高二物理競(jìng)賽第9章小結(jié)復(fù)習(xí)課件

一、常用公式：場(chǎng)源場(chǎng)強(qiáng)電勢(shì)點(diǎn)電荷(q)：方向:均勻帶電球面(q)：方向:無限長(zhǎng)帶電直線():方向:無限大帶電平面兩側(cè)():方向:平面(均勻電場(chǎng))(一)靜電場(chǎng)內(nèi)容概括習(xí)題課二、求場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的方法均勻帶電球面/球體/球殼均勻帶電無限長(zhǎng)直線/圓柱體/圓柱面均勻帶電無限大平面/平板（電場(chǎng)分布球?qū)ΨQ)(電場(chǎng)分布軸對(duì)稱)(電場(chǎng)分布面對(duì)稱)（GS面為柱面）習(xí)題課1.求疊加法電荷連續(xù)分布帶電體：高斯定理法注意：先分解后求和或積分電場(chǎng)分布具有高度對(duì)稱性點(diǎn)電荷系：(GS面為球面）2.求電勢(shì)點(diǎn)電荷系：電荷連續(xù)分布有限帶電體：疊加法電勢(shì)定義法有限帶電體取一般用于電荷分布具有高度對(duì)稱性的帶電體注意：習(xí)題課（2）與路徑無關(guān)（3）分段積分（1）已知積分路徑上的場(chǎng)強(qiáng)分布函數(shù)四、靜電場(chǎng)的兩個(gè)基本方程高斯定理：環(huán)路定理：靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)靜電場(chǎng)是保守場(chǎng)三、求電通量方法五、功與電勢(shì)差的關(guān)系求靜電力的功電場(chǎng)中穿過某一面積的電場(chǎng)線條數(shù)習(xí)題課一、計(jì)算之一（場(chǎng)源為點(diǎn)電荷、點(diǎn)電荷系）(二)典型例題習(xí)題課例1

兩個(gè)點(diǎn)電荷q、-q，相距為2d，以q與-q的中心作半徑為2d的球面，A為球面與q、-q連線的中垂線的交點(diǎn)，如圖。（1）通過該球面的電通量_____，(2)A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小___和方向____;(3)A點(diǎn)的電勢(shì)___。解

(1)q-q0Aq-q0Axy(2)方向:沿x軸正方向（3）例1

兩個(gè)點(diǎn)電荷q、-q，相距為2d，以q與-q的中心作半徑為2d的球面，A為球面與q、-q連線的中垂線的交點(diǎn)，如圖。（1）通過該球面的電通量_____，(2)A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小___和方向____;(3)A點(diǎn)的電勢(shì)___。例2

電量Q均勻地分布在長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)棒上，如圖所示。試求P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)aPQx解：注意：各電荷元在P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向均相同。dxx一、計(jì)算之二（場(chǎng)源為連續(xù)帶電體）方向沿x軸負(fù)向習(xí)題課例3

真空中一均勻帶電體形狀如圖所示AB=DE=R，電荷線密度為,求圓心O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)及電勢(shì)。EROABDC解：AB、DE帶電直線對(duì)O點(diǎn)對(duì)稱xy因BCD帶電部分相對(duì)于y軸對(duì)稱，所以例3

真空中一均勻帶電體形狀如圖所示，AB=DE=R，電荷線密度為,求圓心O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)及電勢(shì)。ROABDECxxdxdqBCD帶電部分電勢(shì)例4：如圖所示，一無限長(zhǎng)均勻帶電平面，寬為a，面電荷密度為，求與平面共面處P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。abPx解：將無限長(zhǎng)帶電平面分成許多無限長(zhǎng)的帶電直線任意一條直線，其電荷線密度為在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為xo方向如圖方向向右習(xí)題課例5.電荷Q均勻分布在半徑為R的球體內(nèi)，試求場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的分布。解：因電荷分布具有球?qū)ΨQ性，求場(chǎng)強(qiáng)分布用高斯定理，電勢(shì)分布用電勢(shì)定義法。QRo求場(chǎng)強(qiáng)：電荷分布球?qū)ΨQ，取球面作為高斯面r根據(jù)高斯定理r一、計(jì)算之三（高度對(duì)稱性的帶電體）習(xí)題課QRo例5.電荷Q均勻分布在半徑為R的球體內(nèi)，試求場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的分布。求電勢(shì)：根據(jù)電勢(shì)的定義PrrP習(xí)題課R例6一半徑為R的無限長(zhǎng)均勻帶電圓柱面，電荷面密度為，求圓柱面內(nèi)、外場(chǎng)強(qiáng)的分布和電勢(shì)分布（以中心軸為電勢(shì)零點(diǎn)）。解：電荷分布軸對(duì)稱，取柱面為高斯面求場(chǎng)強(qiáng)：根據(jù)高斯定理h求電勢(shì)：習(xí)題課思路和方法：根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理OR2R2R2RAP大?。悍较蜇Q直向上。根據(jù)電勢(shì)的疊加原理例7帶電球體和點(diǎn)電荷組成的帶電系已知R、Q，求習(xí)題課ⅠⅡⅢⅢ區(qū)：Ⅰ區(qū)：解：無限大帶電平板兩側(cè)場(chǎng)強(qiáng)為：方向垂直于平板Ⅰ方向向右Ⅱ區(qū)：Ⅱ方向向右Ⅲ方向向左例8

如圖所示,兩塊無限大平板的電荷面密度分別為和,寫出下列Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度.習(xí)題課2ROR思路和方法：根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理方向沿x軸負(fù)向；根據(jù)電勢(shì)的疊加原理例9一帶電圓環(huán)和帶電直線組成的帶電系，已知，求習(xí)題課解：場(chǎng)強(qiáng)根據(jù)高斯定理高斯面例10一均勻帶電Q的球形膜，在它的半徑從擴(kuò)大到的過程中，距球心為R的一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)將由______變?yōu)開_____，電勢(shì)由_____變?yōu)開_____，通過以R為半徑的球面的電通量由_____變?yōu)開_____。二、求電通量習(xí)題課例11

如圖所示電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算（1）通過立方體表面的總電通量；（2）立方體內(nèi)的總電荷量。解（1）axyza（2）例12.

電場(chǎng)強(qiáng)度為的均勻電場(chǎng)中有一半徑為R的半球面S，如圖。求：（1）通過半球面的電通量

；（2）沿著半球面的底面將電荷q從A移到B，電場(chǎng)力作的功

。解（1）SAB半球面圓平面(2)靜電力作功與路徑無關(guān)三、求電場(chǎng)力和功習(xí)題課例13

如圖所示，BCD是以R為半徑的半圓弧，AB=R。在點(diǎn)A置有電荷+q，點(diǎn)O置有電荷-q。(1)若把電荷Q從點(diǎn)B經(jīng)C(沿半圓)移至D，則電場(chǎng)力對(duì)它所作的功_____;(2)將電荷-Q從D點(diǎn)沿直線DE移到無限遠(yuǎn)處,外力所做的功_______.解（1）根據(jù)電場(chǎng)力的功與電勢(shì)差的關(guān)系：電場(chǎng)力作正功AD+q-qBCOE例13

如圖所示，BCD是以R為半徑的半圓弧，AB=R。在點(diǎn)A置有電荷+q，點(diǎn)O置有電荷-q。(1)若把電荷Q從點(diǎn)B經(jīng)C(沿半圓)移至D，則電場(chǎng)力對(duì)它所作的功_____;(2)將電荷-Q從D點(diǎn)沿直線DE移到無限遠(yuǎn)處,外力所做的功_______.解:（2）AD+q-qBC