SSStd ,
16. 3个电容器如图所示,其实C1?10?10?6F间电压U?100V时,试求: (1)A,B之间的电容;
C2?5?10?6FC3?4?10?6F当A,B,
(2)当C3被击穿时,在电容C3上的电荷和电压各变为多少? AUC1C2C3B
17. 两个同心金属球壳,内球壳半径为R1,外球壳半径为R2,中间是空气,构成一个球形空气电容器。设内外球壳上分别带有电荷+Q和-Q。求:(1)电容器的电容;(2)电容器储存的能量。
第十章 静电场中的导体和电介质 综合训练答案
一、选择题(每题3分,共30分)
1. D 2. B 3. B 4. D 5. D 6. D 7. C 二、填空题(每空3分,共30分) 8. ?A?Q?qq1?q2q?q2q?q2q?q2,?B?1,?C??1,?D?1; 9. ??;
4?R222S2S2S2S510. 9.1?10C; 14. V0;11. 无极分子;电偶极子;12. 增大,减小; 13. 2U/3; 三、计算题(每题10分,共40分)
14. 解:球壳内表面将出现负的感生电荷-Q,外表面为正的感生电荷Q。(2分) 按电势叠加原理(也可由高斯定理求场强,用场强的线积分计算)导体球的电势为
?U1??E?dlabc???E1?dl??E2?dl??E3?dl
abcb??aQ1Qdr?0?dr?dr22??4??0r4??0rbc1c?
??Q?11?Q?1???????4π?0?ab?4π?0?c?Q?111????? 5分 4π?0?abc???球壳电势 U2?E?dl?c?QQ 3分 dr?2?4??0r4π?0cc115. ;设极板上分别带电荷+q和-q;金属片与A板距离为d1,与B板距离为d2;金属片与A板间场强为 E1?q 2分 ?0Sq 2分 ?0S金属板与B板间场强为 E2?金属片内部场强为 E??0 2分 则两极板间的电势差为
??qq UA?UB??E?dl?E1d1?E2d2?(d1?d2)?(d?t) 2分
?0S?0SBA 由此得 C?q?S?0 2分
UA?UBd?t因C值仅与d、t有关,与d1、d2无关,故金属片的安放位置对电容值无影响 16. 解:(1) C?(C1?C2)C3?3.16?10?6?F? 5分
C1?C2?C3 (2) C1上电压升到U?100V,电荷增加到
Q1?C1U?1?1024.
17. 解:(1)已知内球壳上带正电荷Q,则两球壳中的场强大小为E=
?5?C? 5分
Q4??0r2
两球壳电势差V12??R2R1E?dr?Q?11?Q?R2?R1?; ????4??0?R1R2?4??0R1R2电容C?Q4??0R1R2? V12?R2?R1?2Q2Q?R2?R1?(2)电场能量W? ?2C8??0R1R2
第十一章 综合训练
一.选择题
1.磁场由沿空心长圆筒形导体的均匀分布的电流产生,圆筒半径为R,x坐标轴垂直圆筒轴
线,原点在中心轴线上.图(A)~(E)哪一条曲线表示B-x的关系( )?
B (A) B (B) 圆筒 电流 O x O R B x O R x B (D) (C) B (E)
O R x O
R x O R x
2.一带电粒子在均匀磁场中运动,并穿过一块铅板,损失一部分能量,它的轨迹如图,据此可以判断它为
B C
A
( )
(A)带负电从A?B?C (C)带负电从C?B?A
(B)带正电从A?B?C (D)、带正电从C?B?A
3.如图,流出纸面的电流为2I,流进纸面的电流为I,则下述各式中哪一个是正确的?
(A)
(C)
L1?B?dl?2?I. (B) ?B?dl??I
00L200L4L3?B?dl???I. (D) ?B?dl???I.
2I L1 L3 L2 I
L4
4.如图,一固定的载流大平板,在其附近,有一载流小线框能自动的转动且线框平面与大平板垂直,大平板的电流与线框中的电流方向如图所示,则通电线框的运动情况从大平板向外看是( )
(A).靠近大平板AB (B)顺时针转动 (C).逆时针转动 (D)离开大平板向外运动
5.一“无限长”载流导线弯成如图形状,则在圆心处的磁感应强度为( )
(A)μ0 I/ (4πR)
I O B A
B II (B)μ0I/(2πR)+3μ0I/(8R) (C)μ0I/(4?r)—μ0I/(8R)
(D)0
A
6.如图,边长为a的正方形的四个角上固定有四个电荷均为q的点电荷.此正方形以角速度
绕AC轴旋转时,在中心O点产生的磁感强度大小为B1;此正方形同样以角速度
绕过O点垂直于正方形平面的轴旋转时,在O点产生的磁感强度的大小为B2,则B1与B2间的关系为
(A) B1 = B2. (B) B1 = 2B2.
(C) B1 =
A q O q q C q 1B2. (D) B1 = B2 /4. 27.一带电粒子,垂直射入均匀磁场,如果粒子质量增大到2倍,入射速度增大到2倍,磁场的磁感强度增大到4倍,则通过粒子运动轨道所包围范围内的磁通量增大到原来的( )
(A)2 (B)4倍 (C)1/2倍 (D)1/4倍
8.如图所示,通有电流I的金属薄片,置于垂直于薄片的均匀磁场B中,则a、b两点电势相比为( )
(A)Ua>Ub (B)Ua=Ub (C)Ua 9.图为四个带电粒子在O点沿相同方向垂直于磁感线射入均匀磁场的偏转轨迹的照片.磁场方向垂直纸面向外,轨迹所对应的四个粒子的质量相等,电荷大小也相等,则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是( ) vB b I a ?B b a O (A) Oa. (B) Ob. (C) Oc (D) Od 10.一张气泡室照片表明,质子的运动轨迹是一半径为10 cm的圆弧, 2 c d 运动轨迹平面与磁场垂直,磁感强度大小为 0.3 Wb/m.该质子动能的数量级为 ( ) (A) 0.01 MeV. (B) 0.1 MeV. (C) 1 MeV. (D) 10 MeV. 二.填空题 11.如图所示,宽度为a的“无限长”的金属薄片的截面,通以总电流为I,电流方向垂直纸面向里,试求离薄片一端为r处的P点的磁场强度为 。 12.A、B、C为三根共面的长直导线,各通有10 A的同方向电流,导线间距d =10 cm,那么每根导线每厘米所受的力的大小为 p a b IAIBdICd dFdFAdFB?_______, ?_________, C?___________. dldldl