电磁学复习资料第一章

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5、A、B两个金属球分别带电,P点的场强等于这两个带电球在P点单独产生的场强的矢量和()
6、电场线如图所示,P点电势比Q点电势低()
7、在实际工作中,常把仪器的机壳作为电势零点,所以人站在地上可以接触机壳()
8、在静电场中,任何电荷仅在静电力作用下不能处于稳定平衡状态()
9、在偶极子的电势能公式 中包括偶极子正负电荷间的相互作能( )
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
4、两块无限大平行面上的电荷面密度分别为 ,图中所示的三个区域的电场强度大小为(D)
(A)
(B)
(C)
(D)
5、在用试探电荷检测电场时,电场强度的定义为: 则(D)
(A)E与qo成反比
(B)如果没有把试探电荷qo放在这一点上,则E=0
(C)试探电荷的电量qo应尽可能小,甚至可以小于电子的电量
7、氢原子由一个质子(即氢原子核)和一个电子组成,根据经典模型,在正常状态下,电子绕核作圆周运动,轨道半径为 。已知质子质量为 ,电子质量为 ,电荷分别为 ,万有引力常数 (1)电子所受的库仑力是();(2)库仑力是万有引力的()倍;(3)电子的速度是()。
8、两个相同的气球,充满氦气,它们的表面均匀带同号电荷,电量为Q,质量为5g的重物通过两根质量可以忽略的细线悬挂于两个气球之下,整个系统悬浮在空气中,如图如示,假定把两气球作点电荷处理,则两气球所带电荷的电量应为()。
(A)由 , 共同激发的
(B)由 共同激发的
(C)由 激发的
(D)由 , 共同激发的
20、关于高斯定理有以下几种说法,哪种是正确的(B)
(A)只有对称分布的电场,高斯定理才成立
(B)高斯定理对任意静电场都成立
(C)只有高斯面外无电荷时,才能用高斯定理求场强
(D)高斯面上场强是由面内电荷产生的
21、在一个正方体的八个顶点各放一个电量为q的点电荷,则在立方体中心处(C)
(C)高斯面内必无净电荷
(D)高斯面外必无电荷
8、两个点电荷 固定在一条直线上。相距为d,把第三个点电荷 放在 的延长线上,与 相距为d,故使 保持静止,则(C)
(A) (B)
(C) (D)
9、电偶极矩 的电偶极子位于电量为Q的点电荷的电场中,点电荷Q到偶极子中心O的距离为r(r>>l)当P与r平行时,偶极子所受的力和力矩为(A)
(A)电势为零,场强为零
(B)电势为零,场强不为零
(C)电势不为零,场强为零
(D)电势不为零,场强不为零
22、静电场中P、Q两点的电势差(D )
(A)与试探电荷的正负有关
(B)与试探电荷的电量有关
(C)与零势点的选择有关
(D)与P、Q两点的位置有关
三、填空题
1、在正q的电场中,把一个试探电荷由a点移到b点如图如示,电场力作的功()
所以
下面证明与电场线垂直的方向任意两点A、B的场强相
同,过A、B两点做如图所示的矩形环路,由环路定理
所以
4、一圆台锥顶张角2 ,上底半径 ,下底半径 ,在它的侧面均匀带电,面电荷密度为 ,证明顶点的电势为
证明:在圆台上取半径为 的圆环带,其宽度为
取坐标如图所示的电势根据点电荷电势公式,该元
电荷在的电势为
整个圆台锥在顶点的电势为
5、用高斯定理证明在静电场中任何电荷仅在静电力作用下不能处于稳定状态
证明:假设任何电荷仅在静电力作用下能处于稳定平衡状态,则电荷所在处的合场强必为零。当该电荷向任何一方向发生微小位移时一定受到指向平衡点的力。包围该电荷做一个高斯面。如果该电荷为正电荷即q>0,高斯面上各点场强方向与高斯面外法线方向相反,则 高斯面内q<0,与实际相反。如果该电荷为负电荷即q’<0,高斯面上各点场强方向与高斯面外法线方向相同,则 ,高斯面内q>0,也与实际相反。故该电荷不能处于稳定平衡。
9、两个小球都带正电,总共带有电荷 ,如果当这两个小球相距2.0m时,任一球受另一球之斥力为1.0N,则两球所带电量分别是()()。
10、一无限长均匀带电直线,电荷线密度为 ,则离这带电线的距离分别为 和 的两点之间的电势差是()。
