第5章 靜電場(chǎng)作業(yè)答案

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1、第五章靜電場(chǎng)作業(yè)1班級(jí)姓名學(xué)號(hào)一選擇題1.兩點(diǎn)電荷間的距離為d時(shí),其相互作用力為F．當(dāng)它們間的距離增大到2d時(shí),其相互作用力變?yōu)?A)(B)(C)(D)[D]解：根據(jù)庫(kù)侖定律選D2.關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度,以下說(shuō)法中正確的是(A)電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向,就是將點(diǎn)電荷放在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向(B)在以點(diǎn)電荷為中心的球面上,由該點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)處處相同(C)場(chǎng)強(qiáng)方向可由定出,其中q可正,可負(fù)(D)以上說(shuō)法全不正確[C]解：場(chǎng)強(qiáng)的定義為，即表示場(chǎng)強(qiáng)的大小又表示場(chǎng)強(qiáng)的方向，選C3.在邊長(zhǎng)為a的正方體中心處放置一電量為Q的點(diǎn)電荷,則在此正方體頂角處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為(A)(B)(C)(D)[B]解：點(diǎn)電荷Q距頂點(diǎn)

2、的距離為則在頂點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為選B4.一個(gè)點(diǎn)電荷放在球形高斯面的中心,下列哪種情況通過(guò)該高斯面的電通量有變化?(A)將另一點(diǎn)電荷放在高斯面外(B)將另一點(diǎn)電荷放在高斯面內(nèi)7(C)將中心處的點(diǎn)電荷在高斯面內(nèi)移動(dòng)(D)縮小高斯面的半徑[B]解：根據(jù)高斯定理，高斯面內(nèi)的電荷變化，則通過(guò)該高斯面的電通量有變化。選B二填空題1.一長(zhǎng)為L(zhǎng)、半徑為R的圓柱體，置于電場(chǎng)強(qiáng)度為E的均勻電場(chǎng)中，圓柱體軸線與場(chǎng)強(qiáng)方向平行．則：(1)穿過(guò)圓柱體左端面的E通量為；(2)穿過(guò)圓柱體右端面的E通量為；解：1）穿過(guò)左端面的電通量為2）穿過(guò)右端面的電通量為2.一個(gè)薄金屬球殼，半徑為，帶有電荷，另一個(gè)與它同心的薄金屬球殼，半

3、徑為，帶有電荷。試用高斯定理求下列情況下各處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小:R1R2O1)，E=0；2）,E=；3）,E=。解：1）：內(nèi)球面內(nèi)無(wú)電荷2）：兩球面間的電荷為，根據(jù)高斯定理可得3）：兩球面外的電荷為，同理可得三計(jì)算題1.電荷Q均勻地分布在長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)棒上，求在棒的延長(zhǎng)線上距棒中心為r7處的電場(chǎng)強(qiáng)度。解：設(shè)帶電棒的電荷為Q，以棒中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建如圖所示的直角坐標(biāo)系。在棒上坐標(biāo)為x的地方，任取線元dx，其所帶電量為：dxOxyPxrdq在距原點(diǎn)O為r處P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小為方向沿x軸正向則該棒在P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為方向沿x軸正向PqRdldqqq0ORdEdE//2.用細(xì)絕緣棒彎成半徑為R的半圓弧，此半圓弧對(duì)圓

4、心所張角度為。電荷q均勻分布在圓弧上，求弧心處的場(chǎng)強(qiáng)。解：如圖，選定半圓弧的對(duì)稱軸OP，在半圓弧上任取一弧元dl，dl對(duì)弧心所張角度為，則設(shè)弧元dl處的半徑與OP的夾角為，dl對(duì)弧心與OP所張的角度為，則dl所帶電量為電荷元dq在弧心處O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為顯然，由于對(duì)稱性，電荷元dq在弧心處O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的垂直O(jiān)P方向的分量全部抵消為零，只有沿OP方向的分量7方向沿OP方向，如圖所示。3.兩個(gè)帶有等量異號(hào)電荷的無(wú)限長(zhǎng)同軸圓柱面，半徑分別為和（），線電荷密度分別為，求距軸線為r處的場(chǎng)強(qiáng)：1）；2）；3）。解：場(chǎng)強(qiáng)軸對(duì)稱分布，場(chǎng)強(qiáng)方向沿徑向向外，且與軸線等距的點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，可用高斯定理求解場(chǎng)強(qiáng)。高斯面應(yīng)為同

5、軸圓柱面.1）：做半徑為r、高L的同軸圓柱面為高斯面，如圖.。2）：做半徑為r、高L的同軸圓柱面為高斯面對(duì)兩底面：。因此，兩底面的電通量為零，只側(cè)面有電通量，則，方向沿徑向向外3）：做半徑為r、高L的同軸圓柱面為高斯面7第五章靜電場(chǎng)作業(yè)2班級(jí)姓名學(xué)號(hào)一選擇題1.兩個(gè)點(diǎn)電荷相距一定距離,若這兩個(gè)點(diǎn)電荷連線的中垂線上電勢(shì)為零,則這兩個(gè)點(diǎn)電荷的帶電情況為(A)電荷量相等,符號(hào)相同(B)電荷量相等,符號(hào)不同(C)電荷量不同,符號(hào)相同(D)電荷量不等,符號(hào)不同[B]解：設(shè)兩個(gè)點(diǎn)電荷的電量為，到它們連線的中垂線上任一點(diǎn)P的距離為r兩點(diǎn)電荷在點(diǎn)P的電勢(shì)分別為選B2.邊長(zhǎng)為a的正方體中心處放置一電量為Q的點(diǎn)

6、電荷．設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則在一個(gè)側(cè)面中心處的電勢(shì)為(A)(B)(C)(D)[B]解：點(diǎn)電荷到側(cè)面中心處的距離為，則在該點(diǎn)的電勢(shì)為選B二填空題1.兩點(diǎn)電荷相距1.0m，所帶電量分別為q和-3q，兩點(diǎn)電荷連線上距電勢(shì)為零的P點(diǎn)離q的距離為0.25m。解：得2.一半徑為R的半圓環(huán)上均勻帶有電荷，其線電荷密度為λ，則環(huán)心處的電勢(shì)為.解：7三計(jì)算題1.一長(zhǎng)為L(zhǎng)的直線均勻帶電，線電荷密度為，在其的延長(zhǎng)線上有一點(diǎn)P，P點(diǎn)到線段近端的距離為r，求P點(diǎn)的電勢(shì).Lx·PO解：在直線段上距左端（原點(diǎn)）為x處任選一線元dx,其所帶電量為dq=dx，dq即電荷元，dq在P點(diǎn)的電勢(shì)為L(zhǎng)2.兩均勻帶電球面的半徑分別為，

7、各帶有電荷。求：各區(qū)域電勢(shì)的分布.解：用高斯定理求出場(chǎng)強(qiáng)的分布電勢(shì)分布：77