章：电磁感应和电磁波2.1 选择题1.电磁感应是由磁通变化产生的。
2.电磁感应一定要在导电体内才能产生电流是错误的。
√3.在电磁感应现象中，即使磁通量不变时导体电流也会产生改变。
4.电磁感应现象是反过来实现的。
电磁学答案第2章
第二章 导体周围的静电场2.1.1 证明：对于两个无限大带电平板导体来说: （1） 反； （2）同； 相向的两面（附图中2和3）上，电荷的面密度总是大小相等而符号相 相背的两面（附图中1和4）上，电荷的面密度总是大小相等而符号相 证: 斯 （1）选一个侧面垂直于带电板，端面分别在 A,B 板内的封闭圆柱形 面 E?dS E 侧？dS E A 内S E B 内 E 侧 dS 侧 E A 内 E R 内 .=E?dS 0 即：3 2 （2）在导体内任取一点 P ， E p E p E 1 E 2 E 3 E 4 其中n?是垂直导体板向右的单位矢。
2.1.2两平行金属板分别带有等量的正负电荷 特,两板的面积都是平方厘米，两板相距毫米，略去边缘效应，求两板间的电场强 度和各板上所带的电量（设其中一板接地）.解：设A 板带负电，其电量是-q ，B 板带正电，其电量是+q ，且A 板接地。
两板间的电场强度：E V d 160 1.6 105（伏/米） 3 0E 8.85 10 12 105 8.85 10 7（库 /米2） 根据上题结论: ,若两板的电位差为160伏 4； 2 3又由于A 板接地， 1 4 0 A 板所带电量: q 2S 8.85 10 7 3.6 10 4 3.2 10 10（库）2 3 8.85-(d x)(由A 板的电位得) 0 丄X 0 解以上方程组得出: Q(d x) 2 Sd B 板上感应电荷： Q B 2S 冬 d C 板上的感应电荷： Qx d Q c 5S x) Q(d x) Sd Qx Qx 4 Sd 5 Sd i 0 E nQ(d Sd 0 x)r AB Qx ?A C Sd 0 U i 0； U IVQ(dSd 0r)B 板所带电量： q 3S 8.85 10 7 .3.6 10 4 3.2 10 10(库)2.1.3三块平行放置的金属板 A,B,C 其面积均为S,AB 间距离为x,BC 间距离为 d,设d 极小，金属板可视为无限大平面,忽略边缘效应与A 板的厚度,当B,C 接地 (如图),且A 导体所带电荷为Q 时,试求： ⑴B,C 板上的感应电荷； (2)空间的场强及电位分布. 解：(1)根据静电平衡时，导体中的场强为零，又由 B,C 接地： 5 6 0 4)S Q(由A 板的总电量得) (2)场强分布: 电位分布:Q XU 皿 ST (d x r)其中r 是场点到板A 的距离。
电磁学第二版习题答案
电磁学-第二版-习题答案第二版《电磁学》的习题答案：1. 第一章：电荷和电场习题1：假设有两个电荷，一个带正电量Q1，另一个带负电量Q2，在他们之间的距离为r1。
如果将Q1的电荷减小到原来的一半，同时将Q2的电荷加倍，并将它们之间的距离改为r2，那么这两个电荷之间的相互作用力是怎样改变的？解答：根据库伦定律，两个电荷之间的相互作用力正比于它们的电荷量乘积，反比于它们之间的距离的平方。
即F∝(Q1Q2)/r^2。
根据题目，Q1变为原来的一半，Q2变为原来的两倍，r由r1变为r2。
代入上述关系式，可得新的相互作用力F'为：F'∝((Q1/2)*(Q2*2))/(r2^2)。
化简上式，可得F'∝(Q1Q2)/(r2^2)。
由上式可知，新的相互作用力与原来相互作用力相等。
即新旧相互作用力大小相同。
习题2：有一组平行板电容器，两板之间的距离为d，电容的电极面积为A。
当电容器充满理想电介质时，电容器的电容是原来的多少倍？解答：当电容器充满理想电介质时，电容的电容量由电容公式C=εA/d得到。
其中，ε为电介质的相对介电常数。
而当电容器未充满电介质时，电容的电容量为C0=ε0A/d。
其中，ε0为真空的介电常数。
所以，电容器充满电介质时，电容与未充满时的电容C0比较，即C/C0=ε/ε0。
所以，电容器电容是原来的ε/ε0倍。
2. 第二章：电荷的连续分布习题1：在距离线段中点为R的的P点，取出一个长度为l的小线段，小线段的位置如何改变时，该小线段对P点电势的贡献较大？解答：根据电场电势公式，P点电势由该小线段的电荷贡献决定。
即V=k(q/R)，其中k为电场常量，q为该小线段的电荷量，R为该小线段到P点的距离。
所以，小线段对P点电势的贡献较大的情况是，当该小线段长度l较大且该小线段离P点的距离R较小的时候，即小线段越靠近P点且长度越大，对P点电势的贡献越大。
习题2：线电荷的线密度为λ，长度为L，P点到线电荷的距离为d。
赵凯华所编《电磁学》第二版答案之欧阳美创编
第一章静电场§1.1 静电的基本现象和基本规律思考题：1、给你两个金属球，装在可以搬动的绝缘支架上，试指出使这两个球带等量异号电荷的方向。
你可以用丝绸摩擦过的玻璃棒，但不使它和两球接触。
你所用的方法是否要求两球大小相等？答：先使两球接地使它们不带电，再绝缘后让两球接触，将用丝绸摩擦后带正电的玻璃棒靠近金属球一侧时，由于静电感应，靠近玻璃棒的球感应负电荷，较远的球感应等量的正电荷。
然后两球分开，再移去玻璃棒，两金属球分别带等量异号电荷。
本方法不要求两球大小相等。
因为它们本来不带电，根据电荷守恒定律，由于静电感应而带电时，无论两球大小是否相等，其总电荷仍应为零，故所带电量必定等量异号。
2、带电棒吸引干燥软木屑，木屑接触到棒以后，往往又剧烈地跳离此棒。
试解释之。
答：在带电棒的非均匀电场中，木屑中的电偶极子极化出现束缚电荷，故受带电棒吸引。
但接触棒后往往带上同种电荷而相互排斥。
3、用手握铜棒与丝绸摩擦，铜棒不能带电。
戴上橡皮手套，握着铜棒和丝绸摩擦，铜棒就会带电。
为什么两种情况有不同结果？答：人体是导体。
当手直接握铜棒时，摩擦过程中产生的电荷通过人体流入大地，不能保持电荷。
戴上橡皮手套，铜棒与人手绝缘，电荷不会流走，所以铜棒带电。
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------§1.2 电场电场强度思考题：1、在地球表面上通常有一竖直方向的电场，电子在此电场中受到一个向上的力，电场强度的方向朝上还是朝下？答：电子受力方向与电场强度方向相反，因此电场强度方向朝下。
