普通物理学(程守洙)第五版 第九章答案课件.ppt

导体与电介质习题; 9-1 一块很大的带电金属薄板，其电荷 面密度为σ，离金属板为d处有一质量为m、 电荷量为-q的点电荷从静止释放，计算电荷 的加速度及落到板上时的速度和时间。 （忽略重力和-q 对金属板上电荷分布的影响） ;解：; 9-2 有一块很大的带电金属板及一小球， 已知小球的质量为m =1.0×10-3g，带有电 荷量q =2.0×10-8C，小球悬挂在一丝线的 下端，平衡时悬线与金属板面间的夹角为 300，如图所示。试计算带电金属板上的电 荷面密度σ 。;=5.0×10-9(C/m2) ; 9-3 证明在静电平衡时，导体表面某面 元ΔS所受的静电力为: ; 面元外侧场强可视为面元ΔS在外侧所产 生的场强和导体其余部分电荷所产生的场 强E1之和，即：;E1; 9-4 一质量为 m、面积为S 的均质薄金 属盘 ，放置在一无限大导体平板上，平板 水平放置,最初盘和平板都不带电，然后逐 渐使它们带电。问电荷面密度增加到何值 时，金属盘将离开平板。 ;E; 9-5 在一无限大接地导体平板附近有一 点电荷q，它离板面的距离为 d。求导体表 面上各点的感应电荷面密度σ 。 ; 解：因为导体是一等势面。可以设想若在左侧对称位置上放置一带电量为-q的点电荷，那么由这两个点电荷所形成的电场在板上仍然为一等势面，即用-q去代替板上的感应电荷，所产生的场是是一样的。;E; 9-6 半径为r1 、 r2 (r1 r2 )的两个同心导 体球壳互相绝缘，现把+q 的电荷量给予内 球，求： （1）外球的电荷量及电势； （2）把外球接地后再重新绝缘，外球的 电荷量及电势； （3）然后把内球接地，内球的电荷量及 外球的电势的改变(设内球离地球很远)。 ;解： (1)由于静电感应，外球内表面电量为 -q，外表面电量为+q;q1; 9-7 点电荷q =4.0×10-10C，处在导体球 壳的中心，壳的内外半径分别为R1=2.0cm 和R2=3.0cm ，求： （1）导体球壳的电势； （2）离球心r =1.0cm处的电势； （3）把点电荷移开球心1.0cm后导体 球壳的电势。 ;=120(V); 9-8 有直径为16cm及10cm的非常薄的两 个铜制球壳，同心放置时，内球的电势为 2700V，外球带有电荷量为8.0×10-9C，现 把内球和外球接触，两球的电势各变化多少？ ; 解：设内球电势为U1 ，电量为q1，外球电势为U2 ，电量为q2; 两球接触后，内球电荷q1全部移至外球壳，两球为等势体。; 9-9 半径为R1=1.0cm的导体球，带有电荷 q1=1.0×10-10C,球外有一个内、外半径分别 为R2=3.0cm 、 R3=4.0cm的同心导体球壳， 壳上带有电荷Q =11×10-10C,试计算： （1）两球的电势U1和U2； （2）用导线把球和壳联接在一起后U1和 V2分别是多少？ （3）若外球接地，U1和U2为多少？ ;=3.3×102(V) ;′; 9-10 两块无限大带电平板导体如图排列， 证明在（1）相向的两面上（图中的2和3）， 其电荷面密度总是大小相等而符号相反； （2）背向的两面上（图中的1和4），其电 荷面密度总是大小相等且符号相同。;2;=; 9-11 三平行金属板A、B 、C面积均为 200cm2，A、B 间相距4.0mm， A、C 间 相距2.0mm，B 和C 两板都接地。如果使A 板带正电3.0×10-7C ，求： （1）B 、C 板上感应电荷； （2）A 板的电势。;解：设A板带电为q =q1+q2，B、C两板的感 应电荷分别为- q1及- q2 。; 9-12 两个半径相同的金属球，其中一 个是实心的，另一个是空心的，电容是否相 同?如果把地球看作半径为6400km的球形 导体，试计算其电容。 ;=7.1×10-4(F) ; 9-13 如图所示，证明A、B间的总电容等 于C2的条件是C2=0.618C1。;1; 9-14 如图，C1=10mF， C2=5.0mF， C3=5.0mF。 （1）求A、B间的电容： （2）在A、B间加上100V的电压，求C2上 的电荷量和电压； （3）如果q 被击穿，问C3上的电荷量和电 压各是多少？ ;=10.0+5.0=15(mF);=100(V); 9-15 如图，C1=C2=C4=2.0mF， C3=C5=C6=4.0mF 。 （1）求A、B 间的电容； （2）如A、B 间