大学物理习题_静电场
大学物理静电场练习题带标准答案
大学物理静电场练习题带答案————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: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 、03ρεa B 、0ρεa C 、02ρεa 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 、02πR λε-B 、0πRλε- C 、00ln 22π4λλεε+ D 、00ln 2π2λλεε+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。
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。
《大学物理》静电场习题
1
a r
2
例2 有一瓦楞状直长均匀带电薄板,面电荷 密度为σ,瓦楞的圆半径为 a 试求:轴线中部一 点P 处的电场强度。
a
P. L
解:
y
q dq o
x dqσ L
a
q dE
dl
dq L s dS s Ldl
s dl
E dE
=ρd 1S
0
E2
ε E2
=
ρd 1
20
1.0×10-4×0.3×10-2 = 2×8.85×10-12
=1.69×104 V/m
E3 S
d
d
ρ
(3)
E3
ρd S
ε E3S + E3S = 0
ε E3
=
ρd
20
1.0×10-4×0.5×10-2 = 2×8.85×10-12
=2.83×104 V/m
dx d
7-19 一层厚度为d =0.5cm的无限大平板,均 匀带电,电荷体密度为ρ =1.0×10-4 C/m3 。求: (1)这薄层中央的电场强度; (2)薄层内与其表面相距0.1cm处的电场强
度; (3)薄层外的电场强度。
ρd
解:(1) E1=0
E2
S d1ρ d
ε (2)
E2S
+ E2S
cosq
π
0
=πσε0
=-2.4V/m
例1 设气体放电形成的等离子体在圆柱内的 电荷分布可用下式表示
r
1
0
r a
2
2
式中r是到圆柱轴线的距离, ρ0是轴线处的电 荷体密度,a 是常量。试计算其场强分布。
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
大学物理(第四版)课后习题及答案 静电场
证2:如图所示,取无限长带电细线为微元,各微元在点P激发的电场强 度dE在Oxy平面内且对x轴对称,因此,电场在y轴和z轴方向上的分量之 和,即Ey、Ez均为零,则点P的电场强度应为
积分得 电场强度E的方向为带电平板外法线方向。 上述讨论表明,虽然微元割取的方法不同,但结果是相同的。
(2)由于正、负电荷分别对称分布在y轴两侧,我们设想在y轴上能 找到一对假想点,如果该带电环对外激发的电场可以被这一对假想点上 等量的点电荷所激发的电场代替,这对假想点就分别称作正、负等效电 荷中心。等效正负电荷中心一定在y轴上并对中心O对称。由电偶极矩p 可求得正、负等效电荷中心的间距,并由对称性求得正、负电荷中心。 解:(1)将圆环沿y轴方向分割为一组相互平行的元电偶极子,每一元 电偶极子带电
行,对电场强度通量贡献为零。整个高斯面的电场强度通量为 由于,圆柱体电荷均匀分布,电荷体密度,处于高斯面内的总电荷 由高斯定理可解得电场强度的分布, 解:取同轴柱面为高斯面,由上述分析得 题7.16:一个内外半径分别R1为R2和的均匀带电球壳,总电荷为Q1,球 壳外同心罩一个半径为 R3的均匀带电球面,球面带电荷为Q2。求电场 分布。电场强度是否是场点与球心的距离r的连续函数?试分析。
题7.16分析:以球心O为原点,球心至场点的距离r为半径,作同心球面 为高斯面。由于电荷呈球对称分布,电场强度也为球对称分布,高斯面 上电场强度沿径矢方向,且大小相等。因而,在确定高斯面内的电荷 后, 利用高斯定理 即可求的电场强度的分布 解:取半径为r的同心球面为高斯面,由上述分析 r < R1,该高斯面内无电荷,,故
E=0 在距离圆孔较远时x>>r,则 上述结果表明,在x>>r时。带电平板上小圆孔对电场分布的影响可以忽 略不计。 题7.15:一无限长、半径为R的圆柱体上电荷均匀分布。圆柱体单位长 度的电荷为,用高斯定理求圆柱体内距轴线距离为r处的电场强度。
大学物理第05章_静电场习题
第5章 静电场习题解答5.1一带电体可作为点电荷处理的条件是( ) (A )电荷必须呈球形分布。
(B )带电体的线度很小。
(C )带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计。
