练习6-0 静电场5

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6-0 教授教化基础请求68531

6-0 教授教化基础请求68531
物理学
第五版
6-0 教授教化基础请求68531
第六章 静电场中的导体和电介质
物理学
第五版
6-0 教学基本要求 6-1 静电场中的导体 6-2 静电场中的电介质 6-3 电位移 有介质时的高斯定理 6-4 电容 电容器 6-5 静电场的能量和能量密度
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第六章 静电场中的导体和电介质
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第六章 静电场中的导体和电介质
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第六章 静电场中的导体和电介质
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6-0 教学基本要求 三 掌握电容器的电容,能计算常见电容器的电容.
四 理解电场能量密度的概念,掌握电场能量的计算.
第六章 静电场中的导体和电介质
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物理学
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6-0 教学基本要求 6-1 静电场中的导体 6-2 静电场中的电介质 6-3 电位移 有介质时的高斯定理 6-4 电容 电容器 6-5 静电场的能量和能量密度
*6-6 电容器的充放电 *6-7 静电的应用
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第六0 教学基本要求
一 掌握静电平衡的条件,掌握导体处于静电平衡时的电荷、电势、 电场分布.
二 了解电介质的极化机理,掌握电位移矢量和电场强度的关系.理解 电介质中的高斯定理,并会用它来计算电介质中对称电场的电场强度.

高中物理静电场题经典例题

高中物理静电场题经典例题

高中物理静电场练习题1、如下图,中央有正对小孔的水平放置的平行板电容器与电源连接,电源电压为U 。

将一带电小球从两小孔的正上方P 点处由静止释放,小球恰好能够到达B 板的小孔b 点处,然后又按原路返回。

那么,为了使小球能从B 板 的小孔b 处出射,以下可行的方法是〔 〕A.将A 板上移一段距离B.将A 板下移一段距离C.将B 板上移一段距离D.将B 板下移一段距离2、如下图,A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个正六边形的六个顶点,A 、B 、C 三点的电势分别为1V 、6V 与9V 。

那么D 、E 点的电势分别为〔 〕A 、+7V 、+2V 与+1VB 、+7V 、+2V 与1VC 、-7V 、-2V 与+1VD 、+7V 、-2V 与1V3、质量为m 、带电量为-q 的粒子〔不计重力〕,在匀强电场中的A 点以初速度υ0沿垂直与场强E 的方向射入到电场中,粒子到达B 点时的速度大小为2υ0,A 、B 间距为d ,如下图。

那么〔1〕A 、B 两点间的电势差为〔 〕A 、q m U AB 232υ-= B 、q m U AB 232υ= A B a b P · m 、。

U + - E B·C 、q m U AB 22υ-=D 、qm U AB 22υ= 〔2〕匀强电场的场强大小与方向〔 〕A 、qd m E 221υ=方向水平向左 B 、qd m E 221υ= 方向水平向右 C 、qd m E 2212υ= 方向水平向左 D 、qdm E 2212υ= 方向水平向右 4、一个点电荷从竟电场中的A 点移到电场中的B 点,其电势能变化为零,那么〔 〕A 、A 、B 两点处的场强一定相等B 、该电荷一定能够沿着某一等势面移动C 、A 、B 两点的电势一定相等D 、作用于该电荷上的电场力始终与其运动方向垂直5、在静电场中〔 〕A.电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处为零B.电场强度处处相等的区域内,电势也一定处处相等C.电场强度的方向总是跟等势面垂直D.沿着电场线的方向电势是不断降低的6、一个初动能为E K 的带电粒子,沿着与电场线垂直的方向射入两平行金属板间的匀强电场中,飞出时该粒子的动能为2E K ,如果粒子射入时的初速度变为原来的2倍,那么当它飞出电场时动能为〔 〕A 、4E KB 、KC 、5E KD 、8E K7、如下图,实线为一簇电场线,虚线是间距相等的等势面,一带电粒子沿着电场线方向运动,当它位于等势面φ1上时,其动能为到等势面φ3上时,动能恰好等于零,设φ2=0,那么,当粒子的动能为8eV 时,其电势能为〔 〕A 、12eVB 、2eVC 、10eVD 、08、如图10—7所示,在两电荷+Q 1与-Q 2连线的延长线上有a 、b 、c 三点,测得b 点的场强为零。

高中物理《静电场专项复习》练习题(人教版,精心总结有答案)

高中物理《静电场专项复习》练习题(人教版,精心总结有答案)

高中物理《静电场专项复习》(人教版)练习题1.如图所示,MN 是负点电荷产生的电场中的一条电场线.一个带正电的粒子(不计重力)从a 到b 穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示,则该带电粒子在a 点的加速度一定 在b 点的加速度.带电粒子在a 点的电势能一定 在b 点的电势能.(填“大于”、“小于”式“等于”)。

2.一个平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,两极板间有一正电荷(电荷量小)固定在P 点,如图所示.以E 表示两极板间的场强,U 表示电容器两极板间的电压,W 表示正电荷在P 点的电势能.若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,那么( )多选A .U 变小,E 不变B .E 变大,W 变大C .U 变小,W 不变D .U 不变,W 不变3.平行板电容器的两板A 、B 接于电池两极,一个带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键S ,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向夹角为θ,如图所示,那么( )多选A .保持电键S 闭合,带正电的A 板向B 板靠近,则θ增大B .保持电键S 闭合,带正电的A 板向B 板靠近,则θ不变C .电键S 断开,带正电的A 板向B 板靠近,则θ增大D .电键S 断开,带正电的A 板向B 板靠近,则θ不变4.如图所示,一个质量为m 、带电量为q 的粒子从两带电平行板的正中间沿与匀强电场垂直的方向射入,不计粒子所受的重力.当粒子的入射速度为v 时,它恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上.现欲使质量为m 、入射速度为2v 的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板,在以下的仅改变某一物理量的方案中,可行的是( )多选A .使粒子的带电量减少为原来的14B .使两板间所接电源的电压减小到原来的一半C .使两板间的距离增加到原来的2倍D .使两极板的长度减小为原来的145.如图所示,在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O 处放一点电荷.现将质量为m 、电荷量为q 的小球从半圆形管的水平直径端点A 静止释放,小球沿细管滑到最低点B 时,对管壁恰好无压力.若小球所带电量很小,不影响O 点处的点电荷的电场,则置于圆心处的点电荷在B 点处的电场强度的大小为( )A .mg qB .2mg qC .3mg qD .4mg q6.真空中有一带电粒子,其质量为m ,带电荷量为q ,以初速度0v 从A 点竖直向上射入水平方向的匀强电场,如图所示.粒子在电场中到达B 点时,速度方向变为水平向右,大小为20v ,则该匀强电场的场强E=______,A 、B 两点间电势差U AB =______。

