6第六章思考题.doc

1、如图6-9所示，一根弹簧吊着一个接地的不带电金属球。如果在金属球的下方放置一点电荷为q，【答案：】 详解：+? ，则在导体板N的两个表面A和B上的感生电荷面密度分别为多少？ 【答案：】 详解： 由于在导体板N内的任一场强等于零，因此 通过以上两式解得 3、半径分别为a和b的两个带电金属球相距很远，如果用一根细长导线将两球连接起来，在忽略导线影响的情况下，两个金属球表面的电荷面密度之比等于多少？ 【答案：】 解： 在本题中，将两个带电金属球用一根细长导线连接起来，当达到静电平衡时它们的电势相等，即 因此两个金属球表面的电荷面密度之比为 4、一个不带电的导体球壳内有一个点电荷+q，它与球壳内壁不接触。如果将该球壳与地面接触一下后，再将点电荷+q取走，则球壳带的电荷为多少？电场分布在什么范围？ 【答案：】 解： 即球壳表面带有的电荷Q=-q，即使将点电荷+q取走，球壳带的电荷也不会改变。 将点电荷+q取走后，球壳表面的电荷-q产生的电场分布在球壳外的整个空间，球壳内的场强等于零。 5、如图6-11所示，两块很大的具有一定厚度的导体平板平行放置，面积都是S，带电荷分别为q和Q。在不考虑边缘效应的情况下，则a、b、c、d四个表面上的电荷面密度分别为多少？ 【答案：；；】 详解： 当两块导体达到静电平衡时，它们内部任一点的场强等于零。即 以上四式联立求解，得 6、地球表面附近的电场强度约为98N/C。如果将地球看作半径为6.4×105 m的导体球，则地球表面的电荷等于多少？ 【答案：】 解： 因此地球表面的电荷为 7、已知空气的击穿场强为4.0×106 V/m，则处于空气中的一个半径为0.5m的球形导体所能达到的最高电势为多少？ 【答案：】 解： 这时球形导体的电势最高，即 由以上两式解得 1、两个半径相同的金属球，一个空心，一个实心，试比较两者各自孤立时的电容值大小。为什么会有这样的结果？ 【答案：】解：m、带电荷为+q的质点，在极板间的空气区域中处于平衡状态。如果这时将电介质抽出去，该质点会发生怎样的运动？为什么会这样？ 【答案：】解：C1 = 8?F、C2 = 2?F的电容器，首先将它们分别充电到1000 V，然后将它们按如图6-19所示那样反接，此时两极板间的电势差等于多少？ 【答案：】解：C1 U1和C2U1。将它们反接以后，一部分电荷发生中和，剩余的总电荷为 它们将这些电荷重新分配后，相当于并联，并联的总电容为 因此每个电容器两极板间的电势差为 4、一个平行板电容器，充电后与电源断开，如果将电容器两极板间距离拉大，则两极板间的电势差、电场强度的大小和电场能量将发生如何变化？ 【答案：】解：可知，在电量Q不变、电容C减小的情况下，平行板电容器两极板间的电势差增大。 根据可知，电量Q不变，平行板电容器极板上的电荷面密度不变，电场强度的大小也不变。 根据可知，在电量Q不变、电容C减小的情况下，平行板电容器的电场能量增大。 5、如图6-20所示，C1和C2两个空气电容器串联，在接通电源并保持电源联接的情况下，在C1中插入一块电介质板，C1和C2两个电容器的电容如何变化？它们极板上的电荷、电势差如何变化？如果接通电源给两个电容器充电以后将电源断开，再在C1中插入一块电介质板，它们极板上的电荷、电势差又会如何变化？ 【答案：】解：可知，电容C1增大， C2不变；这时由于串联电路的总电容增大，总电压不变，根据可知，它们极板上的电荷（Q1=Q2=Q）增大；由于电容C2不变，根据可知，当Q2增大时，(U2增大，而总的电势差(U不变，因此(U1减小。 接通电源给两个电容器充电以后将电源断开，两个电容器极板上的电荷Q1和Q2保持不变；在C1中插入电介质板后C1的电容增大，根据可知，(U1减小，而C2的电容和电荷都不变，因此(U2不变。 6、如图6-21所示，C1和C2两个空气电容器并联，在接通电源并保持电源联接的情况下，在C1中插入一块电介质板，C1和C2两个电容器极板上的电荷和电势差分别怎样变化？如果接通电源给两个电容器充电以后将电源断开，再在C1中插入一块电介质板，它们极板上的电荷和电势差又会发生怎样的变化？ 【答案：】解：可知， Q1增大、Q2不变。 接通电源给两个电容器充电以后将电源断开，总电量Q不变。在C1中插入一块电介质板，C1变大、C2不变，根据并联电容的电荷分配关系，Q1增大、Q2