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文檔簡介

1、第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)一、填空題1. 一質(zhì)點(diǎn)作半徑為R的勻速圓周運(yùn)動,在此過程中質(zhì)點(diǎn)的切向加速度的方向 改變 ,法向加速度的大小 不變 。(填“改變”或“不變”)2. 一質(zhì)點(diǎn)作半徑為 0.1 m的圓周運(yùn)動,其角位移q 隨時間t的變化規(guī)律是 q = 2 + 4t2 (SI)。在t =2 s時,它的法向加速度大小an=_25.6_m/s2;切向加速度大小at =_0.8_ m/s2。3. 一質(zhì)點(diǎn)在OXY平面內(nèi)運(yùn)動,其運(yùn)動方程為,則質(zhì)點(diǎn)在任意時刻的速度表達(dá)式為 ;加速度表達(dá)式為。4、沿半徑為R的圓周運(yùn)動,運(yùn)動學(xué)方程為 (SI) ,則時刻質(zhì)點(diǎn)的法向加速度大小為an=( 16 R t2 ) ;角加速度=(

2、4 rad /s2 )(1 分)5. 一質(zhì)點(diǎn)作半徑為 0.1 m的圓周運(yùn)動,其角位置的運(yùn)動學(xué)方程為:,則其切向加速度大小為=_0.1_, 第1秒末法向加速度的大小為=_0.1_.6一小球沿斜面向上作直線運(yùn)動,其運(yùn)動方程為:,則小球運(yùn)動到最高點(diǎn)的時刻是=_2_.7、一質(zhì)點(diǎn)在OXY平面內(nèi)運(yùn)動,其運(yùn)動方程為,則質(zhì)點(diǎn)在任意時刻的速度表達(dá)式為( );加速度表達(dá)式為( )。8. 一質(zhì)點(diǎn)沿半徑R=0.4 m作圓周運(yùn)動,其角位置=2+3t2,在t=2s時,它的法向加速度=( 57.6 ),切向加速度=( 2.4 ) 。9、已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程為,式中的單位為,的單位為。則質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡方程(),由到內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移

3、矢量()m。10、質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動,其運(yùn)動方程為,質(zhì)點(diǎn)在任意時刻的位置矢量為();質(zhì)點(diǎn)在任意時刻的速度矢量為();加速度矢量為()。二、選擇題1. 某質(zhì)點(diǎn)作直線運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)方程為x5t-2t3 + 8,則該質(zhì)點(diǎn)作( D )。(A) 勻加速直線運(yùn)動,加速度沿x軸正方向(B) 勻加速直線運(yùn)動,加速度沿x軸負(fù)方向(C) 變加速直線運(yùn)動,加速度沿x軸正方向(D) 變加速直線運(yùn)動,加速度沿x軸負(fù)方向2. 一質(zhì)點(diǎn)在平面上運(yùn)動,已知質(zhì)點(diǎn)位置矢量的表示式為 (其中a、b為常量), 則該質(zhì)點(diǎn)作( C )。(A) 勻速直線運(yùn)動; (B) 拋物線運(yùn)動;(C) 變速直線運(yùn)動; (D)一般曲線運(yùn)動。 3、某質(zhì)點(diǎn)作直線運(yùn)

4、動的運(yùn)動學(xué)方程為 (SI),則該質(zhì)點(diǎn)作( D )。(A)勻加速直線運(yùn)動,加速度沿x軸正方向(B)勻加速直線運(yùn)動,加速度沿x軸負(fù)方向(C)變加速直線運(yùn)動,加速度沿x軸正方向(D)變加速直線運(yùn)動,加速度沿x軸負(fù)方向4、一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動,其坐標(biāo)與時間的變化關(guān)系為x =4t-2t2,式中x、t分別以m、s為單位,則4秒末質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度為 ( B )(A)12m/s、4m/s2; (B)-12 m/s、-4 m/s2 ; (C)20 m/s、4 m/s2 ; (D)-20 m/s 、-4 m/s2;5在一直線上相向運(yùn)動的兩個小球作完全彈性碰撞,碰撞后兩球均靜止,則碰撞前兩球應(yīng)滿足:( D )。(A