四川大学大学物理练习册答案第六章 静电场中的导体与电介质

四川大学大学物理练习册答案第六章 静电场中的导体与电介质

(2) 如用导线将球和球壳连接起来,则 壳的内表面和球表面的电荷会完全中和 而使这两个表面不带电,二者之间的电 场也变为0,二者成为等势体,球壳外表 面上的电荷仍保持为 q 3 , 并均匀分布, 它外面的电场分布也不变,仍为
B
A
o
q3
q3 B R3 E 2 2 4πε0 r r
R3 R2
R

同理,在导体表面上距O点 为 r 的P点附近的P处场强也应为 零。沿 x 轴分量为
a
P r O
X
由此得
由对称性分析,感应电荷应呈以O点为中心的圆对称分布。 在导体表面取 r—r+dr 的细圆环,则环面上的感应电荷为
整个导体表面的感应电荷总量为
q0
+ + + + + + + ++
尖端放电现象 带电导体尖端附 近的电场特别大,可 使尖端附近的空气发 生电离而成为导体产 生放电现象. 电 风 实 验
+++ ++
σE
+ +
+ + +
尖端放电有弊有利。
避雷针的工作原理
+ +

+ + +
+ +
-- - - -
(二) 空腔导体 空腔内无电荷时
0

B




q

+




静电屏蔽
静电屏蔽——在静电场中,因导体的存在使某些特 定的区域不受电场影响的现象。

大学物理静电场练习题带答案

大学物理静电场练习题带答案

大物练习题(一)1、如图,在电荷体密度为ρ的均匀带电球体中,存在一个球形空腔,若将带电体球心O指向球形空腔球心O'的矢量用a表示。

试证明球形空腔中任一点电场强度为 .A、3ρεa B、ρεaC、2ρεa D、3ρεa2、如图所示的绝缘细线上均匀分布着线密度为λ的正电荷,两直导线的长度和半圆环的半径都等于R.试求环中心O点处的场强A、2πRλε- B、πRλε-C、00ln22π4λλεε+ D、00ln2π2λλεε+3、 如图所示,一导体球半径为1R ,外罩一半径为2R 的同心薄导体球壳, 外球壳所带总电荷为Q ,而内球的电势为0V ,求导体球和球壳之间的电势差 (填写A 、B 、C 或D ,从下面的选项中选取)。

A 、1020214R Q V R R πε⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ B 、102024R Q V R R πε⎛⎫- ⎪⎝⎭C 、0024Q V R πε- D 、1020214R Q V R R πε⎛⎫⎛⎫+-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭4.如图所示,电荷面密度为1σ的带电无限大板A 旁边有一带电导体B ,今测得导体表面靠近P 点处的电荷面密度为2σ。

求:(1)P 点处的场强 ;(2)导体表面靠近P 点处的电荷元S ∆2σ所受的电场力 。

A 、20σεB 、202σεC 、2202S σε∆D 、220S σε∆5.如图,在一带电量为Q 的导体球外,同心地包有一各向同性均匀电介质球壳,其相对电容率为r ε,壳外是真空,则在壳外P 点处(OP r =)的场强和电位移的大小分别为[ ]Q Opr(A )2200,44r Q QE D rr εεε==ππ; (B )22,44r Q QE D r r ε==ππ; (C )220,44Q QE D r r ε==ππ; (D )2200,44Q QE D r r εε==ππ。

6、在一点电荷产生的静电场中,一块电介质如图放置,以点电荷所在处为球心作一球形闭合面,则对此球形闭合面: (A )高斯定理成立,且可用它求出闭合面上各点的场强;(B )高斯定理成立,但不能用它求出闭合面上各点的场强; (C )由于电介质不对称分布,高斯定理不成立; (D )即使电介质对称分布,高斯定理也不成立。

静电场练习题

静电场练习题

静电场练习题一、单选题(本大题共18小题,共72.0分)1.如图所示,真空中a、b、c、d四点共线且等距.先在a点固定一点电荷+Q,测得b点场强大小为E.若再将另一等量异种点电荷-Q放在d点时,则()A. b点场强大小为EB. c点场强大小为EC. b点场强方向向左D. c点电势比b点电势高2.如图所示,在等量异种电荷形成的电场中,画一正方形ABCD,对角线AC与两点电荷连线重合,两对角线交点O恰为电荷连线的中点。

下列说法中正确的是()A. B,D两点的电场强度不相同B. A点的电场强度大于C点的电场强度且两点电场强度方向相同C. 一电子在B点的电势能大于在C点的电势能D. 一电子沿对角线B→O→D路径移动电场力不做功3.如图所示,在等量的异种点电荷形成的电场中,有A,B,C三点,A点为两点电荷连线的中点,B点为连线上距A点距离为d的一点,C点为连线中垂线距A点距离也为d的一点。

则下面关于A,B,C三点电场强度的大小、电势高低的比较,正确的是( )A. E A=E C>E B;φA=φC>φBB. E B>E A>E C;φA=φC>φBC. E A<E B,E A<E C;φA>φB,φA>φCD. E A=E C>E B;三点电势的高低无法判断,因为零电势点未规定4.两个带等量正电的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线,交PQ于O点,A点为MN上的一点.取无限远处的电势为零,一带负电的试探电荷q,在静电力作用下运动,则()A. 若q从A点由静止释放,由A点向O点运动的过程中,加速度大小一定先变大再减小B. 若q从A点由静止释放,其将以O点为对称中心做往复运动C. q由A点向O点运动时,其动能逐渐增大,电势能逐渐增大D. 若在A点给q一个合适的初速度,它可以做类平抛运动5.如图所示,M、N为两个等量同种电荷,在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q(负电荷),不计重力,下列说法中一定正确的是()A. 点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越大,速度也越来越大B. 点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C. 点电荷运动在O点时加速度为零,速度达最大值D. 点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到点电荷速度为零6.如图,实线是电场线,一带负电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中,其速率-时间图象是选项中的()A. B. C. D.7.带电粒子仅在电场力作用下,从电场中a点以初速度进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点,如图所示,实线是电场线,下列说法正确的是A. 粒子在a点时的加速度比在b点时的加速度小B. 从a到b过程中,粒子的电势能不断减小C. 无论粒子带何种电,经b点时的速度总比经a点时的速度小D. 电场中a点的电势一定比b点的电势高8.某电场的电场线分布如图所示(实线),以下说法正确的是()A. c点场强大于b点场强B. b和c处在同一等势面上C. 若将一试探电荷+q由a点移动到d点,电荷的电势能将增大D. 若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由a点运动到d点,可判断该电荷一定带负电9.某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为E P和E Q,电势分别为φP和φQ,则()A. E P>E Q,φP>φQB. E P>E Q,φP<φQC. E P<E Q,φP>φQD. E P<E Q,φP<φQ10.不带电的空腔导体P置于电场中,其周围电场线分布如图所示,a、c为电场中的两点,b为导体空腔内的一点,则()A. a、b、c三点的电场强度依次减小B. a、b、c三点的电势依次降低C. 负试探电荷在a点的电势能比在b点的大D. 正试探电荷从a点移到c点的过程中,克服电场力做功11.如图,一带正电的点电荷固定于O点,两虛线圆均以O为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点,不计重力。

