内容为：P37-7.8.14.15.19.21.25；
P67-8.11.14.17；
P123-11.14.15.17.19.21； P161-7.10.12.15；
P236-9.10~14.16.18~23.27.28
第九章 静电场
9－7 点电荷如图分布，试求P 点的电场强度.
分析 依照电场叠加原理，P 点的电场强度等于各点电荷单独存在时在P 点激发电场强度的矢量和.由于电荷量为q 的一对点电荷在P 点激发的电场强度大小相等、方向相反而相互抵消，P 点的电场强度就等于电荷量为2.0q 的点电荷在该点单独激发的场强度.
解 根据上述分析
202
0π1)2/(2π41a
q
a q E P εε==
题 9-7 图
9－8 若电荷Q 均匀地分布在长为L 的细棒上.求证：(1) 在棒的延长线，且离棒中心为r 处的电场强度为
2
204π1L r Q
εE -=
(2) 在棒的垂直平分线上，离棒为r 处的电场强度为
2
204π21L r r Q
εE +=
若棒为无限长(即L →∞)，试将结果与无限长均匀带电直线的电场强度相比较.
题 9-8 图
分析 这是计算连续分布电荷的电场强度.此时棒的长度不能忽略，因而不能将棒当作点电荷处理.但带电细棒上的电荷可看作均匀分布在一维的长直线上.如图所示，在长直线上任意取一线元d x ，其电荷为d q ＝Q d x /L ，它在点P 的电场强度为
r
r q
εe E 20d π41d '
=
整个带电体在点P 的电场强度
⎰=E E d
接着针对具体问题来处理这个矢量积分.
(1) 若点P 在棒的延长线上，带电棒上各电荷元在点P 的电场强度方向相同，
⎰=L E i E d
(2) 若点P 在棒的垂直平分线上，如图(a )所示，则电场强度E 沿x 轴方向的分量因对称性叠加为零，因此，点P 的电场强度就是
⎰⎰==L y E E j j E d sin d α
证 (1) 延长线上一点P 的电场强度⎰'
=L
r q
E 2
0π2d ε，利用几何关系 r ′＝r －x 统一积分变量，则
()220022
20
4π12/12/1π4d π41L r Q
εL r L r L εQ x r L x Q εE L/-L/P -=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--=-=⎰
电场强度的方向沿x 轴.
(2) 根据以上分析，中垂线上一点P 的电场强度E 的方向沿y 轴，大小为
E r εq
αE L d π4d sin 2
⎰
'=
利用几何关系 sin α＝r /r ′，22x r r +=' 统一积分变量，则
()2
202/3222
2
041
π2d π41L
r r Q r x L x rQ E L/-L/+=+=⎰εε 当棒长L →∞时，若棒单位长度所带电荷λ为常量，则P 点电场强度
r
ελL r L
Q r εE l 02
20π2 /41/π21lim
=
+=∞
→
此结果与无限长带电直线周围的电场强度分布相同［图(b )］.这说明只要满足r 2/L 2 ＜＜1，带电长直细棒可视为无限长带电直线.
9－14 设在半径为R 的球体内电荷均匀分布，电荷体密度为ρ,求带电球内外的电场强度分
布.
分析 电荷均匀分布在球体内呈球对称，带电球激发的电场也呈球对称性.根据静电场是有源场，电场强度应该沿径向球对称分布.因此可以利用高斯定理求得均匀带电球内外的电场分布.以带电球的球心为中心作同心球面为高斯面，依照高斯定理有
⎰=
=⋅s
Q E r
S E 0
i
2
π4d ε
上式中i Q 是高斯面内的电荷量，分别求出处于带电球内外的高斯面内的电荷量，即可求得带电球内外的电场强度分布.
解 依照上述分析，由高斯定理可得
R r <时， 3
02π3
4π4r E r ερ=
假设球体带正电荷，电场强度方向沿径向朝外.考虑到电场强度的方向，带电球体内的电场强度为
r E 0
3ερ=
R r >时， 3
02π3
4π4R E r ερ=
考虑到电场强度沿径向朝外，带电球体外的电场强度为
r
e r
R E 203
3ερ= 9－15 两个带有等量异号电荷的无限长同轴圆柱面，半径分别为R 1 和R 2 (R 2＞R 1 )，单位长度上的电荷为λ.求离轴线为r 处的电场强度：(1) r ＜R 1 ，(2) R 1 ＜r ＜R 2 ，(3) r ＞R 2
.
题 9-15 图
分析 电荷分布在无限长同轴圆柱面上，电场强度也必定沿轴对称分布，取同轴圆柱面为高斯面，只有侧面的电场强度通量不为零，且
⎰⋅=⋅rL E d π2S E ，求出不同半径高斯
面内的电荷
∑q .即可解得各区域电场的分布.
解 作同轴圆柱面为高斯面，根据高斯定理
∑=⋅0/π2εq rL E
r ＜R 1 ， 0=∑q
01=E
R 1 ＜r ＜R 2 ， L λq =∑
r
ελ
E 02π2=
r ＞R 2，
0=∑q
03=E
在带电面附近，电场强度大小不连续，如图（b ）所示，电场强度有一跃变
00π2π2Δεσ
rL εL λr ελE ===
9－19 电荷面密度分别为＋σ和－σ的两块“无限大”均匀带电的平行平板，如图(a )放置，取坐标原点为零电势点，求空间各点的电势分布并画出电势随位置坐标x 变化的关系曲线
.
题 9-19 图
分析 由于“无限大”均匀带电的平行平板电荷分布在“无限”空间，不能采用点电荷电势叠加的方法求电势分布：应该首先由“无限大”均匀带电平板的电场强度叠加求电场强度的分布，然后依照电势的定义式求电势分布.
解 由“无限大” 均匀带电平板的电场强度i 0
2εσ
±
，叠加求得电场强度的分布， ()()()
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧><<--<=a x a x a a x 0 00i E εσ
电势等于移动单位正电荷到零电势点电场力所作的功
