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吉林大学大学物理静电场作业答案

吉林大学大学物理静电场作业答案

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 S2的电场强度通量分
别为Φ1 和 Φ2 ,通过整个球面电场强度通量为 ΦS

A. Φ1 Φ2 , ΦS q / 0
S2
q S1 q
O a 2a X
B. Φ1 Φ2, ΦS 2q / 0
A.不变
B.原来的 1/2
C.原来的2倍 D.零
7.静电场中a、b两点的电势差 Ua Ub 取决于
A. 零电势位置选取 B. 检验电荷由a到b路径
C. a、b点场强的值
b
D.a
E

dl
(任意路径)
8. 半径为 r 均匀带电球面1,带电量为q;其外有
一同心半径为R的均匀带电球面2,带电量为Q,
路径到B点的场强线积分 AB E dl = Ed.
8.半径为R的不均匀带电球体,电荷体密度分 布为ρ=Ar,式中 r 为离球心的距离,(r≤R)、A
为一常数,则球体上的总电量Q= A R4。
Q dV R Ar 4 r 2dr 0
9. 把一个均匀带电量+Q的球形肥皂泡由半径 r1吹胀到r2,则半径为R( r1< R < r2)的高斯
(侧视图)
2Ds s2 x
D内

x, E内

x
5. 图示一球形电容器,在外球壳的内半径b和内外导体 间的电压U维持恒定的条件下,内球半径a为多大时, 才能使内球面上的电场强度最小?这个最小的电场强 度和相应的电场能量各是多少?
解:E内

q
4 a2

CU

《静电场作业答案》课件

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点电荷模型的电场强度与距离的平方成反比,即随着距离的增大,电场强度迅速减小。
电偶极子模型描述了两个等量异号电荷组成的系统在空间中产生的电场。
电偶极子模型的电场线从正电荷出发,经过负电荷再回到正电荷,形成闭合的电场线。
电偶极子模型的电场强度在两个电荷之间最大,随着距离的增大而减小,但减小的速度比点电荷模型慢。
01
·
02
电场线法: 通过观察电场线在空间中的分布来测量电场分布。
03
粒子散射法: 利用带电粒子在电场中的散射来观察电场分布。
04
高斯通量法: 通过测量高斯通量在空间中的分布来计算电场分布。
05
THANKS
感谢观看
静电场可分为无限大均匀带电平面产生的电场和有限带电体产生的电场。无限大均匀带电平面产生的电场是垂直于平面的;有限带电体产生的电场方向则由电荷分布情况决定。
按空间位置分类
02
静电场的物理模型
点电荷模型描述了一个带电粒子在空间中产生的电场。
点电荷模型的电场线从正电荷出发,沿径向向外发散,无穷远处电场强度为零。
电介质模型的电场线在电介质内部被弯曲,因为电介质内的正负电荷受到外电场的力而重新排列。
电介质模型的电场强度在电介质表面最大,随着深度的增加而减小,但减小的速度比前两者都慢。
电介质模型描述了电介质在静电场中的极化现象。
03
静电场的数学描述
总结词
描述电场强弱和方向的物理量
详细描述
电场强度是描述电场强弱和方向的物理量,用矢量表示,单位为伏特/米(V/m)或牛顿/库仑(N/C)。在静电场中,电场强度的大小等于单位电荷在该点所受的力,方向与正电荷在该点所受的力方向相同。
静电除尘器是一种利用静电场使气体电离,从而使尘粒荷电并在电场力作用下使尘粒沉积于集尘板的除尘装置。

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4 0 R2 4R2
Q 4R2
E
S 4 0 R2
R
O S
3. 在相对介电常数为εr的各向同性的电介质中,
电位移矢量与场强之间的关系是
D 0r E
4. 两块“无限大”的带电平行电板,其电荷面密
度分别为(>0)及-2 ,如图所示,试写出各
区域的电场强度E
І区 E大小
/ 20,方向
x轴正向.
2
6. 描述静电场性 质两 个基本物理量是零点E和U;
它们定义式是 E f / q0 和 U p p E dl 。
7. 在场强为E 均匀电场中,A、B两点间距离为 d,A、B连线方向与E方向一致,从A点经任意
路径到B点的场强线积分 AB E dl = Ed.
8.半径为R的不均匀带电球体,电荷体密度分 布为ρ=Ar,式中 r 为离球心的距离,(r≤R)、A
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
6.两无限大均匀带电平行平面A和B,电荷面密度分别 为+σ和-σ,在两平面中间插入另一电荷面密度为+σ 平行平面C后,P点场强大小
A.不变
B.原来的 1/2
S
A.既无自由电荷,也无束缚电荷
B.没有自由电荷
C.自由电荷和束缚电荷的代数和为零
D.自由电荷的代数和为零
3. 在真空中的静电场中,作一封闭的曲面,则 下列结论中正确的是
A.通过封闭曲面电通量仅是面内电荷提供 B.封闭曲面上各点的场强是面内电荷激发 C.由高斯定理求得的场强仅由面内电荷所激发 D.由高斯定理求得场强是空间所有电荷激发