大学物理:静电场练习题

大学物理:静电场练习题

由对称性可知 U p 0
l
l
l
0
12
的均匀电场!
练: 真空中一半径为R的均匀带电球面,总电量为 Q(Q > 0)。今在球面上挖去非常小块的面积
ΔS (连同电荷), 且假设
不影响原来的电荷分布, 则挖去ΔS后球心处电场
R
O
S
强度的大小E= QS /(16 2 0 R 4 )
其方向为 由圆心O点指向S
解:由场强叠加原理,挖去S 后的电场可以看作
和Φ2 ,通过整个球面的电场强度通量为 ΦS ,则
(C) (A) Φ1 Φ2 , ΦS q / 0
S2
q S1 q
O a 2a X
(B)Φ1 Φ2 , ΦS 2q / 0
(C) Φ1 Φ2 , ΦS q / 0
(D) Φ1 Φ2 , ΦS q / 0
解:由高斯定理 ΦS q / 0
(D) 0
解:过P点作如图同轴圆柱形高斯面S,由高斯定理
SE dS 2rlE 0
R1
所以E=0。
l
2
1 R2O r P
4. 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 S1 和 S2 , 其位置如图 所示。设通过 S1 和 S 2 的电场强度通量分别为 Φ1
2. 上半部带正电,下半部带负电,线密度为
3. 非均匀带电,线密度为 0sin
y
dq
d o
x
R
dE
思路:叠加法
dq dE E
解:1)
dq Rd
dE
dq
4 0 R 2
;沿径向

高二物理下册静电场单元练习题参考通用一篇

高二物理下册静电场单元练习题参考通用一篇

高二物理下册静电场单元练习题参考通用一篇高二物理下册静电场单元练习题参考 1A.它们都只对点电荷或点电荷的场才成立.B.①②只对点电荷或点电荷的场成立,①对任何电场都成立.C.①①只对点电荷或点电荷的电场成立,②对任何电场都成立.D.①②③适用于任何电场.2、下列说法正确的是( )A.电场强度的方向总是和电场力方向相同B.用负电荷受到的电场力跟它电量的比值也可求出场强的大小C.根据公式E=F/q可知,电场中某点场强的大小跟电场力的大小成正比,跟放入该点的点电荷的电量成反比D.电场中某点场强的方向与放入电场中该点的电荷的正负性有关3、在电场中某点放一检验电荷,其电量为q,受到的电场力为F,则该点电场强度为E=F/q,下列说法正确的是( )A.若移去检验电荷,该点的电场强度变为零.B.若在该点放一个电量为2q的检验电荷,该点的场强就变为E/2.C.若在该点放一个电量为-2q的检验电荷,该点场强大小仍为E,但场强的方向变为与原来相反的方向.D.若在该点放一个电量为-q/2的检验电荷,则该点的场强大小仍为正,方向与原来的方向相同.4、下列关于电场的叙述中正确的是( )A.两个未接触的带电体发生了相互作用,这一定是电场引起的B.只有当电荷间发生相互作用才产生电场.C.只要有电荷存在,其周围就存在电场.D.A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用.5、关于点电荷产生的电场,下列说法中正确的是( )A.当某点与点电荷距离r时,该点场强E0B.当某点与点电荷间距离r时,该点电场强度EC.没有两个点的场强是相同的D.与点电荷距离相等的.点处的场强是相同的.6、在真空中,两个等量异种点电荷电量均为q,相距r,两点电荷连线中点处的强场为A.OB. 2Kq/r2C.4Kq/r2D.8Kq/r27、带电粒子只受电场力作用而运动,若轨迹与电场线重合,则可以判定( )A.电场线必为直线.B.粒子的初速度必定为零.C.粒子的初速度必定沿电场线方向.D.粒子的初速度或者为零,或者与电场线共线.8、关于电场中某点的电场强度,正确说法是( )A.其大小与检验电荷所受电场力成正比.B.其大小等于单位电荷在该点受到的电场力.C.其大小与场源电荷的电量无关.D.其方向就是电荷在电场中的受力方向.。

大学物理练习题答案完美生活答案 06稳恒电流的磁场、电磁感应定律

大学物理练习题答案完美生活答案 06稳恒电流的磁场、电磁感应定律
L5
ε2 =
∫ (υ × B)idl = ∫ ω Bldl = 2ω B( 5 L)
0 0
L5
1
1
2
=
1 ω BL2 50
a点电势高于O点.
∴ U a − U b = ε 2 − ε1 =
1 16 15 3 ω BL2 − ω BL2 = − ω BL2 = − ω BL2 50 50 50 10
6.如图所示,一无限长直导线通有电流 I=5.0A,一矩形单匝线圈与此长直导线共面。设矩形线圈以 V=2.0m/s 的速度垂直于长直导线向右运动。已知:l=0.40m, a=0.20m, d=0.20m,求矩形线圈中的感应电动 势。若若线圈保持不动,而长直导线中的电流变为交变电流 i = 10 sin ( 100π t ) A i=10,求线圈中的感应电动 势。 (不计线圈的自感) 解: (1)方法(一)如图,距离长直导线为 r 处的磁感应强度为:
ε1r1 ε2r2
R1 R2 R4
ε3r3 A
R3 B
1. 在真空中将一根细长导线弯成如图所示的形状(在同一平面内,
3
专业班级:
学号:
姓名:
成绩:
1 由实线表示), AB = EF = R ,大圆弧 BC 的半径为R,小圆弧 DE 的半径为 R ,求圆心O 处 2
的磁感强度 B 的大小和方向.
解:解:(1) AB , CD , EF 三条直线电流在O 点激发的磁场零;
2
专业班级: 正)为 (D) (A)
学号:
姓名:
成绩:
π r 2 B . . (B) 2π r 2 B .(C) −π r 2 B sin α . (D) −π r 2 B cos α

高考物理电磁学知识点之静电场技巧及练习题附答案(5)

高考物理电磁学知识点之静电场技巧及练习题附答案(5)

高考物理电磁学知识点之静电场技巧及练习题附答案(5)一、选择题1.真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2 m和0.7 m。

在A点放一个带正电的试探电荷,在B点放一个带负电的试探电荷,A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,电场力的大小F跟试探电荷电量q的关系分别如图中直线a、b所示。

下列说法正确的是A.点电荷Q是正电荷B.点电荷Q的位置坐标为0.30 mC.B点的电场强度的大小为0.25 N/CD.A点的电场强度的方向沿x轴负方向2.如图所示,一绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中,电场强度大小为E。

