电磁学答案
电磁学 答案
习题3—1 班级 姓名 学号 批阅日期 月 日 库仑定律、电场1、下列几个说法中哪一个是正确的?A 、电场中某点场强的方向就是将点电荷放在该点所受电场力的方向;B 、在以点电荷为中心的球面上,由该点电荷所产生的场强处处相同;C 、场强方向可由0/q F E =定出,其中0q 为试验电荷的电量,可正可负,F为试验电荷所受的电场力;D 、以上说法都不正确。
[ C ]2、有一带正电荷的金属球,其附近某点的场强为E,若在该点放一带正电的点电荷Q ,测得所受电场力为f ,则E大小为 [ C ]A 、Q f E / = ;B 、Q f E /<; C 、q f E / > 。
3、如图所示,两电量分别为q 1=q 2=4.0×10-7C 的点电荷,相距为 0.4m 。
求距q 1为 0.3m ,距q 2为0.5m 处P 点的电场强度, 求P 点处的q 3=1.0×10-7C 电荷的受力。
{441.15210 4.86410()Ei j SI =-⨯+⨯;331.15210 4.86410()F i j SI --=-⨯+⨯}解:41132010442333020791244==4.010j , 4403040311521008641044050403401091001250090125115210486410q qjE r r .qq E r (.i .j ).i .j ,r ..i j .jE E E .()....i .jπεπεπεπε-=⨯==-+=-⨯+⨯-=+=⨯⨯⨯++=-⨯+⨯ 3F q E ==331.15210 4.86410i j ---⨯+⨯习题3—2 班级 姓名 学号 批阅日期 月 日4、长为L=15.0cm 直线A 、B 上,均匀分布着电荷线密度λ=40×10-9C/m 的正电荷,求导线的延长线上与导线B 端相距d=5.0cm 的P 点的场强。
大学电磁学考试题及答案
大学电磁学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 电磁波在真空中的传播速度是多少?A. 3×10^8 m/sB. 3×10^5 m/sC. 3×10^6 m/sD. 3×10^9 m/s答案:A2. 法拉第电磁感应定律描述的是哪种现象?A. 电荷守恒定律B. 电荷的产生和消失C. 磁场变化产生电场D. 电场变化产生磁场答案:C3. 根据洛伦兹力公式,当一个带电粒子垂直于磁场运动时,其受到的力的方向是?A. 与磁场方向相同B. 与磁场方向相反C. 与带电粒子速度方向相同D. 与带电粒子速度方向垂直答案:D4. 麦克斯韦方程组中描述电荷分布与电场关系的是?A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 安培环路定理D. 洛伦兹力公式答案:A5. 一个闭合电路中的感应电动势与什么因素有关?A. 磁通量的变化率B. 磁通量的大小C. 电路的电阻D. 电流的大小答案:A6. 根据电磁波的性质,以下哪种波长与频率的关系是正确的?A. 波长与频率成正比B. 波长与频率成反比C. 波长与频率无关D. 波长与频率成正比,但与速度无关答案:B7. 在电磁学中,磁感应强度的单位是什么?A. 库仑B. 特斯拉C. 安培D. 伏特答案:B8. 电磁波的传播不需要介质,这是因为电磁波具有哪种特性?A. 粒子性B. 波动性C. 传播性D. 能量性答案:B9. 根据电磁学理论,以下哪种情况下磁场强度最大?A. 导线电流较小B. 导线电流较大C. 导线电流为零D. 导线电流变化答案:B10. 电磁波的频率与波长的关系是什么?A. 频率越高,波长越长B. 频率越高,波长越短C. 频率与波长无关D. 频率与波长成正比答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 电磁波的传播速度在真空中是______。
答案:3×10^8 m/s2. 根据法拉第电磁感应定律,当磁通量发生变化时,会在______产生感应电动势。
大学电磁学测试题及答案
大学电磁学测试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 电磁波在真空中的传播速度是多少?A. 300,000 km/sB. 299,792 km/sC. 299,792 km/s(光速)D. 299,792 km/s(电磁波速度)答案:C2. 法拉第电磁感应定律描述了什么现象?A. 磁场对电流的作用B. 电流对磁场的作用C. 变化的磁场产生电场D. 变化的电场产生磁场答案:C3. 根据麦克斯韦方程组,以下哪项不是电磁场的基本方程?A. 高斯定律B. 高斯磁定律C. 法拉第电磁感应定律D. 欧姆定律答案:D4. 电容器的电容与哪些因素有关?A. 电容器的面积B. 电容器的间距C. 电介质材料D. 所有以上因素答案:D5. 以下哪种介质不能增强电场?A. 电介质B. 导体C. 真空D. 磁介质答案:B6. 洛伦兹力定律描述了什么?A. 磁场对运动电荷的作用B. 电场对静止电荷的作用C. 重力对物体的作用D. 摩擦力对物体的作用答案:A7. 电磁波的频率和波长之间有什么关系?A. 频率与波长成正比B. 频率与波长成反比C. 频率与波长无关D. 频率与波长成正比(错误选项)答案:B8. 根据楞次定律,当线圈中的磁通量增加时,感应电流的方向如何?A. 与磁通量增加的方向相同B. 与磁通量增加的方向相反C. 与磁通量增加的方向垂直D. 与磁通量增加的方向无关答案:B9. 什么是自感?A. 电路中由于电流变化而产生的电磁感应B. 电路中由于电压变化而产生的电流C. 电路中由于电阻变化而产生的电压D. 电路中由于电感变化而产生的电流答案:A10. 以下哪种材料不是超导体?A. 汞B. 铅C. 铜D. 铝答案:C二、填空题(每空1分,共10分)1. 电场强度的国际单位是_______。
答案:伏特/米2. 电容器储存电荷的能力称为_______。
答案:电容3. 磁场强度的国际单位是_______。
