大學(xué)物理C06靜電場答案解析

1、 練習(xí)六 靜電場S一、填空題1.點(diǎn)電荷q1、q2、q3 和q4 在真空中的分布如圖所示圖中S 為閉合曲面，則通過該閉合曲面的電場強(qiáng)度通量=_，式中的是點(diǎn)電荷_q1、q2、 q3、q4_在閉合曲面上任一點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和2.在邊長為a 的正方體中心處放置一電荷為Q 的點(diǎn)電荷，則正方體頂角處的電場強(qiáng)度的大小為_3.一半徑為R的均勻帶電圓環(huán)，電荷線密度為設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)，則圓環(huán)中心O點(diǎn)的電勢U_4.一半徑為R的均勻帶電導(dǎo)體球殼，帶電荷為Q球殼內(nèi)、外均為真空設(shè)無限遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)，則殼內(nèi)各點(diǎn)電勢U =_5.在點(diǎn)電荷q 的電場中，把一個1.010-9 C的電荷，從無限遠(yuǎn)處(設(shè)無限遠(yuǎn)處電勢為零)移到離

2、該點(diǎn)電荷距離0.1 m處，克服電場力作功1.810-5 J，則該點(diǎn)電荷q_ -210-7 C_(真空介電常量e08.8510-12 C2N-1m-2 )6.一電荷為Q 的點(diǎn)電荷固定在空間某點(diǎn)上，將另一電荷為q 的點(diǎn)電荷放在與Q 相距r處若設(shè)兩點(diǎn)電荷相距無限遠(yuǎn)時電勢能為零，則此時的電勢能We_7.圖示BCD 是以O(shè) 點(diǎn)為圓心，以R 為半徑的半圓弧，在A 點(diǎn)有一電荷為+q 的點(diǎn)電荷，O 點(diǎn)有一電荷為q 的點(diǎn)電荷線段BA = R 現(xiàn)將一單位正電荷從B 點(diǎn)沿半圓弧軌道BCD 移到D 點(diǎn)，則電場力所作的_。二、選擇題1.如圖所示，任一閉合曲面S內(nèi)有一點(diǎn)電荷q，O為S面上任一點(diǎn)，若將q由閉合曲面內(nèi)的P點(diǎn)移

3、到T點(diǎn)，且OP=OT，那么 （ D ）(A) 穿過S面的電通量改變，O點(diǎn)的場強(qiáng)大小不變；(B) 穿過S面的電通量改變，O點(diǎn)的場強(qiáng)大小改變；(C) 穿過S面的電通量不變，O點(diǎn)的場強(qiáng)大小改變；(D) 穿過S面的電通量不變，O點(diǎn)的場強(qiáng)大小不變。2.半徑為R的均勻帶電球體的靜電場中各點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小E與距球心的距離r 的關(guān)系曲線為：（B）3. 如圖所示，兩個同心的均勻帶電球面，內(nèi)球面半徑為R1、帶電荷Q1，外球面半徑為R2、帶有電荷Q2設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)，則在內(nèi)球面之內(nèi)、距離球心為r 處的P 點(diǎn)的電勢U 為：( B )（A）；（B）;(C)0;(D)4.圖中實(shí)線為某電場中的電場線，虛線表示等勢（位

4、）面，由圖可看出：( D )(A) EAEBEC，UAUBUC(B) EAEBEC，UAUBUC(C) EAEBEC，UAUBUC(D) EAEBEC，UAUBUC5.面積為S的空氣平行板電容器，極板上分別帶電量q，若不考慮邊緣效應(yīng)，則兩極板間的相互作用力為（B）(A);(B);(C);(D)6.一點(diǎn)電荷，放在球形高斯面的中心處下列哪一種情況，通過高斯面的電場強(qiáng)度通量發(fā)生變化：（B）(A) 將另一點(diǎn)電荷放在高斯面外(B) 將另一點(diǎn)電荷放進(jìn)高斯面內(nèi)(C) 將球心處的點(diǎn)電荷移開，但仍在高斯面內(nèi)(D) 將高斯面半徑縮小7. 當(dāng)一個帶電導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時：(D)(A) 表面上電荷密度較大處電勢較高(B

