同济大学普通物理课件省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

静电场静电场第第1页页选择题选择题1：以下几个说法中哪一个是正确：以下几个说法中哪一个是正确：（A）电场中某点电场强度方向，就是将点电荷放在该）电场中某点电场强度方向，就是将点电荷放在该点所受电场力方向；点所受电场力方向；（B）在以点电荷为中心球面上，由该点电荷所产生电）在以点电荷为中心球面上，由该点电荷所产生电场强度处处相同；场强度处处相同；（C）电场强度方向可由）电场强度方向可由 定出，其中定出，其中 为试为试验电荷电量，验电荷电量，可正、可负，可正、可负，为试验电荷所受电场为试验电荷所受电场力；力；（D）以上说法都不正确。）以上说法都不正确。第第2页页选择题选择题2：点电荷点电荷 Q 被曲面被曲面 S 所包围，从无穷远处引入所包围，从无穷远处引入另一点电荷至曲面外一点，如图所表示，则引入前后另一点电荷至曲面外一点，如图所表示，则引入前后（A）曲面曲面 S 上上 e 不变，各点场强也不变；不变，各点场强也不变；（B）曲面曲面 S 上上 e 改变，而各点场强不变；改变，而各点场强不变；（C）曲面曲面 S 上上 e 改变，各点场强也改变；改变，各点场强也改变；（D）曲面曲面 S 上上 e 不变，而各点场强改变。不变，而各点场强改变。qQS第第3页页选择题选择题3：如图所表示，一带电量如图所表示，一带电量 q 点电荷位于点电荷位于立方体立方体A角上，则经过侧面角上，则经过侧面 abcd 电场强度通量电场强度通量等于：等于：Aqabdc第第4页页选择题选择题4：半径为半径为 R 均匀带电球面，若其电荷面密度均匀带电球面，若其电荷面密度为为 ，则在球外距离球面则在球外距离球面 R 处电场强度大小为：处电场强度大小为：R2R第第5页页选择题选择题5：半径为半径为 R 均匀带电球面，总带电量为均匀带电球面，总带电量为 Q，设无穷远处电势为零，则距离球心为设无穷远处电势为零，则距离球心为 r（r 0）。）。今在球面上今在球面上挖去一小块面积挖去一小块面积 S（连同电荷），且假设挖去后不连同电荷），且假设挖去后不影响原来电荷分布，则挖去后球心处电场强度大小影响原来电荷分布，则挖去后球心处电场强度大小 E ，其方向为其方向为 。ROS向右第第11页页填空题填空题3：3一根均匀带电直线长为一根均匀带电直线长为d，电荷线密度为，电荷线密度为，以，以导线中点导线中点O为球心，为球心，R为半径（为半径（）作一球面，如图所）作一球面，如图所示。则经过该球面电场强度通量为示。则经过该球面电场强度通量为 ，带电直，带电直线延长线与球面交点线延长线与球面交点P处电场强度大小处电场强度大小为为 ，方向为，方向为 。PROd向左向左第第12页页填空题填空题4：两根相互平行两根相互平行“无限长无限长”均匀带正电直线均匀带正电直线AB、CD相距相距d，其电荷线密度分别为，其电荷线密度分别为 1和和 2，则场强等于零点与，则场强等于零点与直线直线AB距离为距离为 。第第13页页填空题填空题5：二分之一径二分之一径 R 均匀带电球面，带电量为均匀带电球面，带电量为 Q，若要求该球面上电势为零，则球面外距球心若要求该球面上电势为零，则球面外距球心 r 处处 P 点电势点电势 UP=。RrPQ要求球面电势为零电势差不变要求球面电势为零电势差不变:无穷远零电势无穷远零电势:第第14页页填空题填空题6：带电量均为带电量均为+q两个点电荷分别位于两个点电荷分别位于x轴上轴上+a和和-a位置，如图所表示。则位置，如图所表示。则y轴上各点电场强度轴上各点电场强度表示式为表示式为 =，场强最大值，场强最大值位置在位置在y=处。处。xy第第15页页填空题填空题7：把一个均匀带电量为把一个均匀带电量为+Q 球形肥皂泡由半球形肥皂泡由半径径 r1 吹胀到吹胀到 r2，则半径则半径 R（r1 R r2）高斯球面高斯球面上任一点场强大小上任一点场强大小 E 由由 改变为改变为 ；电势电势 U 由由 变变化化为为 （选无穷远处为电势零点）。（选无穷远处为电势零点）。PEU0P P在带电面外在带电面外P P在带电面内在带电面内R第第16页页填空题填空题8：如图所表示，电量为如图所表示，电量为 q 试验电荷，在电量试验电荷，在电量为为+Q 点电荷产生电场中，沿半径为点电荷产生电场中，沿半径为R 圆弧轨道由圆弧轨道由a点移到点移到b点，电场力做功为点，电场力做功为 ；再将电；再将电荷荷 q 从从 b 点移到无穷远处过程中，电场力点移到无穷远处过程中，电场力做功为做功为 。+QabR0第第17页页计算题计算题1：一绝缘细棒弯成半径为一绝缘细棒弯成半径为 R 半圆形，其上半圆形，其上半段均匀带电量半段均匀带电量+q，下半段均匀带电量下半段均匀带电量-q，如如图所表示。求圆心处电场强度。图所表示。求圆心处电场强度。由对称性可知：圆心处电场由对称性可知：圆心处电场强度强度 E x 方向分量为方向分量为 0.第第18页页计算题计算题2：试验表明，在靠近地面处有相当强电场，电场强度试验表明，在靠近地面处有相当强电场，电场强度E垂直于地面向下，大小约为垂直于地面向下，大小约为 100N/C；在离地面在离地面 1.5 km 高地高地方，也是垂直于地面向下，大小约为方，也是垂直于地面向下，大小约为 25N/C.（1）试计算从地面到此高度大气中电荷平均体密度；试计算从地面到此高度大气中电荷平均体密度；（2）假如地球上电荷全部分布在地表面，求地面上电荷面密）假如地球上电荷全部分布在地表面，求地面上电荷面密度。度。解：解：（1）S第第19页页计算题计算题2：试验表明，在靠近地面处有相当强电场，电场强度试验表明，在靠近地面处有相当强电场，电场强度 E 垂直于地面向下，大小约为垂直于地面向下，大小约为 100N/C在离地面在离地面 1.5 km 高高地方，也是垂直于地面向下，大小约为地方，也是垂直于地面向下，大小约为 25N/C.（1）求从地面到此高度大气中电荷平均体密度；求从地面到此高度大气中电荷平均体密度；（2）假如地球上电荷全部分布在地表面，求地面上电荷面密）假如地球上电荷全部分布在地表面，求地面上电荷面密度。度。解：解：（2）S第第20页页计算题计算题3：二分之一径为二分之一径为 R 带电球体，其电荷体密度带电球体，其电荷体密度 分布为：分布为：（q 为一正常数）为一正常数）试求：（试求：（1）带电球体总电量；（）带电球体总电量；（2）球内、外各点）球内、外各点电场强度；（电场强度；（3）球内、外各点电势。）球内、外各点电势。解解:（1）第第21页页（2）在在 r R 区域，区域，第第22页页（3）在在 r R 区域，区域，第第23页页计算题计算题4：无限长均匀带电直线电荷线密度为无限长均匀带电直线电荷线密度为，电势零点选，电势零点选在距离直线在距离直线r0地点，如图所表示。求直线外任一点地点，如图所表示。求直线外任一点P处电势。处电势。解解：无限长均匀带电直线无限长均匀带电直线周围电场强度：周围电场强度：P点电势：点电势：rP第第24页页