答案:特斯拉4. 麦克斯韦方程组包括_______个基本方程。
电磁学考试题库及答案高中
电磁学考试题库及答案高中电磁学是物理学中的一个重要分支,它研究的是电荷、电场、电流、磁场以及它们之间的相互作用。
以下是一份高中电磁学考试题库及答案,供同学们学习和练习。
一、选择题1. 电荷间的相互作用遵循以下哪条定律?A. 牛顿第一定律B. 牛顿第二定律C. 库仑定律D. 欧姆定律答案:C2. 以下哪个单位是用来测量电流的?A. 伏特(V)B. 安培(A)C. 欧姆(Ω)D. 法拉(F)答案:B3. 一个电路中,电阻为10Ω,通过它的电流为0.5A,根据欧姆定律,该电路两端的电压是多少伏特?A. 2VB. 5VC. 10VD. 20V答案:B4. 电磁波的传播速度在真空中是多少?A. 299,792,458 m/sB. 300,000 km/sC. 3×10^8 m/sD. 3×10^11 m/s答案:C5. 法拉第电磁感应定律表明什么?A. 电流的产生与磁场的变化有关B. 电流的产生与电场的变化有关C. 磁场的产生与电流的变化有关D. 电场的产生与磁场的变化有关答案:A二、填空题6. 电场强度的定义式是 \( E = \frac{F}{q} \),其中 \( E \) 表示电场强度,\( F \) 表示电荷所受的电场力,\( q \) 表示电荷量。
答案:电场强度7. 电流的国际单位是安培,用符号 \( A \) 表示。
答案:安培8. 一个闭合电路的总电阻为 \( R \),电源的电动势为 \( E \),电路中的电流 \( I \) 可以通过欧姆定律计算,即 \( I = \frac{E}{R} \)。
答案:欧姆定律9. 电磁波的三个主要特性包括:波长、频率和速度。
答案:波长、频率10. 法拉第电磁感应定律表明,当磁场变化时,会在导体中产生感应电动势。
答案:感应电动势三、简答题11. 简述电磁波的产生原理。
答案:电磁波是由变化的电场和磁场相互作用产生的,它们以波的形式向外传播,不需要介质,可以在真空中传播。
电磁学试题(含答案)
一、单选题1、 如果通过闭合面S 的电通量e Φ为零,则可以肯定A 、面S 内没有电荷B 、面S 内没有净电荷C 、面S 上每一点的场强都等于零D 、面S 上每一点的场强都不等于零2、 下列说法中正确的是A 、沿电场线方向电势逐渐降低B 、沿电场线方向电势逐渐升高C 、沿电场线方向场强逐渐减小D 、沿电场线方向场强逐渐增大3、 高压输电线在地面上空m 25处,通有A 1023⨯的电流,则该电流在地面上产生的磁感应强度为A 、T 104.15-⨯B 、T 106.15-⨯C 、T 1025-⨯D 、T 104.25-⨯4、 载流直导线和闭合线圈在同一平面内,如图所示,当导线以速度v 向左匀速运动时,在线圈中A 、有顺时针方向的感应电流B 、有逆时针方向的感应电C 、没有感应电流D 、条件不足,无法判断5、 两个平行的无限大均匀带电平面,其面电荷密度分别为σ+和σ-,则P 点处的场强为A 、02εσB 、0εσ C 、02εσ D 、0 6、 一束α粒子、质子、电子的混合粒子流以同样的速度垂直进入磁场,其运动轨迹如图所示,则其中质子的轨迹是A 、曲线1B 、曲线2C 、曲线3D 、无法判断 7、 一个电偶极子以如图所示的方式放置在匀强电场E 中,则在电场力作用下,该电偶极子将A 、保持静止B 、顺时针转动C 、逆时针转动D 、条件不足,无法判断8、 点电荷q 位于边长为a 的正方体的中心,则通过该正方体一个面的电通量为A 、0B 、0εqC 、04εqD 、06εq 9、 长直导线通有电流A 3=I ,另有一个矩形线圈与其共面,如图所示,则在下列哪种情况下,线圈中会出现逆时针方向的感应电流?A 、线圈向左运动B 、线圈向右运动C 、线圈向上运动D 、线圈向下运动10、 下列说法中正确的是A 、场强越大处,电势也一定越高3B 、电势均匀的空间,电场强度一定为零C 、场强为零处,电势也一定为零D 、电势为零处,场强一定为零11、 关于真空中静电场的高斯定理0εi S q S d E ∑=∙⎰ ,下述说法正确的是:A. 该定理只对有某种对称性的静电场才成立;B. i q ∑是空间所有电荷的代数和;C. 积分式中的E 一定是电荷i q ∑激发的;D. 积分式中的E 是由高斯面内外所有电荷激发的。
高中物理电磁学基础练习题及答案
高中物理电磁学基础练习题及答案练习题一:电场1. 电荷的基本单位是什么?答案:库仑(C)2. 两个等量的正电荷相距1米,它们之间的电力是多少?答案:9 × 10^9 N3. 电场强度的定义是什么?答案:单位正电荷所受到的电力4. 空间某点的电场强度为10 N/C,某个电荷在此点所受的电力是5 N,求该电荷的电量。
答案:0.5 C练习题二:磁场1. 磁力线的方向与什么方向垂直?答案:磁力线的方向与磁场的方向垂直。
2. 磁力的大小与什么有关?答案:磁力的大小与电流强度、导线长度以及磁场强度有关。
3. 磁感应强度的单位是什么?答案:特斯拉(T)4. 在垂直磁场中,一根导线受到的力大小与什么有关?答案:导线长度、电流强度以及磁场强度有关。
练习题三:电磁感应1. 什么是电磁感应?答案:电磁感应是指导体在磁场的作用下产生感应电动势的现象。
2. 什么是法拉第电磁感应定律?答案:法拉第电磁感应定律指出,当导体回路中的磁通量变化时,导体回路中会产生感应电动势。
3. 一根长度为1 m的导体以2 m/s的速度与磁感应强度为0.5 T 的磁场垂直运动,求导体两端的感应电动势大小。
答案:1 V4. 一根长度为3 m的导线以2 m/s的速度穿过磁感应强度为0.5 T的磁场,若导线两端的电压为6 V,求导线的电阻大小。
答案:1 Ω练习题四:电磁波1. 什么是电磁波?答案:电磁波是由电场和磁场相互作用产生的波动现象。
2. 电磁波的传播速度是多少?答案:光速,约为3 × 10^8 m/s。
3. 可见光属于电磁波的哪个频段?答案:可见光属于电磁波的红外线和紫外线之间的频段。
