24.1508:如图所示,在点电荷+q和-q产生的电场中,将一点电荷+q0沿箭头所示路径由a点移至b点,则外力作功A_________________。
25.1242:一半径为R的均匀带电细圆环,带有电荷Q,水平放置。在圆环轴线的上方离圆心R处,有一质量为m、带电荷为q的小球。当小球从静止下落到圆心位置时,它
的速度为v?__________。 b m、q R 26.1371:已知一平行板电容器,极板面
积为S,两板间隔为d,其中充满空气。当两
l +q0 R O 极板上加电压U时,忽略边缘效应,两极板
-q 间的相互作用力F=_____________。 +q a ?1242图 p27.1450:一电矩为的电偶极子在场强 l/2 l/2 ?l ??? p?EEF1508图= ______,为的均匀电场中,与间的夹角为,则它所受的电场力力矩的大小M
=_____。
28.1613:一质量为m,电荷为q的粒子,从电势为UA的A点,在电场力作用下运动到电势为UB的B点。若粒子到达B点时的速率为vB,则它在A点时的速率vA=____________。
29.1116:一空气平行板电容器,两极板间距为d,充电后板间电压为U。然后将电源断开,在两板间平行地插入一厚度为d/3的金属板,则板间电压变成U' =____________ 。
30.1152:如图所示,把一块原来不带电的金属板B,移近一块已带有正电荷Q的金属
板A,平行放置。设两板面积都是S,板间距离是d,忽略边B A
缘效应。当B板不接地时,两板间电势差UAB =____;
U??S S B板接地时两板间电势差AB_______。
31.1175:如图所示,将一负电荷从无穷远处移到
d 一个不带电的导体附近,则导体内的电场强度_______,
1175图
导体的电势______________。(填增大、不变、减小)
1152图
32.1330:一金属球壳的内、外半径分别为R1和R2,带电荷为Q。在球心处有一电荷
。 为q的点电荷,则球壳内表面上的电荷面密度?=______________
33.1486:一任意形状的带电导体,其电荷面密度分布为?(x,y,z),则在导体表面外附近任意点处的电场强度的大小E(x,y,z)=________,其方向____________________。
34.1644:在一个带正电荷的金属球附近,放一个带正电的点电荷q0,测得q0所受的力为F,则F / q0的值一定______于不放q0时该点原有的场强大小。(填大、等、小)
A A 35.5108:静电场中有一立方形均匀导体,边长为a。已知 B 立方导体中心O处的电势为U0,则立方体顶点A的电势为____。
36.5119:如图所示,A、B为靠得很近的两块平行的大金 S O 属平板,两板的面积均为S,板间的距离为d。今使A板带电荷
d qA,B板带电荷qB,且qA > qB。则A板的靠近B的一侧所带电
a 荷为_________;两板间电势差U =____________。
5119图
5108图 37.1104:在相对介电常量为?r的各向同性的电介质中,电位移矢量与场强之间的关
系是___。
38.1105:半径为R1和R2的两个同轴金属圆筒,其间充满着相对介电常量为?r的均匀介质。设两筒上单位长度带有的电荷分别为??和??,则介质中离轴线的距离为r处的电位移矢量的大小D =____________,电场强度的大小E =____________。
39.1207:一平行板电容器,充电后切断电源,然后使两极板间充满相对介电常量为?r的各向同性均匀电介质。此时两极板间的电场强度是原来的______倍;电场能量是原来的_______倍。
40.1390:一个半径为R的薄金属球壳,带有电荷q,壳内真空,壳外是无限大的相对介电常量为?r的各向同性均匀电介质。设无穷远处为电势零点,则球壳的电势U =_________。
41.1629:一个带电荷q、半径为R的金属球壳,壳内是真空,壳外是介电常量为?的无限大各向同性均匀电介质,则此球壳的电势U =________________。
42.1631:两个点电荷在真空中相距d1 = 7 cm时的相互作用力与在煤油中相距d2 = 5cm时的相互作用力相等,则煤油的相对介电常量?r =_______________。 C1 A C2 C3 B C 43.1465:如图所示,电容C1、C2、C3已知,电容C可调, 当调节到A、B两点电势相等时,电容C =_____________。
44.5106:一平行板电容器充电后切断电源,若使二极 板间距离增加,则二极板间场强_____,电容____________。 (填增大或减小或不变)
45.1220:一空气电容器充电后切断电源,电容器储能W0,若此时在极板间灌入相对介电常量为?r的煤油,则电容器储能变为W0的____________倍。如果灌煤油时电容器一直与电源相连接,则电容器储能将是W0的____________倍。 三、计算题
1.1009:一个细玻璃棒被弯成半径为R的半圆形,沿其上半部分均匀分布有电荷+Q,沿其下半部分均匀分布有电荷-Q,如图所示。试求圆心O处的电场强度。 y
? z +O Q ? R E R a
y x 1096图 O O -Q R R y ?? ?? x 2.1010:一个细玻璃棒被弯成半径为R的半圆形,沿其上半部分均匀分布有电荷+Q, x O 沿其下半部分均匀分布有电荷-Q,如图所示。试求圆心O处的电场强度。 1012图
