长春工业大学物理答案光静电场c14.docx
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长春工业大学物理答案光静电场c14
长春工业大学物理答案光静电场c-1-4
练习一静电场
(一)
1.如图1-1所示,细绳悬挂一质量为m的点电荷-q,无外电场时,-q静止于A点,加一水平外电场时,-q静止于B点,则外电场的方向为水平向左,外电场在B点的场强大小为
2.如图1-2所示,在相距为a的两点电荷-q和+4q产生的电场中,场强大小为零的坐标x=2a。
大?
解:
经过分析,Ex=0
7.长L=15cm直线AB上,均匀分布电荷线密度λ=5.0⨯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。
练习二静电场
(二)
1.场强为E的均匀电场与半径为R的半球面的轴线平行,则通过半球面的电通量Φe=
2.边长为L的正方形盒的表面分别平行于坐标面XY、YZ、ZX,设均匀电场
,则通过各面电场强度通量的绝对值
3.如用高斯定理计算:
(1)无限长均匀带电直线外一点P的场强(图2-3(a));
(2)两均匀带电同心球面之间任一点P的场强(图2-3(b)),就必须选择高斯面。
请在图中画出相应的高斯面。
4.(4)如图2-4所示,闭合曲面S内有一电荷q,P为S面上任一点,S面外另有一点电荷q,设通过S面的电通量为Φ,P点的场强为Ep,则当q从A点移到B点时:
(1)Φ改变,Ep不变;
(2)Φ、Ep都不变;
(3)Φ、Ep都要改变;(4)Φ不变,Ep改变。
5.(4)在边长为a的正立方体中心有一个电量为q的点电荷,则通过该立方体任一面的电场强度通量为:
(1)q/ε0;
(2)q/2ε0;
(3)q/4ε0;(4)q/6ε0。
6.两个无限长同轴圆柱面,半径分别为R1、R2,R1>R2,带有等量异种电荷,每单位长度的电量为λ,试分别求出离轴线为r处的电场强度:
(1)r (2)r>R1和R2 7.设电量为Q均分布在半径为R的半圆周上,(如图2-7),求圆心处的电场强度E。 解: 经过分析, 练习三静电场(三) 1.如图所示,a点有点电荷q1,b点有点电荷-q2,ab相距为R0。 则a、b连线中点的电势U= ,此系统的电势能W= 2.如图3-2所示半径均为R的两个球体相交,球心距离o1o2=d,不重叠部分均带电,电荷密度左侧为+ρ,右侧为-ρ。 则距离o2为r处P点电势Up= 3. (1)当负电荷在电场中沿着电力线方向运动时,其电势能将: (1)增加; (2)不变;(3)减少。 *电场力作负功,电势能增加 4.(4)电荷分布在有限空间内,则任意两点P1、P2之间的电势差取决于 (1)从P1移到P2的试探电荷电量的大小; (2)P1和P2处电场强度的大小; (3)试探电荷由P1移到P2的路径; (4)由P1移到P2电场力对单位正电荷所作的功。 5.(4)关于静电场中某点电势值的正负,下列说法中正确的是: 1)电势值的正负取决于置于该点的试验电荷的正负; 2)电势值的正负取决于电场力对试验电荷作功的正负 3)电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负; 4)电势值的正负取决于电势零点的选取。 6.电量q均匀地分布在长为L的细棒上,如图3-5所示,求: (1)棒的延长线上距右端为r的P点电势。 (2)把电量q0的点电荷从P移至棒的延长线上离右端3r的Q点时,电场力作功多少? 电场能的增量是多少? 7.如图所示,点电荷q的电场中,取半径为R的圆形平面。 设点电荷q在垂直于平面并通过圆心O的轴线上A点处,A点与圆心的距离为d。 试计算通过此平面的 通量。 练习四静电场(四) 1.一无限长均匀带电直导线沿Z轴放置,线外某区域的电势表达式为 式中A为常量。 则该区域内场强的三个分量 ; ; 。 2.空间某区域的三个等势面如图4-2所示,已知电势V1>V2>V3,试在图中标出,A、B两点电场强度的方向,设两点场强大小分别为EA和EB,则 EA>EB(填<=>)。 3.(3)设无穷远处电势为零,则半径为R,均匀带电球体产生电场的电势分布规律为: (图4-3中U0和b皆为常量)。 4. (2)电势沿x轴的变化如图4-4所示,则在区间(-6,-4)内和区间(-2,4)内的场强Ex分别为: (1)6v/m,-3v/m; (2)-6v/m,3v/m; (3)6v/m,3v/m;(4)-6v/m,-3v/m。 5.一无限大平面,开有一半径为R的圆孔,设平面的其余部分均匀带电,电荷面密度为σ。 求圆孔轴线上离孔中心为x处的电场强度。 6.如图4-6所示,无限长的均匀带电导线与长为L的均匀带电导线共面,相互垂直放置,a端离无限长直导线距离为R,电荷线密度均为λ,求它们之间相互作用力的大小和方向。
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