2013级大学物理(Ⅱ)课程考试大纲解读.doc

《大学物理( Ⅱ)》课程考试大纲解读《大学物理(Ⅱ)》课程考试大纲解读第10章静电场第 11章静电场中的导体【教学内容】电荷,库仑定律;静电场,电场强度;静电场中的高斯定理;静电场的环路定理;电势;静电场中的导体;电容,电容器;静电场的能量。【教学重点】 1. 库仑定律的矢量表达;点电荷的场强分布;电场强度叠加原理及其应用。 2. 电场线的性质;非匀强电场中任意非闭合曲面及任意闭合曲面电通量的计算;真空中的高斯定理及其应用。 3. 静电场的环路定理及其反映的静电场性质; 点电荷电场的电势分布; 电势的叠加原理及其应用。 4. 静电平衡条件;处于静电平衡状态的导体上的电荷分布特点。 5. 典型电容器的电容及其计算;电容器储存的静电能的计算。【考核知识点】 1. 电场强度的概念,由电场强度叠加原理求带电体的电场强度分布。(1 )公式①点电荷的电场强度分布: 204 rQ E e r ????? ??②由电场强度叠加原理求点电荷系的电场强度分布: 204 iriiQ E e r ?????? ???③视为点电荷的 dq 的电场强度分布: 20dd4 rq E e r ????? ??④由电场强度叠加原理求连续带电体的电场强度分布: 20d = d 4 rQq E E e r ???? ??? ?? ??⑤由电荷密度表示的 dq : 电荷体分布: d d q V ??《大学物理( Ⅱ)》课程考试大纲解读电荷面分布: d d q S ??电荷线分布: d d q l ??⑥均匀带电球面的电场强度分布: 20 0 ( ) , ( ) 4 r R EQ r R r ??????????方向:沿径向。(2) 相关例题和作业题【例 】求电偶极子轴线和中垂线上任意一点处的电场强度。解:(1 )以 q?连线中点为原点,由 q?指向 q?方向建坐标轴,如图 (a) 所示, 在距 O 点为 x 远处 P点, 由场强叠加原理, ????EEE ???-q O+q ?E ? P?E ? X2l2l x图 ( a) 电偶极子其大小????EEE 其中 20)2/(4 1lx qE????? 20)2/(4 1lx qE?????????????????????????????????????2220 2204/ 24 12/ 12/ 14 1lx xllxlx EEE ????对于电偶极子来说,考虑到 lx ??,上式中?? 2224/xlx??。于是得点 P处的总的电场强度 E ?的大小为 3024 1x lqE ???,E ?的方向沿 OX 轴正方向。(2) 建立坐标轴如图 (b) 所示, 同理在 Y 轴上离 O点y远处《大学物理( Ⅱ)》课程考试大纲解读 Q 点的????EEE ???Y ?E ?E ???E ? r-q+qOXl 图 (b) 电偶极子中垂线上一点的电场强度点电荷+q 和-q 在点 P’处产生的电场强度大小相等,其值为 204r qEE ??????其中 222 ????????????lyrrr , 由分量式??? cos 2 cos cos ????????????EEEEEE xxx0 sin sin??????????EEEEE yyy+ 式中 4/ 2/ cos 22ly l???,?? 2/32204/ 4 1ly ql EE x?????? E ?的方向沿 OX 轴的负向。《大学物理( Ⅱ)》课程考试大纲解读考虑到电偶极子 ly ??, 上式中 2224/yly??,于是可得总的电场强度为iy qlE ?? 304 ????【例 】一无限长均匀带电直线, 电荷线密度为?( 1mC ??), 求距该直线为 a 处的电场强度。如图 所示图 带电线的电场解:因电荷是连续分布的,由场强叠加原理,采用建立坐标,由分量式作积分运算求解。建立如图 所示,由叠加原理可知 d E E ??? ? X 分量d x x E E ?? Y 分量d y y E E ??故在 Y 轴上离原点 y 远处取元电荷 yqdd??其E ?d 大小 20 204 d4 ddr yr qE ???????故????? sin 4 d sin dd 20r yEE x??????? cos 4 d cos dd 20r yEE y??