静电场的高斯定理复习题,DOC
电场的高斯定理
= = =
−σ1 +σ 2ε o
σ1 −σ2
σ
2ε 1+
σo
2
2ε o
σ EA = EC = 0
板外电场为 0 。
E2
=
σ2 2ε o
r 2i
r i
带电平板电容
r 器间的场强 i
EB
=
σ εo
均匀带电体，体密度为ρ，
空腔内任一点的场？
O1
rv1 rv2 O2
E= ρ r 3ε 0
v E1
=
ρ 3ε 0
(3)正确理解 （4）
∑q = 0
，不是E＝0，只是积分为零
r
由库伦定律
E
给定电荷分布 由高斯定理
Φr E
（通常情况） （电荷对称分布）
（5）高斯定律适用于静电场还适用于随时间变化的电场
高斯定理可以证明电场线有如下性质： 电场线发自于正电荷， 终止于负电荷， 在无电荷处不间断。
证： 设P点有电场线发出
解：
r l
选择高斯面——同轴柱面
上下底r面 Err⊥dSr 侧面 E // dS,且同一
r
柱面上E 大小相等。
E
r
r dSr E
∫ ∫ ∫ Φ =
rr E ⋅dS
S
=
rr E ⋅dS +
测
rr E ⋅dS
上下底
= E ⋅ 2πrl Φ = lλ
εo
E= λ 2 πε o r
方向：垂直带电线
无限长均匀带电直线 E = λ
因为 qin = 0 ，有
E=0
S
球层内的空腔中没有电场。
0 (r < R1)
第三讲静电场电场线和高斯定理(优选)word资料
第三讲静电场电场线和高斯定理(优选)word资料第三讲：静电场——电场线和高斯定理内容：§9－4，1．电场线2．电场强度通量3．高斯定理要求：3．了解电场线的概念；4．掌握电场强度通量的计算方法；1．掌握高斯定理的内容；重点与难点：1．高斯定理的内容；作业：习题：P38：11，12预习：高斯定理的应用§9－4 电场强度通量 高斯定理引言：上一节讨论了静电场电场强度和用积分的方法计算电场强度，本节我们在电场线的基础上，引进电场强度通量的概念；并导出静电场的高斯定理。
一、 电场线（Electric Field Line ） 1．电场线的概念：为了形象地描述电场的分布，可以在电场中画出许多曲线，这些曲线上每一点的切线方向与该点的场强方向相同，而且曲线箭头的指向表示场强的方向，这种曲线称为电场线——法拉第(M.Faraday) 首先引入这一工具。
定义 电场中描述电场强度大小和方向的曲线簇。
规定： （1）曲线上每一点的切线方向表示该点场强的方向；（2）曲线的疏密表示该点场强的大小，即该点附近垂直于电场方向的单位面积所通过的电力线条数满足⊥Φ=dS d E e。
的电力线条数通过面积元积元垂直于电场方向上的面⊥⊥--Φ--dS d dS e2．几种典型的电场线分布：3．电场线密度定义：经过电场中任一点，想象地作一面积元d S ，并使它与该点的场强垂直，若通过d N 面的电场线条数为d N ，则电场线密度为d N /d S 。
若某点的场强较大，则d N 较大，电场线密度较大，因而电场线密度应与场强成正比。
规定 dSdNE ＝这样就可用电场线密度表示电场强度的大小和方向。
对于匀强电场，电场线密度处处相等，而且方向处处一致。
4．静电场的电场线特点：● 电场线总是起始于正电荷（或来自于无穷远），终止于负电荷（或终止于无穷远），不是闭合曲线；不会在没有电荷的地方中断。
● 任何两条电场线都不能相交。
浙江农林大学静电场中的导体和电介质有介质时的高斯定理习题
四解答题1、如图所示，一导体球半径为&，外罩一半径为冬的同心薄导体球壳，外球壳所带总电荷 为0,而内球的电势为匕，求导体球和球壳之间的电势差 ___________ （填写A 、B. C 或D. 从下而的选项中选取）°答案：A 解设导体球所带电荷为因静电平衡，电荷q 分布在导体球的外表面。
这样一来，就可以把体系看成是两个半径分别为&和电荷分别为q 和Q 的带电球壳。
由电势叠加原理，导体球的电势为一^―+ — = %解出4亦°7?] 4亦（）尺2q = 4亦店岭）因此 导体球和球壳之间的电势差为久，=%-仝0=（1-色||匕——0-4码）忌 R?人 4亦。
/?2丿2、如图所示，在一半径为/?i=6.0cm 的金属球A 外而套有一个同心的金属球壳B 。
已知球 壳内，夕卜半径分别为/?2=8.0cnn /?3=10.0cnio 设A 球带有总电^Q A =3x\0^C 9球壳B带有总电量0〃=2xlO*C 。
（1）求球壳B 内表而上带有的电量 ___________ 外表而上带有的 电屋 ________ 以及球A 的电势 _______ 球壳B 的电势 _______A. 5xlO 」CB. -3xlO^C C 、5.6xlO 3VD 、4.5xlO 3V 答案：B, A, C, D（2）将球壳B 接地然后断开，再把球A 接地。
求球A 带有的电量 _______ 球壳B 内表而上带有的电量 ________ 外表面上带有的电量 ________ 以及球A 的电势和球壳B 的电势 ______ o1 / 21 A 、B 、A —Q 1 <心丿1 4碣鸟丿R 2L 4矶尼丿 C. V oQ D 、 岭Q 4矶R? < 4碣尼丿A. -3xlO^C B 、2.1xlO^C C 、—2・lxlO*CD 、-0.9xl0^CE 、8.1xlO 2VF 、0答案：B, C, D, F, E解（l ）由高斯泄理可知，B 球壳内表而带的电量等于金属球A 带的电量Qi 的负值，即 缢=-2=-3"0弋因电荷守恒，则B 球壳外表面所带电量为Q Bcxt =Q R + Q A =5xlO-8C= 9.0X 10^X (^ + ^122 + ^)=5.6X 10V 0.06 0.08 0.10球壳B 的电势为^=_L^L = 9.0X 1094亦o 尺3 （2）球壳B 接地后电势（p B =0 ,因此Q^{ = 0 o B 接地断开后总电量变为 Q B =Q B ：M =-3xlO-8Co 然后球A 接地，则吩=°。
大学物理复习题
图1-9 1-9(1-121、静电场的高斯定理描述了它是 场。
2、在点电荷+q 的电场中，若取图1-2中P 点处电势为零点，则M 点的电势为: 。
3、如图1-3电路中两个电容器1和2，串联以后接上电动势恒定的电源充电。