2、在一个带正电的大导体附近P点放置一个试探点电荷q0(q0>0),实际测得它受力F。
若考虑到电荷量q0不是足够小的，则F/ q0比P点的场强E大还是小？若大导体带负电，情况如何？答：q0不是足够小时，会影响大导体球上电荷的分布。
电磁学习题第二章答案
电磁学习题第二章答案电磁学习题第二章答案电磁学是物理学中的重要分支，研究电荷和电流所产生的电场和磁场以及它们之间的相互作用。
在电磁学的学习过程中，我们经常会遇到一些习题，通过解答这些习题可以更好地理解电磁学的原理和应用。
本文将针对电磁学习题第二章的答案进行探讨和解析。
第二章主要涉及电场的基本概念和性质，包括电场的定义、电场强度、电势、电场线等。
下面我们将逐个习题进行解答。
1. 一个点电荷Q在真空中产生的电场强度E与距离r的关系是什么？根据库仑定律，点电荷Q产生的电场强度E与距离r的关系为E = kQ/r^2，其中k为库仑常数。
2. 两个相同大小的正电荷相距一定距离，它们之间的电场强度是多少？由于两个正电荷的电场强度方向相同，根据叠加原理，它们之间的电场强度等于每个电荷单独产生的电场强度的矢量和。
所以，两个相同大小的正电荷之间的电场强度是2倍每个电荷单独产生的电场强度。
3. 一个带电粒子在电场中沿电场线运动，它的电势能是增加还是减少？当带电粒子沿电场线方向运动时，电场力对其做功，使得粒子的电势能增加。
因此，带电粒子在电场中沿电场线运动时，它的电势能是增加的。
4. 两个带电粒子之间的电势差与它们的电势能有什么关系？两个带电粒子之间的电势差等于其中一个粒子的电势能减去另一个粒子的电势能。
所以，两个带电粒子之间的电势差与它们的电势能有直接的关系。
5. 一个电荷在电场中沿闭合路径运动，它的电势能是否发生变化？当一个电荷在电场中沿闭合路径运动时，它的电势能不发生变化。
这是因为电势能是与位置有关的，而沿闭合路径运动的电荷回到起始位置时，位置没有发生改变，所以电势能也不发生变化。
通过以上习题的解答，我们对电场的基本概念和性质有了更深入的理解。
电场是电荷所产生的一种物理场，它可以通过电场强度和电势来描述。
电场强度是电场在某一点的力的大小，而电势则是电场在某一点的能量。
了解电场的性质和特点对于理解电磁学的其他内容非常重要。
新概念物理教程 电磁学 赵凯华 第二版2版 课后习题答案全解详解
可当作点电荷），求（"）! 粒于所受的力；（’）! 粒子的加速度。
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设两平行线中左边一条带负电右边一条带正电原点取在二者中间场点的坐标为利用书上例题的结果有均匀电场与半径为的半球面的轴线平行试用面积分计算通过此半球面的电通量
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上
00
D
dS
上
D dS
上
D dS
S2
D
上 D dS 上 D dS 上 D dS
D1 S2 D2S2 0
由 D1 1 E1 ， D2 2 E2
dS
(B)
3、两个完全相同的电容器，把一个电容器充电，然后与另一个未充电的电容器
并联，那么总电场能量将( C )
(A)增加
(B)不变
E
E0
(D) E E0 , D D0
(C)减少 (D)无法确定
4、一空气平行板电容器，接电源充电后电容器中储存的能量为 W0，在保持电
q
(D) 1
，根据导体静电平衡条件,
·q
R
O·
ra
· O
A
Q
Q
b
B ·
r
当 a<R<b 时， E 0 。则 S E dS 0 ，即
根据电荷守恒定律,金属球壳上的电量为 Q q1 q2
q2 Q q1 Q q
(2)在内表面上任取一面元,其电量为
q1 在 O 点产生的电势V1
E2 0
E3 Q / 4πε0r 2
V1
V2
V3
a
r E1dr
r
b
E 3 dr
E 3 dr
b
a E2dr
Q 4 0b
Q 4 0r
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置2试时32卷，3各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并25工且52作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
电磁学第二版答案 (3)
电磁学第二版答案第一章：电磁场的基本概念和电场定律1.问题：什么是电磁场？电磁场与电荷的关系是什么？答案：电磁场是由电荷产生的一种物质性质，可以通过施加力量或引力相互作用的方式来描述。
电磁场与电荷之间通过电场和磁场来相互作用。
电荷产生的电场是电力线从正电荷指向负电荷的线，而磁场则是呈环状绕着电流或磁体产生的。
2.问题：什么是库仑定律？请描述其数学形式。
答案：库仑定律是描述电荷之间相互作用力的定律。
其数学形式可以表示为：$F = k \\frac{Q_1Q_2}{r^2}$其中，F表示电荷之间的力，Q1和Q2分别表示两个电荷，r表示两个电荷之间的距离，k为库仑常数。
3.问题：什么是电场强度？电场强度的计算公式是什么？答案：电场强度表示单位正电荷在某点上受到的力，是描述电场场强性质的物理量。
其计算公式可以表示为：$E = \\frac{F}{q}$其中，E表示电场强度，F表示力，q表示测试电荷。
4.问题：什么是高斯定律？请描述其数学形式。
答案：高斯定律描述了电场与电荷之间的关系。
其数学形式可以表示为：$\\phi_E = \\frac{Q}{\\varepsilon_0}$其中，$\\phi_E$表示电场的通量，Q表示电荷量，$\\varepsilon_0$为真空介电常数。
第二章：静电场1.问题：什么是电势能？请描述其计算公式。
答案：电势能是指电荷在电场中的位置所具有的能量。
其计算公式为：PE=qV其中，PE表示电势能，q表示电荷量，V表示电势。
2.问题：什么是电势？请描述其计算公式。
答案：电势是描述电场中某一点电能状态的物理量。
