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1、《大学物理简明教程》作业学号姓名第五章静电场2、大。3、lmxKfv/m；8,Qx1Q21Jo4、E—05、分=q/Eo—，“2=Q,3=—-q/£oo6、C7、B8B9、A10、A11、D12、C13、D14、B15、C17、把电偶极矩P=ql的电偶极子放在点电荷Q的电场中，电偶极子的中心O到Q的距离为W分别求：P//0O［图⑷］和P丄QO［图(b)］时电偶极子所受的力和力矩。解：(1)电偶极子在Q出的电场为£=—电偶2码广极子给。的力F=-^y,那么0给电偶极子的力2齊厂也为F=—此时力臂为0,
2、所以力矩M=02庇F°。(a)Qo(b)题5-17图(2)电偶极子在Q出的电场为£=—4兀£/电偶极子给0的力F=-^4码厂,那么0给电偶极子的力也为F=-^-y，此时力臂为八所以4码r力矩4兀£(厂21、一无限长均匀带电直线位于兀轴上，电荷线密度为30yC・m“，通过球心为坐标原点、半径为3m的球血的电通量为多少？解：根据高斯定律，电通量也•虧=邑，其中^=30x6=180wC代入的也=2.03x10—7V"28、如图所示，AB=2R,CDE是以B为屮心，7?为半径的圆，A点放置正点电荷q,B点放
3、置负电荷一q。（1）把单位正电荷从C点沿CDE移到D点，电场力对它做了多少功？（2）把单位负解：（1）把单位正电荷从C点沿CDE移到D点，对它不做功，彳对它做正功，所以题5-28图电荷从E点沿AB的延长线移到无穷远处，电场力对它做了多少功?w二二左_q4庇店4逅兀気RV54庇（）R(2)W=-(—)=—^―2庇°R4庇°R6gR29、求均匀带电球体的电场分布。已知球半径为R,所带总电量为么铀核可视为带有92«的均匀带电球体，半径为7.4x10-15m,求其表面的电场强度。解：以铀核球心为球心选取
4、高斯面，则E•4兀疋E=2.4xl02lV-m_,30、在氢原子中，正常状态下电子到质子的距离为5.29xlOHm,己知氢原子核和电子带电各为±e,把氢原子中的电子从正常态下离核的距离拉到无穷远处所需的能量称为氢原子的电离能。求此电离能是多少焦耳？多少电子伏特？解：E^=e（——一0）=4.35xWI8J=27.2^V內4庇*34、求电偶极子（p=ql）在均匀外电场中（见图）的电势能。解：正负电荷的电势能分别为W+=q0+，W^=-q（p_W=W^_+W_=q((p+-(p^)--qlEcos8=一
5、pEcos&式中E是均匀外电场的场强。题5-34图37.在两板相距为d的平行板电容器中，插入一块厚d/2的金屈大平板（此板与两极板平行），其电容变为原來的多少倍？如果插入的是相对介电常数为务的大平板，则又如何?当插入的是相对介电常数为&的大平板时，电容器变为两个间距都为d/2的分电容器的串联，总电容为11111=
6、=
7、CC]C2£()S£06Sd~/2dFT(6+1)〃(6+l)d~^—c.(6+1)解：原电容器的电容为Co,当插入一块厚d/2的金属大平板吋，电容器两极板之间的距离变为d/2,因此，
8、其电容为40、一平行电容器极板面积为S,间距为d,点电荷为土q,现将极板之间的距离拉开一倍。（1）静电能改变了多少？（2）求外力对极板做的功。解：平行板电容器的电容c=竺,电容器原来的静电能w=所以距离拉开一倍后d2C2,外力对极板做的功W-器42、两个同轴圆柱面，长度均为厶半径分别为。和b,两圆柱而Z间充有介电常量为£的均匀电介质。当这两个圆柱面带有等量异号电荷±q时，问：（1）在半径为r（dVrVb）、厚度为〃、长度为厶的圆柱薄壳中任一点处的电场能量密度是多少？整个薄壳中的总电场能量是多少？（2
9、）电介质中的总电场能量是多少？能否由此总电场能量推算圆柱形电容器的电容?解：⑴由电介质中的高斯定律，得"2—即T电场能量密度©整个薄壳中的总电场能量dW=」一drAtteLk~b(2)电介质中的总电场能量W=jcoedV=J0a2ti£Lb-a2圆柱形电容器的能量W=£—2C第六章稳恒磁场2、舷，环路定理。3、B。=_如（丄__L）_,垂直纸面向内_。4&&4、BP=_B=^-,方向为—垂直纸面向外4加题62图5、型」—与角速度方向相同。4兀R6、C7、A8、C9、B10、D11、A12、D
10、23、两根长直导线沿半径方向引到铁环上A和B两点，并与很远的电源相连，如图所示。求环屮心的磁感应强度。解：AB左右两部分电流在环屮心产生的磁场等大反向，所以环中心的磁感应强度为0。电流I.流过大的圆弧（长a）,电流£流过小的圆弧（长b）,h在O点产生的磁感应强度BAoA._£_（向里）2r2岔【2在o点产生的磁感应强度瓦二丛・2（向外）2r2岔由于UAB=IxRa=I2Rb所以I{a=I2b有以上三式的B=025、按玻尔模型，在基态的氢原子中，电子绕原子核作半径为0.
