2 μ Gauss 1 Equation Chapter 1 Section 1 2 GAUSS GAUSS
2 2 μ Gauss μ μ μ μ μ μ μ. μ μ μ μ. μ μ μ μ Coulomb μ. μ 1: μ μ μ μ μ, μ. μ μ. μ μ. μ μ μ μ μμ. μμ μ μ μ. μ μ μμ μ. μ μ μ. μ μ μ μ μ. μ μ μ μ μ μ μ μμ. μμ μ
2 μ Gauss 3 μ μ μ. μμ μ μ μμ μ. μ μμ μ μ μ. μ, μ μ μ μ μ. μ μ μ μ. μ μμ μ μ μμ ( μ 2). μ 2: μ μ μμ μ μ μ μ. ( ) μ μ, μ, μ μ μ. μ μ μ μ, μ μ μ μ μ. μ μμ μ μ μ,. μ μ μ μ
4 2 μ Gauss ; μ 2 μ μμ μ μ μ μ μ. μ Coulomb μ μ μ. μ 2 μ μ μ μμ. μ : μ μμ. μ μ μμ μ μ μ μ μ, μ μμ. μ μ μ μ. μ 3: ( ) μ μ μμ. μ μ μμ μ E = E + + E. (b) μ μμ. μ μ μ μ. μ μ μ μ μ μ μμ μ. μ μμ, μ.
2 μ Gauss 5 μ μ μμ μ μ, μ μ ( μ ) μ μ. μ μ μ μμ μ. μ μ μμ μ. μ 3 μ μμ μ. μ 3b. μ «μ μμ» μ μ μ μμ. μ, μ μ μ μ μ μ μμ μ μ μ. μ 4, μ, μ μμ q. μ μμ q ( μ 4 ) 2q ( μ 4b). μ μμ q ( μ 4c). μ 4d f μ μμ μ μ μ μμ. μ μ μμ.
6 2 μ Gauss μ 4: μ μμ ( ) q, (b) 2q, (c) q, (d) μ q, (e) ±q (f) q q/2. 8 μ μμ q. μ μ (d) (f) μ μ μ μ. μ 5 μ μ 4, μ μ. μ μ. μ μ μ μ μ μ μ. μ μ : μ μμ ; μ 5. μ μμ 1 2. μ 5, 3, μ μ μμ, μ μ μ.
2 μ Gauss 7 μ μ μ μμ, μ μμ. μ 5:, μ μ μμ. μ, μ +q, μ μμ. μ μ μμ μ, μ. μ 4; μ μμ μ μμ. μ μ μμ μ μ μ. μ 4 μ. μ, μ μ μμ
8 2 μ Gauss μ μ μ μμ. μ μ μ μμ. μ 5b μ 2q. μ μ μμ. μ μ μμ. μ 5c μ μ μ μμ. μ μ μ μ -8 μ μμ q. μ 5d, 1 2 q μ μ 8 μ μμ. 3 2q 16 μ μμ. 4 μ μμ,. μ μ μμ. μ 5e,, 1 q 8 μ μμ. 2 q -8 μ μμ. 3 μ μ μ μ μ μμ μ μ. μ 5f μ μμ 1 q. 2 q/2-4 μ μμ. 3
2 μ Gauss 9 q/2 4 μμ. 4 μ μ μμ. μ μ μ : μ μ μμ μ μ. μ μ : μ μ μ μ. μ μ μ, μ. μ μ μμ, μ μ. μ μ μ μ μ. μ 6 μ μ μ «μ μ μμ». μ 6 μ μ μμ μ μ μ μ μ. μ 7 μ μ μμ μ, μ μ.
10 2 μ Gauss μ 6: ( ) μ μμ μ. (b) μ μμ μ (c) μ μ μ μ μ μ μ μ μμ μ., μ μ μμ μ μ μ μ μ. μ 7: μ μ μμ μ μ μ μ μ. μ μ A. ( ) μ E μ. μ =0, =1 μ μ μμ μ μ. (b) μ μ μμ μ E μ, = 90, = 0. μ μ μμ μ μ μ. (c) μ μ μμ, μ μ E.
