经典:工程电磁场-第2章
- 格式:ppt
- 大小:2.38 MB
- 文档页数:76
l 2 + 4l 25 a 2 ⎭ ⎭ 2l α 0 ⎝ 0 0 2x0 r 0r 0l 0 第二章 静电场(注意:以下各题中凡是未标明电介质和导体的空间,按真空考虑) 2-1 在边长为a 的正方形四角顶点上放置电荷量为q 的点电荷,在正方形几何中心处放置电荷量为Q 的点电荷。
问Q 为何值时四个顶点上的电荷受力均为零。
解 如图建立坐标系,可得q ⎛ 12 1 ⎫ Q 2 1 E x e x = 4πε + 2 ⨯ 2a 2 ⎪e x + 4πε ⨯ 2 ⨯ a 2 / 2 e x q ⎛ 1 2 1 ⎫ Q 2 1 E y e y =+ 4πε 0 ⎝ 2 ⨯ 2a 2 ⎪e y + 4πε ⨯ 2 ⨯ a 2 / 2 e y ⎛ 2 ⎫ ⎛ 2 ⎫据题设条件,令 q 1 + ⎪ + Q 4 ⎪ = 0 ,2 ⎝ 解得 Q = - q(1 + 2 2)4⎭ ⎝ ⎭2- 有一长为2l ,电荷线密度为τ 的直线电荷。
1) 求直线延长线上到线电荷中心距离为2l 处的电场强度和电位; 2) 求线电荷中垂线上到线电荷中心距离为2l 处的电场强度和电位。
解 1)如图(a )建立坐标系,题设线电荷位于 x 轴上l ~ 3l 之间,则 x 处的电荷微元在坐标原点产生的电场强度和电位分别为d E = τd x (-e ), d ϕ = τd x4πε 0 x 4πε 0 x由此可得线电荷在坐标原点产生的电场强度和电位分别为 E (0) = 3l d E3lτd x(- e ) =τ(- e )⎰l⎰l4πε 0xx6πε lxϕ (0) = ⎰3ld ϕ = ⎰3lτd x =τln 3ll4πε 0 x 4πε 02)如图(b )建立坐标系,题设线电荷位于 y 轴上- l ~ l 之间,则 y 处的电荷微元在点(0,2l ) 处产生的电场强度和电位分别为d E = τd y (-e ), d ϕ = τd y4πε 2r 4πε 0 r 式中, d y = 2l d θ cos 2 θ , r = , sin α = l cos θ = 1 ,分别代入上两式,并考虑 对称性,可知电场强度仅为 x 方向,因此可得所求的电场强度和电位分别为 E (2l ,0) = α = 2eα τd ycos θ = τe x cos θd θ = τe x sin α = τe x 2⎰0 d E x ⎰0 4πε 2 4πε ⎰0 4πε 0l 4 5πε 0l ϕ (2l ,0) = α ϕ = τ α d θ = τ ⎡ ⎛ 1 tan -1 1 + π ⎫⎤ = 0.24τ 2⎰0 d 4πε ⎰0co s θ 2πε ln ⎢tan 2 2 4 ⎪⎥ πε 0 0 ⎣ ⎝ 2-3 半径为a 的圆盘,均匀带电,电荷面密度为σ 。
第一章矢量分析与场论1 源点是指。
2 场点是指。
3 距离矢量是,表示其方向的单位矢量用表示。
4 标量场的等值面方程表示为,矢量线方程可表示成坐标形式,也可表示成矢量形式。
5 梯度是研究标量场的工具,梯度的模表示,梯度的方向表示。
6 方向导数与梯度的关系为。
7 梯度在直角坐标系中的表示为u∇=。
8 矢量A在曲面S上的通量表示为Φ=。
9 散度的物理含义是。
10 散度在直角坐标系中的表示为∇⋅=A。
11 高斯散度定理。
12 矢量A沿一闭合路径l的环量表示为。
13 旋度的物理含义是。
14 旋度在直角坐标系中的表示为∇⨯=A。
15 矢量场A在一点沿e方向的环量面密度与该点处的旋度之间的关l系为。
16 斯托克斯定理。
17 柱坐标系中沿三坐标方向,,r z αe e e 的线元分别为 , ,。
18 柱坐标系中沿三坐标方向,,r θαe e e 的线元分别为 , ,。
19 221111''R R R R R R∇=-∇=-=e e 20 0(0)11''4()(0)R R R R R πδ≠⎧⎛⎫⎛⎫∇∇=∇∇=⎨ ⎪ ⎪-=⎝⎭⎝⎭⎩第二章 静电场1 点电荷q 在空间产生的电场强度计算公式为 。
2 点电荷q 在空间产生的电位计算公式为 。
3 已知空间电位分布ϕ,则空间电场强度E = 。
4 已知空间电场强度分布E ,电位参考点取在无穷远处,则空间一点P 处的电位P ϕ= 。
5 一球面半径为R ,球心在坐标原点处,电量Q 均匀分布在球面上,则点,,222R R R⎛⎫ ⎪⎝⎭处的电位等于 。
6 处于静电平衡状态的导体,导体表面电场强度的方向沿 。
7 处于静电平衡状态的导体,导体内部电场强度等于 。
8处于静电平衡状态的导体,其内部电位和外部电位关系为 。
9 处于静电平衡状态的导体,其内部电荷体密度为 。
10处于静电平衡状态的导体,电荷分布在导体的 。
11 无限长直导线,电荷线密度为τ,则空间电场E= 。