其计算公式为：$V = \\frac{U}{q}$其中，V表示电势，U表示电势能，q表示电荷量。
3.问题：什么是电容器？请描述电容器的分类。
答案：电容器是储存电荷的装置，由两个导体之间的绝缘介质（电介质）隔开。
电容器根据结构和工作方式的不同，可以分为电容电器和分布式电容器两种类型。
程稼夫电磁学第二版第二章习题解析
程稼夫电磁学篇第二章《恒定电流》因此两球间介质间的电阻：.法二：设总电流为，两球心间距，一球直径对另一球球心的张角利用电流的叠加原理，用张角为的这部分电流计算电势差：后同法一2-2变阻器在A位置时，焦耳热：，其中.变阻器在中间时，焦耳热：.代入题中数据，可得.2-32-4（1）即，在图中作出该直线，交伏安特性曲线于.电阻R热平衡：，解得.（2），即在图中作出该直线，交伏安特性曲线于.即.2-5（1）消耗的功率，不变，而随减小而增大，因而时，最大，消耗的功率最大.（2）电路中电流，消耗的功率根据均值不等式得，时，消耗的功率最大.2-6（1）电压按电阻分配.合上开关前，上电压为两端电压.（2）电源功率之比就等于干路电流之比，即总电阻之反比，设总电阻分别为，则.2-7未烧断前总电阻，烧断后，故干路电流之比为炉丝上电流由干路均分，所以故，几乎相等.2-8题意应是恰好不能烧开，即100℃时达到热平衡，断电后只下降1℃，可以认为散热功率是不变的：，其中水的比热容为2-9（1）周期，A位置时热平衡：，其中加热时间B位置时热平衡：，其中加热时间两式相除，解得（2）连续加热时热平衡：，解得.2-10注意电阻温度系数的基准是0℃，得.负载时，负载时，联立解得：.2-11题设是默认加热间断时间相等的，设为.电压最小时，，解得.2-12保险丝要保证熔断电流是一定的.在一定的融化温度下，辐射功率P与辐射体表面积S成正比.电流一定时，电功率Q与R成正比.解得，与无关.2-13绝缘层损坏使得相邻的两圈电阻丝接触，相当于损坏处产生的接触电阻与一圈漆包线并联之后，再与剩余九圈漆包线串联.一圈电阻为设绝缘层损坏处产生电阻为，则解得.2-14（1）作直线交A于，交B于故.（2）.即110V为A、B串联时的工作电压的等差中项作伏安特性曲线关于直线的对称图像，分别交另一曲线于和.得.2-15（1）电容器极板带电量，极板间电流保持为电势差为0时，极板不带电，所以.（2）最大动能的电子到达上极板时动能全部转化为电势能所以，得.2-16（1）设流过的电流为，上流过的电流为.所以，故.此时.（2），取最小值（此时）代入得.2-17设流过灯泡电流为，.设图中三个定值电阻从左至右分别为K闭合时，R3与R并联，流过R2的电流于是可列出：K断开时，R与R1串联，该支路总电压该支路与R2并联，为R2两端电压，又R2，R3串联，R3两端电压为可以列出：两式联立，代入数据可解得：.2-18（1）由基尔霍夫方程知：.（2）沿n个电源这一路计算：.2-20设通过电源1的逆时针电流为，通过电源2顺时针电流为于是在电源1与R1构成的回路可列出：在电源2与R1R2构成的回路中，可列出：代入数据可解得，通过R1的电流为1A，通过R2的电流为0.5A.设从1向O流的电流为，从2向O流的电流为，则从O向3流的电流为则可由三点的电势得到：代入数据，联立可解得：.2-23设R1上电流为，R2上电流为由并联得又由节点电流方程知：，联立解得：.又因为，所以可得即CD上电流大小为1.0A，方向由C流向D.2-24将R替换为导线，用叠加原理计算短路电流等效内阻，等效电源.将R替换为导线，用叠加原理计算短路电流.等效内阻，等效电源.2-25设有x组电池组串联，每组内有y个电池并联.法一：电源最大输出功率，电池个数.要使电源达到最大输出功率，则必有内阻与负载相等：解得法二：回路内满足：令，电源最少，要使最小代入得是关于x的一元二次方程，该方程要有实数解：将n带回原方程即可解得答案同法一答：至少需要120个电池.此时有20组电池组串联，每组内有6个电池并联.2-26首先，B与B’为同一节点，思考时可视为一点，由（2）可知电路对称，此时容易联想到的是Y-△变换的Y型电路（b），设出电阻即可求解，然后用Y-△变换得到△型电路（a）.2-27上式联立解得.2-28（i）由知122’1’回路为电路干路而无支路，该干路总电阻；1 2与1’2’间若有电阻，则应被导线短路.（ii）由知1 2与1’2’间确有电阻，设为；由于要求电路最简，不妨设12间仅有一个电阻；故此情况中两电阻并联：代入数据得：，带回各条件检查，满足.故电路图如下：，所以.2-29由分析知，安培表读数由两部分组成.第一部分，R2回路；第二部分，流过R1电流，于是流过R3R3（电流表）的电流：.所以安培表示数.2-30题意即5两端接电源.电压表示数是由其上电流决定的，所以可以把电压表全看成电阻，求其上电流比例.由分析，电路可简化为如下图：2-31（1）（2）设流经V1的电流为，流经V2的电流为，则流经V3从左到右的电流为则有2-32设电压表电阻为，电流表电阻为由并联两表电压相等可知由节点方程可知流经并联两表中电压表的电流欧姆定律：得.2-33由每个量程达到满偏时通过电流计的电流相同得：解得：.如用A修复，则在用1mA量程测量1mA电流时流过A的电流为0.195mA<0.2mA.若再串联一个电阻，则分到的电流更少.若并联，则由两个电阻并联变成三个电阻并联，A 在总电流中分到的电流依然会更少.综上：排除A 而B在此时分到的电流为0.57mA>0.5 mA故可以考虑并联一个17 欧的电阻或者串联一个40 欧的电阻。
电磁场与电磁波理论(第二版)(徐立勤,曹伟)第2章习题解答
第2章习题解答2.2已知半径为a 、长为l 的圆柱体内分布着轴对称的体电荷，已知其电荷密度()0V a ρρρρ=，()0a ρ≤≤。
试求总电量Q 。
解：2π200002d d d d π3laV VQ V z la aρρρρρϕρ===⎰⎰⎰⎰2.3 半径为0R 的球面上均匀分布着电荷，总电量为Q 。
当球以角速度ω绕某一直径(z 轴)旋转时，试求其表面上的面电流密度。
解：面电荷密度为 24πS QR ρ=面电流密度为 00200sin sin sin 4π4πS S S Q Q J v R R R R ωθρρωθωθ=⋅=== 2.4 均匀密绕的螺旋管可等效为圆柱形面电流0S S J e J ϕ=。