2 μ Gauss 11, μ : μ μ μμ μ μ μ «μ μ μμ μ». μ μ,, μ. μ μ μ A, μ μ, μ μ μ. = E A (1) μ μ μ Nm 2 /C. μ μ, μ μ μ μ μ. μ μ μ, μ μ.. μ μ. μ μ μ μ μ. μ μ. μ μ μ μ μ.
12 2 μ Gauss μ «μ μμ» μ μ μ. μ ; μ μ μ μ μ μ μ μ μ μ μ ( μ 8). μ da (1) μ : d = E da da μ μ μ. μ 8: μ, μ μ μ μ μ μ. μ μ d = E da μ μ. μ, μ μ μ : = da (2)
2 μ Gauss 13 μ μ. μ μ, μ. μ μ μ μμ μ. GAUSS μ μ μ μ μμ μ. μ μ μ μ μ μμ μ. μ μ μ : μ μ μ. μ μ : = E da q μ μ. μ μ, μ μ μ μ 9. μ (2): = E da = E da μ 9b μ μ d A μ μ
14 2 μ Gauss μ μ = 1. μ μ μ 1/r 2, μ μ r. μ 9: ( ) μ μ. (b) μ μ μ da μ., μ μ μ μ, μ : = EdA = E da = E(4 r 2 ) μ da μ. μ ( =kq/r 2 ) μ : = E(4 r 2 ) = kq r 2 4 r2 = 4 kq
2 μ Gauss 15 μ q μ, μ μ 4 k. μ, μ μ μ 0, : 0 = 1 4 k (3) k μ Coulomb. μ 8,85 10-12 C 2 /Nm 2. ; μ (3). (3) μ μ. μ μ SI μ μ Coulomb μ, μ. k 0, μ μ., μ k 0 μ μ. μ μ μ μ Coulomb. μ μ, μ S.I. μ 0, 4 k μ 1/ 0. μ μ μ, : d A = q 0 ( μ Gauss) (4)
16 2 μ Gauss μ q. (4) μ Gauss μ μ μ μ Karl Friedrich Gauss (1777 1855). O μ Gauss μ μ μ μ. μ μ μ μ μ DNA, μ μ μ. μ Gauss. O GAUSS COULOMB O μ Coulomb μ Gauss, μ. μ 10 μ μ. μ 10 μ q. μ Gauss μ μ μ q/ 0. ; μ μ r ( μ μ μ Gauss) μ μ μ 4 r 2. μ μ μ Coulomb μ (1/r 2 ). r, μ μ r 2, μ 1/r 2, μ μ, μ μ μ μ. μ
2 μ Gauss 17. μ ( μ Coulomb),, μ Gauss. μ 10:,. μ μ μμ, μ μμ. μ μμ μ. μ μ μ μμ ( μ ) μ, μ μ μ μ μμ μ μ. O μ μ μμ μ μ. μ μμ μ.. μ μμ, μ μ μμ μ μ. μ μ μ μ, μ r 2 μ μ μμ μ μ 1/r 2,. μ μ (
18 2 μ Gauss μ μ ) μ μμ μ μ, μ μ μ μ μμ μ μ. μ μ ( μ Coulomb) μ ( μ Gauss) μ. μ μμ μ. μ μ μ μ. μ Gauss, μ. μ. μ μ μ μ μ Coulomb μ. μ Coulomb μ Gauss μ, μ μ μ μ Gauss E μ μ. GAUSS μ Gauss. μ μ. μ μ μ μ. μ μ Gauss μ Coulomb μ. μ. μ μ
2 μ Gauss 19 μ Gauss μ, μ, μ μ μ. μ μ μ μ Gauss μ μ μ μ μ μ. μ μ μ μμ. μ μ μμ. μ μμ μ μ μ μ. μ, μ μ μ μ, μ μ μ, μμ. μμ μ μ μ μ r μμ μ ( μ 11). μ Gauss μ μ, μ. μ μ. μ μ, μ, μ μ μ μ μ μ μ μ Gauss. μ Gauss, μ μ μ μμ μ μμ μ.
