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第9单元静电场(一)
一选择题
[C]1.一带电体可作为点电荷办理的条件是
电荷必须呈球形散布。
带电体的线度很小。
带电体的线度与其余相关长度相比可忽略不计。
电量很小。
[C]2.已知一高斯面所包围的体积内电量代数和∑
,则可肯定:
qi=0
高斯面上各点场强均为零。
穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。
穿过整个高斯面的电通量为零。
以上说法都不对。
[D]3.两个同心平均带电球面,半径分别为R
和R(R
a
<R),所带电量分别为
a
b
b
Qa和Qb,设某点与球心相距
r,当Ra<
r<Rb时,该点的电场强度的大小为:
(A)
(C)
1
Qa
Qb
4
0
r2
1
Qa
Qb
)
4
(
Rb2
0
r2
(B)
(D)
1
QaQb
40
r2
Qa40r2
[D]4.
如下图,两个“无限长”的、半径分别为
R1和R2的共轴圆柱面平均带电,轴
线方向单位长度上的带电量分别为λ
1和λ2,则在内圆柱面里面、
距离轴
线为r处的P点的电场强度大小
R1
2
1
R2Or
P
(A)
1
2
(B)
1
2
2
0r
20R1
20R2
(C)
1
(D)
0
4
0R1
[D]5.图示为一拥有球对称性散布的静电场的
E~r关系曲线,请指出该静电场是由下
列
哪一种带电体产生的。
半径为R的平均带电球面。
半径为R的平均带电球体。
半径为R、电荷体密度ρ=Ar(A为常数)的非平均带电球体。
半径为R、电荷体密度ρ=A/r(A为常数)的非平均带电球体。
填空题
1.在点电荷系的电场中,任一点的电场强度等于
__各点电荷在该占独自产生的电场强度的矢量和__,这称为场强叠加原理。
2.静电场中某点的电场强度,其数值和方向等于单位正电荷在该点受到的电场力___。
3.两块“无限大”的带电平行电板,其电荷面密度分别为δ(δ>0)及-2δ,如下图,
试写出各地区的电场强度E。
Ⅰ区E的大小
,
方向
向右
/20
。
2
2
0
/20
Ⅱ区
E的大小
3
,
方向
向右
2/2
0
2/20
2
。
0
I
II
III
Ⅲ区E的大小
2
,
方向
向左
。
0
4.如下图,一点电荷
q位于正立方体的
A角上,则经过侧面
abcd的电通量Φe=
q
。
24
0
5.真空中一半径为R的平均带电球面,总电量为Q(Q>0)。今在球面上挖去特别小块的面
积S(连同电荷),且假定不影响原来的电荷散布,则挖去S后球心处电场强度的大小E
=
QS/(16
2
0R4)
。其方向为由球心
O点指向S
6.把一个平均带电量+Q的球形肥皂泡由半径
r1吹胀到
r2,则半径为R(r1Rr2
的高
斯球面上任一点的场强大小E由____
q/(4
0r
2)
____变为_________0_______.
三计算题
1.一段半径为
a
的细圆弧,对圆心的张角为
θ
0,其上平均散布有正电荷
,如下图,试
y
q
qdq
d
以a,
q,θ0表示出圆心O处的电场强度。
解:成立如图坐标系,在细圆弧上取电荷元dq
q
dl,
a
0
电荷元视为点电荷,它在圆心处产生的场强大小为:
方向如下图。将dE分解,
由对称性剖析可知,Ex
dEx
0
圆心O处的电场强度E
Eyj
q
sin
0j
20a2
0
2
2.有一无限长平均带正电的细棒
L,电荷线密度为λ,在它旁边放一平均带电的细棒
AB,
长为l,电荷线密度也为λ,且
AB与L垂直共面,A端距L为a,如下图。求
AB所受的
电场力。
解:在棒AB上选线元dx,其上所带电量为
无限长带电棒L在电荷元处产生的电场强度为
则电荷元所受的电场力为
dx
dFEdq
2
0x
al
2
dx
2
a
b
F
2
0x
20
ln
a
a
一半径为R的带电球体,其电荷体密度为
求:(1)带电体的总电量;(2)球内、外各点的电场强度。
解:(1)
怎样选择dV?其原则是在dV内,能够认为是平均的。由于题目所给带电球体的
拥有球对称性,半径相同的地方
即相同,因此,我们选半径为
r
,厚度为
dr
的
很薄的一层球壳作为体积元,于是
所以
球面对称的电荷散布产生的场也拥有球对称性,所以为求球面任一点的电场,在球
内做一半径为r的球形高斯面,如右图所示,由高斯定理,由于高斯面上E的大小处处
相等,所以
对于球面外任一点,过该点,选一半径为r的同心球面,如右图所示,则由高斯定理
得方向沿半径向外
第10单元静电场(二)
一选择题
[D]1.对于静电场中某点电势值的正负,下列说法中正确的选项是:
A)电势值的正负取决于置于该点的试验电荷的正负
B)电势值的正负取决于电场力对试验电荷作功的正负
C)电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负
D)电势值的正负取决于电势零点的选用
[B]2.在
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