(D )电量很小。
5.2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 -λ(x < 0),则 oxy 坐标平面上点(0,a )处的场强 E 为:( ) ( A ) 0 ( B )02aλπεi ( C )04a λπεi ( D ) ()02aλπε+i j 5.3 两个均匀带电的同心球面,半径分别为R 1、R 2(R 1<R 2),小球带电Q ,大球带电-Q ,下列各图中哪一个正确表示了电场的分布 ( )(A) (B) (C) (D)5.4 如图所示,任一闭合曲面S 内有一点电荷q ,O 为S 面上任一点,若将q 由闭合曲面内的P 点移到T 点,且OP =OT ,那么 ( )(A) 穿过S 面的电通量改变,O 点的场强大小不变; (B) 穿过S 面的电通量改变,O 点的场强大小改变; (C) 穿过S 面的电通量不变,O 点的场强大小改变;(D) 穿过S 面的电通量不变,O 点的场强大小不变。
5.5如图所示,a 、b 、c 是电场中某条电场线上的三个点,由此可知 ( ) (A) E a >E b >E c ; (B) E a <E b <E c ; (C) U a >U b >U c ; (D) U a <U b <U c 。
5.6关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是 ( ) (A) 如果高斯面内无电荷,则高斯面上E处处为零; (B) 如果高斯面上E处处不为零,则该面内必无电荷;(C) 如果高斯面内有净电荷,则通过该面的电通量必不为零;(D) 如果高斯面上E处处为零,则该面内必无电荷。
5.7 下面说法正确的是 [ ](A)等势面上各点场强的大小一定相等; (B)在电势高处,电势能也一定高; (C)场强大处,电势一定高;(D)场强的方向总是从电势高处指向低处.5.8 已知一高斯面所包围的体积内电量代数和0i q =∑ ,则可肯定:[ ] (A )高斯面上各点场强均为零。
大学物理静电场练习题及答案
练习题7-1 两个点电荷所带电荷之和为Q ,它们各带电荷为多少时,相互间的作用力最大?解: 这是一个条件极值问题。
设其中一个点电荷带电q ,则另一个点电荷带电q Q -, 两点电荷之间的库仑力为()241r qq Q F -=πε由极值条件0d d =q F,得Q q 21=又因为202221d d r q F πε-=<0这表明两电荷平分电荷Q 时,它们之间的相互作用力最大。
7-2 两个相同的小球,质量都是m ,带等值同号的电荷q ,各用长为l 的细线挂在同一点,如图7-43所示。
设平衡时两线间夹角2θ很小。
(1)试证平衡时有下列的近似等式成立:31022⎪⎪⎭⎫⎝⎛=mg l q x πε式中x 为两球平衡时的距离。
(2)如果l = 1.20 m ,m =10 g ,x =5.0 cm ,则每个小球上的电荷量q 是多少?(3)如果每个球以-19s C 1001⋅⨯-.的变化率失去电 图7-43 练习题7-2图 荷,求两球彼此趋近的瞬时相对速率d x /d t 是多少? 解:(1)带电小球受力分析如图解所示。
小球平衡时,有FT =θsinmg T =θcos由此二式可得mgF =θtan因为θ很小,可有()l x 2tan ≈θ,再考虑到2024x q F πε=可解得31022⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=mg l q x πε(2)由上式解出C 10382282130-⨯±=⎪⎪⎭⎫⎝⎛±=.l mgx q πε (3) 由于tq q x t q q mg l t x d d 32d d 322d d 31310=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==-πευ 带入数据解得-13s m 10401⋅⨯=-.υ合力的大小为2222201222412cos 2⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅⋅===d x x d x e F F F x πεθ()23222043241dx xe +=πε令0d d =x F ,即有()()0482341825222232202=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⋅-+d x x d x e πε 由此解得α粒子受力最大的位置为22d x ±=7-4 由相距较近的等量异号电荷组成的体系称电偶极子,生物细胞膜及土壤颗粒表面的双电层可视为许多电偶极子的集合。
