第十章_电荷和静电场课后习题问题详解.doc

《第十章_电荷和静电场课后习题问题详解.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第十章电荷和静电场10-1当用带电玻璃棒吸引干燥软木屑时，会发现软木屑一接触到玻璃棒后又很快跳离。试解释之。答：先极化接触后电荷一部分转移至软木屑，后同性电荷相斥。10-2当带正电的玻璃棒吸引一个悬挂的干燥软木小球时，我们是否可以断定软木小球带有负电荷？当带正电的玻璃棒排斥一个悬挂的干燥软木小球时，我们是否可以断定软木小球带有正电荷？答：不能。①软木小球可能带电荷为零，也可能带有负电荷。②可以10-3两个相同的小球质量都是，并带有等量同号电荷，各用长为的丝线悬挂于同一点。由于电荷的斥力作用，使小球处于题图所示的位置。如果角很小，试证明两个小球的间距可近似地表示为：证：由库仑定律得：而：∵角很小

2、∴故：即得：证毕10-4在上题中，如果l=120cm，m=0.010kg，x=5.0cm，问每个小球所带的电量q为多大？解：由上题得：10-5氢原子由一个质子和一个电子组成。根据经典模型，在正常状态下，电子绕核作圆周运动，轨道半径是。质子的质量，电子的质量，它们的电量为。(1)求电子所受的库仑力；(2)电子所受库仑力是质子对它的万有引力的多少倍？(3)求电子绕核运动的速率。解：⑴⑵⑶∴10-6边长为a的立方体，每一个顶角上放一个电荷q。解：由对称性可知，任一顶角的电荷所受合力的大小是相等的。如图示，求其中任一顶点A上电荷所受的力。建立直角坐标系∴与x轴夹角为与y轴夹角为与z轴夹角为即：合力的方

3、向为立方体的对角先方向=54.73°=54°44′=10-7计算一个直径为1.56cm的铜球所包含的正电荷电量。解：（注：铜的密度，原子序数为29，原子量）10-8一个带正电的小球用长丝线悬挂着。如果要测量与该电荷处于同一水平面某点的电场强度E，我们就把一个带正电的试探电荷引入该点，测定F/q0。问是小于、等于还是大于该点的电场强度E？答：若考虑电荷在电场力的作用下会在小球产生移动（如图所示）同性相斥，则由于试探电荷的引入，则该点的电场强度比要大。即，在没有引入时，小球的电荷分布是均匀的。10-9根据点电荷的电场强度公式当所考查的点到该点电荷的距离r接近零时，则电场强度趋于无限大，这显然是没有

4、意义的。对此应作何解释？答：这里是将电荷当作点电荷来处理，而实际情况当r接近零时电荷就不能认为是点电荷了。因此此时公式不成立。10-10离点电荷50cm处的电场强度的大小为。求此点电荷的电量。解：∴10-11有两个点电荷，电量分别为5.0´10-7C和2.8´10-8C，相距15cm。求：(1)一个电荷在另一个电荷处产生的电场强度；(2)作用在每个电荷上的力已知：点电荷求：解：（方向沿两电荷联线向外）（同上）（方向沿两电荷联线相互排斥）10-12求由相距l的±q电荷所组成的电偶极子，在下面的两个特殊空间产生的电场强度：(1)轴的延长线上距轴心为r处，并且r>>l；(2)轴的中垂面上距轴心为r处

5、，并且r>>l。解：（1）∵∴（2）如图示：∵∴10-13有一均匀带电的细棒，长度为L，所带总电量为q。求：(1)细棒延长线上到棒中心的距离为a处的电场强度，并且a>>L；(2)细棒中垂线上到棒中心的距离为a处的电场强度，并且a>>L。解：（1）取细棒的一线元，则中的电荷为。可视为点电荷∴方向沿轴线方向故：∴（2）∴∴∴10-14一个半径为R的圆环均匀带电，线电荷密度为l。求过环心并垂直于环面的轴线上与环心相距a的一点的电场强度。解：如图：圆环上一线元上产生的电场强度为：与其对称的一线元产生的电场强度为：，两个电场强度的合成为：∴故：10-15一个半径为R的圆盘均匀带电，面电荷密度为。求过盘心

6、并垂直于盘面的轴线上与盘心相距的P点电场强度。解：由上题知，圆环上电场强度∴10-16一个半径为R的半球面均匀带电，面电荷密度为s。求球心的电场强度。解：由题9-14知：圆环的电场强度为：10-17回答下列问题:(1)处于高斯面的任何位置上的电荷对该高斯面的电通量是否都有贡献？是否只要电量相同，贡献就相等？(2)处于高斯面外的任何位置上的电荷对该高斯面的电通量是否都无贡献？(3)假设一个点电荷正好处于高斯面上，那么这个点电荷对该高斯面的电通量是否有贡献？答：（1）是的。高斯面的任何位置上电荷对高斯面的电通量都有贡献。只要电量相同，电性相同，贡献就相同。（2）处于高斯面外的任何位置上的电荷对该高

7、斯面的电通量无贡献。（3）点电荷正好处于高斯面上，则这个点电荷对高斯面的电通量是有贡献的。10-18在高斯定理中，高斯面上的E是否完全由式中的q所产生？如果q=0，是否必定有？反之，如果在高斯面上E处处为零，是否必定有？答:否，高斯面上的不完全由式中的所产生.不一定（只需垂直，即可）。而高斯面上的处处为零，则必有：。10-19如果把电场中的所有电荷分为两类，一类是处于高斯面S的电荷，其量用q表示，