在与环心等高处放有一质量为m、带电荷量+q的小球,由静止开始沿轨道运动,下述说法正确的是()A.小球在运动过程中机械能守恒B.小球经过环的最低点时机械能最大C.小球经过环的最低点时对轨道压力为2(mg+qE)D.小球经过环的最低点时对轨道压力为(mg+qE)3.在某电场中,把电荷量为2×10-9C的负点电荷从A点移到B点,克服静电力做功4×10-8J,以下说法中正确的是()A.电荷在B点具有的电势能是4×10-8JB.点电势是20VC.电荷的电势能增加了4×10-8JD.电荷的电势能减少了4×10-8J4.a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点,∠abc=120°.现将三个等量的正点电荷+Q固定在a、b、c三个顶点上,将一个电量为+q的点电荷依次放在菱形中心点O点和另一个顶点d 点处,两点相比:( )A .+q 在d 点所受的电场力较大B .+q 在d 点所具有的电势能较大C .d 点的电势低于O 点的电势D .d 点的电场强度大于O 点的电场强度5.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法正确的是( )A .摩擦起电说明通过做功可以创造电荷B .摩擦起电说明电荷可以创造C .感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分D .感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了6.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示,下列说法正确的是( )A .实验前,只用带电玻璃棒与电容器a 板接触,能使电容器带电B .实验中,只将电容器b 板向上平移,静电计指针的张角变小C .实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大D .实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大7.图甲中AB 是某电场中的一条电场线。

静电场练习测试题及参考答案

静电场练习测试题及参考答案

静电场练习题一、电荷守恒定律、库仑定律练习题4.把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间相互排斥,则A、B两球原来的带电情况可能是 [ ]A.带有等量异种电荷 B.带有等量同种电荷C.带有不等量异种电荷 D.一个带电,另一个不带电8.真空中有两个固定的带正电的点电荷,其电量Q1>Q2,点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时,正好处于平衡,则 [ ]A.q一定是正电荷 B.q一定是负电荷C.q离Q2比离Q1远D.q离Q2比离Q1近14.如图3所示,把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为4×10-8库的小球B靠近它,当两小球在同一高度相距3cm时,丝线与竖直夹角为45°,此时小球B受到的库仑力F=______,小球A带的电量q A=______.二、电场电场强度电场线练习题6.关于电场线的说法,正确的是 [ ]A.电场线的方向,就是电荷受力的方向B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动C.电场线越密的地方,同一电荷所受电场力越大D.静电场的电场线不可能是闭合的7.如图1所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用E A、E B表示A、B两处的场强,则 [ ]A.A、B两处的场强方向相同B.因为A、B在一条电场上,且电场线是直线,所以E A=E BC.电场线从A指向B,所以E A>E BD.不知A、B附近电场线的分布情况,E A、E B的大小不能确定8.真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q,相距r,两点电荷连线中点处的场强为 [ ]A.0 B.2kq/r2 C.4kq/r2 D.8kq/r29.四种电场的电场线如图2所示.一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动,且加速度越来越大.则该电荷所在的电场是图中的 [ ] 11.如图4,真空中三个点电荷A、B、C,可以自由移动,依次排列在同一直线上,都处于平衡状态,若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知,但AB>BC,则根据平衡条件可断定 [ ]A.A、B、C分别带什么性质的电B.A、B、C中哪几个带同种电荷,哪几个带异种电荷C.A、B、C中哪个电量最大D.A、B、C中哪个电量最小二、填空题12.图5所示为某区域的电场线,把一个带负电的点电荷q放在点A或B时,在________点受的电场力大,方向为______.16.在x轴上有两个点电荷,一个带正电荷Q1,另一个带负电荷Q2,且Q1=2Q2,用E1、E2表示这两个点电荷所产生的场强的大小,则在x轴上,E1=E2的点共有____处,其中_______处的合场强为零,______处的合场强为2E2。

大学物理第六章静电场习题答案

大学物理第六章静电场习题答案

大学物理第六章静电场习题答案(总7页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第六章静电场习题6-1 电量都是q的三个点电荷,分别放在正三角形的三个顶点。

试问:(1)在这三角形的中心放一个什么样的电荷,就可以使这四个电荷都达到平衡(即每个电荷受其他三个电荷的库仑力之和都为零)(2)这种平衡与三角形的边长有无关系?解:(1)如图任选一点电荷为研究对象,分析其受力有1230F F F F=++=合y轴方向有()()21322232cos242433304q qQF F Fa aqq Qaθπεπεπε=+=+=+=合得33Q q=-(2)这种平衡与三角形的边长无关。

6-2 两小球的质量都是m,都用长为l的细绳挂在同一点,它们带有相同电量,静止时两线夹角为2θ,如图所示。

设小球的半径和线的质量都可以忽略不计,求每个小球所带的电量。

解:对其中任一小球受力分析如图所示,有⎪⎩⎪⎨⎧===22)sin2(π41sincosθεθθlqFTmgTe解得θπεθtan4sin2mglq=6-3 在氯化铯晶体中,一价氯离子Cl-与其最邻近的八个一价铯离子Cs+构成如图所示的立方晶格结构。

(1)求氯离子所受的库仑力;(2)假设图中箭头所指处缺少一个铯离子(称作晶格缺陷),求此时氯离子所受的库仑力。

(1)由对称性可知F1= 0(2)2912222001.9210N43q q eFr aπεπε-===⨯方向如图所示6-4 长l= cm的直导线AB上均匀地分布着线密度95.010C mλ-=⨯的正电荷。

试求:(1)在导线的延长线上与导线B端相距15.0cma=处P点的场强;(2)在导线的垂直平分线上与导线中点相距25.0d cm=处Q点的场强。

解:(1)如图所示,在带电直线上取线元x d,其上电量q d在P点产生场强为20)(d π41d x a xE P -=λε2220)(d π4d x a x E E llP P -==⎰⎰-ελ]2121[π40l a l a +--=ελ)4(π220l a l -=ελ 用15=l cm ,9100.5-⨯=λ1m C -⋅,5.12=a cm 代入得21074.6⨯=P E 1C N -⋅ 方向水平向右(2)同理 2220d d π41d +=x xE Q λε 方向如图所示由于对称性可知⎰=l Qx E 0d ,即Q E只有y 分量22222220dd d d π41d ++=x x x E Qyλε22π4d d ελ⎰==lQyQy E E ⎰-+2223222)d (d l l x x2220d 4π2+=l lελ以9100.5-⨯=λ1cm C -⋅, 15=l cm ,5d 2=cm 代入得21096.14⨯==Q y Q E E 1C N -⋅ 方向沿y 轴正向*6-5 设匀强电场的电场强度E 与半径为R 的半球面的对称轴平行,试计算通过此半球面的电场强度通量。

2021届高考一轮复习:静电场(通用型)练习(解析版)

2021届高考一轮复习:静电场(通用型)练习(解析版)

2021届高考一轮物理:静电场(通用型)练习及答案*静电场*一、选择题1、(2019·荆州模拟)如图所示,一带电粒子在匀强电场中只受电场力而运动,经过一平面直角坐标系中的a、O、b三点时的动能分别为10 eV、4 eV、12 eV,下列说法正确的是 ( )A.该电场方向一定与xOy平面平行B.该电场场强大小为200 V/mC.O点是该粒子轨迹上电势能最大的点D.该粒子轨迹为抛物线2、(2019·济南模拟)电荷量分别为q1、q2的两个点电荷,相距r时,相互作用力为F,下列说法错误的是()A.如果q1、q2恒定,当距离变为r2时,作用力将变为2FB.如果其中一个电荷的电荷量不变,而另一个电荷的电荷量和它们间的距离都减半时,作用力变为2FC.如果它们的电荷量和距离都加倍,作用力不变D.如果它们的电荷量都加倍,距离变为2r,作用力将变为2F3、如图所示,在某电场中画出了三条电场线,C点是A、B连线的中点。

