省物理竞赛培训(电磁学部分)课件.ppt

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1、（一）真空中的静电场一、静电场的性质1，静电场的描述二者间的关系2，静电场的性质高斯定律：有源场，力线不闭合环流定律：保守场注意要正确理解高斯定律！！！第二篇电磁学1二、场量的计算1、计算场强的三种方法：（1）以点电荷的场强公式为基础的叠加法，点电荷系：带电体：（2）用高斯定律求E＊１、基本步骤：先分析场分布的对称性；（中心，轴，面对称性）作一合适的高斯面，求E。2＊２、几种典型场强公式（3）用电势梯度求E场强方向总是指向电势减少的方向32、求电势的两种方法：（1）以点电荷的电势的电势公式为基础叠加点

2、电荷系带电体（2）定义法：即用求U要求式中函数式已知或可由高斯定律很快求出，☆挖补法求E或电势U43、电通量的计算：正确运用高斯定律计算过某一截面的电通量。4、场力的计算（ⅰ）、库仑力（只适用静止点电荷）（ⅱ）、点电荷在电场中或带电体在匀强场中（ⅲ）、带电体在电场中（ⅳ）、电偶极子在电场中5三、静电场中的导体1、导体静电平衡的条件：２、导体静电平衡时的特点①导体内部是等势体，表面是等势面②电荷只分布在导体的外表面（注意导体空腔）③孤立导体电荷面密度与曲率有关④导体表面附近的场强３、电容器的电容定义

3、计算电容器电容基本步骤几个典型电容器的公式――6四、电介质及其极化１、电偶极子的电矩在外场受到的力距２、电介质的电结构：有极分子与无极分子３、电介质的极化机制４、极化的描述电极化强度的定义一般情况：各向同性均匀无限大电介质中D线、E线的区别(i)电力线与所有电荷有关（包括q/)，电位移线只与自由电荷有关。(ii)电力线在介质中不连续，被极化电荷所中断，电位移线在任何地方都连续。介质中的高斯定理：7☆电介质与导体的比较1、电结构导体内有可移动的自由电荷，电介质内无可移动的电荷，2、电荷的分布导体的感应电

4、荷（或荷电）只分布在外表面，介质的极化电荷可在表面也可在内部，但不能移动，故又称束缚电荷。3、内部场强导体在静电平衡时，内部场强为零，即介质极化后，内部场强不为零，在均匀极化时，8五、电场的能量1、电容器的储能2、电场能量密度电场的能量9例1，带电半圆环，Ｒx场的分布关于y轴对称，典型例题☆叠加法求E、U10例2，带电圆盘＊整个圆盘可看成半径由的无限多个圆环组成，每个圆环宽为小圆环在P点的场强xpr11例3，求长为的带电细棒中垂线上距棒为a的p点电势prox12例4,带电半圆环Ｒ例5，带电圆盘：xpr

5、每个圆环在p点的电势13例6：用不带电的细塑料棒弯成半径为50.0cm的圆弧，两端的空隙为2.0cm,电量为C的正电荷均匀分布在棒上，求圆心处的大小和方向。Ｒd解：由题知，空隙d=0.02m,而棒长,故空隙可视为一个点。若把这个空隙用相同电荷密度的电量补上，则整个环为一均匀分布带电环，于是其圆心o点处强度应等于零，由场强叠加原理：o点场强又可看成空隙处的点电荷在o点产生的和整个带电圆弧棒在o点的场强之矢量和即应有由题知带电细棒的方向由圆心指向缝隙☆挖补法求E或电势U14例7：如图示，半径为R的两个球体

6、相交，球心距O1O2=d，不重叠部分均匀带电，电荷体密度左侧+为右侧为-，则距离O2为r的点的电势为多少。解：补成两个带电球，重叠部分的电势在p点相互抵消，故15例8、一无限长均匀带直线位于X轴上，电荷密度为,有球面半径为R，球心位于原点，则通过该面的的电通量为————————例11、在均匀电场E中，作一半径为Ｒ的半球面，如果半球面的轴线与E的方向平行，则通过半球面的电通量为—————————R解：因为是均匀场☆通量的计算16例10：在真空中的A、B两板，相距为b，面积均为S，各带电+q,-q.

7、求两板间的作用力f,有人说f=q2／40d2,又有人说f=qE，因为E=／0=q／s0,所以f=q2／s0，他们说得对不对？到底f等于多少？为什么？☆场力的计算答:都不对。两板间的作用力f≠q2／40d2，因为板的线度不一定远小于两板间距离，这样不能把两带电板看作是点电荷，因而不能用库仑定律进行计算;而f=qE式中的E用平行板间电场强度E=／0来计算也不对，因为这里E是A、B两板产生的合场强。当两板的线度比它们间的距离d大得多时，A板处于B板的均匀电场中，EB=／20,A板上任

8、一电荷元dqA受力各电荷元受力方向一致，所以A板受力同理，B板处于A板电场中，受力为17例11：如图，一均匀带电的无限长直线段，电荷线密度1，有一均匀带电直线段，长度为L,电荷密度为2，两线互相垂直且共面，若带电线段近端距长直导线为a，求它们之间的相互作用力。解：在L上取dq=2dr则受到的电场力dq所在处的作用力是相互排斥18☆关于静电感应电量的计算：一般说来，感应电荷的多少与施感电荷的电力线终止“在被感导体上的数目成正比，若施感导体的电力线全部