大學物理電磁場第2章下-資料下載頁
2025-01-13 19:37本頁面
【正文】 ?D?∝ 31r??r2r??222121 DEw ??例 . 計算半徑為 a、電荷體密度為 ρ 0的均勻帶電球的電場能量。 a0?解 : 由高斯定理 ,可求出電場強度為 ?Err r aarr r a??????????????00030233? 。? 。積分求電位為 ????????????arraarra,3),3(60302200????采用兩種方法計算電場能量 1) W E dV r r dr a r r dr aeVaa? ? ? ?? ? ??1212 3 4 3 4415200002 2 03022 2 02 50? ? ? ? ? ?? ? ?? ?{ ( ) ( )2) W dV a r r dr aeVa? ? ? ?? ?12 12 3 4 4 1502002 2 2 02 50? ? ? ? ? ?? ?( )２ ) 電動勢 為了維持電流流動，在正負極板之間放置外源，外源中存在對電荷有作用力的非靜電力，這種外源非靜電力做功反抗極板之間的靜電場力，將通過導線從正極板移到負極板的正電荷再經(jīng)過電源內(nèi)部又移回到正極板，保持極板上的電荷密度不變，從而也就使導電媒質(zhì)中的電場和電流維持恒定不變。 電動勢動畫 返回 這些外源是非電的能源，它們可以是化學能，如電池；也可以是機械能，如發(fā)電機等。 在電源中，外電場與極板之間電荷產(chǎn)生的電場剛好相反 EE ?? ??39。電源做功的能力用電動勢 (emf)表示， 電源的電動勢定義為 電源將單位正電荷從電源的負極 N移到正極 P所做的功 ? ??PNldE??39。 ?? ??lldE?? 39。?外源電場不是保守場 lab?_如果閉合回路是由 n短支路串接而成 ?????nkknkk IR11?基爾霍夫電壓定律 EJ ?? ???JE??? ?JEE????? 39。ldl??? 恒定電場與靜電場的比擬 下 頁 上 頁 恒定電場（電源外） 基本方程 導出方程 0??? J? ? ??E 0? ?D E? ?? ? ??E 0? ? ??D 0? ?J E? ????????????SdJIldEE???02???????????SdDqldEE???02比較內(nèi)容 靜電場 )0( ?? 恒定電場（電源外）比較內(nèi)容 靜電場下 頁 上 頁 比較內(nèi)容 恒定電場（電源外） 邊界條件 對應物理量 nn DD 21 ?tt EE 21 ?21 ?? ?nn ????? 2211????nn JJ 21 ?tt EE 21 ?21 ?? ?nn ????? 2211????靜電場 ? ?0??DJ ?? ? EE ?? ? ?? ?例 1 11,?d22,?dV11,?d22,?dVE d d V1 21 2 2 1? ??? ?E d d V2 11 2 2 1? ??? ?VddEJ122121111 ?? ??? ???G IV Ad d? ? ?? ?? ?1 21 2 2 1VddE122121 ?? ???VddE122112 ?? ???VddED122121111 ?? ??? ???I JA d d VA? ? ?? ?? ?1 21 2 2 1122121???????? dAVqCVAddADAq ns122121?????????例 2 qLDSdDS???? ???2?????LqD2???????LqE2???ED ?? ??abLqLqdldEV babaln22? ? ???? ????? ?????1ln?abVE ??? ?設 q 設 I 求 E ?? ???S ILJSdJ ??2?????LIJ2??? EJ ?? ??????LIE2???abLILIdldEV babaln22? ? ???? ????? ?????1ln?abVE ??例 3 計算接地電阻 深埋球形接地器 ?淺埋半球形接地器 非深埋的球形接地器 接地導體和無限遠電位零點之間的電阻 深埋球形接地器的接地電阻 IR ??解法 1 靜電比擬 aqC ??4???GIR 1??? a??4 1??????qCIG解法 2 IR ??設 I ?? ???Sr rJSdJI24 ??? rrIJ ?4 2???rrIJE ?4 2??? ??????????a aIldE??4??aIR ??4 1???例 A，電導率為 σ 的金屬條加工成弧形，計算兩端面之間的電阻。 解：設在弧形導電體條兩端加電壓 V，那么電流線為與弧面平行的弧線。在半徑為 r的弧線上，電流密度 J，從而電場強度 E沿弧線方向，且為常數(shù)。兩端面之間的電壓為 acbVrE r V? / 2 ?E Vr? 2?J E Vr? ?? ??2I J d S Vr bdrS ca c? ? ? ? ? ??? ??? ?( ? ) ( ? )? ?? ?2? ?2 ??bV a cclnR VIb a cc? ? ???2 l
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