已知A 点的电势为φA=30 V,B点的电势为φB=-10 V,则C点的电势()A.φC=10 VB.φC>10 VC.φC<10 VD.上述选项都不正确4、如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点。

由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。

现将C板向右平移到P′点,则由O点静止释放的电子()A.运动到P点返回B.运动到P和P′点之间返回C.运动到P′点返回D.穿过P′点5、如图所示,图甲实线为方向未知的三条电场线,a、b两带电粒子从电场中的P 点由静止释放,不考虑两粒子间的相互作用,仅在电场力作用下,两粒子做直线运动,a、b粒子的速度大小随时间变化的关系如图乙中实线所示,虚线为直线,则()甲乙A.a一定带正电,b一定带负电B.a向左运动,b向右运动C.a电势能减小,b电势能增大D.a动能减小,b动能增大6、在光滑的绝缘水平面上,有一个正方形abcd,顶点a、c分别固定一个正点电荷,电荷量相等,如图所示.若将一个带负电的粒子置于b点,自由释放,粒子将沿着对角线bd往复运动.粒子从b点运动到d点的过程中()A.先做匀加速运动,后做匀减速运动B.先从高电势到低电势,后从低电势到高电势C.电势能改变量大于机械能改变量D.电势能先减小后增大*7、(双选)(原创题)在真空中两个完全相同的金属小球P、Q(可看作点电荷),P球带电荷量大小为5.0×10-9 C,Q球带电荷量大小为7.0×10-9 C,两球相距1 m。

2020届高考物理一轮题:静电场练习(带解析)

2020届高考物理一轮题:静电场练习(带解析)

2021届高考物理一轮题:静电场练习及答案*静电场*一、选择题1、(2019·武汉模拟)地面上方存在竖直方向的电场,电场强度随高度的变化而改变,如图甲所示,一带电的物体静止在绝缘的水平地面上,在电场力的作用下开始向上运动。

在物体运动过程中所带电量不变,空气阻力不计,物体在运动过程中仅受重力和电场力作用,取水平地面为重力势能的零势能面,其机械能E与竖直位移x的关系图象如图乙所示,其中曲线上A点处的切线的斜率最大,则()A.在x1处电场强度最弱B.在x1→x2过程中,物体的动能先增大后减小C.在x3→x4过程中,物体向下运动D.在x3→x4过程中,物体的电势能一直减少2、如图所示,一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,运动轨迹如图所示,M和N是轨迹上的两点,其中M点是轨迹的最右点。

不计重力,下列表述正确的是()A.粒子在M点的速率最大B.粒子所受电场力的方向沿电场线方向C.粒子在电场中的加速度不变D.粒子在电场中的电势能始终在增加3、(多选)某电场的电场线和等势面如图所示,下列说法正确的是()A.B点的电势高于A点的电势B.把负电荷从A移到B,静电力做正功,电势能减少C.负电荷从B移到A时,静电力做负功D.U AB=U BA4、(多选)如图所示,一根不可伸长的绝缘细线一端固定于O点,另一端系一带电小球,置于水平向右的匀强电场中,现把细线水平拉直,小球从A点由静止释放,经最低点B后,小球摆到C点时速度为0,则()A.小球在B点时速度最大B.小球从A点到B点的过程中,机械能一直在减少C.小球在B点时细线的拉力最大D.从B点到C点的过程中小球的电势能一直增加5、(2019·宁夏大学附中四模)a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点,O为菱形中心,∠abc=120°。

现将三个等量的正点电荷+Q分别固定在a、b、c三个顶点上,下列说法正确的有()A.d点电场强度的方向由d指向OB.O点电场强度的方向由d指向OC.O点的电场强度大于d点的电场强度D.O点的电场强度小于d点的电场强度6、如图所示,在一真空区域中AB、CD是圆O的两条直径,在A、B两点各放置电荷量为+Q和-Q的点电荷,设C、D两点的电场强度大小分别为E C、E D,电势分别为φC、φD,下列说法正确的是()A.E C与E D相同,φC=φD B.E C与E D不相同,φC=φDC.E C与E D相同,φC>φD D.E C与E D不相同,φC>φD7、一无限大接地导体板MN前面放有一点电荷+Q,它们在周围产生的电场可看作是在没有导体板MN存在的情况下,由点电荷+Q与其像电荷-Q共同激发产生的。

高二物理,静电场习题(含答案)全部题型

高二物理,静电场习题(含答案)全部题型

高二物理选修3-1静电场典型练习题(含答案)1、对于点电荷的理解,正确的是()A. 点电荷就是带电量很少的带电体B. 点电荷就是体积很小的带电体C. 体积大的带电体肯定不能看成点电荷D. 带电梯如果本身大小和形状对它们间的相互作用影响可忽略,则可视为点电荷2、关于点电荷的说法中正确的是()A. 不均匀的带电圆环一定不能看成点电荷B. 只要带电体的体积很小,都可以看成点电荷C. 只要带电体的电荷量很小,都可以看成点电荷D. 只要带电体的大小远小于电荷间的距离,都可以看成点电荷3、下列哪些物体可以看做点电荷()A. 电子和质子在任何情况下都可以看做点电荷B. 带电量很大的带电体不能看做点电荷C. 体积很大的带电体不能看做点电荷D. 均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时一般可看做点电荷4、关于点电荷、元电荷、检验电荷,下列说法正确的是()A. 当两个带电体形状和大小及电荷分布对它们间的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷,点电荷是一种理想化的物理模型B. 点电荷所带电荷量一定是元电荷电荷量的整数倍C. 点电荷所带电荷量一定很小D. 点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型5、一个带电小球所带的电荷量为Q,则Q可能是(元电荷的电量为1.6×10−19C)()A.3×10−19CB.1.6×10−17CC.0.8×10−19CD.9×10−19C6、两个物体分别带有电荷()A. 它们之间的静电力一定是引力B. 它们之间的静电力一定是斥力C. 如果它们带的是同种电荷,它们之间的静电力一定是引力D. 如果它们带的是异种电荷,它们之间的静电力一定是引力7、关于电荷守恒定律,下列叙述中不正确的是()A. 一个物体所带的电量总是守恒的B. 在于外界没有电荷交换的情况下,一个系统所带的电量总是守恒的C. 在一定的条件下,一个系统内的等量的正负电荷即使同时消失,但是这并不违背电荷守恒定律D. 电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换8、1746年,富兰克林提出正、负电的概念,正负电荷可互相抵消。