1010图 1009图
???0cos??3.1012:一“无限长”圆柱面,其电荷面密度为:??,式中 为半径R
与x轴所夹的角,试求圆柱轴线上一点的场强。
4.1096:如图所示,一电荷面密度为?的“无限大”平面,在距离平面a处的一点的场强大小的一半是由平面上的一个半径为R的圆面积范围内的 电荷所产生的。试求该圆半径的大小。 A ∞
5.1190:电荷线密度为?的“无限长”均匀带电细线,弯
R O ?成图示形状。若半圆弧AB的半径为R,试求圆心O点的场强。 6.1262:用绝缘细线弯成的半圆环,半径为R,其上均
∞
匀地带有正电荷Q,试求圆心O点的电场强度。 B 1190图
?7.1264:一半径为R的半球面,均匀地带有电荷,电荷面密度为 ,求球心O处的电
场强度。
8.1373:一半径为R的带电球体,其电荷体密度分布为:??Ar(r?R),
??0(r?R),A为一常量。试求球体内外的场强分布。
??qrπR49.1374:一半径为R的带电球体,其电荷体密度分布为: (r≤R) (q为一正的常量),??0(r?R)。试求:(1) 带电球体的总电荷;(2) 球内、外各点的电场强度;(3) 球内、外各点的电势。
10.1503:如图所示,一厚为b的“无限大”带电平板,其电荷体密度分布为:??kx (0≤x≤b ),式中k为一正的常量。求:(1) 平板外两侧任一点P1和P2处的电场强度大小;(2) 平板内任一点P处的电场强度;(3) 场强为零的点在何处?
11.1180:一“无限大”平面,中部有一半径为R的圆孔,设平面上均匀带电,电荷面密度为?。如图所示,试求通过小孔中心O并与平面垂直的直线上各点的场强和电势(选O点的电势为零)。 ??
R1 R P1 P P2 O x b 1053图
x O O R2 1180图
1519图
12.1519:图示为一个均匀带电的球层,其电荷体密度为?,球层内表面半径为R1,外表面半径为R2。设无穷远处为电势零点,求空腔内任一点的电势。
13.1597:电荷q均匀分布在长为2l的细杆上,求在杆外延长线上与杆端距离为a的P点的电势(设无穷远处为电势零点)。
a a a 14.1380:真空中一均匀带电细直杆,长度为2a,总电荷
为+Q,沿Ox轴固定放置(如图)。一运动粒子质量为m、带有
C x O 电荷+q,在经过x轴上的C点时,速率为v。试求:(1) 粒子 1597图 在经过C点时,它与带电杆之间的相互作用电势能(设无穷远处为电势零点);(2) 粒子在电场力作用下运动到无穷远处的速率v? (设v?远小于光速)。 L P 15.5093:电荷Q (Q>0) 均匀分布在长为L的细棒上,在细
q 棒的延长线上距细棒中心O距离为a的P点处放一电荷为q(q>0) +Q O a 的点电荷,求带电细棒对该点电荷的静电力。
1380图
16.5246:如图所示,一个半径为R的均匀带电圆板,其电荷面密度为?(>0),今有
一质量为m,电荷为-q的粒子(q>0)沿圆板轴线(x轴) 方 ?R 向向圆板运动,已知在距圆心O(也是x轴原点) v0 r a -q 为b的位置上时,粒子的速度为v0,求粒子击中圆 x Q q O b O 板时的速度(设圆板带电的均匀性始终不变)。 ? 17.1651: 如图所示,一内半径为a、外半径 b 为b的金属球壳,带有电荷Q,在球壳空腔内距离球 1651图 心r处有一点电荷q。设无限远处为电势零点,试求:(1) 球壳内外表面上的电荷。5264图 (2) 球心O点处,由球壳内表面上电荷产生的电势。(3) 球心O点处的总电势。
一、选择题
1.1003:C;2.1405:C;3.1551:B;4.1558:D;5.1035:D;6.1056:D; 7.1255:B;8.1370:C;9.1432:A;10.1434:D;11.1490:D;12.1492:A 13.1494:A;14.5083:A;15.5084:D;16.5272:A;17.1016:C;18.1017:A;
19.1087:B;20.1267:C;21.1417:C;22.1484:B;23.1516:C;24.1582:D;
25.1584:C;26.5082:B;27.1076:D;28.1266:A;29.1505:D;30.5085:C;
31.1240:C;32.1303:B;??.1316:C;34.1439:B;35.1440:C;36.1445:D;
37.1138:B;38.1171:C;39.1205:C;40.1210:D;41.1213:D;42.1235:B;
43.1355:B;44.1357:B;??.1480:D;46.1099:C;47.1345:C;48.1358:A;
49.1454:B;50.5281:B;51.5621:D;52.1218:C;53.1325:B;54.1460:C;
55.1123:C;56.1224:B;57.1524:A;58.1533:C; 二、填空题
1.1042: -2?0E0 / 3 ; 4?0E0 / 3 2.1049: 0
?1d?1??23.1050:
4.1500: Q / ?0 ;5.1567: 0 ; 6.5166:
?d/?0?Ea=0,
2??2Eb?5Qr0/?18??0R?