5、) 表面曲率較大處電勢較高(C) 導(dǎo)體內(nèi)部的電勢比導(dǎo)體表面的電勢高(D) 導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)與其表面上任一點(diǎn)的電勢差等于零8. 真空中有一點(diǎn)電荷Q，在與它相距為r 的a 點(diǎn)處有一試驗(yàn)電荷q現(xiàn)使試驗(yàn)電荷q 從a 點(diǎn)沿半圓弧軌道運(yùn)動到b 點(diǎn)，如圖所示則電場力對q作功為（D）(A);(B);(C);(D)09.真空中有兩個點(diǎn)電荷M、N，相互間作用力為，當(dāng)另一點(diǎn)電荷Q移近這兩個點(diǎn)電荷時，M、N 兩點(diǎn)電荷之間的作用力(C)(A) 大小不變，方向改變(B) 大小改變，方向不變(C) 大小和方向都不變(D) 大小和方向都改10.在一不帶電荷的導(dǎo)體球殼的球心處放一點(diǎn)電荷，并測量球殼內(nèi)外的場強(qiáng)分布如果將此點(diǎn)電荷從球心

6、移到球殼內(nèi)其它位置，重新測量球殼內(nèi)外的場強(qiáng)分布，則將發(fā)現(xiàn)：( B )(A) 球殼內(nèi)、外場強(qiáng)分布均無變化(B) 球殼內(nèi)場強(qiáng)分布改變，球殼外不變(C) 球殼外場強(qiáng)分布改變，球殼內(nèi)不變(D) 球殼內(nèi)、外場強(qiáng)分布均改變11. 兩塊面積均為S 的金屬平板A 和B 彼此平行放置，板間距離為d(d 遠(yuǎn)小于板的線度)，設(shè)A 板帶有電荷q1，B 板帶有電荷q2，則AB 兩板間的電勢差UAB 為（C）(A)(B) (C) (D) 三、簡答題為什么在無電荷的空間里電場線不能相交？答：由實(shí)驗(yàn)和理論知道，靜電場中任一給定點(diǎn)上，場強(qiáng)是唯一確定的，即其大小和方向都是確定的用電場線形象描述靜電場的空間分布時，電場線上任一點(diǎn)的

7、切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向如果在無電荷的空間里某一點(diǎn)上有幾條電場線相交的話，則過此交點(diǎn)對應(yīng)于每一條電場線都可作出一條切線，這意味著交點(diǎn)處的場強(qiáng)有好幾個方向，這與靜電場中任一給定點(diǎn)場強(qiáng)具有唯一確定方向相矛盾，故無電荷的空間里電場線不能相交。四、計(jì)算題1.在x軸上，有以點(diǎn)電荷,位于原點(diǎn)，另一點(diǎn)電荷，位于x=-10cm處。試求x軸上任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度。解：點(diǎn)電荷和將x軸分為三個區(qū)域：在此區(qū)域，兩個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的方向都沿x軸方向，坐標(biāo)x處的場強(qiáng)為：在此區(qū)域，兩個點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度方向相反，坐標(biāo)x處的場強(qiáng)為：在此區(qū)域，兩個點(diǎn)電荷的場強(qiáng)方向相同，都沿x軸反方向，坐標(biāo)x處的場強(qiáng)為：2.在直角三角形ABC

8、的A點(diǎn)，放置點(diǎn)電荷，在B點(diǎn)放置點(diǎn)電荷。已知BC=0.04m，AC=0.03m。試求直角頂點(diǎn)C處的場強(qiáng)。解：點(diǎn)電荷和在C處的電場強(qiáng)度和的方向C處的場強(qiáng)大小為的方向與BC邊的夾角3.電荷為q 和2q 的兩個點(diǎn)電荷分別置于x1 m和x1 m處一試驗(yàn)電荷置于x 軸上何處，它受到的合力等于零？解：設(shè)試驗(yàn)電荷置于x 處所受合力為零，即該點(diǎn)場強(qiáng)為零得,因點(diǎn)處于q、2q 兩點(diǎn)電荷之間，該處場強(qiáng)不可能為零故舍去得4.一半徑為R 的均勻帶電圓盤，電荷面密度為設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)計(jì)算圓盤中心O 點(diǎn)電勢解：在圓盤上取一半徑為rrdr X圍的同心圓環(huán)其面積為其上電荷為它在O 點(diǎn)產(chǎn)生的電勢為總電勢A B C r r r d/2 d/2q1 D q25.如圖所示，已知。求：（1）將電荷量為C的點(diǎn)電荷從