静电场练习题及答案

静电场练习题及答案

静电场练习题一、电荷守恒定律、库仑定律练习题4.把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,发觉两球之间相互排斥,则A、B两球原来的带电状况可能是 [ ]A.带有等量异种电荷 B.带有等量同种电荷C.带有不等量异种电荷 D.一个带电,另一个不带电8.真空中有两个固定的带正电的点电荷,其电量Q1>Q2,点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时,正好处于平衡,则 [ ]A.q肯定是正电荷 B.q肯定是负电荷C.q离Q2比离Q1远D.q离Q2比离Q1近14.如图3所示,把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为4×10-8库的小球B靠近它,当两小球在同一高度相距3cm时,丝线与竖直夹角为45°,此时小球B受到的库仑力F=______,小球A带的电量q A=______.二、电场电场强度电场线练习题6.关于电场线的说法,正确的是 [ ]A.电场线的方向,就是电荷受力的方向B.正电荷只在电场力作用下肯定沿电场线运动C.电场线越密的地方,同一电荷所受电场力越大D.静电场的电场线不行能是闭合的7.如图1所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用E A、E B表示A、B两处的场强,则 [ ]A.A、B两处的场强方向相同B.因为A、B在一条电场上,且电场线是直线,所以E A=E BC.电场线从A指向B,所以E A>E BD.不知A、B旁边电场线的分布状况,E A、E B的大小不能确定8.真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q,相距r,两点电荷连线中点处的场强为 [ ]A.0 B.2kq/r2 C.4kq/r2 D.8kq/r29.四种电场的电场线如图2所示.一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动,且加速度越来越大.则该电荷所在的电场是图中的 [ ]11.如图4,真空中三个点电荷A、B、C,可以自由移动,依次排列在同始终线上,都处于平衡状态,若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知,但AB>BC,则依据平衡条件可断定 [ ]A.A、B、C分别带什么性质的电B.A、B、C中哪几个带同种电荷,哪几个带异种电荷C.A、B、C中哪个电量最大D.A、B、C中哪个电量最小二、填空题12.图5所示为某区域的电场线,把一个带负电的点电荷q放在点A或B时,在________点受的电场力大,方向为______.16.在x轴上有两个点电荷,一个带正电荷Q1,另一个带负电荷Q2,且Q1=2Q2,用E1、E2表示这两个点电荷所产生的场强的大小,则在x轴上,E1=E2的点共有____处,其中_______处的合场强为零,______处的合场强为2E2。

电磁学-程书分级(第二版)5页打印版

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习题1-37
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第二问计算时要注意哪些是可以舍掉的二阶小量,不然算不到答案上
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见P165习题1-50
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第三问答案可能有误,习题1-49几乎完全一样
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习题1-86
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“相对介电常数”
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习题1-87
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要用积分
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第二问是假设三个半径均为已知
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从该题目解答来看,题目应当默认高压电缆的电压为常量,谜之对b求导
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答案有误
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解答有误
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《大学物理》静电场练习题及答案

《大学物理》静电场练习题及答案

《大学物理》静电场练习题及答案一、简答题1、为什么在无电荷的空间里电场线不能相交?答案:由实验和理论知道,静电场中任一给定点上,场强是唯一确定的,即其大小和方向都是确定的.用电场线形象描述静电场的空间分布时,电场线上任一点的切线方向表示该点的场强方向.如果在无电荷的空间里某一点上有几条电场线相交的话,则过此交点对应于每一条电场线都可作出一条切线,这意味着交点处的场强有好几个方向,这与静电场中任一给定点场强具有唯一确定方向相矛盾,故无电荷的空间里电场线不能相交.2、简述静电场中高斯定理的文字内容和数学表达式。

答案:在真空中的静电场内,通过任意封闭曲面的电通量等于该封闭曲面所包围的所有电荷电量的代数和的01ε倍。

0ε∑⎰=⋅内S SqS d E3、写出静电场的环路定理,并分别说明其物理意义。

答案:静电场中,电场强度的环流总是等于零(或0l=⋅⎰l d E),静电场是保守场。

4、感生电场与静电场有哪些区别和联系?5、在电场中某一点的电场强度定义为0q F E=.若该点没有试验电荷,那么该点的电场强度又如何? 为什么?答案: 电场中某一点的电场强度是由该电场自身性质所决定,与这一点有无试验电荷没有任何关系。

6、在点电荷的电场强度公式中,如果0→r ,则电场强度E 将趋于无限大。

对此,你有什么看法? 答案: 这表明,点电荷只是我们抽象出来的一个物理模型,当带电体较小而作用距离较大时使用点电荷模型较为方便、精确。

但当作用距离r 很小时,点电荷模型的误差会变大,这时我们不能再用点电荷的电场强度公式而要采用更精确的模型。

二、选择题1、如图所示,两个同心均匀带电球面,内球面半径为1R 、带有电荷1Q ,外球面半径为2R 、带有电荷2Q ,则在外球面外面、距离球心为r 处的P 点的场强大小E 为 ( A ) A 、20214r Q Q επ+B 、()()2202210144R r Q R r Q -π+-πεε C 、()2120214R R Q Q -+επ D 、2024r Q επ2、A 和B 为两个均匀带电球体,A 带电荷q +,B 带电荷q -,作一与A 同心的球面S 为高斯面,如图所示。

(完整word版)静电场单元练习(带答案)

(完整word版)静电场单元练习(带答案)

静电场单元练习一、单选题(本大题共8小题,共32.0分)1.竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,小球A、B带有同种电荷.现用指向墙面的水平推力F作用于小球B,两球分别静止在竖直墙和水平地面上,如图所示.如果将小球B向左推动少许,当两球重新达到平衡时,与原来的平衡状态相比较()A. 推力F将变大B。

竖直墙面对小球A的弹力变大C. 地面对小球B的支持力不变D。

两小球之间的距离不变2.如图所示,一绝缘细线0a下端系一轻质带正电的小球a(重力不计),地面上固定一光滑的绝缘1/4圆弧管道AB,圆心与a球位置重合,一质量为m、带负电的小球b从A点由静止释放,小球a由于受到绝缘细线的拉力而静止,其中细线O’a水平,Oa悬线与竖直方向的夹角为θ,当小球b沿圆弧管道运动到a球正下方B点时对管道壁恰好无压力,在此过程中(a、b两球均可视为点电荷)()A. b球所受的库仑力大小为2mgB. b球的机械能逐渐减小C. 水平细线的拉力先增大后减小D。

悬线Oa的拉力先增大后减小3.有两个完全相同的绝缘金属小球AB,A带的电量为Q,B带的电量为—,它们间的距离r远大于小球的半径,相互作用力为F.现将两个小球接触一下后放回原处,则相互作用力变为()A。