在电源保持联接的情况下，若把电介质充入电容器2中，则电容器1上的电势差 电容器1极板上的电量 ；电容器2上的电势差 电容器2极板上的电量 。
（填增大、减小、不变） 5、载有电流为I 的无限长导线，弯成如图1-5所示形状，其中有一部分为半径为R 的半圆弧，则其圆心O 点的磁感应强度的大小为 ，方向为 。
6、闭合导体回路电阻R =5 ，回路所包围面积为0.08m 2，均匀磁场垂直于线圈平面。
欲使电路中有一稳定的感应电流i = 0.08 A ，则磁感应强度的变化率为：d B /d t = T/s 。
7、产生动生电动势和感生电动势的非静电力分别为 、 。
8、磁场能量密度为： ，电场能量密度为： 。
一个电容器加了电压之后储存的电场的能量为： 。
一个自感回路，其中通有电流时，其周围空间磁场的能量为： 。
9、如图1-9，一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面，而且处在两导线的中央，如图(1-9)所示。
(1)两电流同向且随时间均匀增大时，线圈中有无感应电流 。
(2)两电流反向且随时间均匀增大时，线圈中有无感应电流 。
10、真空中两只长直螺线管1和2，长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比d 1/d 2 =1/2，当它们通以相同电流时，两螺线管贮存的磁能之比为W 1/W 2= 。
11、杨氏双缝干涉实验时，用红光和绿光分别做实验时，红光的干涉条纹间距比绿光图1-3图1-5 图1-2的 。
（填：宽 或 窄）。
12、获得相干光常用的方法有两种是： ， 。
13、波长为 的单色光垂直照射到宽a 的单缝上，单缝后面放置一个凸透镜， 在凸透镜的焦平面上放置一个屏幕，用以观测衍射条纹，今测得屏幕上中央明条纹两侧第二级暗纹之间的距离为 d ，则透镜的焦距 f 为： 。
第11章(高斯定理及安培环路定理)习题答案
ò ×
S
ò
S
= 0． ”这个推理正确吗? [ B 不一定要等于零 ] 答：不正确， B d S 各自有不同的方向，B 不一定要等于零 116 如图，在一圆形电流 I 所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路 L，则由安培 环路定理可知 (A) (B) I L O 思考题 116 图
q 1 1 ( - ) ] 4 pe 0 r R
解；
U 1 =
q 4 peo r
+
Q 4 peo R
U 2 =
q + Q 4 peo R
U1-U2 =
q 1 1 ( - ) 4 pe 0 r R
117 [
已 知 某 静 电 场 的 电 势 分 布 为 U ＝ 8x ＋ 12x2 y － 20y2 (SI) ， 求 场 强 分 布 E .
B r r U C = U C - U B = ò E × d l = C
ò 4 pe r
o
2
115 两块面积均为 S 的金属平板 A 和 B 彼此平行放置，板间距离为 d（d 远小于板的 线度） ， 设 A 板带有电荷 q1， B 板带有电荷 q2， 求 AB 两板间的电势差 UAB. [
（1）dq =
q dl 2 L
U = ò dU = ò
dq q q x + L = ò dl = ln 4pe o ( x - l ) 4pe o 2 L ( x - l ) 8pL e o x - L
（2）E= -
¶u q 1 1 1 q r = ( ) = i 2 ¶x 8p L e o x - L x + L 4 pe 0 x 2 - L
习题09 电场线 电通量 真空中的高斯定理
一、选择题1．关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是（ ）。
（A ）如果高斯面上E处处为零，则该面内必无电荷。
（B ）如果高斯面内无电荷，则高斯面上E 处处为零。
（C ）如果高斯面上E 处处不为零，则高斯面内必有电荷。
（D ）如果高斯面内有净电荷，则通过高斯面的电通量必不为零。
2．如右图所示，闭合面S 内有一点电荷q ，P 点为S 面上一点，在S 面外A 点处有一点电荷q ′，若将q ′移至B 点，则（ ）。
（A ）S 面的总电通量改变，P 点的场强不变。
（B ）S 面的总电通量不变，P 点的场强改变。
（C ）S 面的总电通量和P 点的场强都不改变（D ）S 面的总电通量和P 点的场强都改变3．如右图所示，半径为R 1的均匀带电球面1，带电量为Q 1，其外有一同心的半径为R 2的均匀带电球面2，带电量为Q 2，则离球心为r （R 1< r <R 2）处的某点P 的场强为（ ）。
（A ）r r Q E 2014πε= （B ）r rQ Q E 20214πε+= （C ）r r Q E 3014πε= （D ）r r Q Q E 30214πε+= 二、填空题1．如右图所示，三个平行的“无限大”均匀带电平面，其电荷面密度都是+σ，则A 、B 、C 、D 四个区域的电场强度分别为：A E = ，B E = ，C E = ，DE = ，（设方向向右为正）。
2．带电量分别为1q 和2q 的两个点电荷单独在空间各点建立的静电场分别为1E 和2E ，空间各点总场强为21E E E +=。
现在作一封闭曲面S ，如下图所示，则以下两式可分别求出通过S 的电通量：3．（1）点电荷q 位于一个边长为a 的立方体中心，试求在该点电荷电场中穿过立方体一面的电通量是 。
（2）如果将该场源点电荷移到立方体的的一个角上，这时通过立方体各面的电通量是 ； 。
一 D B C二 1. 032A E σε=-，02B E σε=-02C E σε=032D E σε= 2.10q ε，20q ε 3，06q ε，024q ε，0三 计算题1．解：薄板可近似为带电面分析知，场强分布是面对称的，因而建立如图所示的关于薄板面对称的柱形高斯面，两个底面分别为S 1和S 2。
(整理)浙江省大学物理试题库302-静电场的高斯定理
题号：30232014
分值：2分
难度系数等级：2
一闭合面包围着一个电偶极子，则通过此闭合面的电场强度通量 _________________。
答案：
题号：30232015
分值：2分
难度系数等级：2