20 2 μ Gauss μ 11: μ, μ μ μ, μ μ μ, μ. μμ, μ μ r μμ. μ 12. μ 12: μ μμ. 1 μ Q, 2 μ μ μ. μ μμ, μ 1 2., μ E μ μ da, μ, = 1., E μ da μ μ
2 μ Gauss 21, μ μ. μ μ : = E d A = E da = E da = 4 r 2 E (5) μ da μ, 4 r 2. μ Gauss μ μ q / 0, q. μ μ Q R. r R, r > R. μ r > R, 1 μ 12, Q. (5) μ Q / 0, μ 4 r 2 E = Q 0 = 1 Q 4 0 r = k Q, (r > R) (6) 2 2 r μ k = 1/4 0, Coulomb. μ μ (6) μ μ. (6) μ μ μ μ μμ, μ μ μ μ. μ, μ r = R. O μ μ. μ μ d E
22 2 μ Gauss μ μ. μ Gauss, μ μ. μ μ. μ μ r < R, 2 μ 12, μ. μ 1 μ μ μ μ μ μ R Q. μ μ. μ μμ μ r > R μ μ (6)., 2 μ 12. (5), μ Q. μ μ ; μ 4 3 R 3 μ Q. μ μ μ μ, ( μ ) : = Q V = Q 4 3 R 3 r μ :
2 μ Gauss 23 q = V = 4 3 r Q 3 = Q 4 3 R 3 r 3 R 3 (5) μ q / 0, μ : 4 r 2 E = Qr 3 0 R 3 = 1 4 0 Qr R 3 = r 3 0, (r < R) (7) μ μ Q = Q/ 4 3 R 3. H (7) μμ μ μ. μ μ μ μ μ. μ μ 1/r 2, μ r 3 μ μ μ r. μ 13 μ μ., μ Q Q.
24 2 μ Gauss μ 13: μ μ μ μ R. r > R μ μ μ. μ. μ 2 R μ 14 Q μ μ μ μ. ; μ, μ μ μ (6). μ 14: ( ) R μ μ μ (b) μ,. 1 Q, 2.
2 μ Gauss 25, μ μ. (5) μ μ μ : 4 r 2 E = 0 μ μ μ μ. μ ; μ μ μ. μ, μ μ μ μ μ μ ( μ 15) μ 15: μ, μ, μ μ. μ 3 μ μ +q R -2q μ μ μ μ. (a) μ μμ μ μ, μ 8 μ μμ q. μ (b) r < R (c) r > R.
26 2 μ Gauss (a) μ μμ μ μμ. μ Gauss μ 8 μ μμ +q 8 μ μμ q. To μ 16 μ μ μ μ μ Gauss. μ 16 μ μμ, μ μ -2q. μ 16: μ μμ q -2q. (b) r < R μ, q. (4) μ : = k q r 2 μ ; μ μ ;. μ μμ. μ 2 μ μ μ. μ μ μ μ μ. (c), μ q μ
2 μ Gauss 27 E = 1 q 4 0 r 2 μ. r = R;. μ μ. μ μ μ μ. μ Gauss μ μ μ μμ μ μ. μμ μ, μ μ μ μ μ r < R. μ μμ μ μ : μμ, μ μ μ μ μ ( μ 17) μ 17: μ μ, μ μ μ. μ ( ) μμ (5).
28 2 μ Gauss μ μ Gauss μ : 1. μ μμ μ μ μ μ. μμ,. μ, μ Gauss, μ μ. 2., μ. μ μ μ. μ, μ μ μ μ μ. 3. μ. μ μ μ μ μ μ μ. 4. μ μ q / 0, μ. μμ. μ μ μμ μμ, μ r μ μμ, μ μμ ( μ 18). μμ μ μ
2 μ Gauss 29. μ r μ 18. μ 18: μ μ μμ μμ. μ μμ. μ μ r μ. μμ μ μ μ. μ μ μμ., μ μ μμ μ, μ μ μ μ. μ μ μ μ = 1 μ. μ μ r, : = E da = EdA = E da= 2 r E (8) μ μ μ μ μμ μ μ 2 r ( μ 19). μ (8) μ.
30 2 μ Gauss μ 19: ( ) (b) μ μμ μ μ 2 r. μμ μ, μ (8) μ 0. μ μ μμ. (8) μ (5) ( (8) μμ ). μ. μ μ μ μ μ μ μ μ. μ 4 μμ μ μ Gauss μμ μ μ μμ. μ μ μ μ μ μ Coulomb. μ q =,
2 μ Gauss 31 μμ. (8) μ q / 0, μ : = 2 0 r = 2 0 r μ μ μ μ Coulomb. μ μ μ Gauss. μμ μ. μ μ μ μμ μ μ μ. μ μ μμ μμ. μ μ μ μ μ μ μ μ μ. μ 5 μ μ μ 3 m 2 cm q = 5,7μC, μ μ μ μ. ( ) 8mm (b) 8cm μ. μ μ μ, μ μ μ μμ μ μ μ. ( ) μ 8mm, μ. 8 mm μ. μ (8) μ μ μ.
32 2 μ Gauss μ μ μ. (b) μ, μ, μμ μ : = 5, 7μC 3m = 1, 9 μc m E = 2 0 r = 1, 9 10 6 C/m 2 8,85 10 12 C 2 /Nm 2 8 10 2 m = 4,3 105 N/C μ. μ r μ μ μ μ Gauss μμ μμ, μμ μμ μμ. μ μ. μ μμ μ. μ μ μ μ μ μμ ( μ 20). μ μ μ μ μ Gauss, μ μ μ μμ μ μ.
2 μ Gauss 33 μμ ( μ 20). μ 20: μ μ μμ. μ μμ (μ ). μ μ μ μμ μ μ. μμ μμ μμ. μ μμ, μ μ μ. μ μμ μ μ μ μμ. μ, μ. μ μ. μμ,. μ μ : = 2EA (9)
34 2 μ Gauss μ μμ. μ μ μ μ Gauss. μ 6 μ, μ μ μ μ, μ. μ ; μ μ μ, μ μ μμ. μ 21 μ μ. μ μ μ. μ 21: μ μ μ. μ μ. μ μ μ q =. q / 0 μ = 2 ( (9)) μ : = 2 0 (10)
2 μ Gauss 35 μ μ. μ μ ; μμ. μμ, μ., μ μ μ μμ. μ μμ μ. μ 22 μ μ μ μ Coulomb. μ 22: μ μ, μ μ ( ) μ μ Coulomb. μ. μ, μ μ μ μ μμ. μ μ μ μ μμ. μ μ.
36 2 μ Gauss μμ,. μ μ μ μ μ μ μ, μ μ μ μ μ μ (10) μ. μ μ μ μ. μ μ μ μ, μ Gauss μ μ μ μ Coulomb., μμ μ μ μ μ μ μ μ. μ μ μμ, μ μ μ μ μ μ μ μ Gauss μ. μ, μ μ μ Gauss μ μ. μ μ μ μ μ μ μ μ μ μ Coulomb μ Gauss. To μ 23, μ, μ μ μμ μ μ. μ μ μ. μ. μμ μ μ 1/r.
2 μ Gauss 37 μ μ μμ 1 r 3 μ 1 r 2 μμ 1 r 1 r 0 μ 23:, μ, μ μμ. μ μ 1/r 2. μ, μ. μ μ 1/r 3. μ μ μ μ μ, μ. μ μ μ μ μ μ.