11、如果认为原子中正电荷是均匀分布于半径为R的球中,电子则在这正电荷球中振动,设正电荷总电量为Q,电子沿径向运动,其振动频率为()。
证明:由点电荷公式得
当 时,根据 上式方括号内可化为
于是得
其中
称为电四极子的电四极矩
2、用电势叠加原理证明电四极子在它的轴线的延长线上的电势为
式中 为电四极矩
证明:由点电荷电势公式得
3、证明在静电场中没有电荷分布的地方如果电场线相互平行,则电场强度大小必定处处相等。
证明:先证明沿电场线平行方向上,任意两点C与D的场强相等,过这两点作垂直于场强方向的两小面元 ,并以它们作为端面与电场线围成一电力管,当端面积 时,认为 上场强相同,由高斯定理得
........................②
由点电荷守恒定律知
...........................③
①式÷②式得
...............................④
①式-②式得
...................⑤
④式代入⑤式得
...............................⑥
(A) ,0(B)0,0
(C) , (D) ,0
10、一点电荷q位于边长为d的立方体的顶角上,通过与q相连的三个平面的电通量是(D)
(A) (B)
(C) (D)0
11、如图所示,一点电荷q位于立方体的A角上,则通过abcd面的电通量为:
(D)
(A)0(B)
(C) (D)
12、设匀强电场的方向与半径为R的半球面的轴线平行,通过此半球面的电通量(A)
答:
3、 和 中的 的含义是否相同?为什么两式的形式不一样?
答: 的含义是不同的, 是q所在处电场的电势, 是除 以外其他点电荷(不包括外电场的源电荷)在 处的电势。 是场源与处在场中电荷之间的相互作用势能,即静电势能。而 是点电荷系的相互作用势能。
五、证明题
1、如图所示是一个电四极子,它由两个电偶极矩 的电偶极子组成,这两偶极子在一直线上,但方向相反,它们的负电荷重合在一起,试证明:在它们的延长线上离中心(即负电荷)为r处的场强为 式中 称为电四极子的电四极矩
(D)试探电荷的体积应尽可能小,以致可以检测一点的场强
6、关于场强线有以下几种说法(C)
(A)电场线是闭合曲线
(B)任意两条电场线可以相交
(C)电场线的疏密程度代表场强的大小
(D)电场线代表点电荷在电场中的运动轨迹
7、对某一高斯面S,如果有 则有(C)
(A)高斯面上各点的场强一定为零
(B)高斯面内必无电荷
(B)电场力做正功
(C)P点电势等于Q点电势
(D)P点电势低于Q点电势
16、一半径为R的碗状半球面均匀带电,面电荷密度为 ,其碗口处于oxy平面上,如图所示,处于“碗口”内而位于oxy平面上作一点的电势为(B )
(A) (B)
(C)0(D)以上都不对
17、在一平面内有一根无限长的均匀带正电的直线,另一电偶极子其电矩P与长直线的距离为r。此电偶极子的运动为(D)
2、两个半径分别为 的同心均匀带电球面,且 内球面带电量 ,外球带电量 满足()条件时能使内球的电势为正:满足()条件时能使内球的电势为零;满足()条件时,能使内球的电势为负
3、有两个电偶极子,一个位于封闭曲面S之内,一个位于S之外,若(1)把S面内的那个偶极子的正负电荷中和,通过S面的电通量(),曲面上各点的场强()。(2)将S面外的那个偶极子正负电荷中和,通过S面的电通量(),曲面上各点的场强()(括号内填变化或不变化)
(A)当q到达a点场强逐渐减小,b点场强逐渐增大
(B)当q移过a点后,a点场强逐渐增大,b点场强逐渐减小
(C)q在S面外时,通过封闭曲面S’的电通量为
(D)q在S面内时,通过封闭曲面S的电通量为
(E)q在S面上时,通过封闭曲面S的电通量为0
15、若电场线如图如示,把一个正电荷从P点移到Q点时(B)
(A)电场力做负
10、两个电偶极子它们的电矩分别为 ,方向如图所示,它们之间的作用不满足牛顿第三定律()
11、如果库仑定律公式分母中r的指数不是2,而是其它数,则高斯定理不成立()
12、如果高斯面上 处处为零,则面内必无电荷()
13、电荷沿等势面移动时,电场力永远不作功()
14、在静电场中,电子沿着电力线的方向移动时,电场力作负功,电势能增加()