4. 无线电波属于电磁波的哪个频段?答案:无线电波属于电磁波的低频段。
练习题五:电磁学综合练习1. 一个电荷在垂直磁场中受到的磁力大小为5 N,该电荷的电量是2 C,求该磁场的磁感应强度。
答案:2.5 T2. 一段长度为2 m的导线以8 m/s的速度进入磁感应强度为0.2 T的磁场中,导线所受的感应电动势大小为4 V,求导线两端的电阻大小。
电磁学习题答案1-3章
第一章 习题一1、电量Q 相同的四个点电荷置于正方形的四个顶点上,0点为正方形中心,欲使每个顶点的电荷所受电场力为零,则应在0点放置一个电量q =-(1+2√2)Q/4 的点电荷。
2、在点电荷系的电场中,任一点的电场强度等于各点电荷单独在该点产生场强的矢量和,这称为电场强度叠加原理。
3、一点电荷电场中某点受到的电场力很大,则该点的电场强度E :( C )(A)一定很大 (B)一定很小 (C)可能大也可能小4、两个电量均为+q 的点电荷相距为2a ,O 为其连线的中点,求在其中垂线上场强具有极大值的点与O 点的距离R 。
解法一:22020214141aR qπεr q πεE E +=== 21E E E+=,θE θE θE E cos 2cos cos 121=+=2222042a R R a R q πε++=()2/32202a R R πεq +=E 有极值的条件是:()0222/522220=+-=a R R a πεq dR dE 即 0222=-R a ,解得极值点的位置为:a R 22=∵ ()2/722220223223a R a R πεqR dR E d +-=,而 0398402/222<-==aπεqdR E d a R ∴ 中垂线上场强具有极大值的点与O 点的距离为a R 22= 且 ()202/3220m a x 332/2/2aπεq a a a πεq E =+=解法二:θaq πεr q πεE E 2202021sin 4141===,21E E E +=+qθE θE θE E cos 2cos cos 121=+=θθaq πεcos sin 21220=)cos (cos 21320θθaq πε-=E 有极值的条件是:0)sin 3sin 2(2320=-=θθaπεq θd dE E 有极值时的θ满足:31cos 32sin 1cos 0sin 2211====θ,θ;θ,θ )cos 7cos 9(2)cos sin 9cos 2(232022022θθa πεq θθθa πεq θd E d -=-= 0)cos 7cos 9(22011320221>=-==a πεq θθa πεq θd E d θθ 032)cos 7cos 9(22022320222<-=-==aπεq θθa πεq θd E d θθ 可见 θ = θ2时,E 有极大值。
电磁学考试题库及答案详解
电磁学考试题库及答案详解一、单项选择题1. 真空中两个点电荷之间的相互作用力遵循()。
A. 牛顿第三定律B. 库仑定律C. 高斯定律D. 欧姆定律答案:B解析:库仑定律描述了真空中两个点电荷之间的相互作用力,其公式为F=k*q1*q2/r^2,其中F是力,k是库仑常数,q1和q2是两个电荷的量值,r是它们之间的距离。
2. 电场强度的方向是()。
A. 从正电荷指向负电荷B. 从负电荷指向正电荷C. 垂直于电荷分布D. 与电荷分布无关解析:电场强度的方向是从正电荷指向负电荷,这是电场的基本性质之一。
3. 电势能与电势的关系是()。
A. 电势能等于电势的负值B. 电势能等于电势的正值C. 电势能等于电势的两倍D. 电势能与电势无关答案:A解析:电势能U与电势V的关系是U=-qV,其中q是电荷量,V是电势。
4. 电容器的电容C与板间距离d和板面积A的关系是()。
A. C与d成正比B. C与d成反比C. C与A成正比D. C与A和d都成反比解析:电容器的电容C与板间距离d成反比,与板面积A成正比,公式为C=εA/d,其中ε是介电常数。
5. 磁场对运动电荷的作用力遵循()。
A. 洛伦兹力定律B. 库仑定律C. 高斯定律D. 欧姆定律答案:A解析:磁场对运动电荷的作用力遵循洛伦兹力定律,其公式为F=qvBsinθ,其中F是力,q是电荷量,v是电荷的速度,B是磁场强度,θ是速度与磁场的夹角。
二、多项选择题1. 以下哪些是电磁波的特性?()A. 传播不需要介质B. 具有波粒二象性C. 传播速度等于光速D. 只能在真空中传播答案:ABC解析:电磁波的传播不需要介质,具有波粒二象性,传播速度等于光速,但它们也可以在其他介质中传播,只是速度会因为介质的折射率而改变。
2. 以下哪些是电场线的特点?()A. 电场线从正电荷出发,终止于负电荷B. 电场线不相交C. 电场线是闭合的D. 电场线的疏密表示电场强度的大小答案:ABD解析:电场线从正电荷出发,终止于负电荷,不相交,且电场线的疏密表示电场强度的大小。
电磁学答案
Q 2pR
Rrd
dEr=
r
3
o
4pe 0(R2 + r 2 ) 2
ò 积分得距圆心 r 处中轴线上
强
Er =
Qr
3
8p 2e 0 (R2 + r 2 ) 2
2p d
0
=
Qr
3
4pe 0 (R2 + r 2 ) 2
场
由于线和圆环之间的库伦力是一对相互作用力,故只需考虑线受力,积分得:
ò ò F =
0
= 2. 25 ×10 s
1-9 (PB13203219 张子越) 不可能。取方形回路,其中一组对边平行于电场线,一组对边垂直于电场线。在 此回路中,当试探电荷沿着垂直于电场线的路径运动时电场对试探电荷不做工; 当沿着平行于电场线的对边运动时要做工,但是根据题意这两条边上的场强大小 不相等,但是做工路径相等,故沿回路做工不为零,与“静电场是保守场”矛盾。
1-16(PB13203219 张子越)
U= ∗ ( 1 +2
+( )
.
+ 1 −2
+( )
另 y=(1 +2
+ ) . + (1 −2
+
在 x=0 附近展开,前两项为 0,保留第三项
y≈(3cos2θ-1)x2
) . −2
.