?R??0rr
?d;
?q2?q4?/?0??0?4R?d22?????; 沿矢径OP
7.1499: ; q1、q2、q3、q4 8.1603: EScos(?/2 –?)
9.5426: q1 / ?0?; ( q1+q2) / ?0? 10.1176:11.1215:12.1382:13.1407:14.1518:15.1589:16.1592:17.1041:18.1078:19.1079:20.1313:21.1438:22.1507:23.5167:24.1508:25.1242:26.1371:27.1450:28.1613:29.1116:30.1152:31.1175:32.1330:33.1486:34.1644: 0 ; ? / (2?0) 10 cm
18??q1?q2?2q3?
0R?2
?R / (2?0) ?U0/2??Qd/?4?0S?
0
R? / ?0
-2×10-7
C
0 ; qQ / (4??0R)
q / (6??0R)
q0q??1?1??
4???0?r?arb? Ed
Qq??11? 4???????0Rr2?
Q/?4??0R? ; ?qQ/?4??0R? Q/?4??0R? ;?qQ/?4??0R?
?1/2?2gR?Qq? ?2?m?0R?1?1???2????
?20SU 2d2
0 ; pE sin?
?1/222q?U??v??U?BAB? m??
2U/3
Qd/(2?0S) ; Qd/(?0S) 不变 ; 减小
?q/(4?R21)
??(x,y,z)/??0;
与导体表面垂直朝外(? > 0) 或 与导体表面垂直朝里(? < 0) 小
35.5108: U0
(qA?qB)236.5119: ; ??D??0?rE1(qA?qB)d2?0S
37.1104:
38.1105: ?/(2?r) ; ?/(2???0??r r)
1139.1207:
; q/(4??0?rR)40.1390:
q?r?r dq y ??d??R O ??x 41.1629: 42.1631: 43.1465: 44.5106:
4??R
1.96
C2 C3 / C1
不变 ; 减小
11009图
??45.1220: r; r
三、计算题
1.1009:解:把所有电荷都当作正电荷处理. 在?处取微小电荷: dq = ?dl = 2Qd? / ??
4??0R2??0R它在O处产生场强:
按?角变化,将dE分解成二个分量:
dEx?dEsin??Q2??0R22dE?dq2?Q22d?---------2分
dEy??dEcos???Q2??0R22sin?d?cos?d?;
-------3分
对各分量分别积分,积分时考虑到一半是负电荷
Ex?Q2??0R?Q22??/2??sin?d???0??sin?d???/2?=0---------------------------------2分
?Ey所以: -------------------------------------------1分
2.1010:解:在?处取电荷元,其电荷为:dq =?dl = ?0Rsin??d??y 它在O点产生的场强为:
dq ?0sin?d?dqdE??R 2 4??0R4??0R-----------3分 d ??? dEx 在x、y轴上的二个分量:
??O x dEx=-dEcos? -------------------1分
dEy=-dEsin? -------------------1分 dEy dE ??0 Ex?sin?cos?d??4??0R0对各分量分别求和:=0----------------------2分
???/2?Q?cos?d??cos?d????22??22?2??0R?0??R0?/2?--------------------2分
?????QE?Exi?Eyj?2j2??0R