大学物理-静电场(一)(带答案)
一、库仑定律和电场力1.关于摩擦一物体后,物体呈现正电性的一种解释是:在摩擦过程中,[ ]A.物体获得了中子。
B.物体获得了质子。
C.物体失去了电子。
D.物体失去了中子。
【答案】:C2.两条平行的无限长直均匀带电线,相距为d,线电荷密度分别为±λ,若已知一无限长均匀带电直线的场强分布为λ2πε0r方向垂直于带电直线,则其中一带电直线上的单位长度电荷受到另一带电直线的静电作用力大小为[ ]A.λ24πε0d2B.λ24πε0dC.λ22πε0d2D.λ22πε0d【答案】:D3.关于电荷与电场,有下列几种说法,其中正确的是[]A.点电荷的附近空间一定存在电场;B.电荷间的相互作用与电场无关;C.若电荷在电场中某点受到的电场力很大,则表明该点的电场强度一定很大;D.在某一点电荷附近的任一点,若没放试验电荷,则该点的电场强度为零。
【答案】:A4. 两个静止不动的点电荷的带电总量为2q,为使它们间的排斥力最大,各自所带的电荷量分别为[]A.q2,3q 2B.q3,5q 3C.q,qD.−q2,5q 2【答案】:C5.关于电场力和电场强度,有下列几种说法,其中正确的是[]A.静电场的库仑力的叠加原理和电场强度的叠加原理彼此独立、没有联系;B.两静止点电荷之间的相互作用力遵守牛顿第三定律;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。
【答案】:B6.—点电荷对放在相距d处的另一个点电荷的作用力为F,若两点电荷之间的距离减小一半,此时它们之间的静电力为[ ]A.4FB.2FC.0.5FD.0.25F【答案】:A7.如图所示为一竖直放置的无穷大平板,其上均匀分布着面电荷密度为σ的正电荷,周围激发的电场强度大小为σ2ε0,方向沿水平方向向外且垂直于平板。
在其附近有一水平放置的、长度为l的均匀带电直线,直线与平板垂直,其线电荷密度为λ,则该带电直线所受到的电场力大小为[ ]A.σλ2πε0ln lB.σλ2ε0ln lC.σλl2πε0D.σλl2ε0【答案】:D8.质量为m、电荷为-e的电子以圆轨道绕静止的氢原子核旋转,其轨道半径为r,旋转频率为γ,动能为E,则下列几种关系中正确的是[]A.E=e8πε0rB.γ2=32ε02E3me4C.E=e 24πε0rD.γ2=32ε0E3me2【答案】:B9.电偶极子在非均匀电场中的运动状态[ ]A.只可能有转动运动;B.不可能有转动运动;C.只可能有平动运动;D.既可能有转动运动,也可能有平动运动。
3大学物理习题_静电场
。
12.两个同心球面的半径分别为 R1 和 R2 ,各自带有电荷 Q1 和 Q2 ,则两球面的电势差
为
。
13.如图,在带电量为+2q 的点电荷电场中,取图中 P 点处为电势零点,则 M 点的电势为_
__________。
14.如图所示电量为 q 的试验电荷, 在电量为 Q
R
·Q d
·a q
3 大学物理习题_静电场
(A)大小不变,方向改变;
(B)大小改变,方向不变;
(C)大小和方向都不变;
(D)大小和方向都改变。
3.下列几种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
E
F
定义给出,其中
量等于:
q
(A) ;
6 0
(B) q ; 12 0
a
d
A·q
q
(C) ;
24 0
q
(D) 。
48 0
b
c
图
7.下列说法正确的是
(A)闭合曲面上各点的电场强度都为零,曲面内一定没有电荷;
(B)闭合曲面上各点的电场强度都为零,曲面内电荷代数和必定为零;
(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;
意路径移动到b 点,外力所作的功__________;电场力所作的功____________。
16.平行板电容器的电容随两极板距离的增大而___________(填增大或减小)。
17.平行板电容器两极板间的距离为 d ,两极板的面积均为 S ,极板间为真空,则该平行板
大学物理第5章 静电场
(B) 正电荷总是从电势能高的地方向电势能低的地方运动 (C) 正电荷总是从电场强的地方向电场弱的地方运动 (D) 正电荷加速的地方总是与等势面垂直
二、填空题
2. 半径为 R 的均匀带电球面, 若其面电荷密度为 , 则在球面外距离球面 R 处的电场强
3. 正方形的两对角处, 各置点电荷 Q, 其余两角处各置点电荷 Q
q
q,如图 5-1-3 所示.若某一 Q 所受合力为零, 则 Q 与 q 的关系为
[ ] (A) Q=-2.8q
(B) Q=2.8q
(C) Q=-2q
(D) Q=2q
q
Q
