南華物理練習(xí)第07章答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第七章 靜止電荷的電場(chǎng)練 習(xí) 一一.選擇題1. 關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度定義式，下列說(shuō)法中你認(rèn)為正確的是（ B ） (A) 場(chǎng)強(qiáng)的大小與試探電荷q0的大小成反比； (B) 對(duì)場(chǎng)中某點(diǎn)，試探電荷受力與q0的比值不因q0而變； (C) 試探電荷受力的方向就是場(chǎng)強(qiáng)的方向； (D) 若場(chǎng)中某點(diǎn)不放試探電荷q0，則0，從而0。2. 在邊長(zhǎng)為a的正方體中心處放置一電量為Q的點(diǎn)電荷，則正方體頂角處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為（ C ）(A) ； (B) ； (C) ； (D) 。 3. 如圖1在坐標(biāo)原點(diǎn)放

2、一正電荷Q，它在P點(diǎn)()產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為，現(xiàn)另有一個(gè)負(fù)電荷-2Q，試問(wèn)應(yīng)將它放在什么位置才能使P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于零? （ C ）(A) 軸上； (B) 軸上；(C) 軸上； (D) 軸上y0。 4. 圖2中所示為一沿軸放置的“無(wú)限長(zhǎng)”分段均勻帶電直線，電荷線密度分別為和則坐標(biāo)平面上點(diǎn)(0，a) 圖1處的場(chǎng)強(qiáng)為（ B ） (A) 0； (B) ； (C) ； ( D) 。二.填空題 圖21. 1964年，蓋爾曼等人提出基本粒子是由更基本的夸克構(gòu)成，中子就是由一個(gè)帶的上夸克和兩個(gè)帶下夸克構(gòu)成，若將夸克作為經(jīng)典粒子處理（夸克線度約為10-20 m），中子內(nèi)的兩個(gè)下夸克之間相距2.6010-15 m。

3、它們之間的斥力為。ORd圖32. 半徑為R的不均勻帶電球體，電荷體密度分布為=Ar，式中r為離球心的距離（rR），A為一常數(shù)，則球體中的總電量Q=ORd圖33. 一半徑為R的帶有一缺口的細(xì)圓環(huán)， 缺口寬度為d (dL）作一球面，如圖3所示，則通過(guò)該球面的電通量為，帶電直線延長(zhǎng)線與球面交點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為，方向沿著矢徑OP 。 3. 點(diǎn)電荷q1 、q2、q3和q4在真空中的分布如圖4所示，圖中S為閉合曲面，則通過(guò)該閉合曲面的電通量=，式中的是閉合曲面上任一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，它是哪些點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和？答：是。4. 靜電場(chǎng)的環(huán)路定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式為。該定理表明，靜電場(chǎng)是_有勢(shì)（保守）、 無(wú)

4、旋 場(chǎng)。三. 計(jì)算題1. 真空中有一半徑為R的圓平面，在通過(guò)圓心O且與平面垂直的軸線上一點(diǎn)P處，有一電量為q 的點(diǎn)電荷，O、P間距離為h，試求通過(guò)該圓平面的電通量。解：過(guò)該圓平面邊緣作一半徑為的球冠，則此球冠的球心恰在P處；該球冠的曲面面積為由高斯定理可知，圓平面的電通量等于球冠曲面的通量，故有：2. 兩個(gè)無(wú)限長(zhǎng)同軸圓柱面，半徑分別為帶有等值異號(hào)電荷，每單位長(zhǎng)度的電量為，試分別求出當(dāng)(1) ； (2) ； (3)時(shí)離軸線為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度。解：設(shè)內(nèi)圓柱面帶正電，外圓柱面帶負(fù)電，選取半徑為r，長(zhǎng)度為l的圓柱面為高斯面，穿過(guò)高斯面的電通量：因?yàn)椋?，所以，?dāng)， 當(dāng)當(dāng), 根據(jù)高斯定理得到， 3. 半徑為

5、R的一球體內(nèi)均勻分布著電荷體密度為的正電荷，若保持電荷分布不變，在該球體內(nèi)挖去半徑的一個(gè)小球體，球心為， 兩球心間距離= d， 如圖5所示 ， 求：aRddPOO圖5(1) 在球形空腔內(nèi)，球心處的電場(chǎng)強(qiáng)度aRddPOO圖5(設(shè)、P三點(diǎn)在同一直徑上，且= d )解：挖去小球體之前，與點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)均為拿走大球，在點(diǎn)放一半徑為、均勻分布著電荷體密度為的小球體，此時(shí)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為 點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為 則點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為 點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為 *4. 試證明上題中空心小球內(nèi)的電場(chǎng)為均勻電場(chǎng)。aRddPOO圖5證明： 利用割補(bǔ)法，將球內(nèi)空心部分看成是有負(fù)電荷的小球體，且電荷密度相同，則空間任一點(diǎn)的電場(chǎng)可看成是這兩個(gè)帶電球體所產(chǎn)生的電場(chǎng)的

6、迭加。設(shè)電荷密度為，在空心部分中任取一點(diǎn)P,P點(diǎn)相對(duì)于點(diǎn)的矢徑為，P點(diǎn)相對(duì)于點(diǎn)的矢徑為,點(diǎn)相對(duì)于點(diǎn)的矢徑為，即aRddPOO圖5由高斯定理可得：大球體的電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為：同理可得小球體（空心部分）的電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為： 證畢第七章 靜止電荷的電場(chǎng)練 習(xí) 三一. 選擇題1. 關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系，有以下說(shuō)法，你認(rèn)為正確的應(yīng)該是（ C ）(A) 電場(chǎng)強(qiáng)度相等的地方電勢(shì)一定相等； (B) 帶正電的導(dǎo)體上電勢(shì)一定為正；(C) 電勢(shì)為零的導(dǎo)體一定不帶電；(D) 電勢(shì)梯度絕對(duì)值大的地方電場(chǎng)強(qiáng)度的絕對(duì)值也一定大。qOABCD圖12. 一電量為q 的點(diǎn)電荷位于圓心O處，A、B、C、D為同

7、一圓周上的四點(diǎn)，如圖1所示，現(xiàn)將一試驗(yàn)電荷從A點(diǎn)分別移動(dòng)到qOABCD圖1(A) 從A到B，電場(chǎng)力做功最大；(B) 從A到各點(diǎn)，電場(chǎng)力做功相等；(C) 從A到D，電場(chǎng)力做功最大；(D) 從A到C，電場(chǎng)力做功最大。3. 半徑為R的均勻帶電球面，其面電荷密度為，則在球外距離球面R處的電勢(shì)為（ B ）(A)； (B) ； (C) ； (D) 。4. 以下說(shuō)法中正確的是（ A ）(A) 沿著電場(chǎng)線移動(dòng)負(fù)電荷，負(fù)電荷的電勢(shì)能是增加的； (B) 場(chǎng)強(qiáng)弱的地方電勢(shì)一定低，電勢(shì)高的地方場(chǎng)強(qiáng)一定強(qiáng)；(C) 等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小一定相等； (D) 場(chǎng)強(qiáng)處處相同的電場(chǎng)中，各點(diǎn)的電勢(shì)也處處相同。.二. 填空題1.

8、電量分別為，的三個(gè)點(diǎn)電荷分別位于同一圓周的三個(gè)點(diǎn)上，如圖2所示，設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，圓半徑為R， 則b點(diǎn)處的電勢(shì)U = 。q1q2q3ROb圖22. 一電偶極矩為的電偶極子放在電場(chǎng)強(qiáng)度為的均勻外電場(chǎng)中，與的夾角為，在此電偶極子繞過(guò)其中心且垂直于與組成平面的軸沿角增加的方向轉(zhuǎn)過(guò)q1q2q3ROb圖2+qqRABCOD圖33. 如圖3所示，BCD是以O(shè)點(diǎn)為圓心， 以R為半徑的半圓弧， 在A點(diǎn)有一電量為+q 的點(diǎn)電荷，O點(diǎn)有一電量為 q的點(diǎn)電荷，線段= R， 現(xiàn)將一單位正電荷從B點(diǎn)沿半圓弧軌道BCD移到D點(diǎn)， 則電場(chǎng)力所做的功為 。 .三.計(jì)算題1. 電荷q均勻分布在長(zhǎng)為的細(xì)直線上，試求：(1)

9、帶電直線延長(zhǎng)線上離細(xì)直線中心O為z處的電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度(無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)) ；(2) 中垂面上離帶電直線中心O為r處的電勢(shì)。 解：(1)帶電直線上離中心O為z處的電荷元dq=dz在P點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)帶電直線在P點(diǎn)的電勢(shì)：， P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度：，(2)帶電直線上離中心O為z處的電荷元dq=dz在P點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)帶電直線在P點(diǎn)的電勢(shì)： 3. 一均勻帶電的球殼，其電荷體密度為，球殼內(nèi)表面半徑為R1，外表面半徑為R2 ，設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，求球殼空腔內(nèi)任一點(diǎn)的電勢(shì)。解： ， =第七章 靜止電荷的電場(chǎng)練 習(xí) 四一. 選擇題1. 導(dǎo)體A接地方式如圖1，導(dǎo)體B帶電+Q，則導(dǎo)體A （ B ）ABQ圖1(A) 帶正；

10、 ABQ圖1(C) 不帶電； (D) 左邊帶正電，右邊帶負(fù)電。2. 一平行板電容器始終與端電壓一定的電源相聯(lián)當(dāng)電容器兩極板間為真空時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度為，電位移為，而當(dāng)兩極板間充滿相對(duì)介電常量為r的各向同性均勻電介質(zhì)時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度為，電位移為，則 （ B ） (A) ，； (B) ，； (C) ，； (D) ，。 3. 兩個(gè)半徑相同的金屬球，一個(gè)為空心，另一個(gè)為實(shí)心，把兩者各自孤立時(shí)的電容值加以比較，則（ C ）(A) 空心球電容值大； (B) 實(shí)心球電容值大；(C) 兩球電容值相等； (D) 兩球電容值大小關(guān)系無(wú)法確定。4. 真空中帶電的導(dǎo)體球面與均勻帶電的介質(zhì)球體，它們的半徑和所帶電量都相同，設(shè)帶電

11、球面的靜電能為，帶電球體的靜電能為，則（ C ）(A) ； (B)； (C) 。二. 填空題1. 半徑分別為r1 = 1.0 cm 和r2 = 2.0 cm 的兩個(gè)球形導(dǎo)體，各帶電量q = 1.0108C，兩球心相距很遠(yuǎn)，若用細(xì)導(dǎo)線將兩球連接起來(lái)，并設(shè)無(wú)限遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，則兩球分別帶電Q1= ， Q2=， 兩球的電勢(shì)U1=，U2=。2. 3. 4. 一平行板電容器兩極板間電壓為U ，其間充滿相對(duì)介電常數(shù)為 r 的各向同性均勻電介質(zhì)，電介質(zhì)厚度為d ，則電介質(zhì)中的電場(chǎng)能量密度w = 。三.計(jì)算題ACBU0UC2d/3d/3Q圖21. 一平行板電容器， 極板面積為S，相距為d ， 若B板接地，且保持A板的電勢(shì) UA=U0不變，如圖ACBU0UC2d/3d/3Q圖2解：設(shè)A板帶電量為q,且設(shè)A、C、B板的六個(gè)面的面電荷密度依次分別為：由于B板接地，故有：；根據(jù)電荷守恒有: 根據(jù)高斯定理有: 又