−2)
令 x=l/r 得 U= ∗
⃗ = −∇⃗
3 =
1 ∗ ∗ ((3
4
òp 2k d
0 rp
sin
=
4k rp
1-14(PB13000808 刘通) 解:
设 OD=r,则BD = R +r −2Rr c os θ,
电磁学期末考试题及答案
电磁学期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪项是电流的单位?A. 牛顿B. 库仑C. 安培D. 伏特答案:C2. 电磁波的传播速度在真空中是恒定的,其值是:A. 299,792,458 m/sB. 300,000,000 m/sC. 3.00 x 10^8 m/sD. 3.00 x 10^5 m/s答案:C3. 根据麦克斯韦方程组,以下哪项描述了电场与磁场之间的关系?A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 欧姆定律D. 安培环路定理答案:B4. 一个点电荷在电场中受到的力与以下哪个因素无关?A. 电荷量B. 电场强度C. 电荷的正负D. 电荷的质量答案:D5. 以下哪个选项是描述磁场的基本物理量?A. 电势B. 磁通C. 磁感应强度D. 电场强度答案:C6. 一个闭合电路中的感应电动势与以下哪个因素有关?A. 磁场强度B. 导线长度C. 导线运动速度D. 所有以上因素答案:D7. 根据洛伦兹力定律,一个带电粒子在磁场中运动时受到的力与以下哪个因素无关?A. 粒子的电荷量B. 粒子的速度C. 磁场的强度D. 粒子的质量答案:D8. 电磁波的波长与频率的关系是:A. 波长与频率成正比B. 波长与频率成反比C. 波长与频率无关D. 波长与频率的乘积是常数答案:B9. 以下哪种材料最适合用于制作超导磁体?A. 铁B. 铜C. 铝D. 铌钛合金答案:D10. 电磁感应现象是由以下哪位科学家发现的?A. 牛顿B. 法拉第C. 麦克斯韦D. 欧姆答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 电磁波的传播不需要______。
答案:介质2. 电流通过导线时,导线周围会产生______。
答案:磁场3. 根据欧姆定律,电流I等于电压V除以电阻R,即I=______。
答案:V/R4. 电荷的定向移动形成了______。
答案:电流5. 电磁波的传播速度在真空中是______。
答案:3.00 x 10^8 m/s6. 电磁波的波长、频率和波速之间的关系是______。
大学电磁学试题及答案
大学电磁学试题及答案一、选择题1. 下列哪个不是电磁场的性质?A. 磁场比电场强B. 磁场可以存储能量C. 磁场的形状与电流的形状无关D. 磁场可以做功2. 下列哪个不是电场的性质?A. 电场是矢量场B. 电场可以存储能量C. 电场的形状与电荷的分布有关D. 电场可以做功3. 以下哪个定理描述了电场的闭合性?A. 麦克斯韦方程组B. 电场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 电场能量密度定理4. 以下哪个定理描述了磁场的无源性?A. 麦克斯韦方程组B. 磁场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 磁场能量密度定理5. 在匀强电场中沿着电场方向移动电荷,电荷所受的力是:A. 垂直于电场方向的力B. 与电场方向相反的力C. 与电场方向相同的力D. 没有受力6. 以下哪个定理描述了磁场的涡旋性?A. 麦克斯韦方程组B. 磁场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 磁场能量密度定理7. 当通过匀强磁场的导线以垂直于磁场方向的速度运动时,导线中将感应出电动势。
这个现象被称为:A. 法拉第现象B. 洛伦兹力C. 磁通量D. 磁感应强度8. 以下哪个定理描述了电磁感应现象?A. 麦克斯韦方程组B. 磁场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 法拉第定律9. 高频交流电的传输会存在什么现象?A. 电流大于电压B. 电流和电压同相C. 电流小于电压D. 电流和电压反相10. 在电磁波中,电场和磁场之间的关系是:A. 电场和磁场互相作用B. 电场和磁场无关联C. 电场和磁场相互垂直D. 电场和磁场相互平行二、解答题1. 描述安培环路定理的表达式以及其含义。
安培环路定理的表达式是:$\oint \mathbf{B}\cdot d\mathbf{l} =\mu_0I_{\text{enc}}$。
该定理表示通过某一闭合回路的磁感应强度的环路积分等于该回路所围绕的电流的总和与真空中的磁导率的乘积。
即磁场的闭合性质。
2. 描述麦克斯韦方程组中法拉第电磁感应定律的表达式以及其含义。
电磁学习题答案
电磁学习题答案电磁学习题答案第一章 静电场一、选择题(每题三分)1) 将一个试验电荷Q (正电荷)放在带有正电荷的大导体附近P 点处,测得它所受力为F ,若考虑到电量Q 不是足够小,则:()A 、F/Q 比P 点处原先的场强数值大 C 、F/Q 等于原先P 点处场强的数值B 、F/Q 比P 点处原先的场强数值小 D 、F/Q 与P 点处场强数值关系无法确定 答案(B )·P+Q2) 图中所示为一沿X 轴放置的无限长分段均匀带电直线,电荷线密度分别为+λ(X<0)和一个-λ(X>0),则OXY 坐标平面上点(0,a )处的场强E为( )A 、0B 、a i 0πελC 、a 4i 0πελD 、a 4)j i (0πε+λ3) 图中所示曲线表示球对称或轴对称静电场的某一物理量随径向距离r 那方面内容(E 为电场强度的大小,U 为静电势)()A 、半径为R 的无限长均匀带电圆柱体电场的E-r 关系 C 、半径为R 的均匀带正电球体电场的U-r 关系B 、半径为R 的无限长均匀带电圆柱面电场的E-r 关系 D 、半径为R 的均匀带正电球面电场的U-r 关系答案(B )4) 有两个点电荷电量都是+q ,相距2a,今以左边的点电荷为球心,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 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3ϕ,则()5) 已知一高斯面所包围的体积内电量代数和0=∑iq ,则可肯定()A 、高斯面上各点场强均为零 C 、穿过整个高斯面的电通量为零B 、穿过高斯面上每一面元的电通量为零 D 、以上说法都不对 答案(C ) 6) 两个同心带电球面,半径分别为)(,b a b a R R R R <,所带电量分别为b a Q Q ,。