图 5-1-3
5. 关于静电场, 下列说法中正确的是
[ ] (A) 电场和检验电荷同时存在, 同时消失
(D) 已知 R→∞积分路径上的场强分布, 便可由此计算出 R 点的电势
43. 在电场中有 a、b 两点, 在下述情况中 b 点电势较高的是 [ ] (A) 正电荷由 a 移到 b 时, 外力克服电场力做正功
(B) 正电荷由 a 移到 b 时, 电场力做正功 (C) 负电荷由 a 移到 b 时, 外力克服电场力做正功 (D) 负电荷由 a 移到 b 时, 电场力做负功
(B) 不一定为零
(C) 一定不为零
(D) 是一常数
图 5-1-15
19. 两个点电荷相距一定距离, 若在这两个点电荷连线的中点处场强为零, 则这两个点
电荷的带电情况为
[ ] (A) 电荷量相等, 符号相同
(B) 电荷量相等, 符号不同
(C) 电荷量不等, 符号相同
(D) 电荷量不等, 符号不同
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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E F q确定,其中q0 为试验电荷的电荷量,可负,Fq0 可正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R1, R2 ,所带静电荷为零A, B为球壳内外两点,试判断下说法的正误(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 大小与距轴线的距离 r 关系曲线为( A )5、如图所示,一个点电荷60B12 0 24 06、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 2 R 2 EB 2 R 2EC R 2ED 1 R 2E27、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2度均为 ( 0C ?m 2),在如图所示的 a 、b 、c 三处的电场强度分别 为(D ) A 0, ,0,0B 0,2 ,0,0D ,0,008、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 ( A 为常数)的非均匀带电球体 A/r ( 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U 0和b 皆为常量 ):(C )E 的q 位于立方体一顶点xA 沿逆时针方向旋转直到电偶极距 P 水平指向棒尖端而停止。
大学物理静电场作业题参考答案
解得 q 2l sin 4 0mg tan 7.3.4 长 l =15.0cm的直导线AB上均匀地分布着线密度 =5.0x10-9C·m-1的正电荷.试
求:(1)在导线的延长线上与导线B端相距 a1 =5.0cm处 P 点的场强;(2)在导线的垂直 平分线上与导线中点相距 d2 =5.0cm 处 Q 点的场强.
S
(D) 曲 面 S 的 电 场 强 度 通 量 不 变 , 曲 面 上 各 点 场 强 变
化.
题 7.1(2)图
[答案 D ]
(3)在电场中的导体内部的 [ ] (A)电场和电势均为零; (B)电场不为零,电势均为零; (C)电势和表面电势相等; (D)电势低于表面电势。 [答案:C]
(4)两个同心均匀带电球面,半径分别为 Ra 和 Rb (Ra<Rb), 所带电荷分别为 Qa 和
Uo
4U1
4
8.99
109
1.25 5
108 102
8.99 103V
(2)根据电势差的定义,有UO q0 (U UO )
选取无穷远处为电势零点WO q0 (U UO ) 8.99 106 J
电场力做负功,说明实际需要外力克服电场力做功。
题 7.3.11 图 7.3.11 如题7.3.11图所示,在 A ,B 两点处放有电量分别为+ q ,- q 的点电荷,AB
解:如题 7.3.4 图所示
(1) 在带电直线上取线元 dx ,其上电量 dq 在 P 点产生场强为 dEP
1 4π 0
dx (a x)2
EP
dE P
4π 0
l 2 l 2
dx (a x)2
4π 0
[ a
1
l
1 a
大连理工大学大学物理静电场习题
05静电场11.关于电场强度定义式,下列说法中哪个是正确的?[ ] A .场强E的大小与试探电荷0q 的大小成反比。
B .对场中某点,试探电荷受力F与0q 的比值不因0q 而变。
C .试探电荷受力F 的方向就是场强E 的方向。
D .若场中某点不放试探电荷0q ,则0F = ,从而0E =。