一点电荷 处在球形高斯面的中心，当将另一个点电荷置于高斯球面外附近时，穿过此高斯面的 通量是否会发生变化？_________________。
如图所示,真空中有两个点电荷,带电量分别为 和 ,相距 。若以负电荷所在处 点为中心,以 为半径作高斯球面 ,则通过该球面的电场强度通量 。
答案：
题号：30233005
分值：2分
难度系数等级：3
一均匀静电场，电场强度 ，则电场通过阴影表面的电场强度通量是______（正方体边长为 ）。
答案：
题号：30233006
答案：
题号：30233020
分值：2分
难度系数等级：3
一均匀带电球面，半径是 ，电荷面密度为 。球面上面元 带有 的电荷，该电荷在球心处产生的电场强度为____________。
答案：
四计算题
题号：30242001
分值：10分
难度系数等级：2
一边长为 的立方体置于直角坐标系中，如图所示。现空间中有一非均匀电场 ， 、 为常量，求：电场对立方体各表面的电场强度通量。
； ； ； 。〔〕
答案：
题号：30211011
分值：3分
难度系数等级：1
一点电荷，放在球形高斯面的中心处。下列哪一种情况，通过高斯面的电场强度通量发生变化：
将另一点电荷放在高斯面外； 将另一点电荷放进高斯面内；
将球心处的点电荷移开，但仍在高斯面内； 将高斯面半径缩小。
6.3静电场的高斯定理
6.3.4 高斯定理的应用 6—3 静电场的高斯定理
用高斯定理求解的静电场必须具有一定的对称性 用高斯定理直接求场强的条件：
其步骤为： 对称性分析； 根据对称性选择合适的高斯面； 应用高斯定理计算.
6.3.4 高斯定理的应用 例题-2 试求均匀带(正)电球壳内外的场强。设球壳带 的总电荷量为q,半径为R。
6.3.4 高斯定理的应用 例题-3 求均匀带(正)电球体内外的场强。电荷量 均 匀地分布在半径为R的球体内。
6.3.4 高斯定理的应用 例题-1: 求均匀带正电的无限长细棒的场强.棒上电 荷的线密度为λ .
6.3.4 高斯定理的应用 6—3 静电场的高斯定理 例题-4 半径为R,无限长均匀带电直圆柱体，电荷体 密度为ρ，求其内外的电场。
+
6.3.1 静电场的电场线
一对不等量异号点电荷的电场线
2q
q
6.3.1 静电场的电场线
6.3.1 静电场的电场线
点电荷与带电平板所形成的电场
6.3.1 静电场的电场线 电场线特性：
6—3 静电场的高斯定理
1）始于正电荷,止于负电荷(或来自无穷远,去向无穷远)，
说明电场的有源性。
2）电场线不相交、不闭合。 3） 曲线上每一点切线方向为该点电场方向。 4） 电场线的疏密程度反映该点电场强度的大小.
点电荷在封闭曲面之外
E dS 0
S
6.3.3 高斯定理 6—3 静电场的高斯定理
由多个点电荷产生的电场
E E1 E2
Φe E dS
S
q1
Ei dS
q2
E
dS
S
Ei dS
静电场复习题(包含答案)
______________________________________________________________________________________________________________精品资料练习一 库仑定律 电场强度σ，球面内电场强度处处为零(原因是场强叠加原理)，球面上面元d S 的一个电量为σd S 的电荷元在球面内各点产生的电场强度(C)(面元相当于点电荷)(A) 电荷电量大,受的电场力可能小； (B) 电荷电量小,受的电场力可能大；(C) 电场为零的点,任何点电荷在此受的电场力为零； (D) 电荷在某点受的电场力与该点电场方向一致.边长为a 的正方形的四个顶点上放置如图2.1所示的点电荷,则中心O 处场强(C) (用点电荷的场强叠加原理计算，注意是矢量叠加，有方向性)(A) 大小为零.(B) 大小为q/(2πε0a 2), 方向沿x 轴正向.图2.12(C) 大小为()2022a q πε, 方向沿y 轴正向. (D) 大小为()2022a q πε, 方向沿y 轴负向.二、填空题1.4所示,带电量均为+q 的两个点电荷,分别位于x的+a 和－a 位置.则y 轴上各点场强表达式 为E = ,场强最大值的位置在y = .( 2qy j /[4πε0 (a 2+y 2)3/2] , ±a/21/2.) (也是用点电荷的场强叠加原理计算)三、计算题1．用绝缘细线弯成的半圆环,半径为R ，其上均匀地带有正点荷Q , 试求圆心O 处的电场强度. (此题的计算尽量掌握，涉及连续带电体的电场强度计算，可与书上总结部分的例子进行比较对应)解. 取园弧微元 d q=λd l=[Q/(πR )]R d θ=Q d θ/πd E =d q/(4πε0r 2)=Q d θ/(4π2ε0R 2) d E x =d E cos(θ+π)=－d E cos θ d E y =d E sin(θ+π)=－d E sin θ E x =()⎰⎰-=2/32/2024d cos d ππεπθθR Q E x =Q/(2π2ε0R 2)E y =⎰d E y ()⎰-2/32/2024d sin ππεπθθR Q =0图1.4______________________________________________________________________________________________________________精品资料故 E=E x =()2022R Q επ方向沿x 轴正向.练习二 高斯定理一、选择题如图3.1所示.有一电场强度E 平行于x 轴正向的均匀电场，则通过图中一半径为R 的半球面的电场强度通量为(D)(此题注意场强的方向，联系场线穿入与穿出)(A) πR 2E . (B) πR 2E /2 . (C) 2πR2E . (D) 0 . 关于高斯定理，以下说法正确的是：(A)(A) 高斯定理是普遍适用的,但用它计算电场强度时要求电荷分布具有某种对称性;(实际是要求场具有对称性)(B) 高斯定理对非对称性的电场是不正确的;(C) 高斯定理一定可以用于计算电荷分布具有对称性的电场的电场强度;(D) 高斯定理一定不可以用于计算非对称性电荷分布的电场的电场强度.3.3所示为一球对称性静电场的E ~ r 关系曲线，请指出该电场是由哪种带电体产生的(E 表示电场强度的大小，r 表示离对称中心的距离) . (C) (如果是均匀带电球体，其E ~ r 又该如何画)图3.1图3.34(A) 点电荷.