大學物理習題冊第五章習題詳解省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎課件市賽課一等獎課件

√1．有一邊長為a正方形平面，在其中垂線上距中心O點a/2處，有一電荷為q正點電荷，如圖所表示，則經(jīng)過該平面電場強度通量為(A)(B)(C)(D)以點電荷為中心構(gòu)建一立方體，正方形為其一底面。由高斯定理知，經(jīng)過立方體6個底面組成高斯面電通量為一、選擇題第1頁2．在一個帶有負電荷均勻帶電球外，放置一電偶極子，其電矩方向如圖所表示．當電偶極子被釋放后，該電偶極子將(A)沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)直到電矩p沿徑向指向球面而停頓．(B)沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)至p沿徑向指向球面，同時沿電場線方向向著球面移動．(C)沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)至p沿徑向指向球面，同時逆電場線方向遠離球面移動．(D)沿順時針方向旋轉(zhuǎn)至p沿徑向朝外，同時沿電場線方向向著球面移動．+-第2頁S面上各點場強與兩帶電體均相關(guān).3.如圖，A和B為兩個均勻帶電球體，A帶電荷+q，B帶電荷-q，作一與A同心球面S為高斯面．則(A)經(jīng)過S面電場強度通量為零，S面上各點場強為零。(B)經(jīng)過S面電場強度通量為q/e0，S面上場強大小為E=q/(4pe0r2)．(C)經(jīng)過S面電場強度通量為(-q/e0)，S面上場強大小為E=q/(4pe0r2)．(D)經(jīng)過S面電場強度通量為q/e0，但S面上各點場強不能直接由高斯定理求出．第3頁4.如圖，CDEF為一矩形，邊長分別為l和2l．在DC延長線上CA=l處A點有點電荷+q，在CF中點B點有點電荷-q，若使單位正電荷從C點沿CDEF路徑運動到F點,則電場力所作功等于：(A)(B)(C)(D)第4頁5．已知某電場電場線分布情況如圖所表示．現(xiàn)觀察到一負電荷從M點移到N點．有些人依據(jù)這個圖作出以下幾點結(jié)論，其中哪點是正確？(A)電場強度EM＜EN．(B)電勢jM＜jN．(C)電勢能WM＜WN．(D)電場力功A＞0．電場線密處,電場強度大.電場線由高電位指向低電位.第5頁

√6．真空中有一均勻帶電球體和一均勻帶電球面，假如它們半徑和所帶總電量都相等，則（A）球體靜電能等于球面靜電能.（B）球體靜電能大于球面靜電能.（C）球體靜電能小于球面靜電能.（D）不能確定.R第6頁1．如圖，二分之一徑為R帶有一缺口細圓環(huán)，缺口長度為d（d<<R）．環(huán)上均勻帶正電，總電量為q．則圓心O處場強大小E＝

．場強方向為

．指向缺口二、填空題第7頁2．一均勻帶電直線長為d，電荷線密度為+l，以導線中點O為球心，R為半徑（R>d）作一球面，P為帶電直線延長線與球面交點，如圖所表示．則經(jīng)過該球面電場強度通量為

．P點電場強度大小為

；方向為

．x第8頁3．地球表面上晴空時，地球表面以上10km范圍內(nèi)電場強度都約為100V/m。此電場能量密度為

；在該范圍內(nèi)電場所儲存能量共有

kw·h。R=6370km第9頁4.在一次經(jīng)典閃電中，兩個放電點之間電勢差約為109V，被遷移電荷約為30C，假如釋放出能量都用來使0℃冰融化為0℃水，則可融化冰有

Kg.（冰融化熱L=3.34×105J·kg）5.一電子和一質(zhì)子相距2×10-10m(二者靜止)，將此兩粒子分開到無窮遠距離(二者仍靜止)所需要最小能量是__________eV．(質(zhì)子電荷e=1.60×10-19C，1eV=1.60×10-19J)第10頁6．二分之一徑為R均勻帶電細圓環(huán)，帶有電荷Q，水平放置．在圓環(huán)軸線上方離圓心R處，有一質(zhì)量為m、帶電荷為q小球．當小球從靜止下落到圓心位置時，它速度為u＝_________．由電勢疊加原理有，第11頁7．圖示為一邊長均為a等邊三角形，其三個頂點分別放置著電荷為q、2q、3q三個正點電荷，若將一電荷為Q正點電荷從無窮遠處移至三角形中心O處，則外力需作功A＝__________．由電勢疊加原理有，第12頁8．空間某一區(qū)域電勢分布為j=Ax2+By2，其中A、B為常數(shù)，則場強分布為Ex=

，Ey=

.第13頁1.如圖,帶電細線彎成半徑為R半圓形，電荷線密度為l=l0sinq，式中l(wèi)0為一常數(shù)，q為半徑R與x軸所成夾角．試求環(huán)心O處電場強度．解:RdqdE在細線取一線段元,由點電荷場強公式有三、計算題q第14頁2.如圖，一無限長圓柱面，其面電荷密度為s=s0cosa，式中a為半徑R與x軸所夾角，試求圓柱軸線上一點場強．解:無限長圓柱面能夠分為很多無限長條形面元，由高斯定理有dadE第15頁3.二分之一徑為R帶電球體，其電荷體密度分布為r=Cr(r≤R,C為常量）r=0(r>R)試求：(1)帶電球體總電荷；(2)球內(nèi)、外各點電場強度；(3)球內(nèi)、外各點電勢.解:1）r≤R時:r>R時:2）第16頁3）第17頁4.如圖，一球形電容器（即兩個同心導體球殼）在外球殼半徑R及內(nèi)外導體間電勢差Dj維持恒定條件下，內(nèi)球半徑r為多大時才能使內(nèi)球表面附近電場強度最?。壳筮@個最小電場強度大?。?假定電極帶電Q，由高斯定理有a第18頁5.如圖，AB為一根長為2L帶電細棒，左半部均勻帶有負電荷-q，右半部均勻帶有正電荷q．O點在棒延長線上，距A端距離為L．P點在棒垂直平分線上，到棒垂直距離為L．以棒中點C為電勢零點，求O點電勢和P點電勢．解:dxx第19頁6.如圖，一無限大平面中部有二分之一徑為r0圓孔，設平面上均勻帶電，電荷面密度為s．試求經(jīng)過小孔中心O并與平面垂直直線上各點場強和電勢．（提醒：選O點電勢為零）．解:用割補法，該帶電體=無限大平面(+s)

+圓屏(-s)由高斯定理可得，無限大平面場強由場強疊加原理可得，圓屏場強x第20頁x取x軸正方向為正取O點為電勢零點第21頁7.如圖，有兩根半徑都是r“無限長”直導線，彼此平行放置，二者軸線距離是d(d≥2r)，沿軸線方向單位長度上分別帶有+l和-l電荷．設兩帶電導線之間相互作用不影響它們電荷分布，試求兩導線間電勢差．解:由高斯定理有第22頁8.如圖，半徑為R均勻帶電球面，帶有電荷Q。沿某二分之一徑方向上有一均勻帶電細線，電荷線密度為l，長度為l，細線左端離球心距離為a，設球和線上電荷分布不受相互作用影響，試求細線所受球面電荷電場力和細線在該電場中電勢能（設無