答:当电棒接近小球时,小球靠近导体端感应带异号电荷,远端感应出同号电荷,小球所受的吸引力比斥力大,故小球所受合力为吸引力。当小球与导体接触时,导体电荷有部分传给小球,两者带同号电荷,故互相排斥反而分开。当用手接触小球时,小球上的电荷通过人手、人体而传入大地,而后重新感应带电被电棒重新吸引。
2、已知空间电场的分布如图(a)所示,试画出电场的电势分布曲线。已知某电场的电势分布曲线如图(b)如示,试画出该电场的电势分布曲线。
(A)按逆时针方向转动
(B)向导体方向平移
(C)以垂直于直线方向为平衡位置摇摆振动
(D)以上(A)(B)(C)三种运动同时存在
18、一细玻璃棒被弯成半径为R的半圆环,半根玻璃棒均匀带正电,另一半根均匀带负电,电量都是q,如图如示,则半圆中心O处的场强和电势为(A)
(A) (B)
(C) (D)
19、静电场中一个高斯面S内有点电荷 、 ,S面外有点电荷 。由高斯定理 可知:高斯面上任一点场强(A)
不变化变化不变化变化
4、一均匀带电球面,电量为Q,半径为R,在球内离球心R/2处放一电量为q的点电荷,假定点电荷的引入并不破坏球面上电荷的均匀分布,整个带电系统在球外P点产生的电场强度()。
5、电偶极子在外电场中的能量()。
6、(1)先把偶极子的负电荷从无限远处搬到电场中r处,再把正电荷从无限远处搬到 处,反抗电场力作的功();(2)把偶极子作为一整体(保持 恒定),从无限远处搬到电场中给定的位置,反抗电场力作的功()。
二、选择题(答案中,只有一个是正确的)
1、将一带电量为Q的金属小球靠近一个不带电的金属导体时,则有(C)
(A)金属导体因静电感应带电,总电量为-Q
(B)金属导体因感应带电,靠近小球的一端带-Q,远端带+Q
(C)金属导体两端带等量异号电荷,且电量q<Q
(D)当金属小球与金属导体相接触后再分离,金属导体所带电量大于金属小球所带电量
12、带电粒子受到加速电压作用后速度增大,把静止状态下的电子加速到光速需要电压是()。
13、一无限长均匀带电直线(线电荷密度为 )与另一长为L,线电荷密度为 的均匀带电直线AB共面,且互相垂直,设A端到无限长均匀带电线的距离为 ,带电线AB所受的静电力为()。
四、问答题
1、一金箔制的小球用细线悬挂着。当一带电棒接近小球时,小球被吸引;小球一旦接触带电棒后,又立即被排斥;若再用手接触小球,它又能被带电棒重新吸引,试解释这一现象。
第一章静电学的基本规律
一、判断题(正确划“ ”错误码划“ ”)
1、磨擦起电只能发生在绝缘体上()
2、根据库仑定理,当两电荷的电量一定时,它们之间距离r越小,作用力就越大,当r趋于零时,作用力将无限大()
3、试探电荷的电量 应尽可能小,其体积应尽可能小()
4、一对量值相等的正负点电荷总可以看作是电偶极()
2、关于电势与场强的关wenku.baidu.com有以下几种说法(E)
(A)电势为零处,场强必为零
(B)场强为零处,电势必为零
(C)电势高的地方,场强必定大
(D)电势低的地方,场强必定小
(E)已知某点的电势的梯度,便可知道该点的场强
(F)已知场强的分布规律,就可知道空间各点的电势
3、已知 是两个点电荷, 为这两个点电荷单独产生的场强, 为空间总场强, 和S都是封闭曲面。利用高斯定理计算各封闭曲面通量如下(C)
(A) (B)
(C) (D)
13、如图如示,AB= ,弧OCD是以B为中心, 为半径的半圆,设A点有点电荷+q,B点有点电荷- q,把单位正电荷从O点沿OCD移到D点,电场力对它所做的功为(C)
(A)0(B)
(C) (D)以上都不对
14、一绝缘的不带电的导体球,被一封闭曲面S所包围,如图如示,一电量为q位于封闭曲面外的正点电荷向导体球移近,在移近过程中(D)
六、计算
1、两个相同的导体球带有异号电荷,相距0.5m时彼此以0.108N的力相吸,两球用一导线连接,然后将导线拿去,此后彼此以0.036N的力相斥。问两球上原来的电量各是多少?
解:设两导体球带电量分别为 、 ,由库仑定律得
........................①
两球用导线连接后,两球带相等电量 ,再由库仑定律得
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