2.一个质子,在电场力作用下从A 点经C 点运动到B 点,其运动轨迹如图所示,已知质点运动的速率是递增的,下面关于C 点场强方向的四个图示哪个正确?[ ]3.带电量均为q +的两个点电荷分别位于X 轴上的a +和a -位置,如图所示,则Y 轴上各点电场强度的表示式为E= ,场强最大值的位置在y = 。
4.如图所示,在一无限长的均匀带点细棒旁垂直放置一均匀带电的细棒MN 。
且二棒共面,若二棒的电荷线密度均为λ+,细棒MN 长为l ,且M 端距长直细棒也为l ,那么细棒MN 受到的电场力为 。
答5.用不导电的细塑料棒弯成半径为R 的圆弧,两端间空隙为l ()l R <<,若正电荷Q 均匀分布在棒上,求圆心处场强的大小和方向。
6.如图所示,将一绝缘细棒弯成半径为R 的半圆形,其上半段均匀带有电荷Q ,下半段均匀带有电量Q -,求半圆中心处的电场强度。
7.线电荷密度为 的“无限长”均匀带电细线,弯成图示形状,若圆弧半径为R,试求O 点的场强。
8.一个金属球带上正电荷后,质量有所增大?减小?不变?9.以点电荷为中心,半径为R的球面上,场强的大小一定处处相等吗?q +从高斯面外P 移到R 处()OP OR =,O 为S 上一点,则[ ].A 穿过S 的电通量e φ发生改变,O 处E变.B e φ不变,E 变。
.C e φ变,E不变。
.D e φ不变,E不变。
2.半径为R 的均匀带电球面上,电荷面密度为σ,在球面上取小面元S ∆,则S ∆上的电荷受到的电场力为[ ]。
.A 0 .B 202S σε∆ .C 20S σε∆ .D 2204SRσπε∆ 3.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 的电场强度通量等于[ ]。
《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。
大学物理学第三章静电场自学练习题
第三章 静电场 自学练习题一、选择题:5-1.电荷面密度均为+σ的两块“无限大”均匀带电的平行平板如图放置,其周围空间各点电场强度E(设向右为正)随位置坐标x 变化的关系为:( )(A )(B )(C ) (D )【提示:带σ的 “无限大”均匀带电平板在其空间产生的场强为0/2σε,则两块平板之间的场强为零,外面为0/σε】5-2.下列说法正确的是:( )(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,曲面上各点电场强度必定为零; (D )闭合曲面的电通量不为零时,曲面上任意一点的电场强度都不可能为零。
【提示:用01SEdS qε=∑⎰⎰判断】5-3.下列说法正确的是:( )(A )电场强度为零的点,电势也一定为零;(B )电场强度不为零的点,电势也一定不为零;(C )电势为零的点,电场强度也一定为零;(D )电势在某一区域内为常量,则电场强度在该区域内必定为零。
【提示:电场等于电势梯度的负值为场强】5--1.两块金属板的面积均为S ,相距为d (d 很小),分别带电荷q +与q -,两板为真空,则两板之间的作用力为:( )(A )202q F S ε=; (B )20q F Sε=; (C )2204q F dπε=; (D )2208q F dπε=。
【提示:带σ的 “无限大”均匀带电平板在其空间产生的场强为0/2σε,则另一板受到的力为0/2q σε⋅,即22q F Sε=】5--2.有一电场强度为E 的均匀电场,的方向与行,则穿过如图所示的半球面的电通量为:( )(A )2R E π; (B )212R E π; (C )22R E π; (D )0。
【提示:穿入半球面的电通量与穿出的电通量相等,所以穿过半球面的电通量为零】5--3. 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,则该高斯面内必无电荷;(B )如果穿过高斯面上电通量为零,则该高斯面上的电场强度一定处处为零;(C )如果高斯面内有净电荷,则通过该高斯面的电通量必不为零;(D )高斯面上各点的电场强度仅由高斯面内的电荷提供。
3大学物理习题-静电场
3大学物理习题-静电场静电场一、选择题1.一带电体可作为点电荷处理的条件是(A)电荷必须呈球形分布;(B)带电体的线度很小;(C)带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计;(D)电量很小。
2.真空中有两个点电荷M、N,相互间作用力为F,当另一点电荷Q移近这两个点电荷时,M、N两点电荷之间的作用力F(A)大小不变,方向改变;(B)大小改变,方向不变;(C)大小和方向都不变;(D)大小和方向都改变。