已知导线的直径为d ，导线中的电流为0I ，试求0S J 。
解：每根导线的体电流密度为 00224π(/2)πI I J d d ==由于导线是均匀密绕，则根据定义面电流密度为 04πS IJ Jd d ==因此，等效面电流密度为 04πS IJ e dϕ=2.6 两个带电量分别为0q 和02q 的点电荷相距为d ，另有一带电量为0q 的点电荷位于其间。
为使中间的点电荷处于平衡状态，试求其位置。
当中间的点电荷带电量为-0q 时，结果又如何？ 解：设实验电荷0q 离02q 为x ，那么离0q 为x d -。
由库仑定律，实验电荷受02q 的排斥力为12214πq F x ε=实验电荷受0q 的排斥力为02214π()q F d x ε=-要使实验电荷保持平衡，即21F F =，那么由00222114π4π()q q x d x εε=-，可以解得d d x 585.0122=+=如果实验电荷为0q -，那么平衡位置仍然为d d x 585.0122=+=。
只是这时实验电荷与0q 和02q 不是排斥力，而是吸引力。
2.7 边长为a 的正方形的三个顶点上各放置带电量为0q 的点电荷，试求第四个顶点上的电场强度E 。
赵凯华所编《电磁学》第二版答案解析
第一章静电场§1.1 静电的基本现象和基本规律思考题：1、给你两个金属球，装在可以搬动的绝缘支架上，试指出使这两个球带等量异号电荷的方向。
你可以用丝绸摩擦过的玻璃棒，但不使它和两球接触。
你所用的方法是否要求两球大小相等？答：先使两球接地使它们不带电，再绝缘后让两球接触，将用丝绸摩擦后带正电的玻璃棒靠近金属球一侧时，由于静电感应，靠近玻璃棒的球感应负电荷，较远的球感应等量的正电荷。
然后两球分开，再移去玻璃棒，两金属球分别带等量异号电荷。
本方法不要求两球大小相等。
因为它们本来不带电，根据电荷守恒定律，由于静电感应而带电时，无论两球大小是否相等，其总电荷仍应为零，故所带电量必定等量异号。
2、带电棒吸引干燥软木屑，木屑接触到棒以后，往往又剧烈地跳离此棒。
试解释之。
答：在带电棒的非均匀电场中，木屑中的电偶极子极化出现束缚电荷，故受带电棒吸引。
但接触棒后往往带上同种电荷而相互排斥。
3、用手握铜棒与丝绸摩擦，铜棒不能带电。
戴上橡皮手套，握着铜棒和丝绸摩擦，铜棒就会带电。
为什么两种情况有不同结果？答：人体是导体。
当手直接握铜棒时，摩擦过程中产生的电荷通过人体流入大地，不能保持电荷。
戴上橡皮手套，铜棒与人手绝缘，电荷不会流走，所以铜棒带电。
计算题：1、真空中两个点电荷q1=1.0×10-10C，q2=1.0×10-11C，相距100mm，求q1受的力。
解：2、真空中两个点电荷q与Q，相距5.0mm,吸引力为40达因。
已知q=1.2×10-6C,求Q。
解：1达因=克·厘米/秒=10-5牛顿3、为了得到一库仑电量大小的概念，试计算两个都是一库仑的点电荷在真空中相距一米时的相互作用力和相距一千米时的相互作用力。
解：4、氢原子由一个质子（即氢原子核）和一个电子组成。
根据经典模型，在正常状态下，电子绕核作圆周运动，轨道半径是r=5.29×10-11m。
已知质子质量M=1.67×10-27kg，电子质量m=9.11×10-31kg。
赵凯华所编《电磁学》第二版答案
第一章静电场§1.1 静电的基本现象和基本规律思考题：1、给你两个金属球，装在可以搬动的绝缘支架上，试指出使这两个球带等量异号电荷的方向。
你可以用丝绸摩擦过的玻璃棒，但不使它和两球接触。
你所用的方法是否要求两球大小相等？答：先使两球接地使它们不带电，再绝缘后让两球接触，将用丝绸摩擦后带正电的玻璃棒靠近金属球一侧时，由于静电感应，靠近玻璃棒的球感应负电荷，较远的球感应等量的正电荷。
然后两球分开，再移去玻璃棒，两金属球分别带等量异号电荷。
本方法不要求两球大小相等。
因为它们本来不带电，根据电荷守恒定律，由于静电感应而带电时，无论两球大小是否相等，其总电荷仍应为零，故所带电量必定等量异号。
2、带电棒吸引干燥软木屑，木屑接触到棒以后，往往又剧烈地跳离此棒。
试解释之。
答：在带电棒的非均匀电场中，木屑中的电偶极子极化出现束缚电荷，故受带电棒吸引。
但接触棒后往往带上同种电荷而相互排斥。
3、用手握铜棒与丝绸摩擦，铜棒不能带电。
戴上橡皮手套，握着铜棒和丝绸摩擦，铜棒就会带电。
为什么两种情况有不同结果？答：人体是导体。
当手直接握铜棒时，摩擦过程中产生的电荷通过人体流入大地，不能保持电荷。
戴上橡皮手套，铜棒与人手绝缘，电荷不会流走，所以铜棒带电。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- §1.2 电场电场强度思考题：1、在地球表面上通常有一竖直方向的电场，电子在此电场中受到一个向上的力，电场强度的方向朝上还是朝下？答：电子受力方向与电场强度方向相反，因此电场强度方向朝下。
2、在一个带正电的大导体附近P点放置一个试探点电荷q0(q0>0),实际测得它受力F。
若考虑到电荷量q0不是足够小的，则F/ q0比P点的场强E大还是小？若大导体带负电，情况如何？答：q0不是足够小时，会影响大导体球上电荷的分布。
电磁学第二版课后习题答案
电磁学第二版课后习题答案电磁学是物理学中的重要分支，研究电荷和电流的相互作用以及电磁场的产生和传播。
对于学习电磁学的学生来说，课后习题是巩固知识和提高能力的重要途径。
本文将对《电磁学第二版》课后习题进行一些解答和讨论，帮助读者更好地理解电磁学的概念和应用。
第一章：电荷和电场1. 问题：两个等量的正电荷之间的相互作用力是多少？答案：根据库仑定律，两个等量的正电荷之间的相互作用力等于它们之间的电荷量的平方乘以一个常数k，即F = kq1q2/r^2。
2. 问题：电场是什么？如何计算电场强度？答案：电场是指电荷周围的一种物理量，它描述了电荷对其他电荷的作用力。
电场强度E可以通过电场力F除以测试电荷q得到，即E = F/q。
第二章：静电场1. 问题：什么是电势能？如何计算电势能？答案：电势能是指电荷在电场中由于位置变化而具有的能量。
电势能可以通过电荷q乘以电势差V得到，即U = qV。
