大學(xué)物理電場(chǎng)部分答案

./第六章電荷的電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象序號(hào)學(xué)號(hào)專業(yè)、班級(jí)一選擇題[C]1.一帶電體可作為點(diǎn)電荷處理的條件是<A>電荷必須呈球形分布。<B>帶電體的線度很小。<C>帶電體的線度與其它有關(guān)長度相比可忽略不計(jì)。<D>電量很小。[D]2．真空中一"無限大"均勻帶負(fù)電荷的平面如圖所示,其電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)分布圖線應(yīng)是〔設(shè)場(chǎng)強(qiáng)方向向右為正、向左為負(fù)〔A 〔B 〔C 〔D二填空題在點(diǎn)電荷系的電場(chǎng)中,任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于________________________________略________________________________________________,這稱為場(chǎng)強(qiáng)疊加原理。2．靜電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,其數(shù)值和方向等于_________略_______________________________________________________________________________________________________。3．兩塊"無限大"的帶電平行電板,其電荷面密度分別為δ〔δ>0及-2δ,如圖所示,試寫出各區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度。Ⅰ區(qū)的大小,方向向右。Ⅱ區(qū)的大小,方向向右。Ⅲ區(qū)的大小,方向向左。4．A、B為真空中兩個(gè)平行的"無限大"均勻帶電平面,已知兩平面間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小都為E0,兩平面外側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小都為E0/3,方向如圖。則A、B兩平面上的電荷面密度分別為=,=。三計(jì)算題1．一段半徑為a的細(xì)圓弧,對(duì)圓心的角為θ0,其上均勻分布有正電荷q,如圖所示,試以a,q,θ0表示出圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度。解：建立如圖坐標(biāo)系,在細(xì)圓弧上取電荷元,電荷元視為點(diǎn)電荷,它在圓心處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為：方向如圖所示。將分解,由對(duì)稱性分析可知,圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度2.有一無限長均勻帶正電的細(xì)棒L,電荷線密度為λ,在它旁邊放一均勻帶電的細(xì)棒AB,長為l,電荷線密度也為λ,且AB與L垂直共面,A端距L為a,如圖所示。求AB所受的電場(chǎng)力。

解：參見《大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo)》3.磁場(chǎng)中某點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度T,一電子以速度通過該點(diǎn),求此電子所受到的洛倫茲力。解：參見《大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo)》第七章靜電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)的性質(zhì)<一>高斯定理序號(hào)學(xué)號(hào)專業(yè)、班級(jí)一選擇題[C]1．已知一高斯面所包圍的體積電量代數(shù)和∑=0,則可肯定：<A>高斯面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)均為零。<B>穿過高斯面上每一面元的電通量均為零。<C>穿過整個(gè)高斯面的電通量為零。<D>以上說法都不對(duì)。［D］2．兩個(gè)同心均勻帶電球面,半徑分別為Ra和Rb<Ra<Rb>,所帶電量分別為Qa和Qb,設(shè)某點(diǎn)與球心相距r,當(dāng)Ra<r<Rb時(shí),該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為：<A><B><C><D>[D]3.如圖所示,兩個(gè)"無限長"的、半徑分別為R1和R2的共軸圓柱面均勻帶電,軸線方向單位長度上的帶電量分別為λ1和λ2,則在圓柱面里面、距離軸線為r處的P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小<A><B><C><D>0[D]4．圖示為一具有球?qū)ΨQ性分布的靜電場(chǎng)的E～r關(guān)系曲線,請(qǐng)指出該靜電場(chǎng)是由下列哪種帶電體產(chǎn)生的。<A>半徑為R的均勻帶電球面。<B>半徑為R的均勻帶電球體。<C>半徑為R、電荷體密度ρ=Ar<A為常數(shù)>的非均勻帶電球體。<D>半徑為R、電荷體密度ρ=A/r<A為常數(shù)>的非均勻帶電球體。二填空題１．如圖所示,一點(diǎn)電荷q位于正立方體的A角上,則通過側(cè)面abcd的電通量Φ=。2．真空中一半徑為R的均勻帶電球面,總電量為Q〔Q>0。今在球面上挖去非常小塊的面積ΔS〔連同電荷,且假設(shè)不影響原來的電荷分布,則挖去ΔS后球心處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E＝。其方向?yàn)橛汕蛐腛點(diǎn)指向3.把一個(gè)均勻帶電量+Q的球形肥皂泡由半徑吹脹到,則半徑為R<的高斯球面上任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小E由________變?yōu)開________0_______.三計(jì)算題1．圖示一厚度為d的"無限大"均勻帶電平板,電荷體密度為ρ,試求板外的場(chǎng)強(qiáng)分布,并畫出場(chǎng)強(qiáng)在x軸的投影值隨坐標(biāo)變化的圖線,即Ex－x圖線〔設(shè)原點(diǎn)在帶電平板的中央平面上,Ox軸垂直于平板。解：因電荷分布對(duì)稱于中心平面,故在中心平面兩側(cè)離中心平面距離相等處場(chǎng)強(qiáng)大小相等而方向相反。如圖所示,高斯面S1和S2的兩底面對(duì)稱于中心平面,高為2|x|。根據(jù)高斯定理,時(shí),時(shí),Ex－x曲線如右圖所示。2.一半徑為R的帶電球體,其電荷體密度為求：<1>帶電體的總電量；

