靜電場(chǎng)作業(yè)含答案

1、班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 靜電場(chǎng)作業(yè)一、填空題1. 一均勻帶正電的空心橡皮球，在維持球狀吹大的過程中，球內(nèi)任意點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) 不變 。球內(nèi)任意點(diǎn)的電勢(shì) 變小 。始終在球外任意點(diǎn)的電勢(shì) 不變 。（填寫變大、變小或不變）（r R 球外） 解：均勻帶電球面（r R 球內(nèi)） 2. 真空中有一半徑為R，帶電量為 +Q的均勻帶電球面。今在球面上挖掉很小一塊面積S，則球心處的電場(chǎng)強(qiáng)度E = 。解：電荷面密度 q1q2q3q4S 3. 點(diǎn)電荷q1、q2、q3和q4在真空中的分布如圖所示。S為閉合曲面，則通過該閉合曲面的電通量為 。 解：高斯定理 ；其中為S閉合面內(nèi)所包圍的所有電荷的代數(shù)和+q+q+q+q+q+qO4. 邊長(zhǎng)

2、為a的正六邊形每個(gè)頂點(diǎn)處有一個(gè)點(diǎn)電荷 +q，取無限遠(yuǎn)處作為電勢(shì)零點(diǎn)，則正六邊形中心O點(diǎn)電勢(shì)為 V 。 解：O點(diǎn)電勢(shì)為6個(gè)點(diǎn)電荷電勢(shì)之和。每個(gè)q產(chǎn)生的電勢(shì)為5. 兩點(diǎn)電荷等量異號(hào)，相距為a，電量為q，兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E = 。 解：6. 電量為5.0×109 C的試驗(yàn)電荷放在電場(chǎng)中某點(diǎn)時(shí)，受到20.0×109 N的向下的力，則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 4 N/C 。 解：由電場(chǎng)強(qiáng)度定義知，7. 一半徑為R的帶有一缺口的細(xì)圓環(huán)，缺口長(zhǎng)度為d（d << R），環(huán)上均勻帶正電，總電量為q，如圖所示，則圓心O處的場(chǎng)強(qiáng)大小E _ _。 dOR解：根據(jù)圓環(huán)中心E

3、=0可知，相當(dāng)于缺口處對(duì)應(yīng)電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)電荷線密度為 ；缺口處電荷O+q-q-q+q-QO8. 如圖所示，將一電量為-Q的試驗(yàn)電荷從一對(duì)等量異號(hào)點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O處，沿任意路徑移到無窮遠(yuǎn)處，則電場(chǎng)力對(duì)它作功為 0 J 。解：根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差之間的關(guān)系可求 其中 二、選擇題1關(guān)于靜電場(chǎng)的高斯定理，下列說法正確的是（ B ） （A）閉合曲面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都為零時(shí)，曲面內(nèi)一定沒有電荷；（B）閉合曲面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都為零時(shí)，曲面內(nèi)電荷的代數(shù)和必定為零；(C）閉合曲面的電通量為零時(shí)，曲面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度必定為零；( D）閉合曲面的電通量不為零時(shí)，曲面上任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都不可能為零。2

4、電量為q的三個(gè)點(diǎn)電荷，分別放在正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。在三角形中心處有另一個(gè)點(diǎn)電荷Q，欲使作用在每個(gè)點(diǎn)電荷上的合力為零，則Q的電量為： （ C ）（A） 2q ； （B） 2q ； （C） ； （D） 。CqAaaQFF1F2Fo解：由 F = F解得： 3在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將一負(fù)電荷從A移至B，如圖所示，則（ D ）AEB（A）電場(chǎng)力作正功，負(fù)電荷的電勢(shì)能減少；（B）電場(chǎng)力作正功，負(fù)電荷的電勢(shì)能增加；（C）電場(chǎng)力作負(fù)功，負(fù)電荷的電勢(shì)能減少；（D）電場(chǎng)力作負(fù)功，負(fù)電荷的電勢(shì)能增加。解：沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低 顯然負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向向左，阻礙電荷運(yùn)動(dòng)，故做負(fù)功。 保守力做功等于勢(shì)能增量的負(fù)值4靜電場(chǎng)的環(huán)