2. 问题：什么是电势差？如何计算电势差？答案：电势差是指单位正电荷从一个点移动到另一个点时所做的功。
电势差可以通过电场力F乘以移动距离d得到，即V = Fd。
第三章：电流和电阻1. 问题：什么是电流？如何计算电流？答案：电流是指单位时间内通过导体横截面的电荷量。
电流可以通过电荷量Q除以时间t得到，即I = Q/t。
2. 问题：什么是电阻？如何计算电阻？答案：电阻是指导体中电流流动受到的阻碍程度。
电阻可以通过电压V除以电流I得到，即R = V/I。
第四章：电路和电源1. 问题：什么是电路？如何计算电路中的电流和电压？答案：电路是指由电源、导线和电器元件组成的路径，用于电流的传输和电能的转换。
电路中的电流可以通过欧姆定律计算，即I = V/R，其中V为电压，R 为电阻。
2. 问题：什么是直流电源？什么是交流电源？答案：直流电源是指电流方向保持不变的电源，如电池。
交流电源是指电流方向周期性变化的电源，如交流发电机。
通过以上的解答和讨论，我们对电磁学的基本概念和计算方法有了更深入的了解。
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新概念物理教程电磁学第二版(赵凯华陈熙谋著)课后答案下载新概念物理教程电磁学第二版(赵凯华陈熙谋著)内容提要章静电场恒定电流场1.静电的基本现象和基本规律1.1 两种电荷1.2 静电感应电荷守恒定律1.3 导体、绝缘体和半导体1.4 物质的电结构1.5 库仑定律2.电场电场强度2.1 电场2.2 电场强度矢量E2.3 电场线2.4 电场强度叠加原理2.5 电荷的连续分布2.6 带电体在电场中受的力及其运动2.7 场的概念3.高斯定理3.1 立体角3.2 电通量3.3 高斯定理的表述及证明3.4 球对称的电场3.5 轴对称的电场3.6 无限大带电平面的电场3.7 从高斯定理看电场线的性质4.电势及其梯度4.1 静电场力所作的功与路径无关 4.2 电势与电势差4.3 电势叠加原理4.4 等势面4.5 电势的梯度4.6 电偶极层5.静电场中的导体5.1 导体的平衡条件5.2 导体上的电荷分布5.3 导体壳(腔内无带电体情形)5.4 导体壳(腔内有带电体情形)6.静电能6.1 点电荷之间的.相互作用能 6.2 电荷连续分布情形的静电能6.3 电荷在外电场中的能量7.电容和电容器7.1 孤立导体的电容7.2 电容器及其电容7.3 电容器储能(电能)8.静电场边值问题的性定理8.1 问题的提出8.2 几个引理8.3 叠加原理8.4 性定理8.5 静电屏蔽8.6 电像法9.恒定电流场9.1 电流密度矢量9.2 欧姆定律的微分形式9.3 电流的连续方程9.4 两种导体分界面上的边界条件 9.5 电流线在导体界面上的折射9.6 非静电力与电动势9.7 恒定电场对电流分布的调节作用 __提要思考题习题第二章恒磁场1.磁的基本现象和基本规律1.1 磁的库仑定律1.2 电流的磁效应1.3 安培定律1.4 电流单位——安培2.磁感应强度毕奥-萨伐尔定律2.1 磁感应强度矢量B2.2 毕奥-萨伐尔定律2.3 载流直导线的磁场2.4 载流圆线圈轴线上的磁场2.5 载有环向电流的圆筒在轴线上产生的磁场3.安培环路定理3.1 载流线圈与磁偶极层的等价性3.2 安培环路定理的表述和证明3.3 磁感应强度B是轴矢量3.4 安培环路定理应用举例4.磁场的“高斯定理”磁矢势4.1 磁场的“高斯定理”4.2 磁矢势5.磁场对载流导线的作用5.1 安培力5.2 平行无限长直导线间的相互作用5.3 矩形载流线圈在均匀磁场中所受力矩5.4 载流线圈的磁矩5.5 磁偶极子与载流线圈的等价性5.6 直流电动机基本原理5.7 电流计线圈所受磁偏转力矩6.带电粒子在磁场中的运动6.1 洛伦兹力6.2 洛伦兹力与安培力的关系6.3 带电粒子在均匀磁场中的运动6.4 荷质比的测定6.5 回旋加速器的基本原理6.6 霍耳效应6.7 等离子体的磁约束__提要思考题习题第三章电磁感应电磁场的相对论变换第四章电磁介质第五章电路第六章麦克斯韦电磁理论电磁波电磁单位制附录A 矢量的乘积和对称性立体角曲线坐标系附录B 矢量分析提要附录C 二阶常系数微分方程附录D 复数的运算习题答案索引新概念物理教程电磁学第二版(赵凯华陈熙谋著)目录本书是面向21世纪课程教材，是已出版的《新概念物理教程电磁学》的修订版。
电磁学第二章习题答案
电磁学第二章习题答案(总8页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除习题五（第二章 静电场中的导体和电介质）1、在带电量为Q 的金属球壳内部，放入一个带电量为q 的带电体，则金属球壳内表面所带的电量为 q ，外表面所带电量为 q +Q 。
2、带电量Q 的导体A 置于外半径为R 的导体 球壳B 内，则球壳外离球心r 处的电场强度大小204/r Q E πε=，球壳的电势R Q V 04/πε=。
3、导体静电平衡的必要条件是导体内部场强为零。
4、两个带电不等的金属球，直径相等，但一个是空心，一个是实心的。
现使它们互相接触，则这两个金属球上的电荷( B )。
(A)不变化 (B)平均分配 (C)空心球电量多 (D)实心球电量多5、半径分别R 和r 的两个球导体(R ＞r)相距很远，今用细导线把它们连接起来，使两导体带电，电势为U 0，则两球表面的电荷面密度之比σR /σr 为 ( B )(A) R/r (B) r/R (C) R 2/r 2 (D) 16、有一电荷q 及金属导体A ，且A 处在静电平衡状态，则( C )(A)导体内E=0，q 不在导体内产生场强； (B)导体内E ≠0，q 在导体内产生场强； (C)导体内E=0，q 在导体内产生场强； (D)导体内E ≠0，q 不在导体内产生场强。
7、如图所示，一内半径为a ，外半径为b 的金属球壳，带有电量Q ，在球壳空腔内距离球心为r 处有一点电荷q ，设无限远 处为电势零点。
试求： (1)球壳外表面上的电荷；(2)球心O 点处由球壳内表面上电荷产生的电势； (3)球心O 点处的总电势。
r AR Q·O · Q· b· O a rqB解: (1) 设球壳内、外表面电荷分别为q 1 , q 2,以O 为球心作一半径为R (a <R <b )的高斯球面S,由高斯定理01εqq dS E S +=⋅⎰⎰ ，根据导体静电平衡条件,当a <R <b 时，0=E。