3.下列几种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;F(C)场强方向可由E定义给出,其中q为试验电荷的电量,q可正、可负,F为试验q电荷所受的电场力;(D)以上说法都不正确。
4.一电偶极子放在均匀电场中,当电偶极矩的方向与场强方向不一致时,其所受的合力F和合力矩M为:(A)F0,M0;(B)F0,M0;(C)F0,M0;(D)F0,M0。
5.一电场强度为E的均匀电场,E的方向与某轴正向平行,如图所示,则通过图中一半径为R的半球面的电场强度通量为(A)R2E;(B)O第题图1R2E;(C)2R2E;(D)0。
2E某6.如图所示,一个带电量为q的点电荷位于立方体的度通量等于:(A)A角上,则通过侧面abcd的电场强12060A·qb图2404807.下列说法正确的是c(A)闭合曲面上各点的电场强度都为零,曲面内一定没有电荷;(B)闭合曲面上各点的电场强度都为零,曲面内电荷代数和必定为零;(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;(D)闭合曲面的电通量不为零时,曲面上任意一点的电场强度都不可能为零。
8.电场中高斯面上各点的电场强度是由:(A)分布在高斯面上的电荷决定的;(B)分布在高斯面外的电荷决定的;(C)空间所有的电荷决定的;(D)高斯面内电荷代数和决定的。
9.根据高斯定理的数学表达式EdSSq/0可知下述各种说法中,正确的是:(A)闭合面内的电荷代数和为零时,闭合面上各点场强一定为零;(B)闭合面内的电荷代数和不为零时,闭合面上各点场强一定处处不为零;(C)闭合面内的电荷代数和为零时,闭合面上各点场强不一定处处为零;(D)闭合面上各点场强均为零时,闭合面内一定处处无电荷;10.已知一高斯面所包围的体积内电量代数和qi0,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。
《大学物理》真空中的静电场练习题及答案解析
《大学物理》真空中的静电场练习题及答案解析一 选择题1. 下列几个说法中哪一个是正确的 (B )(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 )电场中某点的场强大小与试验电荷无关。
(C )场强大小由 E =F /q 可知,某点的场强大小与试验电荷受力成正比,与电量成反比。
(D )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2. 如图所示为一沿 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、-λ,则 oxy坐标平面上点(0,a )处的场强E 的方向为( A )( A )x 正方向 (B ) x 负方向 (C )y 正方向(D )y 负方向3.如图所示,一个带电量为q 的点电荷位于正立方体的中心上,则通过其中一侧面的电场强度通量等于:( B )(A)04εq (B)06εq (C) 024εq (D) 027εq第2题图 第3题图 4.关于高斯定理0ε∑⎰⎰=⋅=Φi s e q s d E ,下列说法中正确的是( C )(A )如果高斯面无电荷,则高斯面上的电场强度处处为零(B )如果高斯面上的电场强度处处为零,则高斯面内无电荷(C )如果高斯面上的电场强度处处为零,则通过高斯面的电通量为零(D )若通过高斯面的电通量为零,则高斯面上的电场强度处处为零5.如图所示,闭合曲面S 内有一点电荷q ,P 为S 面上一点,在S 面外A 点有一点电荷,q ,将其移到B 点,则( B )(A )通过S 面的电通量不变,P 点的电场强度不变。
(B )通过S 面的电通量不变,P 点的电场强度变化。
(C )通过S 面的电通量改变,P 点的电场强度不变。
(D )通过S 面的电通量改变,P 点的电场强度变化。
6.下列说法中正确的是( D )(A )场强为0的点电势也为0 (B )场强不为0的点电势也不为0(C )电势为0的点,则电场强度也一定为0(D )电势在某一区域为常数,则电场强度在该区域必定为01.B2.A3.B4.C5.D 、6D二 填空题1、在点电荷的q +,q -电场中,作如图所示的三个高斯面,求通过321S S 、、S ,球面的电通量分别为________________、_______________、______________。
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静电场一、选择题1.一带电体可作为点电荷处理的条件是(A )电荷必须呈球形分布; (B )带电体的线度很小; (C )带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计; (D )电量很小。
