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1、电场与导体及电介质的相互作用第1页，本讲稿共73页本章内容interaction of electrostatic field with conductor电容电容capacity 静电场与介质的相互作用静电场与介质的相互作用interaction of electrostatic field with dielectric 介质中的高斯定理介质中的高斯定理Gauss theorem in dielectric 电场的能量电场的能量energy of electric field 电场与导体的相互作用电场与导体的相互作用第2页，本讲稿共73页（一）、静电感应过程与静电平衡状态（一）、静电感应过
2、程与静电平衡状态1 1、静电感应过程、静电感应过程 导体放入静电场中时，导体上自由电荷将在静电场的作导体放入静电场中时，导体上自由电荷将在静电场的作用下重新分布，从而在导体两端累积起等量异种电荷，这一过用下重新分布，从而在导体两端累积起等量异种电荷，这一过程称为静电感应，所累积起的电荷相应地称为感应电荷。程称为静电感应，所累积起的电荷相应地称为感应电荷。2 2、静电平衡状态、静电平衡状态 静电感应过程中，导体两端所累积起的等量异种感静电感应过程中，导体两端所累积起的等量异种感应电荷又将产生感应电场，随着感应电荷的逐渐积累，感应电荷又将产生感应电场，随着感应电荷的逐渐积累，感应电场逐渐增强。当其
3、强度增至与外加静电场相等时，静应电场逐渐增强。当其强度增至与外加静电场相等时，静电感应过程暂告结束，导体达到所谓的静电平衡状态。电感应过程暂告结束，导体达到所谓的静电平衡状态。电场中的导体电场中的导体 电容器电容器电场与导体的相互作用电场与导体的相互作用第3页，本讲稿共73页3 3、静电平衡状态下导体的基本特征、静电平衡状态下导体的基本特征:、导体内部场强（合场强）处处为零、导体内部场强（合场强）处处为零、导体内部的净电荷为零，净电荷只能分布在导体的外、导体内部的净电荷为零，净电荷只能分布在导体的外表面表面 ；、导体表面的场强跟该处的表面垂直、导体表面的场强跟该处的表面垂直 ；、导体表面是等势
4、面，整个导体是一个等势体、导体表面是等势面，整个导体是一个等势体 。第4页，本讲稿共73页导体静电感应interaction of electrostatic field with conductor第5页，本讲稿共73页导体静电平衡第6页，本讲稿共73页静电平衡条件第7页，本讲稿共73页实心导体第8页，本讲稿共73页空腔无荷导体第9页，本讲稿共73页空腔有荷导体第10页，本讲稿共73页静电屏蔽第11页，本讲稿共73页平衡导体近场第12页，本讲稿共73页近场公式证明第13页，本讲稿共73页凡例第14页，本讲稿共73页1 1、电容器：两个彼此绝缘而又互相靠近的导体组、电容器：两个彼此绝缘而又互相
5、靠近的导体组 成一个电容器。成一个电容器。2 2、电容器电容的大小等于它所带的电量（一个极板、电容器电容的大小等于它所带的电量（一个极板所带电量的绝对值）跟它的两极间的电势差的比值所带电量的绝对值）跟它的两极间的电势差的比值.电容的大小只和电容器本身的性质有关而和所带电量电容的大小只和电容器本身的性质有关而和所带电量多少，两极间电压的高低无关多少，两极间电压的高低无关.第15页，本讲稿共73页3 3、平行板电容器：平行板电容器：平行板电容器的两种典型变化平行板电容器的两种典型变化改变改变d d U U不变，不变，Q Q变，变，E E变变改变改变 S S U U不变，不变，Q Q变，变，E E不
