1、质量为m,电荷为-e的电子以圆轨道绕氢核旋转,其动能为Ek求电子的旋转频率。
5-9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
E
1Q2πε04rL2
2在棒的垂直平分线上,离棒为r处的电场强度为
E
1Q2πε0r4r2L2
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5-10小一半径为R的半球壳,均匀地带有电荷,电荷面密度为ζ,求球心处电场强度的大
分析这仍是一个连续带电体问题,求解的关键在于如何取电荷元现将半球壳分割为一组平行的细圆环,如图所示,从教材第5-3节的例1可以看出,所有平行圆环在轴线上P处的电场强度方向都相同,将所有带电圆环的电场强度积分,即可求得球心O处的电场强度5-18一无限大均匀带电薄平板,电荷面密度为ζ,在平板中部有一半径为r的小圆孔求圆孔中心轴线上与平板相距为x的一点P的电场强度
f分析用补偿法求解利用高斯定理求解电场强度只适用于几种非常特殊的对称性电场本题的电场分布虽然不具有这样的对称性,但可以利用具有对称性的无限大带电平面和带电圆盘的电场叠加,求出电场的分布若把小圆孔看作由等量的正、负电荷重叠而成,挖去圆孔的带电平板5-19在电荷体密度为ρ的均匀带电球体中,存在一个球形空腔,若将带电体球心O指向球形空腔球心O′的矢量用a表示如图所示试证明球形空腔中任一点的电场强度为
E
ρa3ε0
分析本题带电体的电荷分布不满足球对称,其电场分布也不是球对称分布,因此无法直接利用高斯定理求电场的分布,但可用补偿法求解挖去球形空腔的带电球体在电学上等效于一个完整的、电荷体密度为ρ的均匀带电球和一个电荷体密度为-ρ、球心在O′的带电小球体半径等于空腔球体的半径大小球体在空腔内P点产生的电场强度分别为E1、E2,则P点的电场强度E=E1+E25-20一个内外半径分别为R1和R2的均匀带电球壳,总电荷为Q1,球壳外同心罩一个半径为R3的均匀带电球面,球面带电荷为Q2求电场分布电场强度是否为离球心距离r的连续函数?试分析
f分析以球心O为原点,球心至场点的距离r为半径,作同心球面为高斯面由于电荷呈球对称分布,电场强度也为球对称分布,高斯面上电场强度沿径矢方向,且大小相等因而
EdSE4πr
2
在确定高斯面内的电荷
q
后,利用高斯定理EdS
qε
0
即可
求出电场强度的分布解取半径为r的同心球面为高斯面,由上述分析
E4πr2qr