程稼夫电磁学第二版第二章习题解析
前言：特别感谢质心教育的题库与解析，以及“程稼夫力学、电磁学习题答案详解”的作者前辈和血色の寂宁前辈的资料.2-2变阻器在A位置时，焦耳热：，其中.变阻器在中间时，焦耳热：.代入题中数据，可得.2-32-4（1）即，在图中作出该直线，交伏安特性曲线于.两端电压.（2）电源功率之比就等于干路电流之比，即总电阻之反比，设总电阻分别为，则.2-7未烧断前总电阻，烧断后，故干路电流之比为22AB2-10注意电阻温度系数的基准是0℃，得.负载时，负载时，联立解得：.2-11题设是默认加热间断时间相等的，设为.即110V为A、B串联时的工作电压的等差中项作伏安特性曲线关于直线的对称图像，分别交另一曲线于和.得.2-15（1）电容器极板带电量，极板间电流保持为电势差为0时，极板不带电，所以.（2）最大动能的电子到达上极板时动能全部转化为电势能所以，得.K断开时，R与R1串联，该支路总电压该支路与R2并联，为R2两端电压，又R2，R3串联，R3两端电压为可以列出：两式联立，代入数据可解得：.2-18（1）由基尔霍夫方程知：.（2）沿n个电源这一路计算：2-22注意看题，不要啥都不想直接Y-△变换了设从1向O流的电流为，从2向O流的电流为，则从O向3流的电流为则可由三点的电势得到：2-即2-将等效内阻，等效电源. 2-25设有x组电池组串联，每组内有y个电池并联.法一：电源最大输出功率，电池个数.要使电源达到最大输出功率，则必有内阻与负载相等：解得法二：回路内满足：到的是Y-△变换的Y型电路（b），设出电阻即可求解，然后用Y-△变换得到△型电路（a）.2-27上式联立解得.2-28（i）由知122’1’回路为电路干路而无支路，该干路总电阻；1 2与1’2’间若有电阻，则应被导线短路.（ii）由知1 2与1’2’间确有电阻，设为；由于要求电路最简，不妨设12间仅有一个电阻；故此情况中两电阻并联：代入数据得：，带回各条件检查，满足.故电路图如下：所以安培表示数.2-30题意即5两端接电源.电压表示数是由其上电流决定的，所以可以把电压表全看成电阻，求其上电流比例.由分析，电路可简化为如下图：由节点方程可知流经并联两表中电压表的电流欧姆定律：得. 2-33由每个量程达到满偏时通过电流计的电流相同得：，干路电流为，而B，C间的电流为，即100kΩ电阻和电压表各分得干路电流的一半，可知电压表内阻也为100kΩ.在图（b）中，200kΩ电阻与电压表并联后的电阻为，电压表读数为A、B间所分的电压为.由本题推广，可以证明，电压表接入串联电路测得的数值与所测部分电阻成正比，此性质与电压表内阻无关.2-36首先说明，若测量过程中测得某两点间电阻为1Ω，由对称性及电阻串并联等效可以判断：特异电阻被短路，连接在另外两端点间.2-38等效电路图如下：其中，由电桥平衡条件，有，解得.2-39第一次实验，B端电压为40V，即电阻R分压40V，则左段电缆电阻为第二次实验，A端电压为40V，即电阻R分压40V，则右段电缆电阻为左右电缆的电阻之比为：由于电缆的电阻与长度成正比，可知左段电缆长度为由此得：2-41，解得，解得；对于上述两支路的交点A，列节点方程：；由欧姆定律，图中B点的电势为：.显然U1与U3所在支路的电流为0；由于电容所在支路电流为0，由节点方程，图中B与C之间的支路上电流为；对图中红圈内的部分列节点方程（以向下为正方向）：.2-42设该平行板电容器极板面积为S，极板间距为d，漏电流为I.由平行板电容器的电容公式，得玻璃的电阻为.由高斯2-44首先明确，无论短接哪个电阻，总电阻一定变小将五个电阻分两类，一类是四周的4 个电阻臂，一类是中间的100Ω桥上电阻.短接桥上电阻，总电阻变为203Ω；短接一支电阻臂，以500Ω的为例：两个100Ω的并联后与200Ω的串联再与300Ω的并联.可以看出300Ω的在这里与其他所有电阻并联，而并联电路中的总电阻不超过最小的电阻，故让100Ω与其他电阻并联可以使变化最大.2-45等效电阻整理得，故或.2-46本题为无穷网络等效电阻题.先分析对称性：电路呈轴对称，可将图中各个处于对称轴上的中点断开，于是电路转化为：转化为：再将A,B两点左侧网络“翻折”至右侧：单电路：，即两导线间电压为零.2-51本题为无穷网络等效电阻题，解题关键在于网络的自相似性.记A点左侧无穷网络等效电阻为R1.分析电路可知：故只需求出R1.分析R1结构可知：除去三个电阻r后剩余部分仍为一无穷网络R1：2-52（1）本题中的三角形电阻网络具有高度对称性，可将分割n次后的电阻网络（设其两顶点之间的电阻为；图中未画出分割后电阻网络的全貌；最初的只有三条边的三角形当作分割了0次）等效为如下的Y形网络：其中每个电阻的大小均为则下一次分割所得的电阻网络可以等效为三个上图所示的网络相连接而成（每个电阻变为一半），如下图所示：其中每个电阻大小为.这是一个简单的电阻网络，我们可以依据串并联关系计算其两端点间的电阻：（2，解得.2-53本题为等效电容题.（a）图中三电容实为并联；（b）图为中心对称图形，由对称性可知中间的C0等价为断路：整个线路和原来的线路完全一样，线路结构没有改变，各线上电流、各点的电势均无改变.可见，由点2到点n−1这n−2个点是完全等价的.因此，上述n−2个点的电势必然完全相同，从而这些点之间的连线上都没有电流，在考虑本题所问时，这些连线可以全部撤去，于是可得.2-58（1）电阻网络E、G两点间电压可表示为从图中的二极管D的正向伏安曲线中可査得，电压UDI对应的电流I1为25.0mA，此电流就是流过电阻R及由E点流入电阻网络的电流，将数据代入上式得由对称性可得H、A、C、F电势相等，其等效电路如图13-13所示（除两只电阻为外，（2）当引线两端P、Q与电阻网络B、D两点相接时，等效电路仍如图所示，易得通过二极管DD的电流与二极管两端电压有关系代入数据得这是一条联系UD与ID的方程，但是UD与ID又必须满足二极管的伏安特性曲线，在图中绘出上式所述直线，它与曲线的交点的纵坐标即为通过二极管的电流ID，由图中读出由对称性，，，则.2-59本题为图像分析题，同时需要用到“负载功率最大时，路端电压等于电源电动势的一半”的结论（此处证明从略）.图像显示电源可视为两个负载电流范围不同的电源``拼接''而成，分段讨论即可.电流小于0.26A时，电源电动势等于6.2V，故路端电压等于3.1V时（由（2）（3）C1电荷变化量C2电荷变化量故由a到b流过K的正电荷.2-62本题为含电容的电路分析题，只需分析始末状态和电量变化即可.通过K的电量即通过R的电量.闭合K前，两电容器不带电；闭合K并稳定后，两电容器靠近电键K的极板上均沿回路列出方程：联立解得代入数据.忽略接地信息的解法得到的答案与此一致，但无视了与大地间的电流和电位.。
