大物静电场作业解答.ppt
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1、物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭静电场作业解静电场作业解静电场作业解静电场作业解静电场一作业解静电场一作业解物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭静电场作业解静电场作业解静电场作业解静电场作业解一一.选择题选择题:.面积为面积为S S的空气平行板电容器的空气平行板电容器,极板上分别带电量极板上分别带电量q,q,若不考虑边缘效应若不考虑边缘效应,则两极板间的相互作用力为则两极板间的相互作用力为 B B .(A)(B)(C)(D)(A)(B)(C)(D)A A 板板B B 板板注意单板的场和电容器中的场注意单板的场和电容器中的场物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭物理系:
2、史彭静电场作业解静电场作业解静电场作业解静电场作业解利用对称性分析,立方体方向的通利用对称性分析,立方体方向的通量为总通量的量为总通量的1/8。q产生的总电通量产生的总电通量q/0过过A点三个面的通量为点三个面的通量为0,不过不过A点三个面的等价,结果点三个面的等价,结果2.如图所示如图所示,一个带电量为一个带电量为q的点电荷位于立方体的角上的点电荷位于立方体的角上,则则通过侧面通过侧面abcd的电场强度通量等于的电场强度通量等于C(A)(B)(C)(D)物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭静电场作业解静电场作业解静电场作业解静电场作业解3.3.高斯定理高斯定理 A A 高斯定理推
3、导过程中考虑了各种静高斯定理推导过程中考虑了各种静电场和任意曲面。电场和任意曲面。+q(A)适用于任何静电场.(B)只适用于具有球对称性、轴对称性和平面对称性的静电场.(C)只适用于虽然不具有(B)中所述的对称性、但可以找到合适的高斯面的静电场.物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭静电场作业解静电场作业解静电场作业解静电场作业解4边长为边长为L 的正方形,在其四个顶点上各放有等量的点电的正方形,在其四个顶点上各放有等量的点电荷,若正方形中心荷,若正方形中心O处的场强不为零,则处的场强不为零,则B(A)顶点顶点a、b、c、d处都是正电荷处都是正电荷;(B)顶点顶点a、b处是正电荷,处
4、是正电荷,c、d处是负电荷处是负电荷;(C)顶点顶点a、c处是正电荷,处是正电荷,b、d处是负电荷处是负电荷;(D)顶点顶点a、b、c、d处都是负电荷处都是负电荷.解:正方形中心解:正方形中心O处的场强不为零的条件是处的场强不为零的条件是对角线电荷不能完全同号对角线电荷不能完全同号则则B满足。满足。物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭静电场作业解静电场作业解静电场作业解静电场作业解5.有两个点电荷电量都是有两个点电荷电量都是+q,相距为相距为2a.今以左边的点电荷所今以左边的点电荷所在处为球心在处为球心,以以a为半径作一球形高斯面为半径作一球形高斯面.在球面上取两块相等在球面上取两
5、块相等的小面积的小面积S1和和S2其位置如图所示其位置如图所示.设通过设通过S1和和S2的电场强度通的电场强度通量分别为量分别为 1和和 2,通过整个球面的电场强度通量为通过整个球面的电场强度通量为S,则则D通过整个球面的电场强通过整个球面的电场强度通量为度通量为通过通过S1面的通量为两个电荷产生的通量之和,这两个通量符面的通量为两个电荷产生的通量之和,这两个通量符号相反。通过号相反。通过S2面的通量为两个电荷产生的通量之和,这两面的通量为两个电荷产生的通量之和,这两个通量符号相同,且都为正值,则个通量符号相同,且都为正值,则物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭静电场作业解静电场作
6、业解静电场作业解静电场作业解二二.填空题填空题:1.两个平行的两个平行的“无限大无限大”均匀带电平面均匀带电平面,其电荷面密度分别为其电荷面密度分别为+和和+,如图所示如图所示,则则A、B、C三个区域的电场强度分别为三个区域的电场强度分别为电场强度正方向电场强度正方向BAC+物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭静电场作业解静电场作业解静电场作业解静电场作业解2.如图所示如图所示,一电荷线密度为一电荷线密度为的无限长带电直线垂直通过图的无限长带电直线垂直通过图面上的面上的A点;一带电量为点;一带电量为Q的均匀带电球体的均匀带电球体,其球心处于其球心处于O点。点。APO是边长为是边长为