5、)質(zhì)量相等; (B) 速率相等;(C) 動能相等; (D) 動量大小相等,方向相反。6. 以下四種運(yùn)動形式中,加速度保持不變的運(yùn)動是( A )。A拋體運(yùn)動; B勻速圓周運(yùn)動;C變加速直線運(yùn)動; D單擺的運(yùn)動.。7、一質(zhì)點(diǎn)沿x軸運(yùn)動的規(guī)律是。則第三秒時的加速度的大小是( A )。A 10 B50;C15; D12。8、質(zhì)點(diǎn)做半徑為1m的圓周運(yùn)動,運(yùn)動方程為=3+2t(SI單位),則t時刻質(zhì)點(diǎn)的切向加速度的大小為=( C )m/s2。A 1 B3;C4; D8。9、質(zhì)點(diǎn)沿半徑R做圓周運(yùn)動,運(yùn)動方程為(單位),則任意時刻質(zhì)點(diǎn)角速度的大小=(B)。A B;C; D。10、質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動,其運(yùn)動方程為

6、,質(zhì)點(diǎn)在任意時刻的加速度為( B )。A B;C; D。三、一質(zhì)點(diǎn)沿半徑為的圓周按規(guī)律 運(yùn)動,都是常量。(1) 求時刻質(zhì)點(diǎn)加速度的大小;(2) 為何值時總加速度在數(shù)值上等于b?(3) 當(dāng)加速度達(dá)到時,質(zhì)點(diǎn)已沿圓周運(yùn)行了多少圈?(1)由可知 (2) 即 (3)帶入 四、質(zhì)點(diǎn)P在水平面內(nèi)沿一半徑為1m的圓軌道轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動的角速度與時間的關(guān)系為,已知=2s時,質(zhì)點(diǎn)P的速率為16m/s,試求t=1s時,質(zhì)點(diǎn)P的速率與加速度的大小。解:由線速度公式 得 P點(diǎn)的速率為 m/s m/s2 m/s2 t=1時: 五、已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動學(xué)方程為:. 式中的單位為米,的單位為秒,求作用于質(zhì)點(diǎn)的合力的大小。 解: 六、一

7、質(zhì)點(diǎn)沿x方向運(yùn)動,其加速度隨時間的變化關(guān)系為a = 3+2 t (SI) ,如果初始時質(zhì)點(diǎn)的速度v 0為5m/s,則當(dāng)為3s時,質(zhì)點(diǎn)的速率 v為多大。 解: 時, 可得積分常量m/s 速度為 當(dāng)時, m/s 七、一質(zhì)點(diǎn)在OXY平面內(nèi)運(yùn)動,其運(yùn)動方程為,求(1)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的軌跡方程;(2)質(zhì)點(diǎn)在任意時刻的速度和加速度矢量。 (1) (2) , 八、已知一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程為(a、b為常數(shù),且不為零),求此質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動速度的矢量表達(dá)式、加速度的矢量表達(dá)式和軌跡方程。 則將代入的表達(dá)式可得到質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的軌跡方程為 九、已知質(zhì)量為3的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動學(xué)方程為:. 式中的單位為米,的單位為秒,求任意時刻的速度矢量和加速度

