10電勢(shì)習(xí)題解答看過.ppt

,1,習(xí)題解答,10電勢(shì),一、選擇題 1.關(guān)于靜電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)值的正負(fù)，下列說法中正確的是： (A) 電勢(shì)值的正負(fù)取決于置于該點(diǎn)的試驗(yàn)電荷的正負(fù); (B) 電勢(shì)值的正負(fù)取決于電場(chǎng)力對(duì)試驗(yàn)電荷作功的正負(fù); (C) 電勢(shì)值的正負(fù)取決于電勢(shì)零點(diǎn)的選取; (D) 電勢(shì)值的正負(fù)取決于產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的正負(fù)。,通常取無窮遠(yuǎn)處為勢(shì)能零點(diǎn)，UA=UA,若取P點(diǎn)處為勢(shì)能零點(diǎn)，UA=UAP,C,一、選擇題 2. 真空中一半徑為R的球面均勻帶電Q，在球心O處有一帶電量為q的點(diǎn)電荷，如圖所示。設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，則在球內(nèi)離球心O距離為r的P點(diǎn)處電勢(shì)為 ,P點(diǎn)的電勢(shì)有空間所有的電荷產(chǎn)生，本題中為帶電球面和在球心處的點(diǎn)電荷產(chǎn)生。 因此，直接用疊加原理求：將球面電荷在體內(nèi)的電勢(shì)加上球心處的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電勢(shì)相加即得：,B,一、選擇題 3. 在帶電量為Q的點(diǎn)電荷A的靜電場(chǎng)中，將另一帶電量為q的點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)距離點(diǎn)電荷A的距離分別為r1和r2，如圖所示。則在電荷移動(dòng)過程中電場(chǎng)力做的功為 ,靜電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)差乘上移動(dòng)的點(diǎn)電荷：,C,一、選擇題 4. 某電場(chǎng)的電力線分布情況如圖所示，一負(fù)電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)。有人根據(jù)這個(gè)圖得出下列幾點(diǎn)結(jié)論，其中哪點(diǎn)是正確的？ (A) 電場(chǎng)強(qiáng)度 ； (B) 電勢(shì) ； (C) 電勢(shì)能 ； (D) 電場(chǎng)力的功 。,密,疏,C,一、選擇題 5. C1和C2兩空氣電容器并聯(lián)以后接電源充電，在電源保持聯(lián)接的情況下，在C1中插入一電介質(zhì)板，則 (A) C1極板上電量增加，C2極板上電量減少； (B) C1極板上電量減少，C2極板上電量增加； (C) C1極板上電量增加，C2極板上電量不變； (D) C1極板上電量減少，C2極板上電量不變。,注意到兩電容仍然連接電源，因此都保持電源電壓不變。 因此， C2極板上電量不變； 因?yàn)镃1中插入了電介質(zhì)，電容增大，在相同的電壓 下電量增加了。,C,一、選擇題 6.將一空氣平行板電容器接到電源上充電到一定電壓后，斷開電源。再將一塊與極板面積相同的金屬板平行地插入兩極板之間，則由于金屬板的插入及其所放位置的不同，對(duì)電容器儲(chǔ)能的影響為：金屬板 (A) 儲(chǔ)能減少，但與金屬板位置無關(guān)； (B) 儲(chǔ)能減少，但與金屬板位置有關(guān)； (C) 儲(chǔ)能增加，但與金屬板位置無關(guān)； (D) 儲(chǔ)能增加，但與金屬板位置有關(guān)。,由于金屬板的插入，電場(chǎng)的空間少了，減少的空間與金屬板的位置無關(guān)。因?yàn)槌潆姾?，電容器斷開了電源，極板上的電荷不變，電場(chǎng)強(qiáng)度不變。所以電容器的儲(chǔ)能減少了。,A,二、填空題 1. AC為一根長(zhǎng)為2l的帶電細(xì)棒，左半部均勻帶有負(fù)電荷，右半部均勻帶有正電荷。電荷線密度分別為和+，如圖所示。O點(diǎn)在棒的延長(zhǎng)線上，距A端的距離為l，P點(diǎn)在棒的垂直平分線上，到棒的垂直距離為l。以棒的中點(diǎn)B為電勢(shì)的零點(diǎn)。 則O點(diǎn)電勢(shì)U0 ；P點(diǎn)電勢(shì) UP 。