设某点与球心相距r,当b a R r R <<时,该点的电场强度的大小为() A 、2ba 0rQ Q 41+∙πε B 、2ba 0rQ Q 41-∙πε C 、)R Q r Q (412bb 2a 0+∙πε D 、2a 0r Q 41∙πε 答案(D )7) 如图所示,一个带电量为q 的点电荷位于立方体的A 角上,则通过侧面abcd 的电场强度通量为() A 、6qε B 、12q ε C 、24q ε D 、48q ε 答案(C )8) 半径为R 的均匀带电球面,若其电荷密度为σ,则在距离球面R 处的电场强度为()A 、0εσ B 、02εσC 、04εσD 、8εσ答案(C )9) 高斯定理⎰⎰ερ=∙vs dV S d E ()A 、适用于任何静电场 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B 、只适用于真空中的静电场 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(B ) 10) 关于高斯定理的理解正确的是()A 、 如果高斯面上处处E为零,则该面内必无电荷 C 、如果高斯面内有许多电荷,则通过高斯面的电通量必不为零B 、 如果高斯面内无电荷,则高斯面上处处E为零 D 、如果高斯面的电通量为零,则高斯面内电荷代数和必为零 答案(D )11) 如图两同心的均匀带电球面,内球面半径为1R ,电量1Q ,外球面半径为2R ,电量2Q ,则在内球面内距离球心为r 处的P 点场强大小E 为() A 、2021r 4Q Q πε+ B 、+πε2101R 4Q 2202R 4Q πε C 、201r 4Q πε D 、0 答案(D)12)若均匀电场的场强为E,其方向平行于半径为R 的半球面的轴,则通过此半球面的电通量Φ为()13) 下列说法正确的是()A 、 闭合曲面上各点场强为零时,面内必没有电荷 C 、闭合曲面的电通量为零时,面上各点场强必为零B 、 闭合曲面内总电量为零时,面上各点场强必为零 D 、通过闭合曲面的电通量仅决定于面内电荷 答案(D )14) 在空间有一非均匀电场,其电力线分布如图,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 ∆的电场线通量为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 S r ∆Φ⋅∆24π C 、e SSr ∆Φ⋅∆∆-24π D 、0 答案(15) 在电荷为q +的电场中,若取图中点P 处为电势零点,则M 点的电势为()16)下列说法正确的是()A 、 带正电的物体的电势一定是正的 C 、带负电的物体的电势一定是负的B 、 电势等于零的物体一定不带电 D 、物体电势的正负总相对电势参考点而言的 答案(D )17) 在点电荷q 的电场中,选取以q 为中心,R 为半径的球面上一点P 处作电势零点,则与点电荷q 距离为r 的P ‘点电势为()A 、r 4q 0πε B 、)R 1r 1(4q 0-πε C 、)R r (4q 0-πε D 、)R1r 1(4q 0-πε-答案(B )18) 半径为R 的均匀带电球面,总电量为Q ,设无穷远处的电势为零,则球内距球心为r 的P 强度和 电势为() A 、E=0, U=r 4Q 0πε B 、 E=0, U=R 4Q 0πε C 、E=2r 4Q0πε. U=r 4Q 0πε D 、E=2r 4Q0πε答案(B )19) 有N 个电量为q 布,比较在这两种情况下在通过圆心O 并垂直与圆心的Z 轴上任意点P 的 场强与电势,则有() A 、场强相等,电势相等B 、场强不相等,电势不相等C 、场强分量z E 相等,电势相等D 、场强分量z E 相等,电势不相等答案(C )20)在边长为a 正方体中心处放置一电量为Q 的点电荷,设无穷远处为电势零点,则在一个侧面的中心处的电势为()A 、a 4Q 0πε B 、R 2Q 0πε C 、R Q0πε D 、R22Q 0πε答案(B )21)如图两个同心的均匀带电球面,内球面半径为1R ,电量1Q ,外球面半径为2R ,电量2QA 、E R 2π B 、E R 22π C 、E R 221π D 、E R 22πE 、22ERπ 答案(A )A 、a 4q 0πε B 、a8q 0πε C 、a 4q 0πε-D 、a8q0πε- 答案(D )电势U为()A、r4QQ21πε+B、11R4Qπε+22R4QπεC 、0 D、11R4Qπε答案(B)22)真空中一半径为R的球面均匀带电为Q,,在球心处有一带电量为q的点电荷,如图设无穷远处为电势零点,则在球内离球心O距离为r的P点处的电势为()A、r4QπεB、)RQrq(41+πεC、r4qQπε+D、)RqQrq(41-+πε答案(B)23)当带电球面上总的带电量不变,而电荷的分布作任意改变时,这些电荷在球心出产生的电场强度E和电势U将()A、E不变,U不变 B、E不变,U改变 C、E改变,U不变 D、E改变,U也改变答案(C)24)真空中有一电量为Q的点电荷,在与它相距为r的A点处有一检验电荷q,现使检验电荷q从A 点沿半圆弧轨道运动到B点,如图则电场场力做功为()A、q2rr4Q22⋅π⋅πεB、rq2r4Q2⋅πεC、rqr4Q2π⋅πεD、0 答案(D)25)两块面积为S的金属板A 和B彼此平行放置,板间距离为d(d远远小于板的线度),设A板带电量1q, B 板带电量2q,则A,B板间的电势差为()A、S2qq21ε+B、dS4qq21⋅ε+C、dS2qq21⋅ε-D、dS4qq21⋅ε-答案(C)26)图中实线为某电场中电力线,虚线表示等势(位)面,由图可以看出()A、cE>>baEEcU>>baUU C 、cE>>baEEcU<<baUUB、cE<<baEEcU<<baUU D、cE<<baEEcU>>baUU答案(A)27)面积为S的空气平行板电容器,极板上分别带电量为q±,若不考虑边缘效应,则两极板间的相互作用力为()A、Sq2ε-B、S2q2ε-C、22S2qεD、22Sqε答案(B)28)长直细线均匀带电。
电磁学第四版赵凯华习题答案解析
电磁学第四版赵凯华习题答案解析第一章:电磁现象和电磁场基本定律
1. 问题:什么是电磁学?
答案:电磁学是研究电荷和电流相互作用所产生的现象和规律的科学。
2. 问题:什么是电磁场?
答案:电磁场是指由电荷和电流引起的空间中存在的物理场。
3. 问题:什么是电场?
答案:电场是指电荷在周围空间中所产生的物理场。
4. 问题:什么是磁场?
答案:磁场是指电流或磁体在周围空间中所产生的物理场。
5. 问题:电磁场有哪些基本定律?
答案:电磁场的基本定律有高斯定律、安培定律、法拉第定律和麦克斯韦方程组。
第二章:静电场
1. 问题:什么是静电场?
答案:静电场是指电荷分布不随时间变化的电场。
2. 问题:什么是电势?
答案:电势是指单位正电荷在电场中所具有的能量。
3. 问题:什么是电势差?
答案:电势差是指在电场中从一个点到另一个点所需做的功。
4. 问题:什么是电势能?
答案:电势能是指带电粒子在电场中由于位置改变而具有的能量。
5. 问题:什么是电容?