<2>球、外各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。解：<1>如何選擇dV?其原則是在dV,可以認(rèn)為是均勻的。由于題目所給帶電球體的具有球?qū)ΨQ性,半徑相同的地方即相同,因此,我們選半徑為r,厚度為dr的很薄的一層球殼作為體積元,于是所以<2>球面對(duì)稱的電荷分布產(chǎn)生的場(chǎng)也具有球?qū)ΨQ性,所以為求球面任一點(diǎn)的電場(chǎng),在球做一半徑為r的球形高斯面,如右圖所示,由高斯定理,由于高斯面上E的大小處處相等,所以對(duì)于球面外任一點(diǎn),過該點(diǎn),選一半徑為r的同心球面,如右圖所示,則由高斯定理得方向沿半徑向外第七章靜電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)的性質(zhì)<二>電勢(shì)序號(hào)學(xué)號(hào)專業(yè)、班級(jí)一選擇題[D]1．關(guān)于靜電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)值的正負(fù),下列說法中正確的是：〔A電勢(shì)值的正負(fù)取決于置于該點(diǎn)的試驗(yàn)電荷的正負(fù)〔B電勢(shì)值的正負(fù)取決于電場(chǎng)力對(duì)試驗(yàn)電荷作功的正負(fù)〔C電勢(shì)值的正負(fù)取決于產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的正負(fù)〔D電勢(shì)值的正負(fù)取決于電勢(shì)零點(diǎn)的選取[B]2.在邊長為a的正方體中心處放置一電量為Q的點(diǎn)電荷,設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn),則在一個(gè)側(cè)面的中心處的電勢(shì)為：<A><B><C><D>[C]3.靜電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的數(shù)值等于<A>試驗(yàn)電荷置于該點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能。<B>單位試驗(yàn)電荷置于該點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能。<C>單位正電荷置于該點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能。<D>把單位正電荷從該點(diǎn)移到電勢(shì)零點(diǎn)外力所作的功。[C]4.關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)之間的關(guān)系,下列說法中,哪一種是正確的?<A>在電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn),電勢(shì)必為零。<B>在電場(chǎng)中,電勢(shì)為零的點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度必為零。<C>在電勢(shì)不變的空間,場(chǎng)強(qiáng)處處為零。<D>在場(chǎng)強(qiáng)不變的空間,電勢(shì)處處為零。[B]5．真空中一半徑為R的球面均勻帶電Q,在球心O處有一帶電量為q的點(diǎn)電荷,如圖所示,設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn),則在球離球心O距離為r的P點(diǎn)處的電勢(shì)為：〔A〔B〔C〔D[C]6．在帶電量為-Q的點(diǎn)電荷A的靜電場(chǎng)中,將另一帶電量為q的點(diǎn)電荷B從a點(diǎn)移到b點(diǎn),a、b兩點(diǎn)距離點(diǎn)電荷A的距離分別為r1和r2,如圖所示,則移動(dòng)過程中電場(chǎng)力做的功為〔A〔B〔C〔D[C]7．某電場(chǎng)的電力線分布情況如圖所示,一負(fù)電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)。有人根據(jù)這個(gè)圖做出下列幾點(diǎn)結(jié)論,其中哪點(diǎn)是正確的？〔A電場(chǎng)強(qiáng)度EM<EN〔B電勢(shì)UM<UN〔C電勢(shì)能WM<WN〔D電場(chǎng)力的功A>0二填空題1.靜電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì),其數(shù)值等于_____單位正電荷置于該點(diǎn)的電勢(shì)能_或__單位正電荷從該點(diǎn)移到電勢(shì)零點(diǎn)處電場(chǎng)力作的功。2.在電量為q的點(diǎn)電荷的靜電場(chǎng)中,若選取與點(diǎn)電荷距離為的一點(diǎn)為電勢(shì)零點(diǎn),則與點(diǎn)電荷距離為r處的電勢(shì)U=。3．圖示為一邊長均為a的等邊三角形,其三個(gè)頂點(diǎn)分別放置著電量為q、2q、3q的三個(gè)正點(diǎn)電荷,若將一電量為Q的正點(diǎn)電荷從無窮遠(yuǎn)處移至三角形的中心O處,則外力需做功A＝。4．圖中所示為靜電場(chǎng)的等勢(shì)〔位線圖,已知U1<U2<U3,在圖上畫出a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,并比較它們的大小,Ea＝Eb<填<、=、>>。5．一質(zhì)量為m、電量為q的小球,在電場(chǎng)力作用下,從電勢(shì)為U的a點(diǎn),移動(dòng)到電勢(shì)為零的b點(diǎn),若已知小球在b點(diǎn)的速率為Vb,則小球在a點(diǎn)的速率Va＝。三計(jì)算題1．真空中一均勻帶電細(xì)直桿,長度為2a,總電量為+Q,沿Ox軸固定放置〔如圖,一運(yùn)動(dòng)粒子質(zhì)量m、帶有電量＋q,在經(jīng)過x軸上的C點(diǎn)時(shí),速率為V,試求：〔1粒子經(jīng)過x軸上的C點(diǎn)時(shí),它與帶電桿之間的相互作用電勢(shì)能〔設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)；〔2粒子在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)到無窮遠(yuǎn)處的速率〔設(shè)遠(yuǎn)小于光速。解：〔1在桿上x處取線元dx,帶電量為：〔視為點(diǎn)電荷它在C點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)C