2.真空中有两个点电荷M 、N ,相互间作用力为F,当另一点电荷Q 移近这两个点电荷时,M 、N 两点电荷之间的作用力F(A )大小不变,方向改变; (B )大小改变,方向不变; (C )大小和方向都不变; (D )大小和方向都改变。
3.下列几种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qF E 定义给出,其中q 为试验电荷的电量,q 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。
4.一电偶极子放在均匀电场中,当电偶极矩的方向与场强方向不一致时,其所受的合力F和合力矩M为:(A )0 F ,0 M ; (B )0 F ,0 M;(C )0 F ,0 M ; (D )0 F ,0 M。
5.一电场强度为E 的均匀电场,E的方向与x 轴正向平行,如图所示,则通过图中一半径为R 的半球面的电场强度通量为 (A )E R 2 ; (B )E R 221; (C )E R 22 ; (D )0。
E第题图6.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 的电场强度通量等于: (A )6 q ; (B )012 q;(C )024 q ; (D )048 q。
7.下列说法正确的是(A )闭合曲面上各点的电场强度都为零,曲面内一定没有电荷; (B )闭合曲面上各点的电场强度都为零,曲面内电荷代数和必定为零; (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;(D )闭合曲面的电通量不为零时,曲面上任意一点的电场强度都不可能为零。
8.电场中高斯面上各点的电场强度是由:(A )分布在高斯面上的电荷决定的; (B )分布在高斯面外的电荷决定的; (C )空间所有的电荷决定的; (D )高斯面内电荷代数和决定的。
9.根据高斯定理的数学表达式/q S d E S可知下述各种说法中,正确的是:(A )闭合面内的电荷代数和为零时,闭合面上各点场强一定为零; (B )闭合面内的电荷代数和不为零时,闭合面上各点场强一定处处不为零; (C )闭合面内的电荷代数和为零时,闭合面上各点场强不一定处处为零; (D )闭合面上各点场强均为零时,闭合面内一定处处无电荷; 10.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; (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。
11.如图所示,闭合曲面S 内有一点电荷q ,P 为S 面上一点,在S 面外A 点有一点电荷q ,若将q 移至B 点,则(A )穿过S 面的电通量改变,P 点的电场强度不变; (B )穿过S 面的电通量不变,P 点的电场强度改变; (C )穿过S 面的电通量和P 点的电场强度都不变; (D )穿过S 面的电通量和P 点的电场强度都改变。
· abcdA q图12.下面列出的真空中静电场的场强公式,其中哪个是正确的(A )点电荷q 的电场:204rqE; (B )“无限长”均匀带电直线(电荷线密度 )的电场:r rE302; (C )“无限长”均匀带电平面(电荷面密度)的电场:02E ;(D )半径为R 的均匀带电球面(电荷面密度)外的电场:r r R E302 。
13.关于静电场中某点电势值的正负,下列说法中正确的是: (A )电势值的正负取决于置于该点的试验电荷的正负; (B )电势值的正负取决于电场力对试验电荷作功的正负; (C )电势值的正负取决于电势零点的选取; (D )电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负。
14.关于电场强度与电势之间的关系,下列说法中,哪一种是正确的 (A )在电场中,场强为零的点,电势必为零; (B )在电场中,电势为零的点,电场强度必为零; (C )在电势不变的空间,场强处处为零; (D )在场强不变的空间,电势处处相等。
15.某电场的电力线分布如图5所示,一负电荷从A 点移至B 点(沿电场线无穷远处电势为零),则正确的说法为:(A )电场强度的大小B A E E ;(B )电势B A V V ; (C )电势能PB PA E E ; (D )电场力作的功0 W 。