答案:电容是指导体上带电量与导体电势差之间的比值。
以上是电磁学第四版赵凯华习题的部分答案解析。
详细的解析请参考教材。
物理学导论(电磁学)期末单元测试与答案
一、单选题1、总结了电磁现象规律的基本理论是A.库仑定律B.法拉第电磁感应定律C.安培定律D.麦克斯韦方程组正确答案:D2、描述稳恒电路和交变电路规律的两个主要理论是A.欧姆定律和库仑定律B.欧姆定律和基尔霍夫方程组C.库仑定律和洛伦兹力公式D.安培定律和基尔霍夫方程组正确答案:B3、1747年美国科学家富兰克林进行雷电实验的主要意义是A.使人们认识到电现象和磁现象是无关的B.使人们认识到雷电和地面电现象的性质相同C.促使人们发明了感应起电机D.促使人们发明了莱顿瓶正确答案:B4、1831年,英国物理学家法拉第从实验中发现了A. 电荷之间的相互作用力公式B.电流的磁效应现象C.电磁感应现象D.磁荷之间的相互作用力公式正确答案:C5、安培为了说明磁现象的本质,提出了A.磁场的概念B.分子环流假说C. 磁荷的概念D.静电、静磁公式正确答案:B6、下列关于电荷的说法正确的是A.中性原子内部不含有任何电荷B.两个电子之间的相互作用力为吸引力C.带正电的原子与等量的负电荷复合后,原子恢复中性D.中性原子失去电子会带负电正确答案:C7、关于下雨时的雷鸣闪电现象,下列说法错误的是A.天空中产生的电荷与地面电荷的性质不同B.下雨时云层的上、下表面会带有符号相反的电荷C.正负电荷复合时,会释放巨大能量,产生爆炸,所以我们会听到雷鸣声D.下降的雨滴与上升的热气摩擦,会产生正负电荷分离正确答案:A8、声波的传播速度大约为A.每秒300千米B.每秒3300米C.每秒330米D.每秒3万米正确答案:C9、极光一般只能在地球的两极观察到,是因为A.太阳辐射的高能粒子只能沿着与地磁场垂直的方向传播B.地球的两极含有大量的氧分子和氮分子,有利于产生极光C.地球的两极人烟稀少,便于观察D.太阳辐射的高能粒子只能沿着与地磁场平行的方向传播正确答案:D10、总结了电磁学的实验和理论研究结果,提出电磁场基本方程组的科学家是A.德国的欧姆B.英国的法拉第C.英国的麦克斯韦D.法国的安培正确答案:C二、判断题1、实验发现,虽然电能够产生磁,但磁不能产生电正确答案:×2、物质发光是由于组成物质的粒子在不同能量状态间的跃迁正确答案:√3、机械能、电能、热能及光能之间可以相互转换正确答案:√4、发电机是利用电磁感应原理产生电流的装置正确答案:√5、变压器是把电能转换为机械能的装置正确答案:×。
大学电磁学试题及答案
大学电磁学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 电场强度的定义式是()。
A. E = F/qB. E = FqC. E = qFD. E = F/Q答案:A2. 电势差的定义式是()。
A. U = W/qB. U = WqC. U = qWD. U = W/Q答案:A3. 电容器的电容与两极板间的距离成()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 无法确定答案:B4. 电容器的电容与两极板的面积成()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 无法确定答案:A5. 电容器的电容与两极板间介质的介电常数成()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 无法确定答案:A6. 电容器的储能公式是()。
A. W = 1/2CU^2B. W = 1/2CV^2C. W = 1/2CQ^2D. W = 1/2CVQ答案:B7. 电流强度的定义式是()。
A. I = dQ/dtB. I = Q/dtC. I = dQ/tD. I = Qd/t答案:A8. 欧姆定律的公式是()。
A. U = IRB. U = R/IC. U = I/RD. U = RI答案:A9. 电阻定律的公式是()。
A. R = ρL/AB. R = ρA/LC. R = L/ρAD. R = A/ρL答案:A10. 电感的定义式是()。
A. L = NΦ/IB. L = Φ/NIC. L = I/NΦD. L = N/IΦ答案:A二、填空题(每题2分,共20分)11. 电场强度的方向是________。
答案:电势降低最快的方向12. 电势差的方向是________。
答案:电势高的指向电势低的13. 电容器两极板间的电场强度是________。
答案:E = U/d14. 电容器两极板间的电势差是________。
答案:U = Ed15. 电容器的储能公式是________。
答案:W = 1/2CU^216. 电流强度的方向是________。
答案:正电荷定向移动的方向17. 欧姆定律的公式是________。
电磁学部分习题解答
电磁学部分习题解答一、判断题1、磨擦起电只能发生在绝缘体上( × )2、试探电荷的电量0q 应尽可能小,其体积应尽可能小( √ )3、一对量值相等的正负点电荷总可以看作是电偶极( × )4、电场线如图所示,P 点电势比Q 点电势低 ( √ )5、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( √ )6、电荷沿等势面移动时,电场力永远不作功( √ )7、由公式0εσ=E 知,导体表面任一点的场强正比于导体表面处的面电荷密度,因此该点场强仅由该点附近的导体上的面上的面电荷产生的。
( × )8、一导体处静电场中,静电平衡后导体上的感应电荷分布如图,根据电场线的性质,必有一部分电场线从导体上的正电荷发出,并终止在导体的负电荷上。
( × )9、一封闭的带电金属盒中,内表面有许多针尖,如图所示,根据静电平衡时电荷面密度按曲率分布的规律,针尖附近的场强一定很大。
( × )10、孤立带电导体圆盘上的电荷应均匀分布在圆盘的两个圆面上。
( √ ) 11、通过某一截面上的电流密度0=j ,通过该截面的电流强度必为零 ( √)12、如果电流是由几种载流子的定向运动形成的,则每一种载流子的定向运动对电流都有贡献(√ ) 13、若导体内部有电流,则导体内部电荷体密度一定不等于零( × ) 14、在全电路中,电流的方向总是沿着电势降落的方向( × )15、设想用一电流元作为检测磁场的工具,若沿某一方向,给定的电流元l d I0放在空间任意一点都不受力,则该空间不存在磁场(× )16、对于横截面为正方形的长螺线管,其内部的磁感应强度仍可用nI 0μ表示( √ ) 17、安培环路定理反映了磁场的有旋性( × )18、对于长度为L 的载流导线来说,可以直接用安培定理求得空间各点的B( × )19、若感应电流的方向与楞次定律所确定的方向相反,将违反能量守恒定律( √ ) 20、楞次定律实质上是能量守恒定律的反映( √ ) 22、自感系数IL φ=,说明通过线圈的电流强度越小,自感系数越大( × )24、对一定的点,电磁波中的电能密度和磁能密度总相等( √ )25、一根长直导线载有电流I ,I 均匀分布在它的横截面上,导线内部单位长度的磁场能量为πμ1620I ( √ ) 26、在真空中,只有当电荷作加速运动时,它才可能发射电磁波(√ )27、当同一电容器内部充满同一种均匀电介质后,介质电容器的电容为真空电容器的rε1倍( × )28、在均匀电介质中,如果没有体分布的自由电荷,就一定没有体分布的极化电荷( √) 