《大学物理》静电场习题 PPT

《大学物理》静电场习题 PPT

=-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。
解:先计算高斯面内的电量
dq l2 rdr

1
已知:Ex=bx ,1/2 b = 800N/(C.m1/2), Ey=Ez=0,d =10cm,
求: (1) Φ, (2) q
y
d
dx
o z
dd
解:(1)Φ =E .S = b 2d d 2 b d d 2 = ( 2 1)b d d 2
=1.04 N.m2/C y d
(2)Φ
q
=ε 0
o
z
d
q =Φε 0 = 9.2×10-12 C
7-30 设电势沿 x 轴的变化 曲 线如图所示。试 对所示各区间(忽略区间端点的情况)确定 电场强度的x分量,并作出 Ex 对 x 的关系图线。
b
a
-5
V/V c 12
d6 e
o -6 f
-12
5h x/m
g
解:
-7<x < -5
Ex =
ΔU Δx
=-1-52+-70
=
-6V/m
-5<x < -2 Ex =0
-2 <x < 2
Ex =
b
a
-5
0-12 2+2
=3V/m
U/V
c
12
d6 e
5h
o
-6 f
g

大物静电场作业解答

大物静电场作业解答

20
E(x)ND 0e(xnx)
物理系:史彭
静电场作业解
在p区内任一点的电场强度为
EN 2D 0exn2N 2A0 exN 2A0 exp

NAe
0
(xp

x)
物理系:史彭ຫໍສະໝຸດ 静电场作业解静电场二作业解
物理系:史彭
静电场作业解
一.选择题: 1. 某电场的电力线分布情况如图所示。 一负电荷从 M 点移到 N 点。有人根据 这个图作出下列几点结论,其中哪点 是正确的? [ D ]
(D) 0
物理系:史彭
静电场作业解
4. 在静电场中,下列说法中哪一个是正确的? [ D ] (A)带正电荷的导体,其电势一定是正值。 (B)等势面上各点的场强一定相等。 (C)场强为零处,电势也一定为零。 (D)场强相等处,电势梯度矢量一定相等。 (A)带正电荷的导体,其电势不一定是正值。电势的 正负与零点选取有关。 (B)等势面上各点的场强不一定相等。场强与电势梯 度有关。 (C)场强为零处,电势不变但不一定为零。 (D)场强相等处,电势梯度矢量一定相等。
S
x
板内:2ES S2x 0
E内

x 0
d
Ex
x O
物理系:史彭
静电场作业解
3.无限长均匀带电直线,电荷线密度为,被折成直角的 两部分。试求:如图所示P点的电场强度。
解:竖直棒在P点产生的电场强度为



E 1 40 a [(c 1 c oo s 2 )i s(s2 i s ni1 ) n j]
E外30R0r3
(rR)
物理系:史彭
静电场作业解
4. 如图所示,长为 l 的带电细导体棒,沿 x 轴放置,棒的

大物静电场作业解答课件

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微分方程及其应用
总结词
微分方程是静电场中描述电场散布和电势散布之间关系的核心方程之一,它指出电场强 度和电势之间的关系可以用一组偏微分方程来表示。
详细描述
微分方程是描述物理现象的最基本工具之一,在静电场中也不例外。通过求解微分方程 ,可以得到电场散布和电势散布的情况。在实际问题中,通常需要使用数值方法来求解 微分方程,如有限元法、有限差分法等。这些方法可以将连续的物理量离散化,然后使
用迭代或直接计算的方法求解微分方程,从而得到问题的数值解。
05
静电场中的实验设计与操作技能
实验目的与原理介绍
实验目的
通过实验操作,加深对静电场基本概 念和原理的理解,掌握静电场的测量 方法。
实验原理
静电场是物质空间内电场强度为零的 区域,静电场的电场线从正电荷出发 终止于负电荷,不闭合也不相交。
4. 记录静电计的读数,并视察电容器 两极板之间的电压变化。
数据处理与分析方法指点
数据处理
将实验数据记录在表格中,包括砝码的重量 、位置、电容器两极板之间的距离以及静电 计的读数。
分析方法
根据实验数据,分析电容器两极板之间的电 压与距离之间的关系,以及静电计读数与电 压之间的关系。通过对照不同实验条件下的 数据,加深对静电场基本概念和原理的理解 。
静电场的分类
根据电荷散布的特点,可将静电 场分为点电荷电场、线电荷电场 、面电荷电场以及均匀带电介质 产生的静电场
静电场的性质与特点
静电场的性质
静电场具有传递力和能量的性质
静电场的特点
静电场是一种无源场,即不存在电流,但存在电势差
静电场的产生与作用
静电场的产生
静电场是由静止电荷产生的,根据电 荷的散布情况,可得到相应的电场散 布