6、变不变改变改变d d Q Q不变，不变，E E不变，不变，U U变变改变改变 S S Q Q不变，不变，E E变，变，U U变变（1 1）两极板始终与电池正负极相连（即）两极板始终与电池正负极相连（即U U不变）不变）（2 2）充电后与电池正负极断开（即）充电后与电池正负极断开（即Q Q不变）不变）第16页，本讲稿共73页4 4、孤立导体球也能带电、孤立导体球也能带电,故它也具有电容故它也具有电容,电容为电容为:上式表明，球形导体的电容是与球半径成正比例，上式表明，球形导体的电容是与球半径成正比例，因而地球的电容极大，所以，无论它的带电量如何因而地球的电容极大，所以，无论它的带电量如何变化，对
7、它的电势几乎没有什么影响，这就是可取变化，对它的电势几乎没有什么影响，这就是可取地球电势为零的原因。同时，将带电金属小球接地，地球电势为零的原因。同时，将带电金属小球接地，可看作两个球形电容器并联，由于地球的半径远大可看作两个球形电容器并联，由于地球的半径远大于小球的半径，所以几乎所有电荷都流向大地。于小球的半径，所以几乎所有电荷都流向大地。第17页，本讲稿共73页5 5、电容器的联接、电容器的联接、串联特征：、串联特征：并联特征：并联特征：第18页，本讲稿共73页电容capacity 第19页，本讲稿共73页孤立导体电容第20页，本讲稿共73页电容器电容第21页，本讲稿共73页平行板电容器第
8、22页，本讲稿共73页圆柱形电容器第23页，本讲稿共73页1、电介质的分类：、电介质的分类：无极分子电介质无极分子电介质有极分子电介质有极分子电介质无极分子电介质无极分子电介质:外电场不存在时，分子的正负电荷中心外电场不存在时，分子的正负电荷中心是重合的，这种电介质叫做是重合的，这种电介质叫做如：如：H2 ，CH4有极分子电介质有极分子电介质:外电场不存在时，分子的正负电外电场不存在时，分子的正负电荷中心不重合，这种电介质叫做荷中心不重合，这种电介质叫做如：如：H H2 2O O，COCO第24页，本讲稿共73页2、电介质的极化、电介质的极化当把介质放入电场之当把介质放入电场之后，无极分子正、
9、负后，无极分子正、负电荷的中心被拉开，电荷的中心被拉开，-+-分子形成一个偶极子；对于有极分子，由于分子的无规则分子形成一个偶极子；对于有极分子，由于分子的无规则热运动，不加外电场时，分子的取向是混乱的，宏观上不热运动，不加外电场时，分子的取向是混乱的，宏观上不显电性，在外电场作用下，有极分子发生转动，趋向于有显电性，在外电场作用下，有极分子发生转动，趋向于有序排列。可见，无论是有极分子，还是无极分子，在外加序排列。可见，无论是有极分子，还是无极分子，在外加场强作用下都成为沿外电场方向排列的偶极子。如图所示，场强作用下都成为沿外电场方向排列的偶极子。如图所示，在介质表面上出现束缚电荷（不能自由
10、移动，也不能离开在介质表面上出现束缚电荷（不能自由移动，也不能离开介质而移到其他物体上，和自由电荷相比，也称极化电荷）介质而移到其他物体上，和自由电荷相比，也称极化电荷）的现象，称之为电介质的极化。的现象，称之为电介质的极化。第25页，本讲稿共73页束缚电荷在电介质内部产生一个与外电场相反的电束缚电荷在电介质内部产生一个与外电场相反的电场（退极化场），因此，与真空相比，电介质内部场（退极化场），因此，与真空相比，电介质内部的电场要减弱，减弱的程度随电介质而不同，容易的电场要减弱，减弱的程度随电介质而不同，容易极化的电介质，极化后产生的束缚电荷多，它的内极化的电介质，极化后产生的束缚电荷多，它的
11、内部场强的减弱就多，物理上用介电常数部场强的减弱就多，物理上用介电常数来表示电来表示电介质的这一特性。对于电介质介质的这一特性。对于电介质一般均大于一般均大于1 1，对，对于真空于真空1 1，对于空气，对于空气11 第26页，本讲稿共73页3、在真空中场强为、在真空中场强为E0的区域内充满介电常数为的区域内充满介电常数为的电介的电介质后，其场强为：质后，其场强为：第27页，本讲稿共73页电介质interaction of electrostatic field with dielectric 第28页，本讲稿共73页位移极化第29页，本讲稿共73页转向极化第30页，本讲稿共73页附加场强第31
