电气基础课件3.ppt

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1、4*.电场力与电场平行电场力与电场平行,不一定相不一定相同同;以点电荷为心的球面场强大以点电荷为心的球面场强大小同小同,方向不同方向不同;电场强度是由电场强度是由试验电荷受力定义的试验电荷受力定义的.(C)2*.电场强度是电场固有的电场强度是电场固有的,与是与是否放入电荷无关否放入电荷无关.(B)第8次课 静电场习题课 练习一至八部分解答练习一至八部分解答练习一练习一 库伦定律库伦定律 电场强度电场强度 一一.选择题选择题1*.电荷激发电场的独立性电荷激发电场的独立性.(C)均匀长直线电荷的电场为均匀长直线电荷的电场为E=(sin2sin1)/(40a)E=(cos1cos2)/(40a)左半

2、线电荷左半线电荷():1=0,2=/2E左左=/(40a),E左左=/(40a)右半线电荷右半线电荷():1=/2,2=E右右=/(40a),E右右=/(40a)(A)故故 E=E=/(20a)电偶极子在延长线上激发电场电偶极子在延长线上激发电场E=2p/(40 x3)l=2a(D)二二.填空题填空题由无线长均匀带电直线的电场由无线长均匀带电直线的电场:E=/(20r)得得 E=1/(20a)2/20(da)=0(1d/(1+2)E=Ey=2q/(40r2)(y/r)qyj/20(a2+y2)3/2令令dE/dy=0,得得M=pE M=pEsinp=M/(Esin)练习二练习二 电场强度电场强

3、度(续续)电通电通量量一一.选择题选择题1*.电场力电场力F=qE知知E=0,F=0(D)E=Eq+Eq+E2q+E2qEq=q(ij)()/40(a2/2)Eq=q(ij)/(40a2)Eq=q(ij)/(40a2)3.5.1.2.3.2.此面是以此面是以q为中心的正方体的为中心的正方体的 一个面一个面,六个面的电通量为六个面的电通量为q/03*.电场强度是电场固有的电场强度是电场固有的,与试与试验电荷无关验电荷无关.(D)8.2练习三练习三 高斯定理高斯定理E2q=2q(i+j)/(40a2)E2q=2q(i+j)/(40a2)(C)(B)4.面面AACO法线与法线与E 反向反向1Eac面

4、面BBOC法线与法线与E 垂直垂直20过面过面ABBA的的E线必过线必过面面AACO,但法线与但法线与E 夹角夹角/23Eac5*.(A)二二.填空题填空题电偶极子延长线上电偶极子延长线上A中垂线上中垂线上B激发电场激发电场EA=2p/(40 x3)EB=p/(40y3)由由壹壹一一3知知Ex=/(0a)Ey=03*.F=q2/(40r2)(1.610196.021023)248.851012(26370103)2=5.14105N一一.选择题选择题1*.半球面的法线与半球面的法线与E垂直垂直.(D)2*.高斯定理不仅是揭示静电场高斯定理不仅是揭示静电场普遍规律的定律普遍规律的定律,还可用于计

5、算还可用于计算具具有某种对称性的电场有某种对称性的电场.(A)3*.两电荷产生电场在两电荷产生电场在S1 抵消在抵消在S2加强加强;高斯面内只有电荷高斯面内只有电荷q(D)4*.点电荷产生电场全部与点电荷产生电场全部与r 成反成反 比比;均匀带电球体产生电场球内均匀带电球体产生电场球内 与与r 成正比成正比,球外与球外与r 成反比成反比;均均匀匀 带电球面产生电场球面内为零带电球面产生电场球面内为零,球球 外与外与r成反比成反比;(C)(B)二二.填空题填空题 ,2产生的场在两板间加强产生的场在两板间加强,在在两板外减弱两板外减弱.3/(20),向左向左;高斯面内只有电荷高斯面内只有电荷Q;Q