(B) 半径为R 的均匀带电球体. (C) 半径为R 的均匀带电球面.(D) 内外半径分别为r 和R 的同心均匀带球壳.如图3.4所示，一个带电量为q 的点电荷位于一边长为l 的 正方形abcd 的中心线上，q 距正方形l/2(这一点很关键),则 通过该正方形的电场强度通量大小等于： (B) (要学会如何化解，考查对高斯定理通量的理解 (A)02εq . (B) 06εq .(C) 012εq .(D) 024εq .3.5, 两块“无限大”的带电平行平板，其电荷面密度分别为-σ (σ > 0 )及2σ.试写出各区域的电场强度.Ⅰ区E 的大小 ，方向 . Ⅱ区E 的大小 ，方向 . Ⅲ区E 的大小 ，方向 .σ/(2ε0),向左;3σ/(2ε0),向左;σ/(2ε0),向右.(考查对连续带电体场强叠加原理的理解。
(整理)浙江农林大学静电场的高斯定理习题
四、计算题1、 两个无限大的平行平面都均匀带电，电荷的面密度分别为1σ和2σ，试求空间各处场两面间 , 1σ面外 , 2σ面外 . （填写A 、B 、C 或D ，从下面的选项中选取）A 、n E )(21210σσε-=B 、1201()E n σσε=+C 、n E)(21210σσε+-= D 、n E)(21210σσε+= 答案：A ，C ，D解: 如图所示，两带电平面均匀带电，电荷面密度分别为1σ与2σ，两面间， n E)(21210σσε-=1σ面外， n E)(21210σσε+-= 2σ面外， n E)(21210σσε+=n：垂直于两平面由1σ面指为2σ面．2、一无限长带电直线,电荷线密度为λ,傍边有长为a , 宽为b 的一矩形平面, 矩形平面中心线形平面电通量的大小.. （填写A 、B 、C 或D A 、()0arctan 22a b c λπε⎡⎤⎣⎦ B 、()0arctan 2a b c λπε⎡⎤⎣⎦ C 、()0arctan 24a b c λπε⎡⎤⎣⎦D 、()02arctan 2a b c λπε⎡⎤⎣⎦ 答案：B λ解：取窄条面元adx ds =,该处电场强度为rE 02πελ=过面元的电通量为()220022cos xc acdxadx r s d E d e +=⨯=⋅=Φπελπεθλ ()⎰⎰-+=Φ=Φ2/2/2202b b e e xc acdxd πελ2/2/0arctan 12b b cxc ac -⋅=πελ()[]02arctan πελc b a =3、 如图所示，在x －y 平面内有与y 轴平行、位于x＝a / 2和x ＝-a / 2处的两条“无限长”平行的均匀带电细线，电荷线密度分别为＋λ和－λ．求z 轴上任一点的电场强度．. . （填写A 、B 、C 或D ，从下面的选项中选取）A 、()2204a i a z λπε-+B 、()22024a i a z λπε-+ C 、()22024a i a z λπε-+ D 、()22044a i a z λπε-+ 答案：C解：过z 轴上任一点(0 , 0 , z )分别以两条带电细线为轴作单位长度的圆柱形高斯面，如图所示．按高斯定理求出两带电直线分别在该处产生的场强大小为 ()r E 02/ελπ=± 场强方向如图所示． 按场强叠加原理，该处合场强的大小为r a r E E 2/c o s 20⋅π==+ελθ ()22042z a a +π=ελ方向如图所示． 或用矢量表示 ()iz a a E 22042+π-=ελ4、均匀带电球壳内半径6cm ，外半径10cm ，电荷体密度为2×510-C·m -3求距球心5cm 的场强 ，8cm 的场强 ,12cm 的场强 . （填写A 、B 、C 或D ，从下面的选项中选取）．A 、43.4810⨯1C N -⋅， 方向沿半径向外 B 、44.1010⨯1C N -⋅ ,沿半径向外C 、44.1010⨯1C N -⋅,方向沿半径向外D 、 0 答案： D, A ，B解: 高斯定理0d ε∑⎰=⋅qS E s,02π4ε∑=q r E当5=r cm 时，0=∑q ,0=E8=r cm 时，∑q 3π4p=3(r )3内r - ∴ ()2023π43π4rr r E ερ内-=41048.3⨯≈1C N -⋅， 方向沿半径向外． 12=r cm 时,3π4∑=ρq -3(外r ）内3r ∴ ()420331010.4π43π4⨯≈-=rr r E ερ内外 1C N -⋅ 沿半径向外.5、有两个半径分别为1R 、2R 的同心球壳，带电分别为1Q 、2Q ，试求空间电场分布。
静电场的高斯定理
r
E1
dS
S
E1 4
r
2
R
面内电量 qi 0
用高斯定理求解：
E1 4 r2 0 E1 0
E
高斯面
44
2） r R
Φe S E2 dS
r
E2
dS
S
E2
4
r2
qi q
E2 4r 2 q 0
E
E2
q
40r 2
q
40 R2
O
R
E
1 r2
r
45
例题 求均匀带电球体的电场。（已知 q、R）
复习
库仑定律
F12
1 4πε0
q1q2 r122
e12
电场强度
F
E
q0
电场强度的计算
（1）点电荷的场强
E
1 4πε0
q r2
r0
(2) 场强叠加原理
E E1 E2 En
1
(3) 电荷连续分布的带电体的电场
E
dE
(q)
dq (q)4πε0r 2
r0
电荷分布
dq ρdV (体 分 布) dq σdS (面 分 布)
其余三个面上直接计算困难
考虑用 8 个这样的立方体 将点电荷拥在中心
其外表面上的通量为
Φ'e
E
S
由对称性
dS
q
03
e 24
q
0
•
39
4. 高 斯 定 理 的 应 用
Applications of Gauss’ Law
Φe
E dS
1
S
ε0
qi (内)
高斯定理的一个重要应用是：计算带电体
§8.3 静电场的高斯定理