大物静电场作业解答PPT教学课件

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z ,不是 y!
27
3. 设在均匀电场中,场强E与半径为R的 半球面的轴相平行,通过此半球面的电 场强度通量为- [ ER 2 ] 解:利用高斯定理,穿过圆平面的电 力线必通过半球面,因此在圆平面上 E dS ER 2
静电场一作业解
1
一.选择题: 1.面积为S的空气平行板电容器,极板上分别带电量±q, 若不考虑边缘效应, 则两极板间的相互作用力为 [ B ].
(A)
q
2
F qB E A F q 2 0 q F q 2 0 S
0S
q (B) 2 0 S
2
(C)
q
2 2
2 0 S
(D) B 板
侧 上 S总 S 下 总 总 S总 2 2 2 4r (h R ) q 侧 2 4r 0
12
4r (h R ) q 侧 2 4r 0
2 2 2
由几何关系
r 2R
r h
hrR
h 2 R 2 r 2 2rR R 2 R 2 (4 2 2 ) R 2

18
静电场二作业解
19
一.选择题: 1. 某电场的电力线分布情况如图所示。
一负电荷从 M 点移到 N 点。有人根据 这个图作出下列几点结论,其中哪点 是正确的? [ D ]
(A) 电场强度 (B) 电势 (C) 电势能 (D) 电场力的功
EM E N UM UN WM WN
由电力线疏密判断 —错 由电力线方向判断 —错 由电势、电荷正负判断—错 由电势能之差判断 —对
xn 0, x 0, x p 0
x—0 无限大平板在P点产生的
E2

大学物理习题讲解静电场-PPT精选文档

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3.无限大均匀带电平面
E 2 0
4.均匀带电球面
几种特殊电荷系统的电场
0
r R
2
E
q 4 0 r
r R
5.均匀带电球体
几种特殊电荷系统的电场
E
qr 3 4 0 R
r R
q 4 0 r
2
r R
点电荷电势:

q 4 0 r

对于点电荷系:
q2 R
h

4.
O
d
d
一、选择题
3.
q
r
P
r
M
5.
Q
qr
R
(二)、填空题

2.
dx
x

a
b
O
P

3. a源自yaO
x

5.
R
Q
d
(三)、计算题

1.
R
r

a
x
2.
R d
O
Q
3. (1)
B
A
R0
R1
R2
3.(2)
B
A
R0
R1
R2
3.(3)
B
A
R0
R1
R2
3.(4)
B
A
第四章 静电场 1.库仑定律
q1q2 f 2 4 0 r
适用于“点电荷”
2.电场强度
F E q0
⑴ 场强叠加原理 E E i
i
★ 场强的计算
⑵ 高斯定理 ⑶ 几种特殊电荷系统的电场
★3.电势的计算
Ui ⑴ 电势叠加原理 U
i
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静电场作业答案
一、选择题
1.真空中A、B两平行金属板,相距d,板面积为
S(S→∞),各带电+q和-q,两板间作用力大
小为
f qE1 q / 20
A.q2 / 0S B.q2 / 4 0d C. q2 / 20S D. q2 / 20Sd
2.在静电场中,作一闭合曲面S,有 D ds 0
则S面内必定
C.
D.
Φ1 Φ2, Φ1 Φ2,
ΦS q / 0 ΦS q / 0 S
E dS
S
1
0
qi
S内
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5
10.一均匀带电球面,若球内电场强度处处为
零,则球面上的带电量σdS 面元在球面内产生
的电场强度是
A.处处为零
B.不一定为零
C.一定不为零
D.是常数
11. 如图,沿x轴放置“无限长”分段均匀带电
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10
8.半径为R的不均匀带电球体,电荷体密度分 布为ρ=Ar,式中 r 为离球心的距离,(r≤R)、A
为一常数,则球体上的总电量Q= A R4。
Q dV R Ar 4 r 2dr 0
9. 把一个均匀带电量+Q的球形肥皂泡由半径 r1吹胀到r2,则半径为R( r1< R < r2)的高斯
量大小D= / 2 r,电场强度大小E=/ 2 0rr
6. 描述静电场性 质两 个基本物理量是零点E和U;
它们定义式是 E f / q0 和 U p p E dl 。
7. 在场强为E 均匀电场中,A、B两点间距离为 d,A、B连线方向与E方向一致,从A点经任意
路径到B点的场强线积分 AB E dl = Ed.
球面上任一点场强大小E由 Q / 4 0 R2变为 0 ; 电势U由 Q / 4 0 R 变为_Q__/_4___0 r2_ .
(选无穷远处为电势零点)。
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11
10. 一质量为m、电量为q小球,在电场力作用下
从电势为U的a点,移动到电势为零的b点,若已
知小球在b点的速率为Vb,则小球在a点的速率
则此两球面之间的电势差U1-U2为:
A. q 1 1
4 0 r R
B. Q 1 1
4 0 R r
R
C. 1 q Q 4 0 r R
q D.
4 0r
U1 U2
R
q
r
Edr dr
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r 4 0r 2 4
9. 两个点电荷电量都是 +q,相距为2a。以左边
直线,电荷线密度分别为+ λ和- λ,点(0,a)
处的电场强度
A.0
C.
பைடு நூலகம்
i
4 0a
B.
i
2 0a
D.
(i j)
4 a 精品 PP0T 欢迎下载 可修改
6
12.有两个完全相同的导体球,带等量的正电 荷Q,现使两球相互接近到一定程度时,则
A.二球表面都将有正、负两种电荷分布
B.二球中至少有一种表面上有正、负两种 电荷分布
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 S2的电场强度通量分
别为Φ1 和 Φ2 ,通过整个球面电场强度通量为 ΦS