16.图中实线为某电场中的电场线,虚线表示等势面,由图可看出: (A )C B A C B A U U U E E E ,; (B )C B A C B AU U U E E E ,;图AB••图(C )C B A C B A U U U E E E ,; (D )C B A C B AU U U E E E ,。
17.两等量同号点电荷q 相距为a ,则将检验电荷0q 从两点电荷连线中点O 移到无穷远处,静电场力所作的功为: (A )00qq a ; (B )002qq a ; (C )002qq a; (D )0。
18.有一接地的金属球,用一弹簧吊起,金属球原来不带电。
若在它的下方放置一电量为q 的点电荷,则(A )只有当0 q 时,金属球才下移; (B )只有当0 q 时,金属球才下移; (C )无论q 是正是负金属球都下移; (D )无论q 是正是负金属球都不动。
19.将一个带正电的带电体A 从远处移到一个不带电的导体B 附近,导体B 的电势将: (A )升高; (B )降低; (C )不会发生变化; (D )无法确定。
20.导体达到静电平衡时,下列说法正确的是:(A )导体内部没有电荷; (B )电荷均匀分布在表面上; (C )导体内部电势一定为零; (D )导体内部场强一定为零。
二、填空题1.在真空中,两个静止的相距为r 的点电荷1q 和2q 之间的相互作用力为 F_________。
2.一电量为C 9105 的试验电荷放在电场中某点时,受到N 91020 向下的力,则该点的电场强度大小为_____________________,方向______________________.3.在点电荷系的电场中,任一点的电场强度等于点电荷系中每一个点电荷在该点单独产生的电场强度的___________,这称为场强叠加原理。
4.由一根绝缘细线围成的边长为l 的正方形线框,今使它均匀带电,其电荷线密度为 ,则在正方形中心处的电场强度的大小 E ______________。
5.半径为R 的半球面置于场强为E的均匀电场中,其对称轴与场强方向一致,如图所示。
·则通过该半球面的电场强度通量为__________________。
6.在点电荷q 和q 的静电场中,作出如图所示的三个闭合面1S 、2S 、3S ,则通过这些闭合面的电场强度通量分别是: 1 ,2 ,3 。
7.在静电场中,任意作一闭合曲面,通过该闭合曲面的电通量S d E s的值仅取决于高斯面内电荷的 ,而与面外电荷无关。
8.在真空中,有一带电量为Q ,半径为R 的均匀带电球壳,则球壳表面的电势是_________。
9.静电场的环路定理的数学表示式为:________。
10.静电场环路定理表明静电场是_____________场。
11.正电荷q 均匀地分布在半径为R 的细圆环上,则在环心处的电势 V 。
12.两个同心球面的半径分别为1R 和2R ,各自带有电荷1Q 和2Q ,则两球面的电势差为 。
13.如图,在带电量为+2q 的点电荷电场中,取图中P 点处为电势零点,则M 点的电势为___________。
14.如图所示电量为q 的试验电荷, 在电量为Q 的点电荷产生的电场中,沿半径为R 的整个圆弧的4/3圆弧轨道由a 点移到d 点的整个过程,电场力做功为______________;从d 点移到无穷远处的过程中,电场力做功为____________________。
· Q Rdq· aER图q q1S2S3S· ·15.如图所示,在带电量为q 的点电荷的静电场中,将一带电量为0q 的试验电荷从a 点经任意路径移动到b 点,外力所作的功__________;电场力所作的功____________。
16.平行板电容器的电容随两极板距离的增大而___________(填增大或减小)。
17.平行板电容器两极板间的距离为d ,两极板的面积均为S ,极板间为真空,则该平行板电容器的电容 C 。
18.静电场具有保守性,其数学表达式为 ;而电源内部存在非静电场K E,电源电动势的大小等于把单位正电荷从负极经电源内部移至正极时非静电力所做的功,其数学表达式为。
三、判断题1.任何带电体所带电量都是电子电荷的整数倍,此即电荷量子化。
2.两带等量异号电荷的无限大平行平面之间的电场强度为0。
3.真空中存在电荷量为q 的点电荷,则穿过任意闭合曲面的电通量等于0/ q 。
4.根据静电场的高斯定理,在高斯球面外增加一个电荷,不会改变高斯面上的电通量,因此也不会改变高斯面上的电场。
5.有限长均匀带电细棒具有对称分布的电场,因此可以用高斯定理求解其电场强度。
6.电势在某一区域内为常量,则电场强度在该区域必定为零。
7.静电场的高斯定理和安培环路定理表明静电场是有源场、保守场。
8.在静电平衡时,导体所带电荷分布在导体的内部。
9.在静电平衡时,导体所带的电荷只能分布在导体表面,其表面电荷密度处处均匀。