大學(xué)物理電場部分答案

1、第六章 電荷的電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象序號 學(xué)號 姓名 專業(yè)、班級 一 選擇題 C 1 .一帶電體可作為點電荷處理的條件是(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。(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，其電場的場強分布圖線應(yīng)是（設(shè)場強方向向右為正、向左為負(fù)） （A）（B）（C）（D） 二 填空題1 在點電荷系的電場中，任一點的電場強度等于 _略_,這稱為場強疊加原理。2靜電場中某點的電場強度，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（> 0）及-2，如圖所示，試寫出各區(qū)域的電

2、場強度。區(qū)的大小 ， 方向 向右 。 區(qū)的大小 ， 方向 向右 。 區(qū)的大小 ， 方向 向左 。 4A、B為真空中兩個平行的“無限大”均勻帶電平面，已知兩平面間的電場強度大小都為E0 , 兩平面外側(cè)電場強度大小都為 E0 / 3 ，方向如圖。則A、B兩平面上的電荷面密度分別為= ， = 。 三 計算題 1一段半徑為a的細(xì)圓弧，對圓心的張角為0，其上均勻分布有正電荷 q，如圖所示，試以a, q, 0表示出圓心O處的電場強度。 解：建立如圖坐標(biāo)系，在細(xì)圓弧上取電荷元， 電荷元視為點電荷，它在圓心處產(chǎn)生的場強大小為： 方向如圖所示。將分解，由對稱性分析可知， 圓心O處的電場強度 2.有一無限長均勻帶

3、正電的細(xì)棒L，電荷線密度為，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，且AB與L垂直共面，A端距L為a，如圖所示。求AB所受的電場力。 解：參見大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo)3.磁場中某點處的磁感應(yīng)強度T，一電子以速度 通過該點，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 靜電場和恒定磁場的性質(zhì)(一)高斯定理序號 學(xué)號 姓名 專業(yè)、班級 一 選擇題 C 1已知一高斯面所包圍的體積內(nèi)電量代數(shù)和=0，則可肯定：(A)高斯面上各點場強均為零。(B)穿過高斯面上每一面元的電通量均為零。(C)穿過整個高斯面的電通量為零。(D)以上說法都不對。 D 2兩個同心均勻帶電球面，半徑分別為Ra

4、和Rb ( Ra <Rb ) ,所帶電量分別為Qa 和Qb，設(shè)某點與球心相距r, 當(dāng)Ra < r < Rb 時， 該點的電場強度的大小為：( A ) ( B ) ( C ) ( D ) D 3. 如圖所示，兩個“無限長”的、半徑分別為R1和R 2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1 和2 ， 則在內(nèi)圓柱面里面、距離軸線為r處的P點的電場強度大小( A )( B ) ( C ) ( D ) 0 D 4圖示為一具有球?qū)ΨQ性分布的靜電場的Er關(guān)系曲線，請指出該靜電場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

5、R、電荷體密度=Ar(A為常數(shù))的非均勻帶電球體。(D)半徑為R、電荷體密度=A/r(A為常數(shù))的非均勻帶電球體。 二填空題如圖所示，一點電荷q位于正立方體的A角上，則通過側(cè)面abcd的電通量= 。 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S（連同電荷），且假設(shè)不影響原來的電荷分布，則挖去S后球心處電場強度的大小E 。 其方向為由球心O點指向 3.把一個均勻帶電量+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的場強大小E由_變?yōu)開0_.三計算題 1圖示一厚度為d的“無限大”均勻帶電平板，電荷體密度為，試求板內(nèi)外的場強分布，

6、并畫出場強在x軸的投影值隨坐標(biāo)變化的圖線，即Exx圖線（設(shè)原點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強大小相等而方向相反。如圖所示，高斯面S1和S2的兩底面對稱于中心平面，高為2|x|。根據(jù)高斯定理，時， 時， Exx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) 球內(nèi)、外各點的電場強度。 解： (1) 如何選擇 dV ? 其原則是在 dV 內(nèi)， 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