B. C. D.4.如图所示,Q1、Q2为两个等量同种正点电荷,在Q1、Q2产生的电场中有M、N和O三点,其中M和O在Q1、Q2的连线上(O为连线的中点),N为两电荷连线中垂线上的一点,则下列说法中正确的是()A. O点电势等于N点电势B。

O点场强一定大于M点场强C。

将一个负点电荷从M点移到N点,电场力对其做负功D. 若将一个正点电荷分别放在M、N和O三点,则该点电荷在O点时电势能最大5.如图,在点电荷—q的电场中,放着一块带有一定电量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板,MN为其对称轴,O点为几何中心.点电荷—q与a、O、b之间的距离分别为d、2d、3d.已知图中a点的电场强度为零,则带电薄板在图中b点处产生的电场强度的大小和方向分别为()A. ,水平向右B. ,水平向左C. +,水平向右D. ,水平向右6.将头发微屑悬浮在蓖麻油里并放到电场中,微屑就会按照电场强度的方向排列起来,显示出电场线的分布情况,如图所示.图甲中的两平行金属条分别带有等量异种电荷,图乙中的金属圆环和金属条分别带有异种电荷.比较两图,下列说法正确的是()7.A. 微屑能够显示出电场线的分布情况是因为微屑都带上了同种电荷B. 在电场强度为零的区域,一定没有微屑分布C. 根据圆环内部区域微屑取向无序,可知圆环内部电场为匀强电场D. 根据圆环内部区域微屑取向无序,可知圆环内部各点电势相等8.如图,电子在电势差为U1的电场中加速后,垂直进入电势差为U2的偏转电场,在满足电子能射出的条件下,下列四种情况中,一定能使电子的偏转角θ变大的是()A。

高二静电场练习题

高二静电场练习题

高二静电场练习题静电场是物理学中重要的概念之一,它涉及到电荷的相互作用和电场的变化。

本文将为高二学生提供一些静电场的练习题,帮助他们巩固和提高对该知识点的理解。

练习题1:1. 两个电荷分别为+3μC和-6μC,它们之间的距离为12cm。

求电荷之间的作用力大小。

2. 一个电子在电场中受到的力为2.5×10-18N,电场强度为5×104N/C。

求电子所处的位置离电荷的距离。

练习题2:1. 一个带正电的物体产生的电场强度为6×105N/C,电荷大小为2μC。

求离物体表面距离0.3m处的电场强度。

2. 一个带负电的物体产生的电场强度为4.5×103N/C,电荷大小为-10μC。

求离物体表面距离0.5m处的电场强度。

练习题3:1. 两个点电荷分别为+4μC和-2μC,它们之间的距离为8cm。

求它们之间的电势差。

2. 一个物体在电势为100V的地方的电势能为50J,请问在电势为200V的地方的电势能为多少?练习题4:1. 一个点电荷在电势为500V的地方的电势能为80J,请问该点电荷的大小是多少?2. 一个点电荷在电势为300V的地方的电势能为40J,请问该点电荷的大小是多少?练习题5:1. 若静电场中的电势能为30J,电荷大小为5μC,请问它所处的电势为多少伏?2. 若静电场中的电势能为20J,电荷大小为-8μC,请问它所处的电势为多少伏?练习题6:1. 一个电子从一个电势为200V的地方移动到电势为100V的地方,求电子在这个过程中的电势能变化。

2. 一个电子从一个电势为1000V的地方移动到电势为500V的地方,求电子在这个过程中的电势能变化。

以上是一些高二静电场的练习题,希望能帮助同学们更好地理解和应用静电场的知识。

通过多做习题,同学们可以加深对静电场的理解,提高解题能力,为将来的物理学习打下坚实的基础。

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练习6 静电场电荷及其相互作用 6.1 讨论下列问题:(1) 电从何来? 通常说“某物体带电”, 意味着什么?(2) 摩擦和感应是常用的两种起电方式, 试分析它们的起电机理。

现给你两个装在绝缘架上的金属球壳, 你用什么办法可使它们( a )带同号电荷; ( b )带异号电荷。

[分析与解答](略)6.2 下列说法中哪些是错的, 并指出错在哪里: (1) 库仑定律只适用于点电荷;(2) 把质量为m, 荷电为q 的点电荷,在电场中由静止释放, 则该点电荷将沿电场线运动;(3) 根据库仑定律204/r Qq F πε=, 可知, 当r →0 时, F →∞;(4) 两块面积相同, 相距为d 的极板, 带电荷分别为+q , -q , 则其间的作用力为2024/d q F πε-=.[分析与解答] (1)正确.(2)错误.因为电场线的切线方向是电场强度的方向,也就是点电荷的受力方向(或加速度的方向),而运动方向是由速度方向决定的.当电场线是直线时,此说法成立,当电场线是曲线时,此说法不成立.(3)错误.因为库仑定律只适用于点电荷,当r →0时带电体1q 和2q 已经不能看作是点电荷了.库仑定律0221041r r q q Fπε=不再适用,故由此得出的F →∞也就没有意义了.(4)错误.因为两带电平板不一定可以看作是点电荷,则用库仑定律22041dq F -=πε来计算它们之间的受力大小是不正确的.只有当间距d 远远大于平板线度时,才可以将带电平板看作是点电荷,才能由上式来计算,而当间距d 远远小于平板线度时,应由无限大带电平面公式来计算,当间距d 不满足上述条件时,其受力大小较复杂.6.3 估算以下各题(不要求精确计算) , 以帮助建立某些数量级的概念。

(1) 中子是由一个荷电2 e/ 3 的上夸克和两个荷电- e/ 3 的下夸克构成。

设中子内两个下夸克之间相距2.6×10-15 m , 若把它们当做经典粒子处理。

求它们之间的相互作用力。

(2)一原子核中两个质子之间的距离约为5×10-15m, 试估算它们之间的静电斥力。

这个力到底有多大? 你不妨计算这样的问题: 在重力场中, 这个斥力能支撑一个多大质量的物体, 使其不掉下来?( 正因为静电斥力远远大于万有引力, 要使原子核保持稳定, 人们推测核内必然存在另一种更强大的凝聚力, 这就是强相互作用。

)[分析与解答] (1)由库仑定律:F =041πε.221r q q =41πε.231⎪⎭⎫⎝⎛-e /()215106.2-⨯ =9()2152199)106.2(106.19110--⨯⨯⨯⨯⨯=3.78N (斥力)(2)库仑斥力 F e =41πε22r e =215199105106.1109⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯--=9.2N 令 F e =mg 得 m=g F e =8.92.9=0.94kg 表明,核中两个质子间的斥力大小可支撑0.94kg 的物体. 电场强度E6.4 试讨论:(1) E 是从力的角度表征电场物质性的物理量。

既然前面已引入了静电库仑力F , 为什么还要引出E 呢?(2) 图中, ±Q 表示场源电荷, ±q 表示试验电荷, r 为点P 到场源的距离,试分别画出图示的6 种情况下, ±q 在点P 的受力方向和该点E 的方向。