6、/0 1.2.5.1./(20),向右向右.2./(20),向左向左;8.3两电荷产生的场在两电荷产生的场在a 部分抵消部分抵消;在在b加强加强.2Qr0/(90R2)Qr0/(2 0R2)3*.(q1+q4)/0,q1,q2,q3,q4,矢量矢量和和练习四练习四 静电场的环路定理静电场的环路定理电势电势 一一.选择题选择题1*.均匀带电球面内电场为零均匀带电球面内电场为零,球球面内电势处处等于球面电势面内电势处处等于球面电势.(A)均匀带电球面在球面内产生电均匀带电球面在球面内产生电势处处等于球面电势势处处等于球面电势,得外球在得外球在P点产生电势为点产生电势为Q2/(40R2);均匀带电球

7、面在球面外产生电势均匀带电球面在球面外产生电势等效于将电荷集中在球心等效于将电荷集中在球心 的点电的点电荷产生的荷产生的电电势势,得内球在得内球在P点产生点产生电势为电势为Q1/(40r);再标量叠加再标量叠加.(C)3.UPM=Edl =qdr/(40r2)=q/(40)1/a1/(2a)=q/(80a)(B)B,C,D等等势势,A=qU(D)5.UC=0,UF=q/(40 l)q/(40l)A=单位正电荷单位正电荷(UCUF)(D)二二.填空题填空题1.U=q1/(40 R)+q2/(40R)+q1/(40 R)=(q1+2q2+q3/(80R)2.Edl =EAB=EdcosA=单位正电

8、荷单位正电荷(UBUD)=0q/(40R)q/(403R)=q/(60R)3.练习五练习五 电势梯度电势梯度 静电能静静电能静电场中的导体电场中的导体 一一.选择题选择题1.E=gradU U=Edl (A)2.4.8.4 无限大均匀带负电平面在带电无限大均匀带负电平面在带电面处产生的电势最低面处产生的电势最低(A)3.E=rdq/(40r3)U=dq/(40r)Ez=E|=cosdq/(40r2)r,等等,rdq不不等等.(C)电场力使运动电荷拐弯电场力使运动电荷拐弯,E应应指指向凹侧向凹侧;电场力使运动电荷减速电场力使运动电荷减速,E应与运动方向相反应与运动方向相反;(D)M=pE作用使作

9、用使p,E夹角变小即夹角变小即p转向转向E;+q距距Q近近,受力大受力大,使电使电偶极子向偶极子向Q运动运动.(B)二二.填空题填空题 设设A板板下下表表面面,C板板上上下下表表面面,B板板上上 表表 面面 电电 荷荷 密密 度度 分分 别别 为为 1,1,2,2.则则AC间间场场强强为为E1=1/0,CB间间场场强为强为E2=2/0.UA=U0=(1/0)d/3+(2/0)2d/3(1+22)d/(30)=U0.C板电荷守恒板电荷守恒1+2=Q/S1+22=30U0/d.解得解得 1=0U0/d2Q/(3S)2=0U0/d+Q/(3S)UC=E2dl=E22d/3=(2/0)2d/3=2U0

10、/3+2dQ/(90S)2*.导体体内导体体内E=0是所有电荷产是所有电荷产生电场矢量叠加的结果生电场矢量叠加的结果.会会,矢矢量量3*.是是,是是,垂直垂直,等等于于练习六练习六 静电场中的导体静电场中的导体(续续)静电场中的电介质静电场中的电介质 一一.选择题选择题 从从导导体体球球向向导导体体A,从从导导体体A向向导导体体B作电场线作电场线,电场线指向电势降电场线指向电势降落的方向落的方向.(D)2*.相距很远相距很远,即两导体球可看作即两导体球可看作2.4.5.1.1.8.5孤立导体孤立导体;用导线相连用导线相连,即两导即两导体体球体电势相等球体电势相等.QR/(40R)=Qr/(40