29、电介质可以带上自由电荷,但导体不能带上极化电荷( √ )30、电位移矢量D 仅决定于自由电荷( × )31、通过某一截面上的电流密度0=j ,通过该截面的电流强度必为零( √)32、如果电流是由几种载流子的定向运动形成的,则每一种载流子的定向运动对电流都有贡献(√) 33、若导体内部有电流,则导体内部电荷体密度一定不等于零( × ) 34、在全电路中,电流的方向总是沿着电势降落的方向( × )二、单选题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2、两块无限大平行面上的电荷面密度分别为σ±,图中所示的三个区域的电场强度大小为( D )(A ) 02εσ=ⅠE 0εσ=ⅡE 02εσ=ⅢE (B ) 02εσ=ⅠE 0 E Ⅱ= 02εσ=ⅢE(C ) 0εσ=ⅠE 0 E Ⅱ= 0εσ=ⅢE(D ) 0=ⅠE 0εσ=ⅡE 0=ⅢE3、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4、两个点电荷21q q 和固定在一条直线上。
电磁学第三版答案
3
)2
qR
O
P
x
x
⑧ 均匀带电圆平面轴线上一点
x
E (1
)
2 0
x2 R2
第一章 静电学的基本规律
6
电磁学
习题课
例1 无限长均匀带电平面 已知: b a d
求: P、Q 两点的场强
y
解 P 点(与平面共面)
dq
沿 y 方向放置的无限长直线
dq dxd y dq dx
dy
d q 在P点产生的
0
rR
rR
2 π0r
r
2π0R2 r R
rR
2 π0r
第一章 静电学的基本规律
4
电磁学
⑤ 均匀带电球面
q RO
⑥ 均匀带电球体
习题课
0
rR
E
q
rR
4 π0r2
qr
E
4
π
q
0
R
3
rR
4 π0r2 r R
第一章 静电学的基本规律
5
电磁学
习题课
⑦ 均匀带电圆环轴线上一点
E
4
π0
qx (x2
R2
4
q
π
0l
(3)把单位负电荷从D点沿 DCO 移到O点,电场力作的功。
WDCO
q0 (D
O )
q
6 π0l
第一章 静电学的基本规律
15
电磁学
习题课
C
(4)把单位正电荷从D点 沿任意路径移到无穷远,
q •
q •
电场力作的功。
AO B D
x
2l
l
(4)
q0 1
大学电磁学测试题及答案
大学电磁学测试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪个选项是麦克斯韦方程组中描述磁场变化产生电场的方程?A. ∇·E = ρ/ε₀B. ∇×E = -∂B/∂tC. ∇·B = 0D. ∇×B = μ₀J + ε₀μ₀∂E/∂t答案:B2. 在真空中,电磁波的传播速度是多少?A. 2.998×10^8 m/sB. 3.0×10^8 m/sC. 3.3×10^8 m/sD. 3.0×10^5 km/s答案:B3. 以下哪个物理量是标量?A. 电场强度B. 磁场强度C. 电荷D. 电流答案:C4. 根据洛伦兹力公式,当一个带电粒子垂直于磁场方向运动时,它受到的力的方向是?A. 与磁场方向相同B. 与磁场方向相反C. 与磁场方向垂直D. 与带电粒子运动方向相同答案:C5. 以下哪种情况会导致电磁波的偏振?A. 电磁波在真空中传播B. 电磁波在介质中传播C. 电磁波通过偏振片D. 电磁波通过非均匀介质答案:C6. 电磁感应定律表明,当磁场变化时,会在导体中产生什么?A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电场答案:B7. 根据法拉第电磁感应定律,感应电动势与以下哪个因素成正比?A. 磁场强度B. 磁通量的变化率C. 导体长度D. 导体电阻答案:B8. 以下哪个选项不是电磁波的特性?A. 传播速度B. 波长C. 频率D. 质量答案:D9. 电磁波的波速、波长和频率之间的关系是什么?A. v = λfB. v = 1/(λf)C. v = λ/fD. v = f/λ答案:A10. 以下哪种介质对电磁波的传播速度影响最大?A. 真空B. 空气C. 水D. 玻璃答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 电磁波的传播不需要______。
答案:介质2. 根据麦克斯韦方程组,电场的散度等于电荷密度除以______。
答案:真空电容率3. 电磁波的波长、频率和波速之间的关系可以用公式______表示。
大学物理电磁学基础题目及答案
大学物理电磁学基础题目及答案一、选择题1. 电荷守恒定律是指:A. 电荷之间相互作用力与电荷互动时间的乘积是一个常数B. 电荷聚集和消散都需要电源的供给C. 一个相对孤立的物体在任何情况下,其电量都保持不变D. 电导率为常数答案:C2. 以下哪种情况下,两个相同物体间的静电力最大?A. 电量相同,距离相同B. 电量减半,距离翻倍C. 电量翻倍,距离减半D. 电量加倍,距离不变答案:D3. 关于电场强度和电势的说法,下列哪个是正确的?A. 电场强度是标量,电势是矢量B. 电场强度和电势都是标量C. 电场强度和电势都是矢量D. 电场强度是矢量,电势是标量答案:D4. 电场线的性质中,下列哪个说法是正确的?A. 电场线可以相交B. 电场线的切线方向与场强方向相同C. 电场线的切线方向与场强方向垂直D. 电场线的切线方向与场强方向相反答案:B5. 两个完全导体平行板之间存在均匀电场,下列哪个说法是正确的?A. 两板之间的电场强度是均匀的B. 两板之间的电势是均匀的C. 两板之间的电势差与电场强度无关D. 两板之间的电势差与电场强度成正比答案:D二、计算题1. 一个带电粒子在电场中的电势能为5J,电量为2C,求该电场的电势差。
解答:电势能等于电量乘以电势差,即 U = qV。
所以 V = U / q = 5J / 2C = 2.5V。
2. 一匀强电场中,两点之间的电势差为10V,两点之间的距离为5m。
求该电场的电场强度。
解答:电场强度等于电势差除以距离,即 E = V / d。
所以 E = 10V / 5m = 2V/m。
3. 一个带有2μC电荷的点电荷在真空中受到的电场力为4N,求该电场中的电场强度。
解答:电场力等于电荷乘以电场强度,即 F = qE。
所以E = F / q = 4N / 2μC = 2N / μC = 2 * 10^9 N/C。
4. 一电势为100V的点电荷在电场中的位置A处势能为60J,位置B处势能为30J。
《电磁学》第二版_课后题的答案
(参考点选在无远。)
答案:U1
=
q1 4πε 0 R1
+
q2 4πε0 2R1
∫ ∫ ∫ ∫ 〈或者:U1 =
R2 R1
E1dr
+
∞
R2
E2dr
=
2R1 q1 dr + R1 4πε 0r 2
∞ q1 + q2 dr 〉 2R1 4πε 0r 2
第一章
静电场的基本规律
1.1 判断下列说法是否正确, 说明理由。 (1)一点的场强方向就是该点的试探点电荷所受电场力的方向。 (2)场强的方向可由 E=F/q 确定,其中 q 可正可负。 (3)在以点电荷为心的球面上,由该点电荷产生的场强处处相等。
答案:(1) ×,正的试探电荷; (2) √ ;(3)× 在无外场是,球面上 E 大小相等。
力为零?