38 2 μ Gauss μ μ μ μμ μ Gauss μ μ, μ μ μ Coulomb. μ μ μ. μ μ, μ μ μ μ 23. μ 23: μ μ μ. μ μ,. μ μ μ μ μ μ. μ, μ μ μ. μ μ. μ μ μ μ. μ. μ μ μμ μ μμ μ μ. μ μ μμ μ μ 23. μ μ μ. μ
2 μ Gauss 39 μ μ. GAUSS μ. μ 24 μ μ. μ q E μ. μ 24: ( ) μ μ μ μ μ. (b) μ μ. (c) μ μ. (d) μ μ μ. μ μ μμ. μ μ μ μ,. μ, μ μ
40 2 μ Gauss. μ μ μ μ,. μ, μ μ. μ, μ, μ μ. μ. μ,, μ μ μ. μ μ μ, μ,. μ μ. μ μ μ μ. μ μ. μ. μ μ μ,. μ μ, μ μ μ, μ μ.
2 μ Gauss 41, μ. μ μ,. μ μ μ,. μ μ μ μ μ μ. μ ( μ 25). μ μ, μ μ. μ 25: μ μ. μ, μ. μ μ μ Gauss μ μ,. μ 26 μμ μ μ μ. μ μ. μ 26: μ μ, μ μ, μ μ. μ.
42 2 μ Gauss μ μ μ. E d A μ μ μ. μ Gauss μ μ μ μ μ., μ. μ μ μ μ μ. μ, μ μ μ μ μ : μ,. μ 7 μ μ μ 27. μ 1μC. 2μC, μ. μ,. μ 27: μ. μ μ, μ μ μ.
2 μ Gauss 43 μ μ μ μ μ 27. μ μ μ μ Gauss μ μ. 2μC μ. μ μ, μ μ 2μC. μ 1μC 2μC μ. μ 3 μc. μ. μ. μ μ μ. μ, μ μ μ. ( μ 28 ). μ 28: ( ) μ. (b) μ.
44 2 μ Gauss μ μ, μ μ ( μ 28b). μ μ μ μ. μ ( ) μ μ., μ μ. μ μ μ,. μ. μ μ, μ. μ μ. μ, μ. μ Gauss μ : EA = A 0 E = 0 ( ) (11) μ μ. μ 8,, μ - 4,3 10 5 C μ μ μ μ. μ (11)
2 μ Gauss 45. μ R = 6,37 10 6 m Q R, μ : = Q A = Q 4 R 2 = 4,3 10 5 C 4 (6,37 10 6 m) 2 = 8, 43 10 10 C/m 2 μ (11) : E = 0 = 8, 43 10 10 C/m 2 8,85 10 12 C 2 /Nm 2 = 95N / C μ. μ. μ μ μ. μ μ ; μ μ μ μ μ, = Q/4 0 R 2., μ μ μ (11). μ μ. (11) μ μ. μ μ ;., μ μ μ μ. μ μ Gauss μ μ
46 2 μ Gauss μ ( ). μ,, μ μ μ μ ( μ 29 ). μ 29: ( ) μ μ, μ μ. μ. (b) μ. μ μ, μ, μμ. (c) μ μ μ, μ., μ / 0. (11) μ μ / 0. μ μ, μ μ μ μ μ μ /2 0 ( (10) μ 6). ;! μ μ,
2 μ Gauss 47 μμ μ μ μ μ. μ μ,. μ μ μ μ μ ( μ 29b). To ( ) μ μ μ /2 0, / 0 ( μ 29c). μ, μ μ μ μ μ. μ (11) μ. (11) μ μ μ, μ. (11) μ μ μ μ μ, μ 30. μ μ ( μ ) μ / 0,. /2 0 ;, (11) μ μ. μ, μ μ μ μ μ μ μμ. μ, μ μ /2 0, μ μ / 0.
48 2 μ Gauss μ, μ (11), μ μ μ μ. + + μ 30: μ. μ. μ μ. μ - - + - + - + - + - + - + - + - μ / 0.
2 μ Gauss 49 1: μ μ Gauss μ μμ E = kq r 2 = Q 4 0 r 2 μ, μ μ μ E = kqr R 3 = Qr 4 0 = r 3 0 (r < R) μ μ μ E=0 μμ μ μμ E = 2k r = 2 0 r μ μ R E = R2 2 0 r μ μ R E = r 2 0 (r < R) μ E = 0 μ μ E = 2 0 = 0 E = 0 μ