由此, 你从中能得到什么结论。

题6.4(2) 图(3) 试用电场线表示均匀电场和非均匀电场。

[分析与解答](略)6.5 判断下列说法, 若是错误的, 请指出错在何处, 并说明正确的结论。

(1) 两根电场线不会相交, 表明电场中任一点的E 只有一个方向, 即电场线的延伸方向;(2) 电荷在电场中某点受力很大, 则该点E 必很大; (3) 电荷在电场中某点受力的方向, 即为该点E 的方向;(4) 两个点电荷q 1 ,q 2 在空间的位置不变, 现引入试验电荷q 0 , 则空间各点的电场强度以及q 1 ,q 2之间作用力均发生变化;(5)地球表面有电场存在,而电子在电场中受到向上的静电力,可见,该处的E 方向向下。

[分析与解答](1)错误。

因为电场强度E 的方向不是电场线的延伸方向,而是切线方向。

(2)错误。

因电荷受力E q F=的大小不仅与电场强度的大小有关,而且与q 的大小也有关。

若q 很大时,即使电场强度的量值不是很大,该电荷的受力也是很大的。

(3)错误。

对正电荷而言,受力的方向就是电场强度E 的方向,而对负电荷来说,受力的方向应是电场强度E 的反方向。

(4)错误。

引入试验电荷不会影响原电场的分布。

(5)正确。

6.6 在阅读、研究教材上的几个典型例题的基础上填空、小结。

(1) 点电荷电场中某一点的E =_______ ;(2) 根据电场强度叠加原理, 点电荷系的电场强度E = ; (3) 小结一下用微元法计算连续带电体电场中任一点E 的思路、方法和必须注意的一些问题。

在此基础上求解以下各题。

6.7 水平放置的均匀带电细棒, 长为l , 电荷为q 。

试求其自身延长线上离棒中心为r 处一点的电场强度E 。

[分析与解答] 取dx ,其上带电荷 dx lqdx dq ==λ dq 在p 点激发的电场强度dE 为 i x r dq E d20)(41-=πε则整个细杆所带电荷在p 点的电场强度E 为()i l r qi l r li x r dx E d E ll )4(441412202202220-=-=-==⎰⎰+-πελπελπε6.8 如图所示, 一半无限长均匀带电细杆,其电荷线密度为λ, 试求距杆端点为d 的P 点的电场强度。

[分析与解答] dE P 02πελ=(解答略) 题6.8 图 6.9 已知无限大均匀带电平板周围的电场强度02εσ=E ,试用叠加法直接写出图中a,b,c 区域的E ,并讨论一下如果要求解两极板间的相互作用力,怎么处理?[分析与解答] 取向右为x 轴正方向。

(甲)图中:00022a E σσσεεε=--=- 0b E = 00022c E σσσεεε=++= (乙)图中:0a E = 0b E σε=0c E = 欲求题设两无限大均匀带电极板间的相互作用力,需用下式,200..22sF qE s σσσεε===式中S 为极板面积。

电场力做功的特性6.10 电场力做功具有什么特性? 并讨论下列各式的意义:(1) l d E q A b a•=⎰; (2) l d E q W aa•=⎰∞(3)l d E q qW p P•=⎰∞; (4)⎰=•Ll d E 0(5) ⎰•=Ll d E 'ε ( 'E为非静电性电场的电场强度) [分析与解答]电场力做功与路径无关,只与始末位置有关。

(1)l d E q A b a•=⎰表示将点电荷q 从场点a 移到b 电场力所做的功;(2) l d E q W aa•=⎰∞ 表示将点电荷q 从场点a 移到∞远处电场力所做的功,即q 位于场点a 时,系统拥有的电势能;(3)l d E q qW p P•=⎰∞表示单位正电荷在场点P 时,系统具有的电势能,即该场点的电势; (4)⎰=•Ll d E 0称为静电场的环路定理,它表明静电场是保守场;(5)⎰•=Ll d E'ε称为电动势,它表明非静电性,电场是非保守场。

6.11 如图所示, OCD 是以B 为圆心、R 为半径的半圆, AB = 2R , A 处有- Q , B 处有+Q , 现引进试验电荷±q 。

请填空并回答问题。

(1) +q 在点O 时系统的电势能W 0 = , 在点D 时系统的电势能W D = ; -q 在点O 时系统的电势能W 0′ = ; 在点D 时系统的电势能W D ′= 。

(2) 把+q 从点O 沿OCD 移到点D , 电场力对它做功为多少? (3) 把-q 从点D 沿AB 延长线移到∞ 处, 电场力对它做功为多少? (4) 把±q 沿OCDBO 运动1 周, 电场力对它们做功为多少 [分析与解答] 电场力做的功()0.bb a a A q E dl W W ==--⎰(1) +q 在O 点的电势能 题6.11 图0000434D Q Q W qU q R R πεπε⎡⎤-==+=⎢⎥⨯⎣⎦在D 点的电势能 00004346D Q Q qQW qU q R R R πεπεπε⎡⎤-==+=⎢⎥⨯⎣⎦ 同理,-q 在O 点的电势能 00D W qU =-=在D 点的电势能 06D D qQ W qU Rπε=-=-(2)电场力所做的功等于电势能增量的负值。

即()00066D O qQ qQA W W R R πεπε⎛⎫=--=--=- ⎪⎝⎭(3)取0W ∞=(无限远处为电势能零点)()00066D qQ qQA W W R R πεπε∞⎡⎤⎛⎫=--=--=-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦(4)电场力是保守力,沿一封闭路径电场力做功为零,无论+q 和-q 沿OCDBO 移动一周,电场力做功都是零,即⎰=•=Ll d E q A 0。

电势 U 6.12 试讨论:(1) U 是从功能角度表征电场物质性的物理量, 既然前面已引入电势能, 为什么还要引入电势U 呢?(2) 如何科学地定义电势?在场源电荷为有限分布的情况下, 其数学表达式为U = 。

(3) 电场线与等势面(线) 的关系如何?(4) 在下图(教材P256)所示的6 种情况下, 场源电荷为+Q 和- Q , 试验电荷为+q 和-q 。

当+q (或-q )分别置于A 、B 两点时, 试指出E 的方向, A , B 两点电势能大小和电势高低。

题6.12(4)图[分析与解答] (1)(2)(3)略(4)在+Q 场中引入+q 时:E由A →B 且B A E E >,0=∞E ;电势B A U U >,0=∞U (最低); 电势能B A W W >,0=∞W (最小)引入-q 时:E、U 情况不变,它们与外试验电荷q 无关; 电势能W A <W B , W ∞=0(最大)不引入电荷时:E、U 不变,W =0 6.13 判断下列说法:(1) 电势高的地方, 电场强度必大; (2) 电势为零处, 电场强度必为零;(3) 电势为零的物体必然不带电;带正电的物体, 电势必为正的;(4)“静电场中各点有确定电势, 但其数值、符号又是相对的”, 此话是矛盾的;(5) 电场中两点间的电势差与零电势点的选择无关;(6) U 与E 是表征电场本身某一点性质的, 与引入电场的外电荷无关。

[分析与解答](1) 错误。

某场点的电场强度与电势梯度有关,与电势高低无关。

如等势球体的电势可以很高,但内部任一场点的E =0;(2)错误。

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