5、路定理 說明靜電場(chǎng)的性質(zhì)是（ D ） (A) 電場(chǎng)線是閉合曲線； （B）靜電場(chǎng)力是非保守力； (C) 靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)； （D）靜電場(chǎng)是保守場(chǎng).5下列說法正確的是 （ D ）（A）電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)，電勢(shì)也一定為零；（B）電場(chǎng)強(qiáng)度不為零的點(diǎn)，電勢(shì)也一定不為零；(C）電勢(shì)為零的點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度也一定為零；( D）電勢(shì)在某一區(qū)域內(nèi)為常數(shù)，則電場(chǎng)強(qiáng)度在該區(qū)域內(nèi)必定為零。解：電勢(shì)是相對(duì)概念，與電勢(shì)零點(diǎn)選擇有關(guān)，而電勢(shì)零點(diǎn)選擇是任意的6下面幾種說法中正確的是 ( C )（A）電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向，就是將點(diǎn)電荷放在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向；（B）在以點(diǎn)電荷為球心的球面上，由該點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)處處相同；（C）場(chǎng)強(qiáng)方向可

6、由E=F/q定出，其中q為試探電荷的電量，q可正可負(fù)，F(xiàn)為電場(chǎng)力；（D）均勻電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小一定相等，場(chǎng)強(qiáng)方向不一定相同。+qBCAABC7在點(diǎn)電荷+q的電場(chǎng)中，作三個(gè)等勢(shì)面A、B、C，相鄰兩等勢(shì)面的間距相等，那么相鄰兩等勢(shì)面的電勢(shì)差（ A ） （A）UA UB UB UC； （B）UA UB UB UC；（C）UA UB = UB UC； （D）難以判斷。8電量都為+Q的兩個(gè)點(diǎn)電荷相距為l，連線的中點(diǎn)為O，另有一點(diǎn)電荷-q，q+Q+Q靜止地放在連線的中垂線上距O為x處，則點(diǎn)電荷所處的狀態(tài)為（ D ） （A）保持靜止不動(dòng)； （B）作均加速直線運(yùn)動(dòng)； （C）作均速直線運(yùn)動(dòng)； （D）作周期性振動(dòng)

7、。9靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線方向，就是（ B ）（A）電勢(shì)能減小的方向； （B）電勢(shì)減小的方向；（C）正電荷在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向； （D）負(fù)電荷在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向。三、計(jì)算題1、兩個(gè)帶有等量異號(hào)電荷的無限長(zhǎng)同軸圓柱面，半徑分別為R1和R2（R1R2），單位長(zhǎng)度上的電量為。求離軸線為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度；（rR1、R1rR2、rR2）；rl（1）R1R2R1R2 解：（1）作半徑為r、長(zhǎng)為l的同軸的閉合圓柱面為高斯面，如圖所示，根據(jù)高斯定理有 rR1 E1 = 0 R1rR2 rR2 E3 = 0 2、兩平行無限大均勻帶電平面上的面電荷密度分別為+和-2,如圖所示,求: (1)圖中三個(gè)區(qū)域的場(chǎng)強(qiáng)，的表達(dá)式；（2）若=4.43×10-6C·m-2，那么，各多大？解：（1）無限大均勻帶電平板周圍一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為在區(qū)域 區(qū)域 區(qū)域 （2）若 則4、如圖所示，在半徑為和的兩個(gè)同心球面上，分別均勻地分布著電荷和，試求：（1）各區(qū)域內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)分布； （2）各區(qū)域內(nèi)的電勢(shì)分布；R1R2Q1Q2解：（1）利用高斯定理求出空間的電場(chǎng)強(qiáng)度：作同心球面為高斯面，則有 當(dāng)時(shí)， 當(dāng)時(shí)， 當(dāng)時(shí) ， （2）則空間電勢(shì)的分布：當(dāng)時(shí)， =當(dāng)時(shí)，=當(dāng)時(shí)