电磁学(第二版)___习题解答
电磁学（第二版）___习题解答本文档旨在概述《大学物理通用教程_电磁学（第二版）___题解答》的内容和目的。
章节结构本教程共包含以下章节：第一章：电磁学基础概念第二章：库仑定律和电场第三章：电场的高斯定理第四章：静电场的电势第五章：电场中的运动带电粒子第六章：稳恒电流第七章：磁场的基本特性第八章：安培定律和磁场的高斯定理第九章：磁场的矢量势与法拉第电磁感应定律第十章：电磁感应中的动生电动势第十一章：电磁感应中的感生电流第十二章：电磁场的能量与动量第十三章：交变电路理论第十四章：交变电磁场中的能流与坡印廷矢量第十五章：电磁波概论第十六章：辐射和天线每一章节都提供了对应题的解答，帮助读者更好地理解和应用所学的电磁学知识。
该题解答本是《大学物理通用教程_电磁学（第二版）___》的附属部分，旨在补充教材内容，提供题的详细解答，便于读者巩固所学知识。
本文档总结了《大学物理通用教程_电磁学（第二版）___题解答》中的题解答内容特点和方法。
本解答提供了《大学物理通用教程_电磁学（第二版）___题解答》中的题解答方式和思路的例子。
问题：如何计算两个点电荷间的电势差？答案：根据库仑定律可以计算出两个点电荷间的力，将该力乘以电荷间的距离即可得到电势差。
问题：如何确定一个圆环上的电场强度大小与方向？答案：根据环上各点的电荷之间的静电力作用，可以确定该点的电场强度大小和方向。
可以施用库仑定律以及数学公式来计算。
问题：如何计算一个球体内的电势分布？答案：根据球内各点的电荷密度以及球内各处的距离关系，利用电场的定义公式，可以计算出球体内各点的电势。
以上是一些《大学物理通用教程_电磁学（第二版）___题解答》的题目解答示例，希望对你的研究有所帮助。
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以下是总结本文档的重要性和帮助的几点观点：方便研究：本文档提供了电磁研究题的解答，可以帮助读者更好地理解和掌握这门学科。
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3
R3
1 Q q q Q ( ) 4 π 0 4 R1 R1 2 R1 3R1
第二章 静电场与导体
10
电磁学
由于球壳接地 ，
(0)
壳 0
q
R1 R2
R3
3
所以
0 R R R O E d r E d r E d r 0
d a d a 1 1 E d r E d r [ r d r ]d r 2 π0 a a a d d a ln π0 a
第二章 静电场与导体
19
电磁学
故长为 L 一段电容为
C
Q
L π 0 L ln d
d
第二章 静电场与导体
16
电磁学
S
t
d
解 （1）设极板上所带电量为Q ,两极板的电势差为 U,则
d t
Q U E d l E (d t ) (d t ) (d t ) 0 0S 0 0S Q C U d t
第二章 静电场与导体
17
第二章 静电场与导体
2
电磁学
基本知识点 1. 导体的静电平衡条件 ① 导体内部电场强度处处为零，即 E内 0 ； 与它的表面垂直。
导体表面附近的场强为 E外 ，其方向处处 0
② 导体为等势体，导体表面是等势面。 ③ 电荷只分布在导体表面。
第二章 静电场与导体
3
电磁学
2. 电容和电容器
第二章 静电场与导体
13
电磁学
例2 带电量为Q 的导体球壳，内外半径分别 为 R1 和 R2 ，现将电荷量为 q1 的点电荷放在壳内 球壳外表面 离球心 O 为 r1 处，电荷量为 q2 的点电荷放在壳 上的电荷量 球壳内表面 外离球心 O为r2 处，如图所示。试求球心 O 的 上的电荷量 电势。 Q R2 解：根据电势叠加 原理，球心O的电 势等于所有电荷在 O点产生的电势之 和，即
1 w 0E2 电场能量密度 2 1 W 0E 2 dV 电场能量 2 V
第二章 静电场与导体
(真空中)
6
电磁学
例1 习题2-11（P85）
R1 R2
R3
q
d
Q
如图所示，半径为 R1 的导体球带电量 q ，在它 外面同心的罩一金属外壳，其内外壁半径分别 为 R2与 R3 ，已知 R2 2R1 ， R3 3R1 ，今在距 球心为 d 4R1处放一电量为Q的点电荷，并将 导体球壳接地，试问：
电容器的电容
q C 1 2
几种典型电容器的电容（设极板间为真空）： ① 平行板电容器 ② 同心球形电容器
C
0S
d 4 π 0 R1 R2 C R2 R1
2 π 0L C R2 ln R1
4ห้องสมุดไป่ตู้
③ 同轴柱形电容器
第二章 静电场与导体
电磁学
3. 电容器的储能
Q2 1 1 2 W C Q 2C 2 2
1 q1 q2 q1 q1 Q U （ ） 4 π 0 r1 r2 R1 R2
第二章 静电场与导体
表面上的感 应电荷量
q2 在球壳外
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电磁学
例3 (习题2-12) 如图：平行板电容器两极板的面积都是 S，相距 为d其间有一厚度为t 的金属板与极板平行放置， 面积亦是S，略去边缘效应。 S （1）求系统的电容C ; （2）金属板离两极板 t 的距离对系统的电容是 否有影响？
第二章 静电场与导体
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dq q S1 4 π 0 R1 4 π 0 R1 q
R3
电磁学