1§8.3 静电场的高斯定理1、已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和∑q ＝0，则可肯定： ［ ］(A) 高斯面上各点场强均为零．(B) 穿过高斯面上每一面元的电场强度通量均为零．(C) 穿过整个高斯面的电场强度通量为零(D) 以上说法都不对．2、由高斯定理01E ds q ε⋅=∫∫v v Ò，可以说明以下哪点？[ ](A) 通过闭合曲面的总通量仅由面内电荷决定；(B) 通过闭合曲面的总通量为正时，面内电荷一定没有负电荷；(C) 闭合曲面上各点的场强仅由面内电荷决定；(D) 闭合曲面上各点的场强为零时，面内电荷一定没有负电荷。
3、由高斯定理01E ds q ε⋅=∫∫v v Ò，可以说明以下哪点？[ ](A) 通过闭合曲面的总通量仅由面内电荷决定；(B) 闭合曲面上各点的场强仅由面内电荷决定；(C) 通过闭合曲面的总通量为零时，面内必没有电荷；(D) 通过闭合曲面的总通量为零时，面上各点的场强必为零。
4、一点电荷，放在球形高斯面的中心处．下列哪一种情况，通过高斯面的电场强度通量发生变化： ［ ］(A) 将另一点电荷放在高斯面外．(B) 将另一点电荷放进高斯面内．(C) 将球心处的点电荷移开，但仍在高斯面内．(D) 将高斯面半径缩小．5、在点电荷＋q 和－q 的静电场中，作出如图所示的三个闭合面S 1、S 2、S 3，则通过这些闭合面的电通量分别是：Φ1＝______，Φ2＝________，Φ3＝________．6、如图，点电荷q 和－q 被包围在高斯面S 内，则通过 该高斯面的电通量∫∫•s d E r r ＝_____________。
7、如图所示，一个电荷为q 的点电荷位于立方体的A 角通过侧面abcd 的电场强度通量等于：［ ］ (A) 06εq ． (B) 012εq ． (C) 024εq ． (D) 048εq ． 1232(14)计算题8、在空间有一非均匀电场，其电力线分布如图示，在电场中作一半径为R 的闭合球面S ，已知通过球面上某一面元S ∆的电场强度通量为e ∆Φ，则通过该球面其余部分的电场强度通量为：【 】(A) e ∆Φ−； (B) e 2SR 4∆Φ∆π； (C) e 2SS R 4∆Φ∆∆π−； (D) 0。
高斯定理例题
A 2 0
A 2ε
(
Q 4 0
Aa
2
2 0
)
1 r
2
E
0
8、图示为一个均匀带电球层，其电荷体密度为，球壳内半径 为Ｒ１，外半径为Ｒ２，为零点。求球内外电场分布。 解：以o为圆心，半径 r作一 球面为高斯面，则利用ＧＳ 定理与场分 布具有球对称性 的特点可得
2 E d S E 4 r
S
dV
0
3
(1)
0
r
S
r R1 3 0r
2
3
3
R1 r R2
E
R2 R1 3 0r
2
3
r R2
E 0
r R1
9、如图，求空腔内任一点Ｐ的场强。 解：求空腔内任一点场强， 挖 去体密度为的小球，相 当于不挖，而在同一位置处， 放一体密度为- 的小球产生 的场强的迭加。 ρ
2 ES
1 2
kSa
2
E
1 4 0
a
ka
2
(2) x<a
S
E dS E1 S E ( x ) S
q
0
2
q
x
0
kxSdx
1 2
x
kSx
2
E1 S
0
x
E( x)
E1 S E ( x ) S
1
E( x)
2 0 1 2 kx E1 2 0
(1) 平板外空间的场强为均匀电场,大小为
(2) 平板内 x
2 2 a
ka
2
静电场中的高斯定理
静电场中的高斯定理： 【2 】高斯定理是静电学中的一个主要定理, 它反应了静电场的一个根本性质, 即静电场是有源场, 其源等于电荷.可表述为: 在静电场中, 经由过程随意率性闭合曲面的电通量, 等于该闭合曲面所包围的电荷的代数和的1/ε倍, 与闭合曲面外的电荷无关.表达式为01()1/ni i S E ds q φε==•=∑⎰⎰ （1）高斯定理是用来求场强 E 散布, 定理中, S 是随意率性曲面, 因为数学程度的限制, 要由高斯定理盘算出E,则对由场的散布有必定的请求, 即电荷散布具有严厉的对称性( 若电荷散布不对称性即不是平均的, 引起电场散布不对称, 不能从高斯定理求空间场强散布,高斯定应当然仍是成立的) , 因为电荷散布的对称性导致场强散布的对称性, 场强散布的对称性应包括大小和偏向两个方面.典范情形有三种:1) 球对称性, 如点电荷, 平均带电球面或球体等;2) 轴对称性, 如无穷长平均带电直线, 无穷长平均带电圆柱或圆柱面, 无穷长平均带电同轴圆柱面3) 面临称性, 如平均带电无穷大平面或平板,或者若干平均带电无穷大平行平面.依据高斯定理盘算场强时, 必须先依据电荷散布的对称性, 剖析场强散布的对称性; 再恰当拔取无厚度的几何面作为高斯面.拔取的原则是:○1待求场强的场点必须在高斯面上;○2使高斯面的各个部分或者与E 垂直, 或者E 平行;○3与E 垂直的那部分高斯面上各点的场强应相等;○4高斯面的外形应是最简略的几何面.最后由高斯定理求出场强.高斯定理解释的是经由过程闭合曲面的电通量与闭合 曲面所包围的所有电荷的代数和之间的关系, 即闭合曲面的总场强E 的电通量只与曲面所包围的电荷有关, 但与曲面内电荷的散布无关.但闭合曲面上的电场强度倒是与曲面表里所有电荷相接洽的,是配合激发的成果.下面举一些例子来说静电场中高定理的运用：例1：一半径为R 的带电球体,其电荷体密度散布为()Ar r R ρ=≤,0()r R ρ=>,A 为大于零的常量.试求球体表里的场强散布及其偏向.解：在球内取半径为r .厚为d r 的薄球壳,该壳内所包含的电荷为23d d 4d 4d q V Ar r r Ar r ρ==⋅π=π在径为r 的球面内包含的总电荷为430d 4d Ar r r A V q V rππρ==⋅=⎰⎰⎰⎰()r R ≤ 以该球面为高斯面,按高斯定理有0421/4εAr r E π=π⋅得到()0214/εAr E =,(r ≤R )偏向沿径向向外在球体外作一半径为r 的齐心高斯球面,按高斯定理有0422/4εAR r E π=π⋅得到()20424/r AR E ε=,()r R >偏向沿径向向外例题2:有两个齐心的平均带电球面,半径分离为1R .2R )(21R R <,若大球面的面电荷密度为σ,且大球面外的电场强度为零,求：（1）小球面上的面电荷密度;（2）大球面内各点的电场强度.解:（1）设小球面上的电荷密度为σ',在大球面外作齐心的球面为高斯面,由高斯定理： 0'1220int 4'4d επσπσεR R q S E S ⋅+⋅==⋅⎰⎰ ∵大球面外0=E ∴2221440R R σπσπ'⋅+⋅=解得： 221()R R σσ'=- （2） 大球面内各点的场强两个平均带电球面场强的迭加:内部场强为零,外部相当点电荷在1r R <区域：00021=+=+=E E E在12R r R <<区域：2112204'04R E E E r πσπε=+=+=220⎪⎭⎫ ⎝⎛-r R εσ 2 对高斯定理的几点解释高斯定理是电磁学中的主要定理之一.其数学表达式为01()1/ni i S E ds q φε==•=∑⎰⎰ 它表示经由过程闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内电荷代数和的01ε倍.。
