大学物理作业--静电场一解答.pptVIP

* 第五章 静电场 静电场一 * 一、选择题 !1. 面积为S的空气平行板电容器，极板上分别带电量±q，若不考虑边缘效应，则两极板间的相互作用力为 (A) (B) (C) (D) +q -q E 由高斯定理可得，+极板在-极板处产生的电场： -极板受到的力 (指向正极板) 2． 将一个试验电荷q0 (正电荷)放在带有负电荷的大导体附近P点处(如图)，测得它所受的力为F．若考虑到电荷q0不是足够小，则 (A) F/q0比P点处原先的场强数值大． (B) F/q0比P点处原先的场强数值小． (C) F/q0等于P点处原先场强的数值． (D) F/q0与P点处原先场强的数值哪个大无法确定． ． - - - - - - q0不是足够小，静电感应将使大导体的电荷将重新分布，靠近q0一侧的负电荷数目增多，进而使P点的电场增强。 - - !√3．正方形的两对角上，各置电荷Q，在其余两对角上各置电荷q，若Q所受合力为零，则Q和q的大小关系为 （A） （B） （C） （D） Q Q q q !选择题 4．下面列出的真空中静电场的场强公式，其中哪个是正确的？ (A) 点电荷q的电场：E=q/(4pe0r2)．(r为点电荷到场点的距离) (B) “无限长”均匀带电直线(电荷线密度l)的电场： E=lr/(2pe0r3) ( r为带电直线到场点的垂直于直线的矢量) (C) “无限大”均匀带电平面(电荷面密度s)的电场： E=s/(2e0) (D) 半径为R的均匀带电球面(电荷面密度s)外的电场： E=sR2r/(e0r3) (r为球心到场点的矢量) 4pr2 2prl 5．在一个带有负电荷的均匀带电球外，放置一电偶极子，其电矩 的方向如图所示．当电偶极子被释放后，该电偶极子将 (A) 沿逆时针方向旋转直到电矩 沿径向指向球面而停止． (B)沿逆时针方向旋转至 沿径向指向球面，同时沿电场线方向向着球面移动． (C) 沿逆时针方向旋转至 沿径向指向球面，同时逆电场线方向远离球面移动． (D) 沿顺时针方向旋转至 沿径向朝 外，同时沿电场线方向向着球面移动． + - 二、填空题 1．真空中一半径R的均匀带电球面带有电荷Q(Q0).今在球面上挖去非常小块的面积 DS (连同电荷)，如图所示，假设不影响其他处原来的电荷分布，则挖去 DS后球心处电场强度的大小：E=______________，其方向为________________________。 QDS/(16p2e0R4) 由球心O指向DS 2.如图所示，一电荷线密度为l的无限长带电直线垂直通过图面上的A点；一带有电荷Q的均匀带电球体，其球心处于O点．△AOP是边长为a的等边三角形．为了使P点处场强方向垂直于OP，则l和Q的数量之间应满足_____________关系，且l与Q为_______号电荷。 由图示几何关系有, 异 l = Q/a 3. 一电量为-5×10-9C的试验电荷放在电场中某点时，受到20×10-9N向下的力，则该点的电场强度大小为 ,方向 。 4V/m 向上 4．如图，一半径为R的带有一缺口的细圆环，缺口长度为d（dR）．环上均匀带正电，总电量为q．则圆心O处的场强大小E＝ ．场强方向为 ． 指向缺口 R 5. 设匀强电场的电场强度E与半径为R的半球面的对称轴平行，通过此半球面的电场强度通量为 。 pER2 三、计算题 1. 在边长为a的正方形四个顶点上各有相等的同号点电荷-q．试求：在正方形的中心处应放置多大电荷的异号点电荷q0，才能使每一电荷都受力为零？ 解: -q -q -q -q q0 1 2 3 4 F14 F34 F24 F04 x y 由库化定律有, -q -q -q -q q0 1 2 3 4 F14 F34 F24 F04 x y !2. 如图,带电细线弯成半径为R的半圆形，电荷线密度为l=l0sinf，式中l0为一常数，f为半径R与x轴所成的夹角．试求环心O处的电场强度． 解: Rdf dE 在细线取一线段元,由点电荷的场强公式有 3．若电荷Q均匀分布在长为L的细棒上。求（1）直线的延长线上距L中点为r（r L/2）处的场强； √（2）在棒的垂直平分线上，离棒为r处的电场强度。 解: L,Q y x o dy dE2 y dE1 1 2 r r 在细棒上取一线段元,由点电荷的场强公式有 L,Q y x o dy dE2 y dE1 1 2 r r