7、 dr 的很薄的一層球殼作為體積元，于是 所以 (2) 球面對稱的電荷分布產(chǎn)生的場也具有球?qū)ΨQ性，所以為求球面任一點的電場，在球內(nèi)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 對于球面外任一點，過該點，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 靜電場和恒定磁場的性質(zhì)(二)電勢序號 學(xué)號 姓名 專業(yè)、班級 一 選擇題 D 1關(guān)于靜電場中某點電勢值的正負(fù)，下列說法中正確的是：（A）電勢值的正負(fù)取決于置于該點的試驗電荷的正負(fù)（B）電勢值的正負(fù)取決于電場力對試驗電荷作功的正負(fù)（C）電勢值的正負(fù)取決于產(chǎn)生電場的電荷的

8、正負(fù)（D）電勢值的正負(fù)取決于電勢零點的選取 B 2. 在邊長為a的正方體中心處放置一電量為Q的點電荷，設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零點，則在一個側(cè)面的中心處的電勢為： (A) (B) (C) (D) C 3. 靜電場中某點電勢的數(shù)值等于 (A)試驗電荷置于該點時具有的電勢能。(B)單位試驗電荷置于該點時具有的電勢能。(C)單位正電荷置于該點時具有的電勢能。(D)把單位正電荷從該點移到電勢零點外力所作的功。 C 4. 關(guān)于電場強度與電勢之間的關(guān)系，下列說法中，哪一種是正確的? (A)在電場中，場強為零的點，電勢必為零。(B)在電場中，電勢為零的點，電場強度必為零。(C)在電勢不變的空間，場強處處為零。(D)

9、在場強不變的空間，電勢處處為零。 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的點電荷，如圖所示，設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零點，則在球內(nèi)離球心O距離為r的P點處的電勢為 ： （A） （B）（C） （D） C 6在帶電量為-Q的點電荷A的靜電場中，將另一帶電量為q的點電荷B從a點移到b點， a、b兩點距離點電荷A的距離分別為r1 和r2 ，如圖所示，則移動過程中電場力做的功為 （A） （B） （C） （D） C 7某電場的電力線分布情況如圖所示，一負(fù)電荷從M點移到N點。有人根據(jù)這個圖做出下列幾點結(jié)論，其中哪點是正確的？（A）電場強度EM<EN （B） 電勢UM<UN （C

10、）電勢能WM<WN （D） 電場力的功A>0二 填空題1.靜電場中某點的電勢，其數(shù)值等于_單位正電荷置于該點的電勢能_或_單位正電荷從該點移到電勢零點處電場力作的功。2.在電量為q的點電荷的靜電場中，若選取與點電荷距離為 的一點為電勢零點，則與點電荷距離為r處的電勢U= 。 3圖示為一邊長均為a的等邊三角形，其三個頂點分別放置著電量為q、2q、3q的三個正點電荷，若將一電量為Q的正點電荷從無窮遠(yuǎn)處移至三角形的中心O處，則外力需做功A 。 4圖中所示為靜電場的等勢（位）線圖，已知U1 < U2 < U3 ，在圖上畫出 a 、b 兩點的電場強度的方向 ，并比較它們的大小，E

11、a Eb ( 填 <、=、> )。 5一質(zhì)量為m、電量為q的小球，在電場力作用下，從電勢為U的a點，移動到電勢為零的b點，若已知小球在b點的速率為Vb , 則小球在a點的速率Va 。 三 計算題 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），一運動粒子質(zhì)量m、帶有電量q，在經(jīng)過x軸上的C點時，速率為V，試求：（1）粒子經(jīng)過x軸上的C點時，它與帶電桿之間的相互作用電勢能（設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零點）；（2）粒子在電場力的作用下運動到無窮遠(yuǎn)處的速率（設(shè)遠(yuǎn)小于光速）。解：（1）在桿上x處取線元d x，帶電量為：（視為點電荷）它在C點產(chǎn)生的電勢C點的總電勢為：帶電粒子在C點的電勢能為：(2)