12、页，本讲稿共73页相对电容率第32页，本讲稿共73页束缚电荷密度第33页，本讲稿共73页例题第34页，本讲稿共73页电介质的击穿1.00053.54.55.7 6.83.7 7.55.0 7.65.0 10316 146 2080 20010 2010 15第35页，本讲稿共73页介质高斯定理Gauss theorem in dielectric 第36页，本讲稿共73页电位移矢量D介质高斯定理第37页，本讲稿共73页介质高斯例一第38页，本讲稿共73页介质高斯例二第39页，本讲稿共73页介质环路定理第40页，本讲稿共73页电场能量energy of electric field 第41页，本
13、讲稿共73页电场能量密度第42页，本讲稿共73页推广第43页，本讲稿共73页电场能量例题第44页，本讲稿共73页随堂小议请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案 如如图图金金属属球球 A A 与与同同心心球球壳壳 B B 组组成成电电容容器器，球球 A A 带带电电荷荷 q q 球球壳壳 B B 带带电电荷荷 Q Q，测测得得球球与与球球壳壳的的电电势差为，则电容器的电容值为势差为，则电容器的电容值为OABQq结束选择结束选择q+QVABQVABqVABq+Q2VAB（1）（3）（2）（4）第45页，本讲稿共73页小议链接1请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映
14、状态下点击你认为是对的答案 如如图图金金属属球球 A A 与与同同心心球球壳壳 B B 组组成成电电容容器器，球球 A A 带带电电荷荷 q q 球球壳壳 B B 带带电电荷荷 Q Q，测测得得球球与与球球壳壳的的电电势差为势差为VAB,则电容器的电容值为则电容器的电容值为OABQq结束选择结束选择q+QVABQVABqVABq+Q2VAB（1）（3）（2）（4）第46页，本讲稿共73页请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案 如如图图金金属属球球 A A 与与同同心心球球壳壳 B B 组组成成电电容容器器，球球 A A 带带电电荷荷 q q 球球壳壳 B B 带带
15、电电荷荷 Q Q，测测得得球球与与球球壳壳的的电电势差为，则电容器的电容值为势差为，则电容器的电容值为OABQq结束选择结束选择q+QVABQVABqVABq+Q2VAB（1）（3）（2）（4）小议链接2第47页，本讲稿共73页小议链接3请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案 如如图图金金属属球球 A A 与与同同心心球球壳壳 B B 组组成成电电容容器器，球球 A A 带带电电荷荷 q q 球球壳壳 B B 带带电电荷荷 Q Q，测测得得球球与与球球壳壳的的电电势差为，则电容器的电容值为势差为，则电容器的电容值为OABQq结束选择结束选择q+QVABQVABqV
16、ABq+Q2VAB（1）（3）（2）（4）第48页，本讲稿共73页小议链接4请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案 如如图图金金属属球球 A A 与与同同心心球球壳壳 B B 组组成成电电容容器器，球球 A A 带带电电荷荷 q q 球球壳壳 B B 带带电电荷荷 Q Q，测测得得球球与与球球壳壳的的电电势差为，则电容器的电容值为势差为，则电容器的电容值为OABQq结束选择结束选择q+QVABQVABqVABq+Q2VAB（1）（3）（2）（4）第49页，本讲稿共73页3 3、平行板电容器：平行板电容器：平行板电容器的两种典型变化平行板电容器的两种典型变化改变改变