静电场的高斯定理复习题
1.关于高斯定理的理解有下 面几种说法，其中正确的是： ( A) 如果高斯面上 E 处处为零，则该面内 必无电荷； (B) 如果高斯面内无 电荷，则高斯面上 E 处处为零； (C ) 如果高斯面上 E 处处不为零，则高斯面内必有电荷； (D) 如果高斯面内有净电荷，则通过高斯面的电场强度通量必不为零。
(C) 1 Eac 2 Ec a2 b2 3 Ebc ； (D) 1 Eac 2 Ec a2 b2 3 Ebc 。
Cz B
Ac
xAaO
b E
y B
的法线向 则
〔
〕
答案： (B)
4.已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和 qi 0 ，则可肯定：
( A) 高斯面上各点场强均为零。
(B) 穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。
S
2
与平面法线的夹角为
(q
• •
)q，则通过该
1 2 3q
平面的电场强度通量的数值e ________________。
4
答案：| E | S cos
7.有一个球形的橡皮膜气球，电荷 q 均匀地分布在球面上，在此气球被吹大的过程中，被气球表面掠
过的点(该点与球中心距离为 r)，其电场强度的大小将由
〕
答案： (C)
二 填空题
1.如图所示，在场强为 E 的均匀电场中取一半球面，其半径为 R ，电场强度的方向与 E
半球面的对称轴平行。则通过这个半球面的电通量为
。
答案： E R2
2.如图所示，在场强为 E 的均匀电场中取一半球面，其半径为 R ，电场强度的
与半球面的对称轴垂直。则通过这个半球面的电通量为
。
答案： 0
y E 方向 Ox
浙江省大学物理试题库302-静电场的高斯定理
题号：30224003
分值：2分
难度系数等级4
一点电荷 处在球形高斯面的中心，当将另一个点电荷置于高斯球面外附近，此高斯面上任意点的电场强度是发生变化，但通过此高斯面的电通量不变化。
答案：对
题号：30222004
分值：2分
难度系数等级：2
对于两个相距较近的均匀带电球体所产生的电场，可以用高斯定律求出它的场强分布。
答案：
题号：30233020
分值：2分
难度系数等级：3
一均匀带电球面，半径是 ，电荷面密度为 。球面上面元 带有 的电荷，该电荷在球心处产生的电场强度为____________。
答案：
四计算题
题号：30242001
分值：10分
难度系数等级：2
一边长为 的立方体置于直角坐标系中，如图所示。现空间中有一非均匀电场 ， 、 为常量，求：电场对立方体各表面的电场强度通量。
题号：30212009
分值：3分
难度系数等级：2
半径为R的均匀带电球体的静电场中各点的电场强度的大小 与距球心的距离 的关系曲线为：
〔〕
答案：
题号：30213010
分值：3分
难度系数等级：3
如图所示，两个“无限长”的共轴圆柱面，半径分别为 和 ，其上均匀带电，沿轴线方向单位长度上的带电量分别为 和 ，则在两圆柱面之间、距离轴线为 的 点处的场强大小 为：
〔〕
答案：
题号：30212013
分值：3分
难度系数等级：2
若穿过球形高斯面的电强度通量为零，则
高斯面内一定无电荷； 高斯面内无电荷或正负电荷的代数和为零；
高斯面上场强一定处处为零； 以上说法均不正确。〔〕
答案：
静电场的高斯定理复习题
－ 选择题1.关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是：()A 如果高斯面上E处处为零，则该面内必无电荷；()B 如果高斯面内无电荷，则高斯面上E处处为零；()C 如果高斯面上E处处不为零，则高斯面内必有电荷；()D 如果高斯面内有净电荷，则通过高斯面的电场强度通量必不为零。
〔 〕 答案：()D2.如在边长为a 的正立方体中心有一个电量为q 的点电荷，则通过该立方体任一面的电场强度通量为()A 0/q ； ()B 0/2q ； ()C 0/4q ； ()D 0/6q 。
〔 〕答案：()D3.在电场强度为E Ej v v的匀强电场中，有一如图所示的三棱柱，取表面的法线向外，设过面AA'CO ，面B'BOC ，面ABB'A'的电通量为1 ，2 ，3 ，则()A 1230Ebc Ebc ； ()B 1230Eac Eac ；()C 22123Eac Ec a b Ebc ；()D 22123Eac Ec a b Ebc 。
〔 〕答案：()B4.已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和0iq，则可肯定：()A 高斯面上各点场强均为零。
()B 穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。
()C 穿过整个高斯面的电通量为零。
()D 以上说法都不对。
〔 〕答案：()C5.有两个点电荷电量都是q ，相距为2a ，今以左边的点电荷所在处为球心，以a 为半径作一球形高斯面。
在球面上取两块相等的小面积1S 和2S ，其位置如图所示。
设通过1S 和2S 的电场强度通量分别为1 和2 ，通过整个球面的电场强度通量为 ，则 ()A 120,/q ；()B 120,2/q ； ()C 120,/q ；()D 120,/q 。
〔 〕 答案：()D6.一点电荷，放在球形高斯面的中心处。