A. Φ1 Φ2, ΦS q / 0
S2
q S1 q
O a 2a X
B. Φ1 Φ2, ΦS 2q / 0
A.不变
B.原来的 1/2
C.原来的2倍 D.零
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3
7.静电场中a、b两点的电势差 Ua Ub 取决于
A. 零电势位置选取 C. a、b点场强的值
BD..检ab验E 电dl荷(由任a意到路b路径径)
8. 半径为 r 均匀带电球面1,带电量为q;其外有
一同心半径为R的均匀带电球面2,带电量为Q,
S
V
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
6.两无限大均匀带电平行平面A和B,电荷面密度分别 为+σ和-σ,在两平面中间插入另一电荷面密度为+σ 平行平面C后,P点场强大小
4. 关于静电场中的电位移线,下列说法中,哪 一种是正确的?
A.起自正电荷,止于负电荷,不形成闭合线,不中断 B.任何两条电位移线互相平行 C.起自正自由电荷,止于负自由电荷,任何两
条电位移线在无自由电荷的空间不相交
D.电位移线只出现精在品 P有PT 欢电迎下介载 可质修改的空间
2
5.高斯定理 D ds dV
S
A.既无自由电荷,也无束缚电荷
B.没有自由电荷
C.自由电荷和束缚电荷的代数和为零
D.自由电荷的代数和为零
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1
3. 在真空中的静电场中,作一封闭的曲面,则 下列结论中正确的是
A.通过封闭曲面电通量仅是面内电荷提供 B.封闭曲面上各点的场强是面内电荷激发 C.由高斯定理求得的场强仅由面内电荷所激发 D.由高斯定理求得场强是空间所有电荷激发
Va=
Vb2
2qU m
Aab
q(U
0)
1 2
mb2
1 2
同电荷),且假设不影响原来的电荷分布,则挖
去ΔS后球心处电场强度大小E= S Q
其方向为 指向S 。
4 0 R2 4R2
Q 4R2
S
E
4 R2
0 精品 PPT 欢迎下载 可修改
R
O S
8
3. 在相对介电常数为εr的各向同性的电介质中,
电位移矢量与场强之间的关系是
D 0r E
4. 两块“无限大”的带电平行电板,其电荷面密
C.无论接近到什么程度二球表面都不能 有负电荷分布
D.结果不能判断,要视电荷Q的大小而定
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7
二、填空题
1. 真空中有一半径为R均匀带正电的细圆环,其
电荷 线密度为λ,则电荷在圆心处产生的电场强 度E 的大小为 0 。
2. 真空中一半径为R的均匀带电球面,总电量为
Q(Q > 0)。在球面上挖去非常小块的面积ΔS (连
度分别为(>0)及-2 ,如图所示,试写出各
区域的电场强度E
І区 E大小
/ 20,方向
x轴正向.
2
Π区 E大小 3 / 20,方向 x轴正向.
Ш区 E
大小
/
2 0
,方向 x轴负向.
I
II III
x
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9
5. 半径为R1和R2 两个同轴金属圆筒,其间充满 着相对介电常数为εr 均匀介质,设两筒上单位长 度带电量分别为+λ和-λ, 则介质中电位移矢
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