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庫(kù)侖定律:電場(chǎng)強(qiáng)度:知識(shí)點(diǎn)回顧電場(chǎng)強(qiáng)度(1)點(diǎn)電荷:(2)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理:(3)電荷連續(xù)分布:靜電場(chǎng)的高斯定理:通過(guò)任意閉合曲面S的電通量Φe,等于該閉合曲面內(nèi)所有電荷電量的代數(shù)和∑q除以ε0,與閉合曲面外的電荷無(wú)關(guān)。3電量都是q的三個(gè)點(diǎn)電荷,分別放在正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。試問(wèn):(1)在這三角形的中心放一個(gè)什么樣的電荷,就可以使這四個(gè)電荷都達(dá)到平衡(即每個(gè)電荷受其他三個(gè)電荷的庫(kù)侖力之和都為零)?(2)這種平衡與三角形的邊長(zhǎng)有無(wú)關(guān)系?FFF’AOBC解:(1)以A處點(diǎn)電荷為研究對(duì)象,受力分析:
由庫(kù)侖定理:(2)與邊長(zhǎng)無(wú)關(guān)解:(1)以中點(diǎn)為原點(diǎn)O,向上為x軸正方向,向右為z軸正方向,在z軸上任取一點(diǎn)P,距離原點(diǎn)為z.(2)細(xì)棒上取一電荷單元:(3)電荷單元在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為:dE可分解為沿x軸的分量dEx和垂直于z軸分量dEz5例3.設(shè)均勻帶電細(xì)棒長(zhǎng)為2l,帶電總量為Q。試求細(xì)棒中垂面上的場(chǎng)強(qiáng)分布。oPxzdqdEdEzdExθoPzdEzdExθdEzPrθR一均勻帶電薄圓盤,半徑為R,電荷面密度為σ.試求:(1)軸線上的場(chǎng)強(qiáng)分布;(2)保持σ不變,若R→0或R→∞,結(jié)果如何?(3)保持總電量Q=πR2σ不變,若R→0或R→∞,結(jié)果如何?解:將圓盤分割成許多同心的圓環(huán):該圓環(huán)在P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向沿z軸,大小為:因此,P點(diǎn)的總場(chǎng)強(qiáng)積分如下:(2)保持σ不變,若R→0,則E=0;R→∞,即無(wú)限大平面的電場(chǎng)強(qiáng)度為:zPrθR(3)若保持總電量Q不變,則圓盤的電荷密度為:zPrθR解:(1)建立坐標(biāo)系;(2)選擇電荷元;(3)O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(4)dE分解為dEx和dEy,由對(duì)稱性分析可知,y方向上的場(chǎng)強(qiáng)相互抵消dExdEy一個(gè)半徑為R的均勻帶電半圓環(huán),電荷線密度為λ
,求環(huán)心處O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng).半徑為R的均勻帶電球體內(nèi)的電荷體密度為ρ,若在球內(nèi)挖去一塊半徑為r<R的小球體.試求:兩球心O與O’點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),并證明小球空腔內(nèi)的電場(chǎng)是均勻的.解:(1)看作帶正電的均勻大球與帶負(fù)電的均勻小球的組合
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