17、d d U U不变，不变，Q Q变，变，E E变变改变改变 S S U U不变，不变，Q Q变，变，E E不变不变改变改变d d Q Q不变，不变，E E不变，不变，U U变变改变改变 S S Q Q不变，不变，E E变，变，U U变变（1 1）两极板始终与电池正负极相连（即）两极板始终与电池正负极相连（即U U不变）不变）（2 2）充电后与电池正负极断开（即）充电后与电池正负极断开（即Q Q不变）不变）第50页，本讲稿共73页4 4、孤立导体球也能带电、孤立导体球也能带电,故它也具有电容故它也具有电容,电容为电容为:上式表明，球形导体的电容是与球半径成正比例，上式表明，球形导体的电容是与球半
18、径成正比例，因而地球的电容极大，所以，无论它的带电量如何因而地球的电容极大，所以，无论它的带电量如何变化，对它的电势几乎没有什么影响，这就是可取变化，对它的电势几乎没有什么影响，这就是可取地球电势为零的原因。同时，将带电金属小球接地，地球电势为零的原因。同时，将带电金属小球接地，可看作两个球形电容器并联，由于地球的半径远大可看作两个球形电容器并联，由于地球的半径远大于小球的半径，所以几乎所有电荷都流向大地。于小球的半径，所以几乎所有电荷都流向大地。第51页，本讲稿共73页5 5、电容器的联接、电容器的联接、串联特征：、串联特征：并联特征：并联特征：第52页，本讲稿共73页（三）、电介质的极化（
19、三）、电介质的极化1、电介质的分类：、电介质的分类：无极分子电介质无极分子电介质有极分子电介质有极分子电介质无极分子电介质无极分子电介质:外电场不存在时，分子的正负电荷中外电场不存在时，分子的正负电荷中心是重合的，这种电介质叫做心是重合的，这种电介质叫做如：如：H2 ，CH4有极分子电介质有极分子电介质:外电场不存在时，分子的正外电场不存在时，分子的正负电荷中心不重合，这种电介质叫做负电荷中心不重合，这种电介质叫做如：如：H H2 2O O，COCO第53页，本讲稿共73页2、电介质的极化、电介质的极化当把介质放入电场之后，当把介质放入电场之后，无极分子正、负电荷的无极分子正、负电荷的中心被拉
20、开，中心被拉开，-+-分子形成一个偶极子；对于有极分子，由于分子的无规分子形成一个偶极子；对于有极分子，由于分子的无规则热运动，不加外电场时，分子的取向是混乱的，宏观则热运动，不加外电场时，分子的取向是混乱的，宏观上不显电性，在外电场作用下，有极分子发生转动，趋上不显电性，在外电场作用下，有极分子发生转动，趋向于有序排列。可见，无论是有极分子，还是无极分子，向于有序排列。可见，无论是有极分子，还是无极分子，在外加场强作用下都成为沿外电场方向排列的偶极子。在外加场强作用下都成为沿外电场方向排列的偶极子。如图所示，在介质表面上出现束缚电荷（不能自由移动，如图所示，在介质表面上出现束缚电荷（不能自由
21、移动，也不能离开介质而移到其他物体上，和自由电荷相比，也不能离开介质而移到其他物体上，和自由电荷相比，也称极化电荷）的现象，称之为电介质的极化。也称极化电荷）的现象，称之为电介质的极化。第54页，本讲稿共73页束缚电荷在电介质内部产生一个与外电场相反的电场束缚电荷在电介质内部产生一个与外电场相反的电场（退极化场），因此，与真空相比，电介质内部的电（退极化场），因此，与真空相比，电介质内部的电场要减弱，减弱的程度随电介质而不同，容易极化的场要减弱，减弱的程度随电介质而不同，容易极化的电介质，极化后产生的束缚电荷多，它的内部场强的电介质，极化后产生的束缚电荷多，它的内部场强的减弱就多，物理上用介电
22、常数减弱就多，物理上用介电常数来表示电介质的这来表示电介质的这一特性。对于电介质一特性。对于电介质一般均大于一般均大于1 1，对于真空，对于真空1 1，对于空气，对于空气11 第55页，本讲稿共73页3、在真空中场强为、在真空中场强为E0的区域内充满介电常数为的区域内充满介电常数为的电介的电介质后，其场强为：质后，其场强为：第56页，本讲稿共73页（一）、电场中移动带电粒子时电场力做功及电势能变化的（一）、电场中移动带电粒子时电场力做功及电势能变化的情况情况1 1、把正电荷从高电势处移至低电势处时，电场力作、把正电荷从高电势处移至低电势处时，电场力作 正功（正功（We 0We 0），），电势能
