科学出版社大学物理下答案doc.docx

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作业题一（静止电荷的电场）

班级:

姓名:

学号

一、选择题

1.一均匀带电球面，电荷面密度为6球面内电场强度处处为零，球面上面元dS带有adS的电荷，该电荷在球面内各点产生的电场强度

（A）处处为零.（B）不一定都为零.（C）处处不为零.（D）无法判定•[]

2.电荷面密度均为+讯勺两块“无限大"均匀带电的平行平板如图放置，其周围

空间各点电场强度E随位置坐标*变化的关系曲线为：

（设场强方向向右为正、向左为负）[]

（B）

hr

3.将一个试验电荷％（正电荷）放在带有负电荷的大导体附近P点处（如图），测得

它所受的力为F.若考虑到电荷q（）不是足够小，则

（A）F/盘比P点处原先的场强数值大.

F/盘比P点处原先的场强数值小•

P

+qo

（C）F/盘等于P点处原先场强的数值.

（D）F/q。

与P点处原先场强的数值哪个大无法确定.

4.如图所示，一个电荷为q的点电荷位于立方体的4角上,

则通过侧面abed的电场强度通量等于:

（B）

q

12&0

a

（C）

q

24勺

（D）

q

48勺

5.高斯定理

（A）适用于任何静电场.

（B）只适用于真空中的静电场.

（C）只适用于具有球对称性、轴对称性和平面对称性的静电场.

（D）只适用于虽然不具有（C）中所述的对称性、但可以找到合适的高斯面的静电

场.[]

6.如图所示，两个“无限长”的、半径分别为&和忌的共轴圆柱面均匀带电，沿轴线方向单位长度上所带电荷分别为入和心，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E为：

（A）（B）入+久2

2n^0r2兀£0&2n^0R2

（C）（D）o.[]

2ti£0R,

7-点电荷0被曲面S所包围，从无穷远处引入另一点电荷Q至曲面外一点，如图所示，则引入前后：

（A）曲面S的电场强度通量不变，曲面上各点场强不变.

（B）曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强不变.

（C）

（D）曲面S的电场强度通量不变,

曲面上各点场强变

曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强变化.

化.[]

&根据高斯定理的数学表达式可知下述各种说法中，正确的是：

（A）闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强一定为零.

（B）闭合面内的电荷代数和不为零时，闭合面上各点场强一定处处不为零.

（C）闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强不一定处处为零.

（D）闭合面上各点场强均为零时，闭合面内一定处处无电[]

AB

二、填空题

9.4、B为真空中两个平行的'‘无限大”均匀带电平面，已知两平面间的电场强度大小为Eq,两平面外侧电场强度大小都为£73,方向如图.则4、B两平面上的电荷面密度分别为㈢=,B=.

10.三个平行的“无限大”均匀带电平面，其电荷面密度都是+b+b+b

+b,如图所示，则A、B、C、D三个区域的电场强度分别为：

Ea=,Eb=,ABC,

Ec=,Ed=（设方向向右为正）.

H.一半径为虑的带有一缺口的细圆环，缺口长度为d（d«R）环上均匀带有正电，电荷为q,如图所示.则圆心O处的场强大小E=

场强方向为•

12.如图所示，真空中两个正点电荷0,相距2R.若以其中一点电荷所在处O点

为中心，以人为半径作高斯球面S,则通过该球面的电

场强

度通量=；叡片表示高斯面外法线

方向的单位矢量，则高斯面上a、b两点的电场强度分别

为•

三、计算题

13.带电细线弯成半径为R的半圆形，电荷线密度为2=2osin0,式中为一常数，0为半径虑与x轴所成的夹角,如图所示.试求环心O处的电场强度.

14.“无限长"均匀带电的半圆柱面，半径为虑，设半圆柱面沿轴线00,单位长度上的电荷为2,试求轴线上一点的电场强度.

15.一半径为7?

的带电球体，其电荷体密度分布为p=Ar（r

）,p=0（r>7?

）

A为一常量.试求球体内外的场强分布.

16.图中虚线所示为一立方形的高斯面，已知空间的场强分布为：

Ex=bx,Ey=0,E:

=0.

高斯面边长a=0.1m,常量&=1000N/（C•m）.试求该闭合面中包含的净电荷.滇空介电常数85X1012C2-N-1•m2）

作业题二（电势）

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学号:

一、选择题

1.（1019）在点电荷+g的电场中，若取图中P点处为电势零

点，则M点的电势为

（A）.（B）.

4兀go。

（C）（D）

47100。

8兀Wo。

2.（1482）如图所示，两个同心球壳.内球壳半径为用，均匀带有电荷Q；外球壳半径为忌，壳的厚度忽略，原先不带电，但与地相连接.设地为电势零点，则在内球壳里面，距离球心为『处的点的场强大小及电势分别为：

（A）E=0,U=—-—.

4tI£ojR]

（C）E=°TT~°

（B）E=O,U=°

4兀£0丿

”2，U=-（D）E=”Q2，U=”Q“•[

47i£-0r4ns0r4ns0r471^7?

；

3.关于静电场中某点电势值的正负，下列说法中正确的是：

（A）

（B）

（C）

（D）

4.点电荷p位于圆心O处，4、B、C、D为同一圆周上的四点，如图所示.现将一试验电荷从4点分别移动到B、C、D各点,则

（A）从A到B,

（B）从4到C,

（C）从4到D,

（D）从4到各点，电场力作功相等.

5.如图所示，直线MN长为2/,弧OCD是以N点为中心，/为半径的半圆弧，N点有正电荷+g,M点有负电荷7•今将一试验电荷+他从O点出发沿路径OCDP移到无穷远处，设无穷远处电势为零，则电场力作功

电势值的正负取决于置于该点的试验电荷的正负.电势值的正负取决于电场力对试验电荷作功的正负.电势值的正负取决于电势零点的选取.

