大学物理课后习题答案 真空中的静电场

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1、第八章真空中的静电场1、[D]2、[C]要使p点的电场强度为零,有两种可能:1、在p点的右侧放正电荷;2、在p点的左侧放负电荷。根据题意为负电荷,根据点电荷强度的公式:。其中r=1,负电荷产生的电场:,该点在原点的左边。3、[D]1、粒子作曲线运动的条件必须存在向心力。2、粒子从A点出发经C点运动到B点是速率递增,存在和运动方向一致的切向力。3、依据粒子带正电荷,作出作用在质点上的静电力后,符合上诉1、2条件的是[D]。4、[C]5、[B]6、[D]1、点电荷的电场强度:;2、无限长均匀带电直导线:;3、无限大均匀

2、带电平面:4、半径为R的均匀带电球面外的电场强度:7、[C]对高斯定理的理解。是高斯面上各处的电场强度,它是由曲面内外所有静止点和产生的。并不能说明有任何特定的性质。8、[A]应用高斯定理有:,即:129、[B]10、[C]依据公式:已知:代入上式可得:11、[D]先构建成一个边长为a的立方体,表面为高斯面,应用高斯定理,一个侧面的磁通量为:12、[D]13、[D]半径为R的均匀带电球面:半径为R的均匀带电球体:正点电荷:12负点电荷:14、[C]分析:先求以无限远处为电势的零点.则半径为R电量为Q的球面的电势:1

3、5、[B]利用电势的叠加来解。P点处的电势是由点电荷q的电势:和均匀带电量为Q的球面电势:叠加而成的。16、[B]分析:先求出以无限远为处为电势零点17、[D]分析:先求出以无限远为处为电势零点18、[D]19、[C]分析:(A)试验电荷不一定是单位正电荷;12(B)单位试验电荷不一定是单位正电荷;(C),当q为单位正电荷时;(D)不是外力,而是电场力。20、[C]分析:其中:21、[C]分析:应用求出平板间的电场强度并假定以及,取向右为正,有:由于是均匀电场:22、[C]根据电势的定义:,由此可以看出某点的电势和

4、该点的电场强度无直接的关系。如均匀带电球面内电场强度为零,但是电势不一定为零,在等量异号电荷的中点,电势等于零,但是场强不等于零。(c)选项在电势不变的空间,要求将单位正电荷沿任意方向运动时,电场力做功均为零,则一定为零.(D)选项在电场强度为常矢量的空间,不可能实现恒等于零,因此,空间不可能电势处处为零.23、∵,q带负电12∴和方向相反,即电场强度方向向上。24、应用公式,在三个区域中标出E的大小和方向,利用场强的叠加来解.规定从左向右的方向为正方向,ⅠⅢⅡ正方向Ⅰ区Ⅱ区Ⅲ区正方向正方向负方向PλdOR25、取

5、P点为坐标原点,水平向右为r轴。OAPaaa的方向沿矢径。26、首先作图,设Q>0,>1,作出P点的、,给出的作用方向。12从图可得出,Q和是异号电荷。为使垂直,则,27、采用填补法,将连同电荷挖去,我们在该处放入的方法来等效O处的电场强度为一个均匀带电的球面和电量为的点电荷电场强度的叠加,实际上其电场强度为的点电荷产生的电场强度,其方向由O指向。28、,为高斯面上各点处的场强。29、组成一个闭合曲面在应用高斯定理。30、应用8个如图的正方立体,组成一个新的正方立体。并将A角放在新的正立方体的中心,则应用高斯定理:

6、31、应用公式:V32、应用公式求出Q再计算r处的电势U,其中R=0.1m,r=0.3m,U=300V。V。1233、34、35、方法一:取电势零点在无穷远处,方法二:积分法:36、1.因为是在均匀电场,恒力的功满足的规律2.应用积分法:37、应用均匀球壳内、外电场强度和电势的规律讨论:,,结论:变为0;变为1238、,单位正电荷在静电场中沿任意闭合路径绕行一周电场力所作功等于零,有势场(或保守场)。39、1.先取;2.写出;3.在坐标系中表示出然后再积分:λdOPλdlxOx40、在细杆上取,OqaqN/C41、

7、取坐标Oxy如图,由对称性可知:1242、(1)设电荷的平均体密度为,取圆柱形高斯面(侧面垂直底面,底面平行地面)上下底面处的场强分别为和,则通过高斯面的电通量为:包围的电荷:由高斯定理C/m3(2)设地面面电荷密度为,由于电荷只分布在地表面,地球内部电场强度为零,所以电力线终止于地面,取高斯面如图,由高斯定理:C/m243、解题分析,本题由一段带电圆弧和两段半无限长带电直线构成的电场,可直接应用下列两公式进行计算:以B∞带电直线在O点的为例:ABOR,,同理,A∞带电直线在O点的为:12半圆弧在O点产生的:44、

8、解题分析,根据题意,电场空间分布为三个区域,左侧,、之间,右侧的点不可能在和之间。O(1)建立如图所示的坐标系,设x处在,则:在和之间不合题意,符合题意。(2)在上述坐标系中,设x处U=0,则,依题意x在两电荷之间1245、取坐标如图:46、在l处,取长度为dx,其带电量OXa47、解题分析:均匀带电球面内的电势等于球面上的电势,球面外的电势相当于电荷集中在

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