Q Q dq S3 4 π 0 R3 4 π 0 (3R1 ) 4 π 0 R3 Q
由电势叠加原理，球心 处的总电势为
R1
q
R2
d
Q
O Q S S S
第二章 静电场与导体
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电磁学
（1）球壳带的总电量是多大？ （2）如果用导线将壳内 导体球与壳相连，球壳带 电量是多大？ 分析 因静电感应，电荷重新 分布，导体小球和球壳内、外 表面电荷的分布为
R1 R2
Q
q q
d
Q
R3
q、q、Q
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电磁学
解：（1）取球心O处进行分析比较简单。 Q 球心处的电势是点电荷Q
a
单位长度电容为
C π0 L ln d a
第二章 静电场与导体
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电磁学
课堂测验
一半径为 a 的导体球带有电量为 Q ，现将一半径为 b 的均匀带电圆环放在球旁边，圆环的轴线通过球心， 环心到球心的距离为 r ，环上的电荷量为 q ，如图， 试求导体球的电势。 Q q b 解 因导体是等势体， a 故球心的电势便是 r 。 球的电势 根据电势叠加原理，球心的电势等于所有电荷在 球心产生的电势之和，即
电磁学
第二章
习 题 课
第二章 静电场与导体
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电磁学
基本要求
• 理解导体的静电平衡条件，掌握导体达到静电平 衡状态时电荷及电场强度的分布特征。能结合静 电平衡条件分析静电感应、静电屏蔽等现象。掌 握存在导体时静电场的场强分布和电势分布的计 算方法。 • 掌握电容的定义及其物理意义，掌握典型电容器 电容及电容器储能的计算方法。 • 理解电场具有能量，掌握带电系统和静电场能量 的计算方法。
（2）无影响
电磁学
S
0S C d t
讨论
t
0S
d t
t 0
d
I、当t 0时，C im
0S
d
d t 此题也可看作是两个电容器串联而成，其中 0S 0S C1 C2 d1 d 2 d t d1 d2 0S 0S C1C2
t 0
II、当t d时，C im
第二章 静电场与导体
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电磁学
q 0
b
q
Q
a
r
Q q q 4 π 0a 4 π 0 r 2 b2 q 是圆环上的电荷在球面上产生的感应电荷量
导体球的电势为
Q q 4 π 0a 4 π 0 r 2 b2
第二章 静电场与导体
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电磁学
作业：习题2-25
q1
R1
r1
O
r2
q2
q1 q2 q q U 4 π 0 r1 4 π 0 r2 4 π 0 R1 4 π 0 R2
第二章 静电场与导体
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电磁学
Q
由高斯定理知
R2
R1
q q1
由电荷守恒定律知
q1
r1 O
r2
q2
q q1 Q q2
因q2 0，于是得所求得电势为
第二章 静电场与导体
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电磁学
Q dq 0 4 π 0 d Q 4 π 0 R3
Q Q
Q 0 40 d 40 R3 Q
注释
R1 R2
R3
d
Q
3 Q Q 4
由于 Q 的存在，球壳外表面的电荷分布是不均匀的。 当球体与球壳相连后，成为一个等势体，由静 电平衡条件知，电荷只能分布在导体的外表面上， 所以此时只有球壳的外表面带电 Q 。
4. 带电体系的静电能
1 n （点电荷系） W Qi i 2 i 1 1 1 W d V d S 2S 2V
（ 为所有电荷在体积元 d V 所在处激发的电势） （ 为所有电荷在面积元 d S 所在处激发的电势）
第二章 静电场与导体
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电磁学
计算电容的一般方法 先假设电容器的两极板带等量异号电荷， 计算出两极板间的场强，再计算出电势差，最 后代入电容器定义式计算电容。 5. 电场能量和能量密度
o
1 2
O E d l
d
Q
o
qdr q ( 1 1 ) 4 π 0 r 2 4 π 0 R1 R2 R1 R1 q 1 1 ( ) 4 π 0 R1 2 R1
E d r
R2
R1 R2
R2
球与球壳之间的电势差就等于球体的电势。
0S
于是
C
C1 C2
d1 d 2
d t
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第二章 静电场与导体
电磁学
例4 (习题2-13)
解 P点电场强度
E E E
P
er
E
o er er 2 π 0r 2 π 0 (d r )
2a
d a
r
d
两导线的电势差
和三个导体球面上的电荷 在O点产生电势的叠加。
分别为 Q
Q Q 4 π 0 d 4 π 0 (4 R1 )
R1 R2
q q
d
Q
由高斯定理可得球壳内表面S2 上的总电量为 q q dq q q S2 4 π 0 R2 4 π 0 R2 4 π 0 (2 R1 ) q
第二章 静电场与导体
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第二章 静电场与导体
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电磁学
q 1 1 q Q q q Q ( ) ( ) 4 π 0 R1 2 R1 4 π 0 4 R1 R1 2 R1 3R1
Q
解得
3 Q Q 4
q q
R1 R2
R3
d
Q
球壳带的总电量为
3 Q q Q q 4
（2）当导体球与壳用导线连接时，仍用上述的电 势叠加原理计算球心O点的电势，有