习题09 电场线 电通量 真空中的高斯定理

2018-12-17 15:28

一、选择题

1.关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是( )。 (A)如果高斯面上E处处为零,则该面内必无电荷。

??(B)如果高斯面内无电荷,则高斯面上E处处为零。

?(C)如果高斯面上E处处不为零,则高斯面内必有电荷。

(D)如果高斯面内有净电荷,则通过高斯面的电通量必不为零。 2.如右图所示,闭合面S内有一点电荷q,P点为S面上一点,在S面外A点处有一点电荷q′,若将q′移至B点,则( )。 (A)S面的总电通量改变,P点的场强不变。 (B)S面的总电通量不变,P点的场强改变。 (C)S面的总电通量和P点的场强都不改变 (D)S面的总电通量和P点的场强都改变

3.如右图所示,半径为R1的均匀带电球面1,带电量为Q1,其外有一同心的半径为R2的均匀带电球面2,带电量为Q2,则离球心为(rR1< r

?Q1?Q2?? (B)rE?r 224??0r4??0r??Q1?Q2?Q1?(C)E? (D)rE?r 334??0r4??0r(A)E??Q1二、填空题

1.如右图所示,三个平行的“无限大”均匀带电平面,其电荷面密度都是+σ,则A、B、C、D四个区域的电场强度分别为:

EA= ,EB= ,

(设方向向EC= ,ED= ,

右为正)。

2.带电量分别为q1和q2的两个点电荷单独在空间各点建立的静电场分别如下图所示,则以下两式可分别求出通过S的电通量:

?????为E1和E2,空间各点总场强为E?E1?E2。现在作一封闭曲面S,

3.(1)点电荷q位于一个边长为a的立方体中心,试求在该点电荷电场中穿过立方体一面的电通量是 。

(2)如果将该场源点电荷移到立方体的的一个角上,这时通过立方体各面的电通量是 ; 。

一 D B C 二

3???3?,EB?? EC?ED?2?02?02?02?0qqqq2.1,2 3,,,0 ?0?06?024?01. EA??

三 计算题

1.解:薄板可近似为带电面

分析知,场强分布是面对称的,因而建立如图所示的关于薄板面对称的柱形高斯面,两个底面分别为S1和S2。

设底面处的场强为E,则有

??E??dS???E??dS???E??dS?e???E?dSSS???1S2S侧面?ES1?ES2?0?2ES??q???S

0?0所以 E??2? 02.解法一:取向右为正方向 B右侧

E0?3?A?B2?? 02?0平面间 ?EB0??A?2?? 02?0

解得: ?A???0E0,?B?234?0E0 3解法二:

由于场强分布已知,可直接使用高斯定理。 (类似问题最好使用高斯定理求解) 分别建立柱形高斯面A和B,左右两端面积均为S。 根据高斯定理,对于A,有:

2E0?SS?E0S?A, ?A???0E0

33?0对于B,有:

4E0?SS?E0S?B,?A??0E0

33?0

3. 解:过场点建立半径为r的球形高斯面,场强在高斯面上的通量为

?e???S??E?dS?E?4?r2

(1)r


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