下列哪一种情况，通过高斯面的电场强度通量发生变化： ()A 将另一点电荷放在高斯面外； ()B 将另一点电荷放进高斯面内； ()C 将球心处的点电荷移开，但仍在高斯面内； ()D 将高斯面半径缩小。
(完整word版)大学物理静电场试题库
真空中的静电场 一、选择题1、下列关于高斯定理的说法正确的是（A ） A 如果高斯面上E 处处为零，则面内未必无电荷。
B 如果高斯面上E 处处不为零，则面内必有静电荷。
C 如果高斯面内无电荷，则高斯面上E 处处为零。
D 如果高斯面内有净电荷，则高斯面上E 处处不为零。
2、以下说法哪一种是正确的（B ）A 电场中某点电场强度的方向，就是试验电荷在该点所受的电场力方向B 电场中某点电场强度的方向可由0q FE 确定，其中0q 为试验电荷的电荷量，0q可正可负，F 为试验电荷所受的电场力C 在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的电场强度处处相同D 以上说法都不正确3、如图所示，有两个电2、 下列说法正确的是（D ）A 电场强度为零处，电势一定为零。
电势为零处，电场强度一定为零。
B 电势较高处电场强度一定较大，电场强度较小处电势一定较低。
C 带正电的物体电势一定为正，带负电的物体电势一定为负。
D 静电场中任一导体上电势一定处处相等。
3、点电荷q 位于金属球壳中心，球壳内外半径分别为21,R R ,所带静电荷为零B A ,为球壳内外两点，试判断下列说法的正误（C ）A 移去球壳，B 点电场强度变大 B 移去球壳，A 点电场强度变大C 移去球壳，A 点电势升高D 移去球壳，B 点电势升高4、下列说法正确的是（D ）A 场强相等的区域，电势也处处相等B 场强为零处，电势也一定为零C 电势为零处，场强也一定为零D 场强大处，电势不一定高5、如图所示，一个点电荷q 位于立方体一顶点A 上，则通过abcd 面上的电通量为（C ） A 06q ε B 012q ε C 024q ε D 036qε6、如图所示，在电场强度E 的均匀电场中，有一半径为R 的半球面，场强E 的方向与半球面的对称抽平行，穿过此半球面的电通量为（C ） A E R 22π B E R 22π C E R 2π DE R 221π7、如图所示两块无限大的铅直平行平面A 和B ，均匀带电，其电荷密度均为）（20-•〉m C σσ，在如图所示的c b a 、、三处的电场强度分别为（D ） A 0,,00,εσ B 0,2,00,εσ C 000,,2εσεσεσ D 00,0,εσεσ8、如图所示为一具有球对称性分布的静电场的E ～r 关系曲线．请指出该静电场是由下列哪种带电体产生的．（B ）A 半径为R 的均匀带电球面．B 半径为R 的均匀带电球体．C 半径为R 的、电荷体密度为Ar =ρ（A 为常数）的非均匀带电球体D 半径为R 的、电荷体密度为r A /=ρ（A 为常数）的非均匀带电球体 9、设无穷远处电势为零，则半径为R 的均匀带电球体产生的电场的电势分布规律为(图中的0U 和b 皆为常量)：(C)10、如图所示，在半径为R 的“无限长”均匀带电圆筒的静电场中，各点的电场强度E 的大小与距轴线的距离r 关系曲线为（A ）da bc qA11、下列说法正确的是（ D ）（A ）闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷（B ）闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零 （C ）闭合曲面的电通量为零时，曲面上各点的电场强度必定为零。
静电场的高斯定理复习题
－ 选择题1.关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是：()A 如果高斯面上E处处为零，则该面内必无电荷；()B 如果高斯面内无电荷，则高斯面上E处处为零；()C 如果高斯面上E处处不为零，则高斯面内必有电荷；()D 如果高斯面内有净电荷，则通过高斯面的电场强度通量必不为零。
〔 〕 答案：()D2.如在边长为a 的正立方体中心有一个电量为q 的点电荷，则通过该立方体任一面的电场强度通量为()A 0/q ε ；()B 0/2q ε； ()C 0/4q ε； ()D 0/6q ε。
〔 〕 答案：()D3.在电场强度为E Ej =的匀强电场中，有一如图所示的三棱柱，取表面的法线向外，设过面AA'CO ，面B'BOC ，面ABB'A'的电通量为1φ，2φ，3φ，则 ()A 1230Ebc Ebc φφφ===； ()B 1230Eac Eac φφφ=-==； ()C123Eac Ebc φφφ=-=-=-；()D123Eac Ebc φφφ===。
〔 〕答案：()B4.已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和0i q =∑()A()B()C()D〔 〕 答案：()C5.有两个点电荷电量都是q +，相距为2a ，今以左边的点电荷所在处为球心，以a 为半径作一球形高斯面。
在球面上取两块相等的小面积1S 和2S ，其位置如图所示。
设通过1S 和2S 的电场强度通量分别为1φ和2φ，通过整个球面的电场强度通量为φ，则()A 120,/q φφφε>=； ()B 120,2/q φφφε<=；()C 120,/q φφφε==； ()D 120,/q φφφε<=。
〔 〕 答案：()D6.一点电荷，放在球形高斯面的中心处。
下列哪一种情况，通过高斯面的电场强度通量发生变化：()A 将另一点电荷放在高斯面外； ()B 将另一点电荷放进高斯面内； ()C 将球心处的点电荷移开，但仍在高斯面内； ()D 将高斯面半径缩小。
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－选择题
1.关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是：
()A 如果高斯面上E
处处为零，则该面内必无电荷；
()B 如果高斯面内无电荷，则高斯面上E
处处为零；
()C 如果高斯面上E
处处不为零，则高斯面内必有电荷；
()D 如果高斯面内有净电荷，则通过高斯面的电场强度通量必不为零。
〔〕 答案：()D
2.