8、矢量表達(dá)式。解: (2) 十、一質(zhì)點(diǎn)在OXY平面內(nèi)運(yùn)動,其運(yùn)動方程為,求(1)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的軌跡方程;(2)質(zhì)點(diǎn)在任意時刻的速度和加速度矢量。 (1) (2) , 十一、已知質(zhì)量為10的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動學(xué)方程為:. 式中的單位為米,的單位為秒,求作用于質(zhì)點(diǎn)的合力的大小。 解: 十二、有一質(zhì)點(diǎn)沿 x 軸作直線運(yùn)動, t 時刻的坐標(biāo)為 x = 5t2 - 3t3 (SI). 試求(1)在第2秒內(nèi)的平均速度;(2)第2秒末的瞬時速度;(3)第2秒末的加速度.第四章 剛體的轉(zhuǎn)動一、填空題1. 剛體繞定軸轉(zhuǎn)動時,剛體的角加速度與它所受的合外力矩成_正比_,與剛體本身的轉(zhuǎn)動慣量成反比。(填“正比”或“反比”)2.

9、花樣滑冰運(yùn)動員繞通過自身的豎直軸轉(zhuǎn)動,開始時兩臂伸開,轉(zhuǎn)動慣量為,角速度為;然后將兩手臂合攏,使其轉(zhuǎn)動慣量變?yōu)?,則轉(zhuǎn)動角速度變?yōu)?3某人站在勻速旋轉(zhuǎn)的圓臺中央,兩手各握一個啞鈴,雙臂向兩側(cè)平伸與平臺一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)他把啞鈴收到胸前時,人、啞鈴和平臺組成的系統(tǒng)轉(zhuǎn)動角速度應(yīng)變 大 ;轉(zhuǎn)動慣量變 小 。4、均勻細(xì)棒質(zhì)量為,長度為,則對于通過棒的一端與棒垂直的軸的轉(zhuǎn)動慣量為(),對于通過棒的中點(diǎn)與棒垂直的軸的轉(zhuǎn)動慣量()。5、長為的勻質(zhì)細(xì)桿,可繞過其端點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。如果將細(xì)桿置與水平位置,然后讓其由靜止開始自由下擺,則開始轉(zhuǎn)動的瞬間,細(xì)桿的角加速度為( ),細(xì)桿轉(zhuǎn)動到豎直位置時角加速度為

10、( 零 )。6. 一長為的均勻直棒可繞過其一端且與棒垂直的水平光滑固定軸轉(zhuǎn)動。抬起另一端使棒向上與水平面呈60°,然后無初轉(zhuǎn)速地將棒釋放,已知棒對軸的轉(zhuǎn)動慣量為,則(1) 放手時棒的角加速度為( 7.5 );(2) 棒轉(zhuǎn)到水平位置時的角加速度為( 15 )。()7、一圓盤正繞垂直于盤面的水平光滑固定軸O轉(zhuǎn)動,如圖射來兩個質(zhì)量相同,速度大小相同,方向相反并在一條直線上的子彈,子彈射入圓盤并留在盤內(nèi),則子彈射入后的瞬間,圓盤的角速度( 減小 )。8一根長為l,質(zhì)量為m的均勻細(xì)棒在地上豎立著。如果讓豎立著的棒以下端與地面接觸處為軸倒下,則上端到達(dá)地面時細(xì)棒的角加速度應(yīng)為( )。9、某人站在

11、勻速旋轉(zhuǎn)的圓臺中央,兩手各握一個啞鈴,雙臂向兩側(cè)平伸與平臺一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)他把啞鈴收到胸前時,人、啞鈴和平臺組成的系統(tǒng)轉(zhuǎn)動的角速度( 變大 ) 10、如圖所示,一靜止的均勻細(xì)棒,長為、質(zhì)量為,可繞通過棒的端點(diǎn)且垂直于棒長的光滑固定軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動慣量為。一質(zhì)量為、速率為的子彈在水平面內(nèi)沿與棒垂直的方向射出并穿出棒的自由端,設(shè)穿過棒后子彈的速率為,則此時棒的角速度應(yīng)為( )。 二、選擇題1、長為的勻質(zhì)細(xì)桿,可繞過其端點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。如果將細(xì)桿置于水平位置,然后讓其由靜止開始自由下擺,則開始轉(zhuǎn)動瞬間桿的角加速度和細(xì)桿轉(zhuǎn)動到豎直位置時的角加速度分別為:( B ) (A)0; (B)