,相對(duì)于無窮遠(yuǎn)處：,0,P點(diǎn)處在正負(fù)電荷對(duì)稱之處，故電勢(shì)為零。其實(shí)，整個(gè)BP連線的延長(zhǎng)線上的電勢(shì)都為零。,二、填空題 2. 圖示為一邊長(zhǎng)均為a的等邊三角形，其三個(gè)頂點(diǎn)分別放置著電量為q、2q、3q的三個(gè)正點(diǎn)電荷。若將一電量為Q的正點(diǎn)電荷從無窮遠(yuǎn)處移至三角形的中心O處，則外力需作功A 。,二、填空題 3. 圖中所示為靜電場(chǎng)的等勢(shì)(位)線圖，已知U1 )。,電場(chǎng)強(qiáng)度指向電勢(shì)降低的方向且和等勢(shì)線垂直。,等勢(shì)線密集處電場(chǎng)強(qiáng)度大，等勢(shì)線稀疏處電場(chǎng)強(qiáng)度小。,二、填空題 4. 一質(zhì)量為m、電量為q的小球，在電場(chǎng)力作用下，從電勢(shì)為U的a點(diǎn)，移動(dòng)到電勢(shì)為零的b點(diǎn)。若已知小球在b點(diǎn)的速率為Vb , 則小球在a點(diǎn)的速率Va 。,根據(jù)機(jī)械能守恒：,二、填空題 5一半徑r1 = 5cm 的金屬球A ，帶電量為q1 = 2.0108C; 另一內(nèi)半徑為 r2 = 10cm、 外半徑為 r3 = 15cm 的金屬球殼B ， 帶電量為 q2 = 4.0108C , 兩球同心放置，如圖所示。若以無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，則A球電勢(shì)UA ， B球電勢(shì)UB 。,金屬球殼B內(nèi)層帶電2.0108C ， 外層帶電6.0108C 。,A球電勢(shì)：,B球電勢(shì)：,5400V,3600V,三、計(jì)算題 1. 圖中所示為一沿X軸放置的長(zhǎng)度為l 的不均勻帶電細(xì)棒，其電荷線密度為=0(xa) , 0為一常量。取無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，求坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)。,在帶電棒上取電荷微元dq，用積分法求解。,三、計(jì)算題 2. 如圖所示，一內(nèi)半徑為a、外半徑為b的金屬球殼，帶有電量Q，在球殼空腔內(nèi)距離球心r處有一點(diǎn)電荷q，設(shè)無限遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，試求：(1) 球殼內(nèi)外表面上的電荷; (2) 球心O點(diǎn)處，由球殼內(nèi)表面上電荷產(chǎn)生的電勢(shì); (3) 球心O點(diǎn)處的總電勢(shì)。,(1)在內(nèi)表面有感應(yīng)電荷q，內(nèi)表面的電荷并不是均勻分布的；外表面上有電荷Q+q，是均勻分布的。,(2) 球心O點(diǎn)處，由球殼內(nèi)表面上電荷產(chǎn)生的電勢(shì)：考慮在內(nèi)表面上的任一電荷微元dq產(chǎn)生的電勢(shì)，再疊加。,(3) 球心O點(diǎn)處的總電勢(shì)：由空間的所有電荷共同合成，具體是空腔中的q，內(nèi)表面處的q，外表面上的Q+q。,三、計(jì)算題 3一球形電容器，內(nèi)球殼半徑為R1，外球殼半徑為R2，兩球殼間為真空，設(shè)兩球殼間電勢(shì)差為U12，求： (1) 電容器的電容; (2) 電容器儲(chǔ)存的能量。,(1)電容器的電容與形狀、電介質(zhì)等有關(guān)。,(1)電容器的儲(chǔ)能：,2. 圖示為一個(gè)均勻帶電的球?qū)?，其電荷體密度為，球?qū)觾?nèi)表面半徑為R1，外表面半徑為R2。設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，求空腔內(nèi)任一點(diǎn)的電勢(shì)。,解1：,根據(jù)高斯定理：,解2：,球殼內(nèi)任意點(diǎn)的電勢(shì)與球殼電勢(shì)相等,3真空中一均勻帶電細(xì)直桿，長(zhǎng)度為2a，總電量為+Q，沿OX軸固定放置(如圖)，一運(yùn)動(dòng)粒子質(zhì)量m、帶有電量q，在經(jīng)過X軸上的C點(diǎn)時(shí)速率為V，試求：(1)粒子經(jīng)過X軸上的C點(diǎn)時(shí)，它與帶電桿之間的相互作用電勢(shì)能(設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn))