吉林大學(xué)大學(xué)物理靜電場作業(yè)答案

一、選擇題1.真空中A、B兩平行金屬板，相距d，板面積為S（S→∞），各帶電＋q和－q，兩板間作用力大小為2.在靜電場中，作一閉合曲面S，有A．既無自由電荷，也無束縛電荷B．沒有自由電荷C．自由電荷和束縛電荷的代數(shù)和為零D．自由電荷的代數(shù)和為零則S面內(nèi)必定靜電場作業(yè)答案1整理ppt3.在真空中的靜電場中，作一封閉的曲面，則下列結(jié)論中正確的是A.通過封閉曲面電通量僅是面內(nèi)電荷提供B.封閉曲面上各點的場強是面內(nèi)電荷激發(fā)C.由高斯定理求得的場強僅由面內(nèi)電荷所激發(fā)D.由高斯定理求得場強是空間所有電荷激發(fā)4.關(guān)于靜電場中的電位移線，下列說法中，哪一種是正確的？A.起自正電荷,止于負(fù)電荷,不形成閉合線,不中斷B.任何兩條電位移線互相平行C.起自正自由電荷，止于負(fù)自由電荷，任何兩條電位移線在無自由電荷的空間不相交D.電位移線只出現(xiàn)在有電介質(zhì)的空間2整理ppt5.高斯定理

適用于任何靜電場只適用于真空中的靜電場只適用于具有球?qū)ΨQ性、軸對稱性和平面對稱性的靜電場D.只適用于雖然不具有（C）中所述的對稱性、但可以找到合適的高斯面的靜電場6.兩無限大均勻帶電平行平面A和Ｂ，電荷面密度分別為+σ和－σ，在兩平面中間插入另一電荷面密度為＋σ平行平面C后，P點場強大小

A．不變B．原來的1/2C．原來的2倍D．零3整理ppt8.半徑為r均勻帶電球面1，帶電量為q；其外有一同心半徑為R的均勻帶電球面2，帶電量為Q，則此兩球面之間的電勢差U1－U2為：7．靜電場中a、b兩點的電勢差取決于A.零電勢位置選取

B.檢驗電荷由a到b路徑C.a、b點場強的值D．

（任意路徑）4整理ppt9.兩個點電荷電量都是+q，相距為2a。以左邊點電荷所在處為球心，以a為半徑作一球形高斯面，在球面上取兩塊相等的小面積S1和S2,其位置如圖所示。設(shè)通過S1和S2的電場強度通量分別為和,通過整個球面電場強度通量為則5整理pptA．處處為零B．不一定為零C．一定不為零D．是常數(shù)10．一均勻帶電球面，若球內(nèi)電場強度處處為零，則球面上的帶電量σdS面元在球面內(nèi)產(chǎn)生的電場強度是11.如圖，沿x軸放置“無限長”分段均勻帶電直線，電荷線密度分別為+λ和-λ，點（0，a）處的電場強度A．0

6整理ppt12．有兩個完全相同的導(dǎo)體球，帶等量的正電荷Q,現(xiàn)使兩球相互接近到一定程度時，則A．二球表面都將有正、負(fù)兩種電荷分布C．無論接近到什么程度二球表面都不能有負(fù)電荷分布B．二球中至少有一種表面上有正、負(fù)兩種電荷分布D．結(jié)果不能判斷，要視電荷Q的大小而定7整理ppt二、填空題1.真空中有一半徑為R均勻帶正電的細(xì)圓環(huán)，其電荷線密度為λ，則電荷在圓心處產(chǎn)生的電場強度的大小為

。02.真空中一半徑為R的均勻帶電球面，總電量為Q(Q>0)。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，則挖其方向為

。去ΔS后球心處電場強度大小E＝

8整理ppt

Ш區(qū)大小

，方向

.

Π區(qū)大小

，方向

.

