大学物理下期中复习课.pptx

期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四2.电势的定义电势的定义 通常取无限远处（或地）为电势零点通常取无限远处（或地）为电势零点U=0电势差（电压）电势差（电压）期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四了解场强与电势的关系：了解场强与电势的关系：期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四3.电势叠加原理电势叠加原理 记住下面的常用公式：记住下面的常用公式：连续分布带电体连续分布带电体：或或 均匀带电球面或金属带电球体：均匀带电球面或金属带电球体：在真空中：点电荷的电势分布为在真空中：点电荷的电势分布为：期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四.有导体存在时，必须先求感应电荷的分布再求电势有导体存在时，必须先求感应电荷的分布再求电势分布。分布。.求电场中任一点的电势可以用电势叠加的方法，也求电场中任一点的电势可以用电势叠加的方法，也可以用先求电场强度分布，再从定义来分段积分可以用先求电场强度分布，再从定义来分段积分.求解电荷非对称分布电场中的电势时，一定用叠加求解电荷非对称分布电场中的电势时，一定用叠加原理，即原理，即期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四6-15.四个点电荷各带电量四个点电荷各带电量2.0 109C，放在一正方形的四个顶，放在一正方形的四个顶点上，各点与正方形中心点上，各点与正方形中心O点相距点相距5.0cm。问：（。问：（1）O点的电势点的电势是多少？（是多少？（2）将点电荷）将点电荷q0=1.0 109C从无限远处移至从无限远处移至O点，电点，电场力需作功多少？场力需作功多少？（2）电场力做功）电场力做功 解：解：（1）O点的电势是各点电荷在该处产生的电势的点的电势是各点电荷在该处产生的电势的代数和，故代数和，故期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四6-27.半径为半径为R1的导体球带有电荷的导体球带有电荷q，球外有一个内、外半径为，球外有一个内、外半径为R2、R3的同心导体球壳，壳上带有电荷的同心导体球壳，壳上带有电荷Q（题图）。（题图）。（1）求两）求两球的电势球的电势U1和和U2；（；（2）若用导线将导体球和球壳相连，则）若用导线将导体球和球壳相连，则U1和和U2是多少？是多少？（2）导体球和球壳相连后，所有电荷只能分布在球壳外表面，即外表面）导体球和球壳相连后，所有电荷只能分布在球壳外表面，即外表面带电带电Q+q，解：解：（1）由于静电感应，球壳）由于静电感应，球壳A内表面带电内表面带电-q，外表面，外表面带电带电Q+q，根据电势叠加原理，根据电势叠加原理期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四（二）导体和电介质（二）导体和电介质 要先分清是导体还是电介质，如是导体必须判断是否要先分清是导体还是电介质，如是导体必须判断是否带电或接地等带电或接地等1.导体导体 在电场中的导体一定处于静电平衡状态（静电场）在电场中的导体一定处于静电平衡状态（静电场）期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四计算有导体存在时的电场强度计算有导体存在时的电场强度分布时分布时注意导体表面的电荷重新分布，导体接地时是注意导体表面的电荷重新分布，导体接地时是 U=0，两导体相连时是，两导体相连时是U1=U2。期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四2.电介质电介质 在电场中电介质处于极化状态，对各向同性的均匀电介质在电场中电介质处于极化状态，对各向同性的均匀电介质而言，有：而言，有：电介质中的高斯定理电介质中的高斯定理期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四.平行板电容器中平行板电容器中 的变化，外力所做的功为：的变化，外力所做的功为：,应分电源断开与不断开两种情况来讨论。应分电源断开与不断开两种情况来讨论。3.电场能量电场能量 期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四6-33.两个电容器分别标明为两个电容器分别标明为200pF，500V和和300pF，900V。若把它们串联起来，问等值电容有多大？如果两端加上若把它们串联起来，问等值电容有多大？如果两端加上1000V的的电压，是否会击穿？电压，是否会击穿？解：解：串联后等值电容为串联后等值电容为 加上加上U=1000V的电压后，每个电容器带电的电压后，每个电容器带电 则则C1的电压的电压 故故C1先被击穿。然后所有电压先被击穿。然后所有电压1000V加在加在C2上，随即上，随即C2也也被击穿。被击穿。期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四6-34.