()A q
3.面的电通量为1φ，2φ，()A φ()B φ()C φ()D φ
4.
()
A ()
B
()
C ()
D 〔〕答案：()C
5.有两个点电荷电量都是q +，相距为2a ，今以左边的点电荷所在处为球心，以a 为半径作一球形高斯面。
在球面上取两块相等的小面积1S 和2S ，其位置如图所示。
设通过1S 和2S 的电场强度通量分别为1φ和2φ，通过整个球面的电场强度通量为φ，则
()A 120,/q φφφε>=；()B 120,2/q φφφε<=；
()C 120,/q φφφε==；()D 120,/q φφφε<=。
〔〕 q
S 2
答案：()D
6.一点电荷，放在球形高斯面的中心处。
下列哪一种情况，通过高斯面的电场强度通量发生变化：
()A 将另一点电荷放在高斯面外；()B 将另一点电荷放进高斯面内； ()C 将球心处的点电荷移开，但仍在高斯面内；()D 将高斯面半径缩小。
7.A q -()A ()B 小为()C ()D 〔〕8. ( (9.
(Q 60
ε ()C 穿过每一表面的电通量都等于
Q
30
ε；()D 穿过每一表面的电通量都等于0
24Q
ε 〔〕
答案：()D 10.高斯定理0
nt
i d ε∑⎰=
⋅q
S E S
()A 适用于任何静电场。
()B 只适用于真空中的静电场。
()C 只适用于具有球对称性、轴对称性和平面对称性的静电场。
()D 只适用于虽然不具有()C 中所述的对称性，但可以找到合适的高斯面的静电场。
〔〕 答案：()A
11.半径为R 的均匀带电球面，若其电荷面密度为σ，则在距离球面R 处的电场强度大小为：
()
A 0εσ
； ()B 02εσ；()C 0
4εσ； ()
D 0
8εσ。
〔〕
12.()A
()C 13.〔〕
1.
2.为R
3.反映静电场性质的高斯定理表明静电场是______场。
答案：有源场
4.如图所示,真空中有两个点电荷,带电量分别为Q 和Q -,相距2R 。
若以负电荷所在处O 点为中心,以R 为半径作高斯球面S ,则通过该球面的电场强度通量e Φ=。
答案：0/Q ε-
5.电荷1q 、2q 、3q 和4q 在真空中的分布如图所示,其中2q 是半径为R 的均匀带
电球体,S 为闭合曲面，则通过闭合曲面S 的电通量=⋅⎰⎰S S E
d 。
答案：120
()q q ε+
6.一面积为S 的平面，放在场强为E 的均匀电场中，已知E
与平面法线的夹角为)2
(π
θ<，则通过该平面的电场强度通
量的数值e Φ=________________。
答案：||cos E S θ
7.的过程中，被气球表面掠过的点8.为
R (为
9.周为边线的如图所示的任意曲面=⋅=⎰⎰S e S E Φ
d 。
10.E 垂直于以1S 、
2S 1和2Φ分别为和。
11.一点电荷q 处在球形高斯面的中心，当将另一个点电荷置于高斯球面外附近时，穿过此高斯面的E 通量是否会发生变化？_________________。
答案：不变化
12.一点电荷q 处在球形高斯面的中心，当将另一个点电荷置于高斯球面外附近时，此高斯面上任意点的电场强度是否会发生变化？________________。
答案：变化
13.把一个均匀带有电荷Q +的球形肥皂泡由半径1r 吹胀到2r ，则半径为R (12r R r <<）的高斯球面上任一点的场强大小E 是否变化：
∙q 1
∙q ∙q
S
q 2
________________。
答案：变化
14.一均匀带电球面，半径是R ，电荷面密度为σ。
球面上面元d S 带有d S σ的电荷，该电荷在球心处产生的电场强度为____________。
答案：
2
0d 4S
R
σπε 三计算题
1.一半径为R 的带电球体，其电荷体密度分布为()Ar r R ρ=≤，0()r R ρ=>，A 为大于零的常量。
试求球体内外的场强分布及其方向。
得到得到2.，答案而故：即：要使2
2a π3.有两个同心的均匀带电球面，半径分别为1R 、2R )(21R R <，若大球面的面
电荷密度为σ，且大球面外的电场强度为零，求：（1）小球面上的面电荷密度；（2）大球面内各点的电场强度。
答案:（1）设小球面上的电荷密度为σ'，在大球面外作同心的球面为高斯面，
由高斯定理：0
'
12
20int 4'4d επσπσεR R q S E S
⋅+⋅=
=⋅⎰⎰ ∵大球面外0=E
∴2221440R R σπσπ'⋅+⋅=
解得：221
()R
R σσ'=-
（2）大球面内各点的场强两个均匀带电球面场强的迭加:内部场强为零,外部相当点电荷
在1r R <区域：00021=+=+=E E E
在12R r R <<区域：21
2
4'
0R E E E πσ=+=+=2
2⎪⎫ ⎛-R σ
4.答案
5.
为
2ρ=答案当r 故：8r =∴()3
31204π34πr R E r
ρ
ε-=
41048.3⨯≈1C N -⋅，方向沿半径向外 12cm r =时,int 4π3
q ρ
=∑3
2(R -31R ） ∴()3
3214204π3 4.10104πR R E r
ρ
ε-=
≈⨯1C N -⋅沿半径向外.
6.两个均匀带电的同心球面，半径分别为1R 和2R ，带电量分别为1q 和2q 。
求（1）场强的分布；（2）当12q q q =-=时，场
强的分布。
答案:（1）选择高斯面：选与带电球面同心的球面作为高斯面。
当r 解得
当1R 解出
当r 解得（2。