7、a的等边三角形的等边三角形.为了使为了使P点处场强方点处场强方向垂直于向垂直于OP,则则和和Q的数量之间应满足的数量之间应满足Q=a关系关系,且且与与Q为为异异号电荷号电荷.解:据题意知,解:据题意知,P点处场强方向若垂点处场强方向若垂直于直于OP,则,则在在P点场强的点场强的OP分量与分量与Q在在P点的场强一定大小相等、方向相点的场强一定大小相等、方向相反反.即即物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭静电场作业解静电场作业解静电场作业解静电场作业解3.一半径为一半径为R的无限长带电圆柱,其体电荷密度为的无限长带电圆柱,其体电荷密度为 =0r(r R),0为常数,求其圆柱体内的场强(
8、为常数,求其圆柱体内的场强(r R),圆),圆柱体外的场强为(柱体外的场强为(rR)。)。解:取同轴高斯面解:取同轴高斯面r R,由高斯定理得,由高斯定理得Rh物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭静电场作业解静电场作业解静电场作业解静电场作业解解:取同轴高斯面解:取同轴高斯面r R,由高斯定理得,由高斯定理得物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭静电场作业解静电场作业解静电场作业解静电场作业解4.如图所示,长为如图所示,长为l 的带电细导体棒,沿的带电细导体棒,沿x 轴放置,棒的轴放置,棒的一端在原点。设电荷线密度为一端在原点。设电荷线密度为=Ax,A为常量。在为常量。在
9、x 轴上轴上坐标为坐标为x=l+b处的电场强度为处的电场强度为。解:取解:取电电荷元荷元在在P点(坐点(坐标为标为l+b)产产生的生的电场电场强强度的大小度的大小为为l物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭静电场作业解静电场作业解静电场作业解静电场作业解1.1.真空中一高真空中一高 h h 等于等于 20 cm20 cm,底面半径底面半径 R=10cmR=10cm 的圆锥体的圆锥体,在其顶点与底面中在其顶点与底面中心连线的中点上置一心连线的中点上置一 q q 10 10-5-5 C C 的点电的点电荷荷,求通过该圆锥体侧面的电场强度通量求通过该圆锥体侧面的电场强度通量.(0 0 =8
10、.8510=8.8510-12-12 N N-1-1 m m-2-2)则通过圆锥侧面的电场强度通量就等则通过圆锥侧面的电场强度通量就等于对整个球面的通量减去通过圆锥底于对整个球面的通量减去通过圆锥底面所截球冠的通量面所截球冠的通量.以为圆心、为以为圆心、为半径作球面。半径作球面。三三.计算题计算题:物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭静电场作业解静电场作业解静电场作业解静电场作业解r由几何关系由几何关系h物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭静电场作业解静电场作业解静电场作业解静电场作业解2.图示一厚度为图示一厚度为d 的的无限大无限大均匀带电平面均匀带电平面,电荷密度为
11、电荷密度为,试试求板内外的场强分布求板内外的场强分布.并画出场强在并画出场强在x轴的投影值随坐标变化轴的投影值随坐标变化的图线的图线,即即Ex-x图线图线.(设原点在带电平板的中央平面上设原点在带电平板的中央平面上,ox轴轴垂直于平板垂直于平板)dSx板外:板外:原点左边原点左边E为负,右边为正为负,右边为正x板内:板内:xOEx物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭物理系:史彭静电场作业解静电场作业解静电场作业解静电场作业解3.无限长均匀带电直线,电荷线密度为无限长均匀带电直线,电荷线密度为,被折成直角的两,被折成直角的两部分。试求:如图所示部分。试求:如图所示P点的电场强度。点的电场强度。解
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- 静电场 作业 解答
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