2021-2022學(xué)年高二物理競賽課件：靜電場習(xí)題（15張PPT）

1、靜電場習(xí)題課件如圖所示，一個(gè)捕蝶網(wǎng)在均勻電場E中，網(wǎng)面積為S，網(wǎng)口是半徑為R的圓，E與網(wǎng)口平面成600角。求：穿過網(wǎng)的電通量。nERS解：蝶網(wǎng)與網(wǎng)口所構(gòu)成的閉合曲面內(nèi)無電荷，由高斯定理得sEdS = 0 = 網(wǎng)+口網(wǎng)= - 口= - E S = - EScos=- 23R2E處于空氣中半徑為1.0m的球形導(dǎo)體，能夠帶有的最大電量是多少庫侖？能達(dá)到的最高電勢是多少伏特？已知空氣的擊穿場強(qiáng)為3.0106 Vm-1解： （1） 設(shè)導(dǎo)體球所帶最大電量為Qm，空氣擊穿電場為Em。Er21，所以導(dǎo)體表面附近先擊穿，此時(shí)QmEm =kR2Qm=Em R2k= 3.310-4C（2）Um=kR=3.0 106

2、 VQm（1）一點(diǎn)電荷q位于一邊長為a的立方體中心，試問通過立方體一個(gè)面的電通量是多少？（2）如果把這電荷移到立方體的一個(gè)角頂上，這時(shí)通過立方體每一個(gè)面的通量各是多少？解： （1）點(diǎn)電荷q位于立方體中心時(shí)，通過立方體每一面的電通量都相等，所以通過每一面的通量為總通量的1/6。 由高斯定理可得到總通量為 sEdS =0q所以通過每一面的通量 l1=6 0q（2）當(dāng)電荷移到立方體的一個(gè)頂角時(shí)，則組成電荷所在處頂角的三個(gè)面S1，S2和S3上各點(diǎn)處的E平行與該面。（圖a）qS1S2S3（a）S1= S2= S3= sEdS = 0對立方體的另外三個(gè)面S4，S5和S6面通量相等，若把該立方體處于另外七個(gè)

3、同樣的立方體之中，q電荷位于8個(gè)立方體所組成的大立方體的中心 ，顯然對大立方體的所構(gòu)成的高斯面有sEdS =0qq(b)則通過原小立方體的S4，S5和S6面的通量分別等于總通量的1/24。S4= S5= S6= 24 0q靠近地球表面的場強(qiáng)為130 N C-1，方向向下，若此電場由地球的電荷產(chǎn)生，問地球的電荷是多少？E = kR2Q解：Q = kR2 E=-130（6.4 106）29109=-5.9 105C如圖所示，兩塊很大的平行平板A和B，都均勻帶電，其電荷面密度分別為+A和+B，試求下列各處的場強(qiáng)。（1）兩板之間，（2）兩板左側(cè)，（3）兩板右側(cè)。ABEAEAEAEBEBEB解：由題意可

4、知，A、B兩板在空間產(chǎn)生的場強(qiáng)分別如圖所示。由于無限大帶電平板所產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E =2 0若取向右為正方向，則（1）兩板之間的場強(qiáng)為：E中= EA EB =2 01（ A- B）A B，則向右；反之向左。（2） E左= -EA -EB =-2 01（ A+ B）（3） E右= EA +EB = 2 01（ A+ B）若上題中A=- B時(shí)，上述各處的場強(qiáng)又如何？解：若A=- B= 時(shí)， （1） E中= 0（2）、（3） E左= E右= 0此時(shí)場強(qiáng)只存在于兩板之間，兩板外側(cè)的場強(qiáng)為零。這種情況，相當(dāng)于充了電的電容器。 一層厚度為0.5cm的無限大均勻帶電板，其電荷體密度為1.010-4Cm-3，

5、求：（1）平板中央的電場強(qiáng)度。（2）平板內(nèi)與其表面相距為0.1cm處的電場強(qiáng)度（3）平板外電場強(qiáng)度1） 對稱分布 E=0Bd1S1S2S2S1A. 2）過板內(nèi)考察點(diǎn)A，作圖示封閉的柱面S1為高斯面，則由高斯定理方向垂直板面指向外解：3）同樣過板外考察點(diǎn)B，作封閉的柱面S2Bd1S1S2S2S1A.方向與 2）相同 點(diǎn)電荷q1 q2 q3 q4 ，電量均為410-9C，分別位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，距正方形中心O點(diǎn)為5cm，試求：1）O點(diǎn)的場強(qiáng)和電勢。2）將電量q0=10-9C的點(diǎn)電荷從無窮遠(yuǎn)處移到O點(diǎn)，電場力所作的功。3）在這一過程中電勢能改變了多少？解：四個(gè)電荷在點(diǎn)產(chǎn)生場強(qiáng)如圖所示q2q3q1q4OE3E4E1E2 在直角三角形ABC的頂點(diǎn)A和B上，分別有q1= 1.8 10-9C 和 q2=-4.810-9C的點(diǎn)電荷BC=0.04m , AC=0