电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负.

电场力作功最大.

电场力作功最大.

电场力作功最大.

p

EXI

[

A

B

—q

o

（A）AVO,且为有限常量.（B）A>O,K为有限常量.

（C）A=oo.（D）A=O.

6.半径为r的均匀带电球面1,带有电荷如其外有一同心的半径为R的均匀带电球面2,带有电荷Q,则此两球面之间的电势差3-6为：

7.两块面积均为S的金属平板A和B彼此平行放置，板间距离为d（d远小于板的线度），设A板带有电荷0,B板带有电荷①，则AB两板间的电势差Uab为

（C）

2s0S

AB

&面积为S的空气平行板电容器，极板上分别带电量士q,若不考虑边缘效应,则两极板间的相互作用力为

二、填空题

9.如图所示，两同心带电球面，内球面半径为门=5cm,带电荷

10.真空中一半径为人的均匀带电球面，总电荷为0.今在球、/

面上挖去很小一块面积AS（连同其上电荷），若电荷分布不改变，则挖去小块后球心处电势（设无穷远处电势为零）为•

11.把一个均匀带有电荷+Q的球形肥皂泡由半径n吹胀到沧，则半径为RgR

＜々）的球面上任一点的场强大小E由变为；电

势U由变为（选无穷远处为电势零

点）.

12.静电场的环路定理的数学表示式为：

.该式的物理

意义是：

•该定理表明，静电场是场.

三、计算题

13.一“无限大"平面，中部有一半径为7?

的圆孔，设平面上均匀带电，电荷面密度为c如图所示，试求通过小孔中心0并与平面垂直的直线上各点的场强和电势（选0点的电势为零）.

14.图示为一个均匀带电的球层，其电荷体密度为°球层内表面半径为离,外表面半径为设无穷远处为电势零点，求空腔内任一点的电势.

15.两个带等量异号电荷的均匀带电同心球面，半径分别为7?

i-0.03m和&=0.10m.已知两者的电势差为450V,求内球面上所带的电荷.

16.有两根半径都是R的“无限长”直导线，彼此平行放置，两者轴线的距离是dQ2R）,沿轴线方向单位长度上分别带有+久和一2的电荷，如图所示.设两带电导线之间的相互作用不影响它们的电荷分布，试求两导线间的电势差.

作业题三（导体和电介质）

班级:

姓名:

学号

一、选择题

l.A、B为两导体大平板，面积均为S,平行放置，如图所示.A+0

IIA

度的大小E为[

]

B

（A）.

（B）0—2

2sQS

2看S

（C）2.

（D）°.

勺s

2^0S

板带电荷+0,B板带电荷+02,如果使B板接地，则AB间电场强

2.一带正电荷的物体M,靠近一原不带电的金属导体N,N的左端感生岀负电荷，右端感生岀正电荷.若将N的左端接地，如图所示，则

（A）N上有负电荷入地.

（B）N上有正电荷入地.

（C）N上的电荷不动.

（D）N上所有电荷都入地.[]

3.一导体球外充满相对介电常量为易的均匀电介质，若测得导体表面附近场强为

E,则导体球面上的自由电荷面密度动[]

（A）£（）E・（B）£o叭E・

（C）srE.（D）@o叭一£o）E・

4.一平行板电容器始终与端电压一定的电源相联.当电容器两极板间为真空时，

电场强度为Eo,电位移为Do,而当两极板间充满相对介电常量为易的各向同性均匀电介质时，电场强度为电位移为方，则[]

（A）E=EOIsr,D=Do.（B）E=Eo,D=srD0.

（C）E=Ea/sr,D=Do/sr.（D）E=EQ,D=Do.

5.在静电场中，作闭合曲面S,若有^D-dS=O（式中万为电位移矢量），则S

面内必定[]

（A）既无自由电荷，也无束缚电荷.（B）没有自由电荷.

（C）自由电荷和束缚电荷的代数和为零.（D）自由电荷的代数和为零.

6.一个大平行板电容器水平放置，两极板间的一半空间充有各

向同性均匀电介质，另一半为空气，如图.当两极板带上恒定的等量异号电荷时，有一个质量为加、带电荷为+9的质点，在极板间的空气区域中处于平衡•此后，若把电介质抽去，则该质点[]

（A）保持不动.（B）向上运动.

（C）向下运动.（D）是否运动不能确定.

7.—个平行板电容器，充电后与电源断开，当用绝缘手柄将电容器两极板间距离

拉大，则两极板间的电势差口2、电场强度的大小E、电场能量W将发生如下变化:

（A）口2减小，E减小，W减小.（B）口2增大，E增大，W增大.

（C）⑷增大，E不变，W增大.（D）闪减小，E不变，W不变.

&如图所示，一球形导体，带有电荷q,置于一任意形状的空腔导体中.当用导线将两者连接后，则与未连接前相比系统静电场能量将

（A）增大.（B）减小.

（C）不变.（D）如何变化无法确定.

[]

二、填空题

9.半径为R】和R2的两个同轴金属圆筒，其间充满着相对介电常量为昂的均匀介

质.设两筒上单位长度带有的电荷分别为+2和-2,则介质中离轴线的距离为尸处的电位移矢量的大小°=,电场强度的大小E=-

10.一平行板电容器，充电后与电源保持联接，然后使两极板间充满相对介电常

量为兮的各向同性均匀电介质，这时两极板上的电荷是原来的倍；电场强度是

原来的倍；电场能量是原来的倍.

H.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兮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.

12.分子的正负电荷中心重合的电介