12、 ; 0 (C) 0; (D);0。2. 剛體定軸轉(zhuǎn)動,當(dāng)它的角加速度很大時,作用在剛體上的( B )。A力一定很大; B力矩一定很大;C力矩可以為零; D無法確定。3. 花樣滑冰運(yùn)動員繞通過自身的豎直軸轉(zhuǎn)動,開始時兩臂伸開,轉(zhuǎn)動慣量為,角速度為,然后將兩手臂合攏,使其轉(zhuǎn)動慣量為,則轉(zhuǎn)動角速度變?yōu)椋?C )。A B. C. D. AmgBF =mg4、如圖所示,A、B為兩個相同的定滑輪,A滑輪掛一質(zhì)量為m的物體,B滑輪受力F = mg,設(shè)A、B兩滑輪的角加速度分別為和,不計(jì)滑輪的摩擦,這兩個滑輪的角加速度的大小關(guān)系為:( B )(A) (B) (C) (D) 無法判斷5. 剛體定軸轉(zhuǎn)動,當(dāng)它的

13、角加速度很大時,作用在剛體上的( B )。A力一定很大; B力矩一定很大;C力矩可以為零; D無法確定。6、兩個均質(zhì)圓盤和的密度分別為和,若,但兩圓盤的質(zhì)量與厚度相同,如兩盤對通過盤心垂直于盤面軸的轉(zhuǎn)動慣量各為和,則 :( B )(A) (B)(C)(D)、哪個大,不能確定。7、假設(shè)衛(wèi)星環(huán)繞地球中心作橢圓運(yùn)動,則在運(yùn)動過程中,衛(wèi)星對地球中心的( A )。(A) 動量不守恒,角動量守恒; (B) 動量不守恒,角動量不守恒;(C) 動量守恒,角動量不守恒; (D) 動量守恒,角動量守恒8、均勻細(xì)棒 oA 可繞通過其一端 O而與棒垂直的水平固定光滑軸轉(zhuǎn)動,如圖所示。今使棒從水平位置由靜止開始自由下落

14、,在棒擺動到豎直位置的過程中,下列說法正確的是:( A )(A) 角速度從小到大,角加速度從大到小。(B) 角速度從小到大,角加速度從小到大。(C) 角速度從大到小,角加速度從大到小。(D) 角速度從大到小,角加速度從小到大。9、關(guān)于剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量,下列說法正確的是( C )(A)只取決于剛體質(zhì)量,與質(zhì)量的空間分布和軸的位置無關(guān)。 (B) 取決于剛體的質(zhì)量和質(zhì)量的空間分布,與軸的位置無關(guān)。(C)取決于剛體的質(zhì)量、質(zhì)量的空間分布和軸的位置。(D)只取決于軸的位置,與剛體的質(zhì)量和質(zhì)量的空間分布無關(guān)。10.在某一瞬時,物體在力矩作用下,則有( C )。(A) 角速度可以為零,角加速度也可以為零;

15、 (B) 角速度不能為零,角加速度可以為零;(C) 角速度可以為零,角加速度不能為零; (D) 角速度與角加速度均不能為零。三、如圖所示,一個質(zhì)量為m的物體與繞在定滑輪上的繩子相連,繩子的質(zhì)量可以忽略,它與定滑輪之間無相對滑動假設(shè)定滑輪質(zhì)量為M、半徑為R,其轉(zhuǎn)動慣量為,滑輪軸光滑。試求該物體由靜止開始下落的過程中,下落速度與時間的關(guān)系。 RM.m解:根據(jù)牛頓運(yùn)動定律和轉(zhuǎn)動定律列方程:對物體: 對滑輪: 運(yùn)動學(xué)關(guān)系: 解方程組,得 v0 0, 四、一質(zhì)量為m0 ,長為l 的棒能繞通過O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動。一質(zhì)量為m,速率為v0的子彈從水平方向飛來,擊中棒的中點(diǎn)且留在棒內(nèi),如圖所示。則棒中點(diǎn)獲得的

