2021-2022学年高二物理竞赛课件：安培环路定理的应用举例.pptx

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1、安培环路定理的应安培环路定理的应用举例用举例例例 无限长载流无限长载流圆柱体圆柱体的磁场的磁场解解 1）对称性分析对称性分析 2）选取回路选取回路.安培环路定理的应用举例安培环路定理的应用举例例例有一半径为的金属球，带有有一半径为的金属球，带有电荷，现把一个原来不带电的且半径为电荷，现把一个原来不带电的且半径为 的金属球（厚度不计）同心的罩在球的金属球（厚度不计）同心的罩在球的外面的外面（1）求距球心）求距球心 的的点点的电势，以及距球心的的电势，以及距球心的点的电势（点的电势（2）用导线把和）用导线把和连接起来，再求连接起来，再求点和点和点的电势点的电势解（解（1）由由高斯定理高斯定理则则（

2、2）则则 例例 平行平板电容器的极板是边长为平行平板电容器的极板是边长为 的正方的正方形，两板之间的距离形，两板之间的距离 .如两极板的电势差如两极板的电势差为为 ，要使极板上储存，要使极板上储存 的电荷的电荷,边长边长 应取多大才行应取多大才行.解解 例例 把一块相对电容率把一块相对电容率 的电介质的电介质,放在极放在极板间相距板间相距 的平行平板电容器的两极板之间的平行平板电容器的两极板之间.放入之前放入之前,两极板的电势差是两极板的电势差是 .试求两极板试求两极板间电介质内的电场强度间电介质内的电场强度 ,极板和电介质的电荷面密极板和电介质的电荷面密度度,电介质内的电位移电介质内的电位移

3、 .解解放入电介质后，放入电介质后，例例 一空气平行板电容器，空气层厚一空气平行板电容器，空气层厚1.5cm，两极两极板间电压为板间电压为40kV，若空气的击穿场强为若空气的击穿场强为 ，该电，该电容器会被击穿吗？现将一厚度为容器会被击穿吗？现将一厚度为0.30cm的玻璃板插入此的玻璃板插入此电容器，并与两极板平行，若该玻璃板的相对电容率为电容器，并与两极板平行，若该玻璃板的相对电容率为7.0，击穿电场强度为，击穿电场强度为 .则此时电容器会被击则此时电容器会被击穿吗？穿吗？解解 设空气层的厚度设空气层的厚度 d=1.5cm，玻璃板的厚度玻璃板的厚度b=0.30cm，未插入玻璃板时，电容器内的

4、电场强度为未插入玻璃板时，电容器内的电场强度为电容器不会被击穿电容器不会被击穿+-插入玻璃板后，空气间隙中的电场强度插入玻璃板后，空气间隙中的电场强度 空气层被击穿，空气层被击穿，40kV电压全部加在玻璃板两侧，此电压全部加在玻璃板两侧，此时玻璃板内的场强时玻璃板内的场强玻璃相继被击穿，电容器完全被击穿玻璃相继被击穿，电容器完全被击穿.+-例例 计算均匀带电计算均匀带电导体球导体球以及以及均匀带电球体均匀带电球体的静电能的静电能设球半径为设球半径为，带电总量为，带电总量为q周围为真空周围为真空解（解（1）导体球：电荷分布在球表面导体球：电荷分布在球表面+显然：显然：思考：思考：若周围不是真空，

5、而是充满相对电容率为若周围不是真空，而是充满相对电容率为的电介质，应如何求解？的电介质，应如何求解？（2）球体球体+R+-例例 一平行平板电容器充满两层厚度各为一平行平板电容器充满两层厚度各为 和和 的电介质，它们的相对电容率分别为的电介质，它们的相对电容率分别为 和和 ,极板极板面积为面积为 .求（求（1）电容器的电容；电容器的电容；（2）当极板上的当极板上的自由电荷面密度的值为自由电荷面密度的值为 时，两介质分界面上的极化电时，两介质分界面上的极化电荷面密度荷面密度.-+-解解（1）图图示示电电容容器器可可看看成成是是两两个个平平板板电电容容器器串串联联组成组成平板电容器电容平板电容器电容（2）+-+-问问 1）是否与回路是否与回路 外电流有关外电流有关？2）若若 ，是否回路，是否回路 上各处上各处？是否回路是否回路 内无电流穿过内无电流穿过？静电场静电场磁磁 场场比比 较较磁场没有保守性，它是磁场没有保守性，它是非保守场，或无势场非保守场，或无势场.电场有保守性，它是电场有保守性，它是保守场，或有势场保守场，或有势场.电力线起于正电荷电力线起于正电荷,止于止于负电荷。静电场是有源负电荷。静电场是有源场场.磁力线闭合磁力线闭合,无自由无自由磁荷磁荷.磁场是无源场磁场是无源场.