一平板电容器的电容为一平板电容器的电容为C，把它接到电势差为，把它接到电势差为U0的电源上的电源上充电，然后在下列情况下将电容器的极板距离拉大一倍，求拉大充电，然后在下列情况下将电容器的极板距离拉大一倍，求拉大过程中外力所作的功：（过程中外力所作的功：（1）拉大时极板和电源断开；（）拉大时极板和电源断开；（2）拉大）拉大时极板和电源相连。时极板和电源相连。解：解：极板间距拉大一倍，电容变为极板间距拉大一倍，电容变为 （1）与电源断开期间，）与电源断开期间，外力做功等于电场能量的增量外力做功等于电场能量的增量 （2）与电源相连期间，电势差）与电源相连期间，电势差U0保持不变保持不变外力与电源总共作功外力与电源总共作功 所以所以 ，保持不变。，保持不变。电源作功电源作功期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四4.电容器电容电容器电容求解步骤：求解步骤：先假设两极板分别带先假设两极板分别带 求出两板间的电场强度求出两板间的电场强度分布分布求出两板间的电势差求出两板间的电势差 代入公式代入公式 ，求，求出结果出结果串联：串联：并联：并联：期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四二、磁场二、磁场 1.磁场叠加原理磁场叠加原理 会用已知结果（特别是直线与圆组合）的叠加会用已知结果（特别是直线与圆组合）的叠加（几种电流在同一点（几种电流在同一点P的磁场叠加）的磁场叠加）期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四记住下列几种常见的磁场分布：记住下列几种常见的磁场分布：2.磁通量：磁通量：期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四7-8.一均匀磁场的磁感应强度一均匀磁场的磁感应强度B=2.0T，方向沿，方向沿x轴正向，如图所示。轴正向，如图所示。试求：（试求：（1）通过图中）通过图中abcd面的磁通量；（面的磁通量；（2）通过图中）通过图中befc面的磁面的磁通量；（通量；（3）通过图中）通过图中aefd面的磁通量。面的磁通量。解：解：（1）根据磁通量定义）根据磁通量定义 对于对于abcd面，面，（2）对于）对于befc面，面，（3）对于）对于aefd面，面，则则期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四7-6.将一段导线弯成半径分别为将一段导线弯成半径分别为R1和和R2的同心的同心1/4圆弧，并与两圆弧，并与两段径向直线段组成一闭合回路。回路中通有电流段径向直线段组成一闭合回路。回路中通有电流I，方向如图所，方向如图所示。求圆心示。求圆心o处的磁感应强度处的磁感应强度B的大小和方向。的大小和方向。解：解：两段径向直线段在两段径向直线段在o点不产生磁场，所点不产生磁场，所以只需将大、小两个圆弧在以只需将大、小两个圆弧在o点产生的磁感点产生的磁感应强度进行叠加。应强度进行叠加。方向垂直纸面向外方向垂直纸面向外两同心两同心1/4圆弧在圆弧在o点产生的总磁感应强度点产生的总磁感应强度方向垂直纸面向外方向垂直纸面向外方向垂直纸面向里方向垂直纸面向里期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四3.安培环路定理安培环路定理（回路包围的传导电流）（回路包围的传导电流）磁场能量为磁场能量为期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四4.磁力与磁力矩磁力与磁力矩（1）.洛仑兹力洛仑兹力 主要用于判断霍尔效应的有关问题（先用左手定则判主要用于判断霍尔效应的有关问题（先用左手定则判断载流子的受力方向）；在洛仑兹力作用下，带电粒子的断载流子的受力方向）；在洛仑兹力作用下，带电粒子的运动情况（洛仑兹力提供向心力）。运动情况（洛仑兹力提供向心力）。（F方向与方向与q正负有关）正负有关）（2）.安培力安培力（3）.磁力矩磁力矩均匀磁场中的平面载流线圈所受的磁力矩为均匀磁场中的平面载流线圈所受的磁力矩为 其中其中为磁矩，为磁矩，S为线电流为线电流I包围的面积。包围的面积。期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四（4）.磁力的功（了解）磁力的功（了解）期中复习大纲期中复习大纲2024/8/22 周四周四7-11 同轴长电缆由内、外两导体构成，内导体是半径为同轴长电缆由内、外两导体构成，内导体是半径为a的的实心圆柱，外导体是内外半径分别为实心圆柱，外导体是内外半径分别为b和和c的圆筒。在两导的圆筒。在两导体中，有大小相等、方向相反的电流体中，有大小相等、方向相反的电流I通过。试求磁感应强通过。试求磁感应强度度B的分布：（的分布：（1）圆柱导体内离轴）圆柱导体内离轴r处（处（ra）；）；（2）两导体间（）两导体间（arb）；（）；（3）圆筒形导体内（）圆筒形导体内（brc）。）。解解（1）ra应用安培环路定理在r0,Va Vb;abVb。三、涡旋电场和感应电动势三、涡旋电场和感应电动势