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第26讲 电势
例1. 质量为,带电的粒子,从无穷远处以的初速度,正对着置于光滑水平面上静止的某原子核(质量为,带电量为)与之碰撞,求粒子能接近该原子核的最小距离。(即原子核的估计半径)
例2. 如图所示,三根等长的细绝缘棒连接成等边三角形。点为三角形的内心,点与三角形共面且与关于棒对称,三棒带有均匀分布的电荷,此时测得、两点的电势各为和,现将棒取走,而、棒的电荷分布不变,求这时、两点的电势。
例3. 如图所示,半径为的均匀带电的的球面在点产生的电势为,与相对于对称,求在点产生的电势。
例4. 如图所示,半径分别为和的两个同心半球面相对放置,两个半球面均匀带电,电荷面密度分别为和,求两半球面直径的连线上各点的电势分布。
例5. 绝缘光滑水平面上固定一正点电荷,带电荷量为的电荷在水平面上绕着它做椭圆运动,负电荷质量为,距正电荷最近距离为,最远距离为。万有引力忽略不计。
(1)求负电荷在距正电荷最近点和最远点处的速率。
(2)若负电荷在距正电荷最远点处获得能量而绕其做圆周运动,则它获得的能量是多大?
例6. 如图所示,电偶极子的电偶极矩矢量为,求离坐标原点(电偶极子中点)极径为、极角为的点处的电势。()
例7. 两个异种电荷,其电荷量大小之比为,相互距离为,试证明电势等于零的等势面为球面,并求其半径及较小电荷至球心的距离。在什么情况下球面变成一个平面。
例8. 如图所示,两个极薄的同心导体球壳和,半径分别为和,现让壳接地,而在壳的外部距球心的地方放一电量为的点电荷,试求:
(1)球壳的感应电荷量;
(2)球壳的电势。
例9. 如图所示,在均匀带电的长为的带点棒产生的电场中,取之中点为坐标原点,为轴,垂直为轴,试证明:此电场在平面上的等势线为一组椭圆线,其方程为:
式中,是椭圆的半长轴,其取值范围是:。
另证:电场线是一组双曲线。
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