大学物理媒体课件09电磁学讨论课

1、1 电磁学讨论课电磁学讨论课 论三算四论三算四 三三性质性质 四四计算计算 场场 场量场量 力力 导体导体 电容电容 介质介质 电感电感基本要求基本要求2如图所示在真空中有两块相距为如图所示在真空中有两块相距为 d，面积均为，面积均为 s， 带电量带电量 分别为分别为 +q 和和 -q 的的 平行板平行板 两板的线度远大于两板的线度远大于 d，因此可忽略边缘效应，因此可忽略边缘效应sd+q-q求：求： 两板间的作用力两板间的作用力2024dqf(a)sqf02(b)sqf022(c)你选择下列哪个答案？你选择下列哪个答案？电学电学 1.指导指导 2.1 三三 . 4 p.57.4 计算力计算力

2、怎么能将平板看作是怎么能将平板看作是点电荷呢点电荷呢?3sqdd参考解答：参考解答：02e正板正板(或说负板或说负板)处在负板处在负板(或说或说正板正板)的场中的场中esqefddd02sd022sffq02)(2dsq022因为各电荷元受力方向相同，所以因为各电荷元受力方向相同，所以b错在哪？错在哪？自己的场怎么会自己的场怎么会对自己作用呢对自己作用呢?42.指导指导2.2 三三 . 3p.61.3 电势零点电势零点无限大均匀带电板无限大均匀带电板有人由电势叠加原理求得有人由电势叠加原理求得p点电势为：点电势为：22) 2/(400aaqup对否？理由如何？对否？理由如何？答：答： a pa

3、 /2q522)2/(400aaqup理由如何？理由如何？错错在两个相叠加的电势的零点不一致在两个相叠加的电势的零点不一致q pa /20ax如如可选大平板处（可选大平板处（x=a）电势为零）电势为零aaaaxxxq2/02/20d)2(4d板ppqpuuu63.指导指导2.3 三三 . 1 ( (p.66.1.) )力线性质力线性质 导体等势导体等势哪个结果对？理由？哪个结果对？理由？从从 线可看出线可看出e+-+ab大导体球大导体球bq 0rb b移近移近小导体球小导体球a(不带电不带电)ar答：答：abuu) 1 (7+-+ba 从从 线可看出线可看出eua 0 0)2(au答：答：8（

4、3）r rb 时，时，因为此时因为此时a、b的大小都可忽略的大小都可忽略204rqep pr+-+barbqep思考：思考：再精确一些应如何？再精确一些应如何？+-+baep可视为点电荷与偶极子可视为点电荷与偶极子的电场的叠加的电场的叠加答：答：9（4） 4201bbbrqe因为因为b表面表面电荷分布电荷分布 不均匀不均匀大导体球大导体球bq 0rb be1移近移近小导体球小导体球a(不带电不带电)ar答：答：答：答：10点电荷点电荷+q放在接地空腔导体球放在接地空腔导体球b外外a点，试定性点，试定性 求以下三种情况中求以下三种情况中b球的感应电荷球的感应电荷 及球外场强及球外场强 (a)b内

5、无电荷；内无电荷；(b)点电荷点电荷+q在球心处；在球心处； (c)点电荷点电荷-q偏离球心偏离球心o qaoba( )qaobqb( )qaobqc( )4.指导指导 2.3 三三 . 6 ( (p.66.6.) ) 唯一性定理唯一性定理11qaoba( )qaobqb( )qaobqc( )分析：分析： 三种情况三种情况: : 导体空腔导体空腔b外部空间外部空间 场必然相同场必然相同dr故故(b)(c)两种情况电量的分布两种情况电量的分布 必然与必然与(a)情况相同情况相同欲求导体壳欲求导体壳b外表面感应电荷电量外表面感应电荷电量 就可以通过就可以通过(a)来求来求12qaoba( )qa

6、obqb( )qaobqc( )设导体壳设导体壳b外表面感应电荷电量为外表面感应电荷电量为q设设+ +q到球心距离为到球心距离为d 球半径为球半径为r drdqu0o4rq040qdrqqq 普遍普遍q点电荷点电荷在球心在球心的电势的电势感应电感应电荷在球荷在球心电势心电势135.指导指导 2.3 四四 . 3（3）( (p.67.3.) )or3r2r1q如图示，带电量为如图示，带电量为q、半径为半径为r1的导体球，的导体球，不带电金属球壳。不带电金属球壳。球外同心地放置一个内、外半径为球外同心地放置一个内、外半径为r2 、r3的的把外壳接地后再与地绝缘，把外壳接地后再与地绝缘， 然后把内球

7、接地，然后把内球接地， 求：求：外球壳的电势外球壳的电势u壳壳 。or3r2r114or3r2r1qor3r2r1-qqx-qx-q+qx首先分析电荷分布首先分析电荷分布左图：导体壳带电左图：导体壳带电-q在内表面在内表面右图：内球接地后电荷的分布右图：内球接地后电荷的分布15解：解：or3r2r1qx-qxqx - q0444302010rqqrqrqxxx31322121rrrrrrqrrqx16法法2 电势叠加法电势叠加法or3r2r1qx-qxqx - q304rqqux壳法法1 电势定义法电势定义法12)11(44d12020rrxxrrqrrqu壳)(4)(313221012rrr

8、rrrqrr)(4)(313221012rrrrrrqrr17磁学磁学1.指导指导p.78 四四1求图示载流导线处的磁感强度求图示载流导线处的磁感强度oiroir1r2oi iaa答案：答案：ri2410201010221221221riririai220平行连线向左平行连线向左182.指导指导p.82 三三 1.分别写出分别写出a、b、c三个闭合回路三个闭合回路的磁感强度的环流值。设的磁感强度的环流值。设i1=i2=8a ,并讨论并讨论1）在每个闭合回路上各点的磁感强度是否相等？）在每个闭合回路上各点的磁感强度是否相等？2）在回路）在回路c上各点的磁感强度是否均为零？上各点的磁感强度是否均为

9、零？1i2iabc答案：答案： 7101048ilbad 7201048ilbbd 0120iilbcd1）否）否2）否）否193.指导指导p.86 四四 2.图示稳恒电流，图示稳恒电流，1）求圆环中心点的磁感强度；）求圆环中心点的磁感强度；2）求图示）求图示l的磁感强度的环流。的磁感强度的环流。答案：答案：1）rib40oro120iiaabbl2）32i30ilbld204 .指导指导p.87 四四 4.无限大载流平板，厚度为无限大载流平板，厚度为2h，电流均匀，密度为电流均匀，密度为i，求空间磁感强度分布。，求空间磁感强度分布。h2i解：面对称分布解：面对称分布建坐标如图，中心为坐标原点。建坐标如图，中心为坐标原点。xo过场点取矩形回路过场点取矩形回路lxxliblhx220ixb0hliblhx220ihb0215. 如图如图 长直导线过圆电流的中心且垂直圆电长直导线过圆电流的中心且垂直圆电流平面流平面 电流强度均为电流强度均为i求：相互作用力求：相互作用力ii解：在电流上任取电流元解：在电流上任取电流元(在哪个电流上取？在哪个电流上取？)blif dd0fd 0lblid226.求长直螺线管的自感系数求长直螺线管的自感系数 几何条件和介质如图所示几何条件和介质如图所示解：设电流解：设电流 i 通过螺线管线路通过螺线管线路i