(大学物理下课后答案.doc

  1. 1、本文档共47页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
(大学物理下课后答案

第13章 静电场中的导体和电介质 13.1一带电量为q,半径为rA的金属球A,与一原先不带电、内外半径分别为rB和rC的金属球壳B同心放置,如图所示,则图中P点的电场强度如何?若用导线将A和B连接起来,则A球的电势为多少?(设无穷远处电势为零) [解答]过P点作一个同心球面作为高斯面,尽管金属球壳内侧会感应出异种,但是高斯面内只有电荷q.根据高斯定理可得 E4πr2 = q/ε0, 可得P点的电场强度为 . 当金属球壳内侧会感应出异种电荷-q时,外侧将出现同种电荷q.用导线将A和B连接起来后,正负电荷将中和.A球是一个等势体,其电势等于球心的电势.A球的电势是球壳外侧的电荷产生的,这些电荷到球心的距离都是rc,所以A球的电势为 . 13.2 同轴电缆是由半径为R1的导体圆柱和半径为R2的同轴薄圆筒构成的,其间充满了相对介电常数为εr的均匀电介质,设沿轴线单位长度上导线的圆筒的带电量分别为+λ和-λ,则通过介质内长为l,半径为r的同轴封闭圆柱面的电位移通量为多少?圆柱面上任一点的场强为多少? [解答]介质中的电场强度和电位移是轴对称分布的.在内外半径之间作一个半径为r、长为l的圆柱形高斯面,根据介质中的高斯定理,通过圆柱面的电位移通过等于该面包含的自由电荷,即 Φd = q = λl. 设高斯面的侧面为S0,上下两底面分别为S1和S2.通过高斯面的电位移通量为 , 可得电位移为 D = λ/2πr, 其方向垂直中心轴向外. 电场强度为 E = D/ε0εr = λ/2πε0εrr, 方向也垂直中心轴向外. 13.3 金属球壳原来带有电量Q,壳内外半径分别为a、b,壳内距球心为r处有一点电荷q,求球心o的电势为多少? [解答]点电荷q在内壳上感应出负电荷-q,不论电荷如何分布,距离球心都为a.外壳上就有电荷q+Q,距离球为b.球心的电势是所有电荷产生的电势叠加,大小为 13.4 三块平行金属板A、B和C,面积都是S = 100cm2,A、B相距d1 = 2mm,A、C相距d2 = 4mm,B、C接地,A板带有正电荷q = 3×10-8C,忽略边缘效应.求 (1)B、C板上的电荷为多少? (2)A板电势为多少? [解答](1)设A的左右两面的电荷面密度分别为σ1和σ2,所带电量分别为 q1 = σ1S和q2 = σ2S, 在B、C板上分别感应异号电荷-q1和-q2,由电荷守恒得方程 q = q1 + q2 = σ1S + σ2S. ① A、B间的场强为 E1 = σ1/ε0, A、C间的场强为 E2 = σ2/ε0. 设A板与B板的电势差和A板与C板的的电势差相等,设为ΔU,则 ΔU = E1d1 = E2d2, ② 即 σ1d1 = σ2d2. ③ 解联立方程①和③得 σ1 = qd2/S(d1 + d2), 所以 q1 = σ1S = qd2/(d1+d2) = 2×10-8(C); q2 = q - q1 = 1×10-8(C). B、C板上的电荷分别为 qB = -q1 = -2×10-8(C); qC = -q2 = -1×10-8(C). (2)两板电势差为 ΔU = E1d1 = σ1d1/ε0 = qd1d2/ε0S(d1+d2), 由于 k = 9×109 = 1/4πε0, 所以 ε0 = 10-9/36π, 因此 ΔU = 144π = 452.4(V). 由于B板和C板的电势为零,所以 UA = ΔU = 452.4(V). 13.5 一无限大均匀带电平面A,带电量为q,在它的附近放一块与A平行的金属导体板B,板B有一定的厚度,如图所示.则在板B的两个表面1和2上的感应电荷分别为多少? [解答]由于板B原来不带电,两边感应出电荷后,由电荷守恒得 q1 + q2 = 0. ① 虽然两板是无限大的,为了计算的方便,不妨设它们的面积为S,则面电荷密度分别为 σ1 = q1/S、σ2 = q2/S、σ = q/S, 它们产生的场强大小分别为 E1 = σ1/ε0、E2 = σ2/ε0、E = σ/ε0. 在B板内部任取一点P,其场强为零,其中1面产生的场强向右,2面和A板产生的场强向左,取向右的方向为正,可得 E1 - E2 – E = 0, 即  σ1 - σ2 – σ = 0, 或者说  q1 - q2 + q = 0. ② 解得电量分别为 q2 = q/2,q1 = -q2 = -q/2. 13.6 两平行金属板带有等异号电荷,若两板的电势差为120V,两板间相距为1.2mm,忽略边缘效应,求每一个金属板表面的电荷密度各为多

文档评论(0)

1983xuesheng + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档