四川理工学院大学物理第十章习题答案.ppt

P370:10.1.4如图所示,两块“无限大”的带 电平板,其电荷面密度分别为 ( )和 试写出各区域的电场强度E: 区E的大小为 _____,方向____; 区E的大小为______,方向 _____; 区E的大小为______,方向____;写 出各区域电场强度E的理论依据应是______ _______________________________. Ⅰ Ⅱ Ⅲ 向右 向右 向左 场强叠 加原理和“无限大”带电平板的场强公式 解:如图，由无限大带电平板的场强公式， 可知， 再由场强叠加原理有： 向右 向右 向左 第10章部分习题解答 P371页题10.1.10 解: 电量分别为 、 、 的三个点电荷，处于如图所示位置 ,其中任一个点电荷所受合力均为零。如果已知 ，则 ,在 以上条件下，如果固定 和 ，将 从现在位置经任意路径移到无穷远,需做功 . （1） （2） 设无穷远处电势为零 在该处产生的电势分别为： P371:10.2.6如图,将位于P点的点电荷 移 动到K点,则 ( ) P372题10.2.8 在电场强度为E的匀强电场中，有一半径为R的半球面，如果场强E的方向与半球面的对称轴平行，则通过这个半球面的电通量为：(C) （A） , （B） , （C） , （D） P372 10.2.12 已知带电体的静电场中的U－r关系曲线如图所示，则该带电体是（ ） （A） 半径为R的均匀带电球体； （B） 半径为R的均匀带电球面； （C） 半径为R的均匀带电圆柱体； （D） 半径为R的均匀带电圆柱面。 B 解：观察曲线可知，在rR时，电势不变，说明电场力做功为零，其内部场强为零，由高斯定理可知，其内部应没有电荷，电荷分布在表面。而在rR时，电势与r成反比，说明该带电体是球对称的，因此， 应选 B 10.3.6 如果一点电荷q位于一边长为a的立方体中心,试求:通过立方体每一面的电通量各是多少?如果点电荷移到立方体的一个顶角上,此时通过立方体每一面的电通量各是多少? +q 解:点电荷处在中心,电力线呈球对称分布发射,每个面上的电通量应相等. 如果点电荷移到立方体的一个顶角上? 建立以顶点电荷为中心,棱边长为2a,且与原棱边平行的大立方体. a s a s 2a A 对大立方体而言，每个面的面积为 ,它又由4个面积为 的小平面组成. 每个小平面的电通量是每个大平面电通量的 注:只有交于A点三个面存在电通量 P373题10.3.12 一无限长直均匀带电线，线电荷密度为 λ 试求电场 强度的大小 则，由高斯定理 解: 长直电线的电场分布具有 轴对称性,取半径为r,高为l,带电线为轴的圆柱面为高斯面(如图) P373题10.3.13 厚度为2d的无限大平板均匀带电,体密度 试求场强分布 解：作厚度为2x的高斯面 d d x x S 场强方向垂直于平板指向外侧 d d S 第10章部分习题解答 P370题10.3.22 如图所示,已知 , , .现将 的点电荷按以下方式移动,试求电场力所做的功: (1) 从A点移动到B点; (2) 从C点移动到D点; (3) 从D点移动到B点. 解: 由电势叠加原理得 同理得 (2) (3) (1) 第10章部分习题解答 2015.3.22 P375 10.3.30 半径为R的无限长直圆柱体内均匀带电，电荷体密度为ρ，如果以轴线为零电势参考点，试求其电势。 解：先求均匀带电圆柱体的场强分 布。已知R， ρ ，应用高斯定理， 场强方向垂直于轴线沿径向方向。 高斯面选择同轴的的半径为r,长度 为l的圆柱体，仅侧面有通量 计算电势，已知轴线为零电势点，任取一点P， 其到轴线的距离为r P r 当 rR时， 当 rR时 P372题10.3.32 正电荷q均匀分布在半径为R的