- 物理静电场典题
物理静电场典题有以下几个:
1. 两个点电荷的相互作用是由其中一个点电荷发出的电场在另一个点电荷处发生改变,再返回原电荷,形成一个闭合的电场,某同学对此提出疑问,如果两个点电荷同向,那么是否可以认为只是由一个点电荷发出的电场在另一个点电荷处改变方向?
2. 一带正电的小球从A点运动到无穷远处,在A点的电势能略小于零,在无穷远处的电势能略大于零。现将另一带负电的小球从无穷远处移到A点,它的动能和电势能变化情况如何?
3. 两个带等量异种电荷的导体平板,面积很大,相距很远,充电后两板间形成匀强电场。现将一个不带电的质地均匀的绝缘圆环(圆环的直径比两板间距小得多)置于两板间的某位置,则下列说法正确的是:
a. 绝缘圆环上会出现感应电荷。
b. 绝缘圆环上出现感应电荷后,总电势能一定小于不带电时圆环的总电势能。
c. 绝缘圆环上出现感应电荷后,两极板靠近些,两极板间的电场强度不变。
d. 若将两极板的电量都减小一半,再放回绝缘圆环上,绝缘圆环上的感应电荷仍与原来相同。
以上问题都是静电场中的典型问题,考察了对静电场的基本概念和基本规律的理解和掌握情况。
相关例题:
题目:
一均匀带电球面,其带电量为Q,半径为R。求球面内外的电势分布。
解答:
首先,我们可以使用高斯定理来求解电场强度。对于球面外部,我们可以选择一个以球面为边界,以无穷远处为内部的积分区域。根据高斯定理,我们可以得到电场强度为:
E = Q / (2pir)
其中,r为球心到观察点的距离。由于电势与电场强度之间的关系为:U = ∫Edl,我们可以使用这个公式来求解球面内部的电势分布。
在球面内部,我们可以选择一个以球面为边界,以球心为内部的积分区域。由于球面是一个等势体,其电势为常数,因此我们只需要考虑球面内部离球心足够近的地方的电势分布。根据高斯定理,我们可以得到电势为:
U = Q / (4piepsilon_rr^2)
其中,epsilon_r是介电常数,对于真空来说,epsilon_r = 1。
综上所述,球面内部的电势分布为:
U内部 = Q / (4piepsilon_rr^2)
球面外部的电势分布为:
U外部 = ∫(0到R) Edr = ∫(0到R) (Q / (2pir)) rdr = (1/12) Q R^3 / epsilon_r
需要注意的是,这个解答假设了球面的电荷是均匀分布的。如果球面的电荷不是均匀分布的,那么需要使用其他的解法,比如镜像法或者电场积分方程等方法。
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