靜電場作業(yè)含答案.doc

班級 姓名 學(xué)號 靜電場作業(yè)一、填空題1. 一均勻帶正電的空心橡皮球，在維持球狀吹大的過程中，球內(nèi)任意點的場強 不變 。球內(nèi)任意點的電勢 變小 。始終在球外任意點的電勢 不變 。（填寫變大、變小或不變）（r R 球外） 解：均勻帶電球面（r R 球內(nèi)） 2. 真空中有一半徑為R，帶電量為 +Q的均勻帶電球面。今在球面上挖掉很小一塊面積S，則球心處的電場強度E = 。解：電荷面密度 q1q2q3q4S 3. 點電荷q1、q2、q3和q4在真空中的分布如圖所示。S為閉合曲面，則通過該閉合曲面的電通量為 。 解：高斯定理 ；其中為S閉合面內(nèi)所包圍的所有電荷的代數(shù)和+q+q+q+q+q+qO4. 邊長為a的正六邊形每個頂點處有一個點電荷 +q，取無限遠處作為電勢零點，則正六邊形中心O點電勢為 V 。 解：O點電勢為6個點電荷電勢之和。每個q產(chǎn)生的電勢為5. 兩點電荷等量異號，相距為a，電量為q，兩點電荷連線中點O處的電場強度大小E = 。 解：6. 電量為5.0109 C的試驗電荷放在電場中某點時，受到20.0109 N的向下的力，則該點的電場強度大小為 4 N/C 。 解：由電場強度定義知，7. 一半徑為R的帶有一缺口的細圓環(huán)，缺口長度為d（d R），環(huán)上均勻帶正電，總電量為q，如圖所示，則圓心O處的場強大小E _ _。 dOR解：根據(jù)圓環(huán)中心E=0可知，相當(dāng)于缺口處對應(yīng)電荷在O點處產(chǎn)生的電場電荷線密度為 ；缺口處電荷O+q-q-q+q-QO8. 如圖所示，將一電量為-Q的試驗電荷從一對等量異號點電荷連線的中點O處，沿任意路徑移到無窮遠處，則電場力對它作功為 0 J 。解：根據(jù)電場力做功與電勢差之間的關(guān)系可求 其中 二、選擇題1關(guān)于靜電場的高斯定理，下列說法正確的是（ B ） （A）閉合曲面上各點的電場強度都為零時，曲面內(nèi)一定沒有電荷；（B）閉合曲面上各點的電場強度都為零時，曲面內(nèi)電荷的代數(shù)和必定為零；(C）閉合曲面的電通量為零時，曲面上各點的電場強度必定為零；( D）閉合曲面的電通量不為零時，曲面上任意一點的電場強度都不可能為零。2電量為q的三個點電荷，分別放在正三角形的三個頂點。在三角形中心處有另一個點電荷Q，欲使作用在每個點電荷上的合力為零，則Q的電量為： （ C ）（A） 2q ； （B） 2q ； （C） ； （D） 。CqAaaQFF1F2Fo解：由 F = F解得： 3在勻強電場中，將一負電荷從A移至B，如圖所示，則（ D ）AEB（A）電場力作正功，負電荷的電勢能減少；（B）電場力作正功，負電荷的電勢能增加；（C）電場力作負功，負電荷的電勢能減少；（D）電場力作負功，負電荷的電勢能增加。解：沿電場線方向電勢降低 顯然負電荷所受電場力方向向左，阻礙電荷運動，故做負功。 保守力做功等于勢能增量的負值4靜電場的環(huán)路定理 說明靜電場的性質(zhì)是（ D ） (A) 電場線是閉合曲線； （B）靜電場力是非保守力； (C) 靜電場是有源場； （D）靜電場是保守場.5下列說法正確的是 （ D ）（A）電場強度為零的點，電勢也一定為零；（B）電場強度不為零的點，電勢也一定不為零；(C）電勢為零的點，電場強度也一定為零；( D）電勢在某一區(qū)域內(nèi)為常數(shù)，則電場強度在該區(qū)域內(nèi)必定為零。解：電勢是相對概念，與電勢零點選擇有關(guān)，而電勢零點選擇是任意的6下面幾種說法中正確的是 ( C )（A）電場中某點場強的方向，就是將點電荷放在該點所受電場力的方向；（B）在以點電荷為球心的球面上，由該點電荷產(chǎn)生的場強處處相同；（C）場強方向可由E=F/q定出，其中q為試探電荷的電量，q可正可負，F(xiàn)為電場力；（D）均勻電場中各點場強大小一定相等，場強方向不一定相同。+qBCAABC7在點電荷+q的電場中，作三個等勢面A、B、C，相鄰兩等勢面的間距相等，那么相鄰兩等勢面的電勢差（ A ） （A）UA UB UB UC； （B）UA UB UB UC；（C）UA UB = UB UC； （D）難以判斷。8電量都為+Q的兩個點電荷相距為l，連線的中點為O，另有一點電荷-q，q+Q+Q靜止地放在連線的中垂線上距O為x處，則點電荷所處的狀態(tài)為（ D ） （A）保持靜止不動； （B）作均加速直線運動； （C）作均速直線運動； （D）作周期性振動。9靜電場的電場線方向，就是（ B ）（A）電勢能減小的方向； （B）電勢減小的方向；（C）正電荷在場中的運動方向； （D）負電荷在場中的運動方向。三、計算題1、兩個帶有等量異號電荷的無限長同軸圓柱面，半徑分別為R1和R2（R1R2），單位長度上的電量為。求離軸線為r處的電場強度；（rR1、R1rR2、rR2）；rl（1）R1R2R1R2 解：（1）作半徑為r、長為l的同軸的閉合圓柱面為高斯面，如圖所示，根據(jù)高斯定理有 rR1 E1 = 0 R1rR2 rR2 E3 = 0 2、兩平行無限大均勻帶電平面上的面電荷密度分別為+和-2,如圖所示,求: (1)圖中三個區(qū)域的場強，的表達式；（2）若=4.4310-6Cm-2，那么，各多大？解：（1）無限大均勻帶電平板周圍一點的場強大小為在區(qū)域 區(qū)域 區(qū)域 （2）若 則4、如圖所示，在半徑為和的兩個同心球面上，分別均勻地分布著電荷和，試求：（1）各區(qū)域內(nèi)的場強分布； （2）各區(qū)域內(nèi)的電勢分布；R1R2Q1Q2解：（1）利用高斯定理求出空間的電場強度：作同心球面為高斯面，則有 當(dāng)時， 當(dāng)時， 當(dāng)時 ， （2）則空間電勢的分布：當(dāng)時， =當(dāng)時