23、减少电势能减少(0)(0)；2 2、把正电荷从低电势处移至高电势处时，电场力作、把正电荷从低电势处移至高电势处时，电场力作 负功（负功（We 0We 0)(0)；带电粒子在静电场中的行为特征带电粒子在静电场中的行为特征 3 3、把负电荷从高电势处移至低电势处时，电场力作、把负电荷从高电势处移至低电势处时，电场力作 负功（负功（We 0We 0)(0)；4 4、把负电荷从低电势处移至高电势处时，、把负电荷从低电势处移至高电势处时，电场力作电场力作 正功（正功（We 0We 0），），电势能减少电势能减少(0)(0)。第57页，本讲稿共73页（二）、（二）、电加速电加速 带电粒子质量为带电粒子质量
24、为m，带，带电量为电量为q，在静电场中由静止，在静电场中由静止开始仅在电场力的作用下做开始仅在电场力的作用下做加速运动，经过电势差加速运动，经过电势差U后后获得的速度为获得的速度为0，可由动能，可由动能定理来求解，即定理来求解，即+_+mqUdF第58页，本讲稿共73页 例例3：实验表明，炽热的金属丝可以发射：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子，在炽热金属丝和金属板间加以电压电子，在炽热金属丝和金属板间加以电压U=2500V，从炽热金属丝发射出的电子在真，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出，电子穿空中被加速后，从金属板的小孔穿出，电子穿出后的速度有多大？出后的速度有多
25、大？第59页，本讲稿共73页（三）、（三）、电偏转电偏转d +_ _ _ _mqLUFvyvxvy-v0OP 带电粒子质量为带电粒子质量为m，带电量为，带电量为q的负电荷，以初速度的负电荷，以初速度0 0沿垂沿垂直于电场方向射入匀强电场，仅在电场力的作用下做电偏转运动，直于电场方向射入匀强电场，仅在电场力的作用下做电偏转运动，其运动类型为类平抛运动，若偏转电板的极板长度为其运动类型为类平抛运动，若偏转电板的极板长度为L，极板间距，极板间距为为d，偏转电压为，偏转电压为U，则相应的偏转距离，则相应的偏转距离y和偏转角度和偏转角度可由如下所可由如下所示的类平抛运动的规律，分别求得示的类平抛运动的规
26、律，分别求得第60页，本讲稿共73页1 1、粒子在电场中的运动是静电场中的力学问题，从力和、粒子在电场中的运动是静电场中的力学问题，从力和能两条主线分析仍是解决问题的主要方法能两条主线分析仍是解决问题的主要方法.从受力分析角度从受力分析角度看多一个电场力；从能的角度看，能量转换的种类多一个电势看多一个电场力；从能的角度看，能量转换的种类多一个电势能能.（四）、几点注意（四）、几点注意2 2、这类问题通常有三条途径，即：、这类问题通常有三条途径，即：匀变速直线运动公式和牛顿定律；匀变速直线运动公式和牛顿定律；动能定理和能量守恒定律；动能定理和能量守恒定律；动量定理和动量守恒定律动量定理和动量守恒
27、定律.其中后两种方法还适用于带电粒子在非匀强电场中的其中后两种方法还适用于带电粒子在非匀强电场中的运动及在电场中的圆周运动，机械振动等问题运动及在电场中的圆周运动，机械振动等问题.第61页，本讲稿共73页3 3、这类问题的另一个关键问题是关于重力是否可以、这类问题的另一个关键问题是关于重力是否可以忽略的问题：分析具体问题应注意：忽略的问题：分析具体问题应注意：一切微观粒子在电场中运动时，由于重力远小于电一切微观粒子在电场中运动时，由于重力远小于电场力，重力均可忽略不计场力，重力均可忽略不计.对于宏观的带电体在电场中运动时通常应考虑重力的作用，对于宏观的带电体在电场中运动时通常应考虑重力的作用，
28、条件不明确时可从以下两方面分析，其一是，重力和电场力条件不明确时可从以下两方面分析，其一是，重力和电场力的大小数量级接近不能忽略，反之可忽略，其二是从带电体的大小数量级接近不能忽略，反之可忽略，其二是从带电体的运动状况分析，若带电体在电场中静止或做初速度与电场的运动状况分析，若带电体在电场中静止或做初速度与电场线方向有夹角的匀速直线运动，重力均不能忽略线方向有夹角的匀速直线运动，重力均不能忽略.第62页，本讲稿共73页（三）、示波管的原理（三）、示波管的原理 -“电加速电加速”和和“电偏转电偏转”的的 综合运用综合运用第63页，本讲稿共73页示波管的构造特征示波管的构造特征示波管的工作原理示波
29、管的工作原理电子枪、偏转电极、荧光屏电子枪、偏转电极、荧光屏电子枪、偏转电极、荧光屏电子枪、偏转电极、荧光屏“电加速电加速电加速电加速”和和和和“电偏转电偏转电偏转电偏转”示波管的工作演示示波管的工作演示Ux=0，Uy=0中间亮斑中间亮斑Ux0，Uy=0亮斑在亮斑在x轴上偏转轴上偏转Ux=0，Uy 0亮斑在亮斑在y轴上偏转轴上偏转Ux=Umsint，Uy=0在在x轴上形成亮线轴上形成亮线第64页，本讲稿共73页 扫描：亮斑从一侧匀速的运动到另一侧，然扫描：亮斑从一侧匀速的运动到另一侧，然后迅速返回原处，再匀速到移向另一侧，如此反复继后迅速返回原处，再匀速到移向另一侧，如此反复继续，这个过程叫做
30、扫描，所加电压叫做扫描电压。续，这个过程叫做扫描，所加电压叫做扫描电压。第65页，本讲稿共73页例例4 4：水平放置的平行板电容器充电后板间存在匀强：水平放置的平行板电容器充电后板间存在匀强电场，一质量为电场，一质量为m m的带电粒子从左侧中央以速度的带电粒子从左侧中央以速度v v0 0水平射入电场中，微粒穿过电场后要沿水平方向水平射入电场中，微粒穿过电场后要沿水平方向打在荧光屏上，则：打在荧光屏上，则：A A、微粒必带正电、微粒必带正电B B、微粒必受大小为、微粒必受大小为mgmg，方向竖直向上的电场力作用方向竖直向上的电场力作用C C、微粒必受大小为、微粒必受大小为2mg2mg，方向竖直向
31、上的电场力作用方向竖直向上的电场力作用D D、以上说法都不对、以上说法都不对v v0 0+答案：答案：C第66页，本讲稿共73页例例5 5：带电离子以速度：带电离子以速度v v从两平行板从两平行板 形成的匀强电场形成的匀强电场的正中间垂直电场射入的正中间垂直电场射入 ，恰好穿过电场而不碰金，恰好穿过电场而不碰金属板属板,欲使入射速度为欲使入射速度为v/2v/2的同一带电离子也恰好穿过的同一带电离子也恰好穿过电场而不碰金属板，则电场而不碰金属板，则A A、使离子的带电量减为原来的、使离子的带电量减为原来的1/21/2B B、使两板间电压减为原来的、使两板间电压减为原来的1/41/4，板间距离不变
32、，板间距离不变C C、使两板间距离减为原来的、使两板间距离减为原来的1/21/2，板间电压不变，板间电压不变D D、使两板间距离增为原来的、使两板间距离增为原来的4 4倍，板间电压不变倍，板间电压不变答案：答案：B第67页，本讲稿共73页例例6 6：如图：如图,水平放置的两块平行带电金属板水平放置的两块平行带电金属板A A、B B相距相距h h，一质量为，一质量为m m带电量带电量+q+q的小球再的小球再B B板下方板下方H H处以处以v v0 0竖直向上进入两板间，欲使小球恰好竖直向上进入两板间，欲使小球恰好 打打到到A A板上，若板上，若 ，则，则U UAB AB =_=_，若，若 ，则，
33、则U UABAB=_=_。hHv0AB第68页，本讲稿共73页例例7 7：如图所示，：如图所示，a a、b b、c c为匀强电场（虚线所表示为匀强电场（虚线所表示的区域内）中某一平面上三个点，已知这三点电势的区域内）中某一平面上三个点，已知这三点电势大小分别为大小分别为a a=6.0 V=6.0 V，b b=2.0 V2.0 V，c c=2.0 V=2.0 V，试在图中画出电势等于试在图中画出电势等于2.0V2.0V的等势线，再画出一条的等势线，再画出一条电场线，并表示出匀强电场的方向电场线，并表示出匀强电场的方向.第69页，本讲稿共73页例例8:水平放置带电的两平行金属板，板距水平放置带电的
34、两平行金属板，板距d d，质量为，质量为m m的微粒由板中间以某一初速平行于板的方向进入，若的微粒由板中间以某一初速平行于板的方向进入，若微粒不带电，因重力作用在离开电场时，向下偏转微粒不带电，因重力作用在离开电场时，向下偏转d/4 d/4，若微粒带正电，电量为，若微粒带正电，电量为q q，仍以相同初速进入电，仍以相同初速进入电场，为保证微粒不再射出电场，则两板的电势差应为场，为保证微粒不再射出电场，则两板的电势差应为多少多少?并说明上下板带电极性并说明上下板带电极性.第70页，本讲稿共73页例例9：如图所示，质量为如图所示，质量为0.2kg0.2kg的物体带电量为的物体带电量为410410-
35、4-4C C，从半径为，从半径为0.3m0.3m光滑的光滑的1/41/4圆弧滑轨上端静止下滑到底端，圆弧滑轨上端静止下滑到底端，然后继续沿水平面滑动然后继续沿水平面滑动.物体与水平面间的滑动摩擦系数为物体与水平面间的滑动摩擦系数为0.40.4，整个装置处于，整个装置处于E E10103 3N/CN/C的匀强电场中，（的匀强电场中，（g=10m/sg=10m/s2 2）试求：求下列两种情况下物体在水平面上滑行的最大距离：试求：求下列两种情况下物体在水平面上滑行的最大距离：（1 1）E E水平向左：水平向左：（2 2）E E竖直向下竖直向下.第71页，本讲稿共73页例例1010：三块相同的金属平板
36、：三块相同的金属平板A A、B B、D D自上而下水平放置，间自上而下水平放置，间距分别为距分别为h h和和d d，如图所示，如图所示.A.A、B B两板中心开孔，在两板中心开孔，在A A板的开板的开孔上搁有一金属容器孔上搁有一金属容器P P，与，与A A板接触良好，其内盛有导电液板接触良好，其内盛有导电液体体.A.A板通过闭合的电键板通过闭合的电键K K与电动势为与电动势为U U0 0的电池正极相连，的电池正极相连，B B板与电池负极相连并接地板与电池负极相连并接地.容器容器P P内液体在底部小孔内液体在底部小孔O O处形处形成质量为成质量为m m，带电量为，带电量为q q的液滴后自由下落，
37、穿过的液滴后自由下落，穿过B B板的开孔板的开孔OO落到落到D D板上，其电荷被板上，其电荷被D D板吸附，液体随即蒸发板吸附，液体随即蒸发.接着容接着容器底部又形成相同的液滴自由下落，如此继续器底部又形成相同的液滴自由下落，如此继续.设整个装置放设整个装置放在真空中在真空中.(1)(1)第一个液滴到达第一个液滴到达D D板时板时 的速度为多少的速度为多少?(2)D(2)D板最终可达到多高的电势板最终可达到多高的电势?第72页，本讲稿共73页(3)(3)设液滴的电量是设液滴的电量是A A板所带电量的板所带电量的a a倍倍(a(a0.02)0.02)，A A板与板与B B板构成的电容器的电容为板构成的电容器的电容为C C0 0510510-12-12F F，U U0 01000V1000V，m m0.02g0.02g，h hd d5cm.5cm.试计算试计算D D板最终的电势值板最终的电势值.(g.(g10m/s10m/s2 2)(4)(4)如果电键如果电键K K不是始终闭合，而只是在第一个液滴形成前不是始终闭合，而只是在第一个液滴形成前闭合一下，随即打开，其他条件与闭合一下，随即打开，其他条件与(3)(3)相同相同.在这种情况下，在这种情况下，D D板最终可达到的电势值为多少板最终可达到的电势值为多少?说明理由说明理由.第73页，本讲稿共73页