11、r)4R2R/(40R)=4r2r/(40r)RR=rrR/r=r/RUR=Ur(D)导体内电场为零导体内电场为零/(20)+1/(20)2/(20)=0+12=01=/22=/2导体电荷守恒导体电荷守恒(电荷代数和为零电荷代数和为零),1+2=0(B)4*.+q0对大导体静电感应对大导体静电感应,使正电使正电荷远离荷远离q0,F减小减小:F/q0E (A)两边导体等势两边导体等势,中间导体与两中间导体与两边电势差相等边电势差相等(1/0)d1=(2/0)d2 1/2=d2/d1(C)二二.填空题填空题1*.非极性分子非极性分子(无极分子无极分子),极性分子极性分子(有极分子有极分子)2*.转

12、向转向(取向取向),转向转向(取取向向);位移位移,位移位移.(1)1=4=(Q1+Q2)/(2S)2=3=(Q1Q2)/(2S)Q1=Q,Q2=0B内侧内侧=3=Q1/(2S)(2)1=0,4=0B内侧内侧=Q1/S练习七练习七 静电场中的电介质静电场中的电介质(续续)电容电容 静电场的能量静电场的能量一一.选择题选择题1.导体表面外附近导体表面外附近E=/=/0=q/(4R2)R=q/(4)1/2=q/(40E)1/2 =5.997103m(D)2*.(C)3.E=/=/(0r)导体表面外附近导体表面外附近=0rE(B)4*.半径相同的空心导体球与实心半径相同的空心导体球与实心3.5.3.

13、8.6导体球孤立带电时电荷分布在外导体球孤立带电时电荷分布在外表面表面,当电荷相等时当电荷相等时,电势相等电势相等.故故电容等电容等.(C)两电容串联两电容串联1/C=1/C1+1/C2 C=C1C2/(C1+C2)Q=CU=UC1C2/(C1+C2)U1=Q1/C1=Q/C1=UC2/(C1+C2)=600VU2=400VC1被击穿后变成导体被击穿后变成导体,电压全加电压全加在在C2上上,C2也被击穿也被击穿(A)二二.填空题填空题 电容充电后切断电源电容充电后切断电源,意味着意味着电电容电荷容电荷()不变不变.E=/(r0)=E0/r1/rw=E2/2=0r(E0/r)2/2=(0E02/

14、2)/r=w0/r1/r2.w=0rE2/2E=2w/(0r)1/2=3.36105N3.w=0rE2/2=0r(U/d)2/2=0rU2/(2d2)练习八练习八 静电场习题课静电场习题课一一.选择题选择题1.介质板插入介质板插入C1中中,C1值变大值变大,使使总电容值变大总电容值变大,各电容电量等各电容电量等,电容串联时电容串联时由由U=Q/C知知,电荷相同时电荷相同时,电压与电容成反比电压与电容成反比;A错错;B错错;C错错;由由W=CU2/2知知,总电容值总电容值变变大时大时,总能量变大总能量变大.(D)2.保持接通电源保持接通电源,电压不变电压不变;充充电电介质介质C=rC0W=CU2

15、/2=rC0U2/2=rW0(B)3*.E=1/(20r)+2/(20r)(C)4.能量守恒能量守恒mv02/2=mv2/2+qQ/(40R)v=v02qQ/(20Rm)1/25.1.8.7a=F/m=qQ/(40R2m)因高斯面内无电荷因高斯面内无电荷,有有 EdS0=EdS+EdS=e+ee=e(A)用导线联两导体球用导线联两导体球,等效于电容等效于电容并并Q1/(40R1)=Q2/(40R2)二二.填空题填空题1.C=r0S/dd=r0S/CE=U/d=CU/(r0S)=9.42103N/CQ=CU=5109N/C2.U=Q/40(R2+x2)1/2U1/U2=(R2+x22)1/2/(R2+x12)1/2=R2+(2R)21/2/(R2+R2)1/23.C=40RC1/C2=R1/R2联联C=40(R1+R2)(4R12)1/(40R1)=(4R22)2/(40R2)R11=R22E1/E2=(1/0)/(2/0)=1/2=R2/R15.(C)