3.在相對介電常數(shù)為εr的各向同性的電介質(zhì)中，電位移矢量與場強之間的關(guān)系是

4.兩塊“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)域的電場強度?區(qū)大小

，方向

.x9整理ppt量大小D＝

，電場強度大小E＝

5.半徑為R1和R2兩個同軸金屬圓筒，其間充滿著相對介電常數(shù)為εr均勻介質(zhì)，設(shè)兩筒上單位長度帶電量分別為+λ和-λ,則介質(zhì)中電位移矢6.描述靜電場性質(zhì)兩個基本物理量是

；它們定義式是

和

。路徑到B點的場強線積分=

.7.在場強為E均勻電場中，A、B兩點間距離為d，A、B連線方向與E方向一致，從A點經(jīng)任意10整理ppt8．半徑為R的不均勻帶電球體，電荷體密度分布為ρ＝Ar，式中r為離球心的距離，(r≤R)、A為一常數(shù)，則球體上的總電量Q＝

。電勢U由

變?yōu)開_______.

球面上任一點場強大小E由

變?yōu)?/p>

；9.把一個均勻帶電量+Q的球形肥皂泡由半徑r1吹脹到r2，則半徑為R（r1<R<r2）的高斯（選無窮遠(yuǎn)處為電勢零點）。11整理ppt10.一質(zhì)量為m、電量為q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＝11.兩根互相平行的長直導(dǎo)線，相距為a，其上均勻帶電，電荷線密度分別為λ1和λ2，則導(dǎo)線單位長度所受電場力的大小為F0＝

12整理ppt三、計算題圖中所示為一沿x軸放置的長度為l的不均勻帶電細(xì)棒，其電荷線密度為=0(x-a),0為一常量。取無窮遠(yuǎn)處為電勢零點，求坐標(biāo)原點o處的電勢。

解：13整理ppt2．一半徑為R的帶電球體，其電荷體密度分布為,A為一常數(shù)，試求球體內(nèi)外的場強分布和電勢分布。14整理pptoRdE

例.已知：R、,求圓心o處電場。

方向：沿x軸正向。方向如圖15整理ppt3．如圖示，,OCD是以B為中心，l為半徑的半圓，A點有正電荷+q，B點有負(fù)電荷-q，求：（1）把單位正電荷從O點沿OCD移到D點，電場力對它作的功？（2）把單位正電荷從D點沿AB的延長線移到無窮遠(yuǎn)去，電場力對它作的功？解（1）（2）16整理ppt[4]一厚度為d

的無限大平板,平板均勻帶電,電荷體密度為,求板內(nèi)、外場強的分布。xo（側(cè)視圖）。

。17整理ppt5.圖示一球形電容器，在外球殼的內(nèi)半徑b和內(nèi)外導(dǎo)體間的電壓U維持恒定的條件下，內(nèi)球半徑a為多大時，才能使內(nèi)球面上的電場強度最??？這個最小的電場強度和相應(yīng)的電場能量各是多少？abU18整理ppt6.如圖所示,半徑為R的導(dǎo)體球原來帶電為Q,現(xiàn)將一點電荷q放在球外離球心距離為x（>R）處，導(dǎo)體球上的電荷在P點（OP=R/2）產(chǎn)生的場強和電勢.由靜電平衡

UP=UO

解：由于靜電感應(yīng)，球面電荷重新分布,球內(nèi)處處場強為零.因此P點總的電場強度也為零

O.Rx－－－－＋＋＋＋＋＋＋q+..PR/219整理ppt8.把一個電量為q的粒子從無窮遠(yuǎn)處移到一個半徑為R，厚度為d的空心導(dǎo)體球殼中心(此粒子通過球殼上一個小孔移入），在此過程中需要做多少功？解：將電荷q從無窮遠(yuǎn)移到導(dǎo)體球殼的中心，造成的結(jié)果就是原來連續(xù)的電場少了一部分，因為球殼導(dǎo)體內(nèi)場強為0，這部分電場的能量可以直接套用球形電容器能量公式即外力所做的功為20整理ppt7.（1）求均勻帶電球體球面上一點的電勢與球心電勢之比；（2）求均勻帶電立方體角上一點的電勢與中心電勢之比。解：（1）