解:设 q′ 距 q 为 r,则 q′ 距 2q 为 (L − r) ,放在相距 r 处,受合力为 0,则有受力平衡条件:
k
qq′ r2
=
k
2qq′ (L − r)2
得到: r = ( 2 −1)L
1.2.4 在直角坐标系的(0m,0.1m)和(0m,-0.1m)的;两个位置上分别放有电荷 q=10-10C 的点 带电体,在(0.2m,0m )的位置上放一电荷为 Q=10-8C 的点带电体,求 Q 所受力的大小和方向。
1.2.1 真空中有两个点电荷,其中一个的量值是另一个的 4 倍。她们相距 5.0×10-2 m 时相互排斥力
为 1.6N。问: (1)她们的电荷各为多少? (2)她们相距 0.1m 时排斥力的多少?
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§1.1 静电的基本现象和基本规律
思考题:
1、给你两个金属球,装在可以搬动的绝缘支架上,试指出使这两个球带等量异号电荷的方向。
你可以用丝绸摩擦过的玻璃棒,但不使它和两球接触。
你所用的方法是否要求两球大小相等?
答:先使两球接地使它们不带电,再绝缘后让两球接触,将用丝绸摩擦后带正电的玻璃棒靠近金属球一侧时,由于静电感应,靠近玻璃棒的球感应负电荷,较远的球感应等量的正电荷。
然后两球分开,再移去玻璃棒,两金属球分别带等量异号电荷。
本方法不要求两球大小相等。
因为它们本来不带电,根据电荷守恒定律,由于静电感应而带电时,无论两球大小是否相等,其总电荷仍应为零,故所带电量必定等量异号。
2、带电棒吸引干燥软木屑,木屑接触到棒以后,往往又剧烈地跳离此棒。
试解释之。
答:在带电棒的非均匀电场中,木屑中的电偶极子极化出现束缚电荷,故受带电棒吸引。
但接触棒后往往带上同种电荷而相互排斥。
3、用手握铜棒与丝绸摩擦,铜棒不能带电。
戴上橡皮手套,握着铜棒和丝绸摩擦,铜棒就会带电。
为什么两种情况有不同结果?
答:人体是导体。
当手直接握铜棒时,摩擦过程中产生的电荷通过人体流入大地,不能保持电荷。
戴上橡皮手套,铜棒与人手绝缘,电荷不会流走,所以铜棒带电。
思考题:
1、在地球表面上通常有一竖直方向的电场,电子在此电场中受到一个向上的力,电场强度的方向朝上还是朝下?
答:电子受力方向与电场强度方向相反,因此电场强度方向朝下。
2、在一个带正电的大导体附近P点放置一个试探点电荷q0(q0>0),实际测得它受力F。
若考虑到电荷量q0不是足够小的,则F/ q0比P点的场强E大还是小?若大导体带负电,情况如何?
答:q0不是足够小时,会影响大导体球上电荷的分布。
由于静电感应,大导体球上的正电荷受到排斥而远离P点,而F/q0是导体球上电荷重新分布后测得的P点场强,因此比P点原来的场强小。
若大导体球带负电,情况相反,负电荷受吸引而靠近P点,P点场强增大。
思考题:
1、一般地说,电力线代表点电荷在电场中运动的轨迹吗?为什么?
答:一般情况下,电力线不代表点电荷在电场中运动的轨迹。
因为电力线一般是曲线,若电荷沿电力线作曲线运动,应有法向力存在;但电力线上各点场强只沿切线方向,运动电荷必定偏离弯曲的电力线。
仅当电力线是直线,且不考虑重力影响时,初速度为零的点电荷才能沿着电力线运动。
若考虑重力影响时,静止的点电荷只能沿竖直方向电力线运动。
2、空间里的电力线为什么不相交?
答:电力线上任一点的切线方向即为该点场强方向。
如果空间某点有几条电力线相交,过交点对每条电力线都可作一条切线,则交点处的场强方向不唯一,这与电场中任一点场强有确定方向相矛盾。
3、一个点电荷q放在球形高斯面的中心处,试问在下列情况下,穿过这高斯面的电通量是否改变?
(1)如果第二个点电荷放在高斯球面外附近;
(2)如果第二个点电荷放在高斯球面内;
(3)如果将原来的点电荷移离了高斯球面的球心,但仍在高斯球面内。
答:由于穿过高斯面的电通量仅与其内电量的代数和有关,与面内电荷的分布及面外电荷无关,所以
(1);(2);(3)
4、(1)如果上题中高斯球面被一个体积减小一半的立方体表面所代替,而点电荷在立方体的中心,则穿过该高斯面的电通量如何变化?(2)通过这立方体六个表面之一的电通量是多少?
答:(1)立方形高斯面内电荷不变,因此电通量不变;
(2)通过立方体六个表面之一的电通量为总通量的1/6。
即
5、附图所示,在一个绝缘不带电的导体球的周围作一同心高斯面S。
试定性地回答,在将一正点荷q移至导体表面的过程中,
(1)A点的场强大小和方向怎样变化?
(2)B点的场强大小和方向怎样变化?
(3)通过S面的电通量如何变化?
答:由于电荷q的作用,导体上靠近A点的球面感应电荷-q′,远离A点的球面感应等量的+q′,其分布与过电荷q所在点和球心O的联线成轴对称,故±q′在A、B两点的场强E′沿AOB方向。
(1)E=E0+E′,q移到A点前,E0和E′同向,随着q的移近不断增大,总场强EA 也不断增大。
q移过A点后,E0反向,且E0> E′,EA方向与前相反。
随着q的远离A点,E0不断减小,±q′和E′增大,但因E′始终小于E0,所以EA不断减小。
(2)由于q及±q′在B点的场强始终同向,且随着q移近导体球,二者都增大,所以EB不断增大。
(3)q在S面外时,面内电荷代数和为零,故Φ=0;q在S面内时,Φ=q/ε0;当q在S面上时,它已不能视为点电荷,因高斯面是无厚度的几何面,而实际电荷总有一定大小,此时Φ=△q/ε0,△q为带电体处于S面内的那部分电量。
6、有一个球形的橡皮气球,电荷均匀分布在表面上,在此气球被吹大的过程中,下列各处的场强怎样变化?
(1)始终在气球内部的点;(2)始终在气球外部的点;(3)被气球表面掠过的点。
答:气球在膨胀过程中,电荷始终均匀分布在球面上,即电荷成球对称分布,故场强分布也呈球对称。
由高斯定理可知:
始终在气球内部的点,E=0,且不发生变化;
始终在气球外的点,场强相当于点电荷的场强,也不发生变化;
被气球表面掠过的点,当它们位于面外时,相当于点电荷的场强;当位于面内时,E=0,所以场强发生跃变。