大學(xué)物理作業(yè)--靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)一解答.ppt

1、!1關(guān)于高斯定理，下列說(shuō)法中哪一個(gè)是正確的？ (A) 高斯面內(nèi)不包圍自由電荷，則面上各點(diǎn)電位移矢量D為零 (B) 高斯面上處處D為零，則面內(nèi)必不存在自由電荷. (C) 高斯面的D通量?jī)H與面內(nèi)自由電荷有關(guān) (D) 以上說(shuō)法都不正確,一、選擇題,!2一導(dǎo)體球外充滿相對(duì)介電常數(shù)為er的均勻電介質(zhì)，若測(cè)得導(dǎo)體表面附近場(chǎng)強(qiáng)為E，則導(dǎo)體球面上的自由電荷面密度s為 （A）e0E （B）e0erE （C）erE （D）(e0er-e0)E,er,3一個(gè)大平行板電容器水平放置，兩極板間的一半空間充有各向同性均勻電介質(zhì)，另一半為空氣，如圖當(dāng)兩極板帶上恒定的等量異號(hào)電荷時(shí)，有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為q的質(zhì)點(diǎn)，平衡在極

2、板間的空氣區(qū)域中此后，若把電介質(zhì)抽去，則該質(zhì)點(diǎn) （A）保持不動(dòng) （B）向上運(yùn)動(dòng) （C）向下運(yùn)動(dòng) （D）是否運(yùn)動(dòng)不能確定,e,d,S,4用力F把電容器中的電介質(zhì)板拉出，在圖(a)和圖(b)的兩種情況下，電容器中儲(chǔ)存的靜電能量將 （A）都增加 （B）都減少 （C）(a)增加，(b)減少（D）(a)減少，(b)增加,U不變，Q不變,5在一點(diǎn)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中，一塊電介質(zhì)如圖放置，以點(diǎn)電荷所在處為球心作一球形閉合面，則對(duì)此球形閉合面： (A)高斯定理成立，且可用它求出閉合面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) (B)高斯定理成立，但不能用它求出閉合面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) (C)由于電介質(zhì)不對(duì)稱分布，高斯定理不成立 (D)即使電介質(zhì)對(duì)

3、稱分布，高斯定理也不成立,只有在高斯面上的電場(chǎng)強(qiáng)度呈對(duì)稱性分布時(shí)，才能用高斯定理求解出面上各點(diǎn)的電場(chǎng)分布。,電介質(zhì),二、填空題,!1在相對(duì)介電常量為er的各向同性的電介質(zhì)中，電位移矢量與場(chǎng)強(qiáng)之間的關(guān)系是_ ,3. 一帶電q、半徑為R的金屬球殼，殼內(nèi)充滿介電常數(shù)為e 的各向同性均勻電介質(zhì)，殼外是真空，則此球殼的電勢(shì)U= ,er,5兩個(gè)電容器1和2，串聯(lián)以后接上電動(dòng)勢(shì)恒定的電源充電，在電源保持聯(lián)接的情況下，若把電介質(zhì)充入電容器2中，則電容器1上的電勢(shì)差 ；電容器1極板上的電量 ,三、計(jì)算題,1. 兩導(dǎo)體球A、B的半徑分別為R1=0.5m，R2 =1.0 m，中間以導(dǎo)線連接，兩球外分別包以內(nèi)半徑為R

4、=1.2 m的同心導(dǎo)體球殼(與導(dǎo)線絕緣)并接地，導(dǎo)體間的介質(zhì)均為空氣，如圖所示已知:空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)為3106 V/m,今使A、B兩球所帶電荷逐漸增加，計(jì)算： (1) 此系統(tǒng)何處首先被擊穿？這里場(chǎng)強(qiáng)為何值? (2) 擊穿時(shí)兩球所帶的總電荷Q為多少？,解:,因有導(dǎo)線相連，兩球?yàn)榈葎?shì)體，故,故B球表面處的場(chǎng)強(qiáng)最大，這里先達(dá)到擊穿場(chǎng)強(qiáng)而擊穿。,2一電容器由兩個(gè)很長(zhǎng)的同軸薄圓筒組成，內(nèi)、外圓筒半徑分別為R1= 2cm，R2=5cm，其間充滿相對(duì)介電常量為er 的各向同性、均勻電介質(zhì)如圖，電容器接在電壓U=32V的電源上，試求距離軸線R=3.5cm處的A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和A點(diǎn)與外筒間的電勢(shì)差,解:,3一半徑為a的無(wú)限長(zhǎng)圓柱形導(dǎo)體，單位長(zhǎng)度帶電荷為l其外套一層各向同性均勻電介質(zhì)，其相對(duì)介電常量為er，內(nèi)、外半徑分別為a和b試求電位移和場(chǎng)強(qiáng)的分布,解:,4一半徑為R的帶電介質(zhì)球體，相對(duì)介電常量為er，電荷體密度分布r=k/r（k為已知常量），試求球體內(nèi)、外的電位移和場(chǎng)強(qiáng)分布,解:,5. 一絕緣金屬物體，在真空中充電達(dá)某一電勢(shì)值，其電場(chǎng)總能量為W0若