大學(xué)物理(下)第九章作業(yè)與解答

.精選文檔.第九章真空中的靜電場一.選擇題1.關(guān)于電場強(qiáng)度的定義，下列說法正確的是(A)電場中某點場強(qiáng)的方向就是點電荷放在該點所受電場力的方向(B)場強(qiáng)可由QUOTE定義，其中QUOTE為試驗電荷，QUOTE可正可負(fù)，QUOTE為試驗電荷所受電場力(C)以點電荷為中心的球面上各點場強(qiáng)相同(D)以上說法都不正確[]2.有一邊長為a的正方形平面，在其中垂線上距中心O點a／2處，有一電量為q的正點電荷，如圖示，則通過該平面的電場強(qiáng)度通量為(A)QUOTE(B)QUOTE(C)QUOTE(D)QUOTE[]3.點電荷Q被曲面S所包圍，從無窮遠(yuǎn)處引入另一點電荷q至曲面外一點，則引入前后(A)通過曲面S的電通量不變，曲面上各點場強(qiáng)不變(B)通過曲面S的電通量變化，曲面上各點場強(qiáng)變化(C)通過曲面S的電通量不變，曲面上各點場強(qiáng)變化(D)通過曲面S的電通量變化，曲面上各點場強(qiáng)不變[]4.已知一高斯面所包圍的體積內(nèi)電荷的代數(shù)和QUOTE，則可以肯定(A)高斯面上各點場強(qiáng)均為零(B)穿過高斯面上每一面元的電場強(qiáng)度通量均為零(C)穿過整個高斯面的電場強(qiáng)度通量為零(D)以上說法都不正確[]5.一具有球?qū)ΨQ分布的電場E-r關(guān)系曲線如圖所示，該電場是下列哪種帶電體產(chǎn)生的(A)半徑為R均勻帶電球面(B)半徑為R均勻帶電球體(C)半徑為R非均勻帶電球體(D)無法判斷[]6.真空中有一半徑為R的細(xì)圓環(huán)，均勻分布有正電荷q，若無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則環(huán)心處的場強(qiáng)和電勢的值為(A)QUOTE(B)QUOTE(C)QUOTE(D)QUOTE[]7.電荷分布在有限空間內(nèi)，則任意兩點A和B之間的電勢差取決于(A)從A移到B的試驗電荷電量的大小(B)A和B處電場強(qiáng)度的大小和方向(C)試驗電荷由A移到B的路徑(D)由A移到B電場力對單位電荷所做的功[]8.在點電荷+q的電場中，若取圖中P點處為電勢零點，則M點的電勢為(A)QUOTE(B)QUOTE(C)QUOTE(D)QUOTE[]9.真空中有一點電荷Q，在與它相距r的a點處有一試驗電荷q，現(xiàn)使試驗電荷q從a點沿半圓弧軌道運動到b點，如圖示，則電場力對q做功為(A)QUOTE(B)QUOTE(C)QUOTE(D)0[]二.填空題10.電量為QUOTE的試驗電荷放在電場中某點時，受到QUOTE的向下的力，則該點的電場強(qiáng)度大小為______________，方向_______________.(3N/C；向上)11.如圖，在點電荷q和–q電場中，做三個高斯面QUOTE、QUOTE、QUOTE，則QUOTE____________，QUOTE____________，QUOTE____________.(QUOTE；0；QUOTE)12.長為L的均勻帶電細(xì)棒，電荷線密度為λ，求距細(xì)棒為x的一點的場強(qiáng)，當(dāng)QUOTE時，E=____________，當(dāng)QUOTE時，E=____________.(QUOTE;QUOTE)13.圖中曲線表示一具有球?qū)ΨQ電場的電勢分布U-r曲線，r表示離對稱中心的距離，該電場是____________________________的電場.(半徑為R均勻帶正電球面QUOTE)14.邊長a為的正方形頂點處各放置電量為q的四個點電荷，無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則正方形中心處的電勢為_______________________.(QUOTE)15.靜電場中，場強(qiáng)沿任意閉合路徑的線積分等于零，其數(shù)學(xué)表示式是________________，這表明靜電場中的電場線特征是_________________________.(QUOTE；不可能閉合)16.場強(qiáng)不變的空間，電勢_____________為常數(shù)，電勢不變的空間，場強(qiáng)_____________為零.（填“一定”或“不一定”）(不一定；一定QUOTE)三.計算題17.如圖所示，真空中一長為L的均勻帶電細(xì)桿，總電荷為q，試求在細(xì)桿延長線上距桿的一端距離為d的P點的電場強(qiáng)度.解：如解圖,取桿左端為原點，x軸向右為正在帶電細(xì)桿任意位置x處取一小段線元QUOTE，其電量QUOTE它在點P產(chǎn)生的電場強(qiáng)度QUOTE方向沿x軸正向由于所有小段電荷元在P點產(chǎn)生的場強(qiáng)方向相同，所以QUOTE方向沿x軸正向18.用絕緣細(xì)線彎成半徑R的半圓環(huán)，其上均勻地分布著電荷Q，試求環(huán)心處的電場強(qiáng)度.解：如解圖,建立坐標(biāo)系Oxy在環(huán)上任意位置(與x軸成QUOTE角)取一段圓弧線元QUOTE，其電量QUOTE方向如圖，在圓環(huán)對稱處同樣取一段圓弧線元QUOTE，其在環(huán)心處場強(qiáng)QUOTE與QUOTE對稱分布，它們在x軸上分量抵消為零，由此可知，總場強(qiáng)沿y軸負(fù)向，則

方向沿y軸負(fù)向19.如圖所示，在點電荷q的電場中，取半徑為R的圓形平面，設(shè)q在垂直于平面并通過圓心O的軸線上A處，A點與圓心O點的距離為d.試計算通過此平面的電場強(qiáng)度通量.解：如題解圖,過圓平面的電通量與通過以A為球心，r=AB為半徑，以圓平面的周界為周界的球冠的電通量相同，該球冠面積為根據(jù)高斯定理，通過半徑r=AB的整個球面QUOTE的電通量為且均勻分布，所以通過球冠的電通量為20.半徑為R的無限長圓柱體上電荷均勻分布，圓柱體單位長度的電荷為λ.用高斯定理求圓柱體內(nèi)外距軸線距離為r處的電場強(qiáng)度.解：電場分布具有柱對稱性，方向沿徑向.作同軸圓柱形高斯面，高為l,半徑為r，如題解圖.由高斯定理當(dāng)r>R時，QUOTE當(dāng)r<R時，QUOTE21.兩無限大均勻帶電平板，其電荷面密度分別為??（??＞0）及-??，板間距為d，如圖示.求：（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域的電場強(qiáng)度；（2）兩板間的電勢差.解：（1）無限大均勻帶電平板電場為勻強(qiáng)場，方向垂直平面面密度為??的平面兩側(cè)電場大小為QUOTE面密度為-??的平面兩側(cè)電場大小為QU