16、瞬時速率為多少。 O v0解:由角動量守恒定律可得 由此可得棒和子彈的瞬時角速度為 棒中點(diǎn)獲得的瞬時速率為 五、如圖所示,設(shè)兩重物的質(zhì)量分別為m1和m2,且m1m2,定滑輪的半徑為r,對轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量為J,輕繩與滑輪間無滑動,滑輪軸上摩擦不計(jì)。設(shè)開始時系統(tǒng)靜止,試求t時刻滑輪的角加速度。 解:作受力圖。 m1g-T1=m1a T2-m2g=m2a (T1-T2)r=J 且有 由以上四式消去T1,T2得:= (m1-m2)gr/(m1+m2)r2+J 六、如圖所示,均勻直桿質(zhì)量為m,長為l,初始時棒水平靜止。軸光滑,。求桿下擺到角時的角速度。 解 對于桿和地球系統(tǒng),只有重力做功,故機(jī)械能守恒。O

17、O·ABl , m 直桿的轉(zhuǎn)動慣量為OA段和OB段轉(zhuǎn)動慣量的疊加,所以 將代入,解得 七、一質(zhì)量為、半徑為R的自行車輪,假定質(zhì)量均勻分布在輪緣上(可看作圓環(huán)),可繞固定軸O轉(zhuǎn)動另一質(zhì)量為的子彈(可看作質(zhì)點(diǎn))以速度射入輪緣,并留在輪內(nèi)。開始時輪是靜止的,求子彈打入后車輪的角速度。 八、長為的木桿,質(zhì)量為M,可繞通過其中點(diǎn)并與之垂直的軸轉(zhuǎn)動。今有一子彈質(zhì)量為m,以水平速度v射入桿的一端,并留在其中,求木桿獲得的角速度()。 九、一輕繩跨過兩個質(zhì)量為m、半徑為 r的均勻圓盤狀定滑輪,繩的兩端分別掛著質(zhì)量為3m和m的重物,如圖所示,繩與滑輪間無相對滑動,滑輪軸光滑,兩個定滑輪的轉(zhuǎn)動慣量均為,

18、將由兩個定滑輪以及質(zhì)量為3m和m的重物組成的系統(tǒng)從靜止釋放,求重物的加速度和兩滑輪之間繩內(nèi)的張力。 解: 列牛頓第二定律方程 根據(jù) 十、均質(zhì)細(xì)棒長為l質(zhì)量為m,和一質(zhì)量也為m的小球牢固地連在桿的一端,可繞過桿的另一端的水平軸轉(zhuǎn)動。在忽略轉(zhuǎn)軸處摩擦的情況下,使桿自水平位置由靜止?fàn)顟B(tài)開始自由轉(zhuǎn)下,試求:(1)當(dāng)桿與水平線成角時,剛體的角加速度;(2)當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直線位置時,剛體的角速度,小球的線速度。 解:(1)由轉(zhuǎn)動定律得 q. (2)由機(jī)械能守恒得 (1分) 十一、質(zhì)量為,長為的均勻的細(xì)桿豎直放置,其下端與一固定鉸鏈相接,并可繞其轉(zhuǎn)動,由于此豎直放置的細(xì)桿處于非穩(wěn)定的平衡狀態(tài),當(dāng)其受到微小擾動時

19、,細(xì)桿將在重力的作用下由靜止開始繞鉸鏈轉(zhuǎn)動。試計(jì)算細(xì)桿與豎直線成角時的角速度和角加速度。 十二、如圖所示:長為的勻質(zhì)細(xì)桿,質(zhì)量為可繞過其端點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。如果將細(xì)桿置與水平位置,然后讓其由靜止開始自由下擺。求:(1)開始轉(zhuǎn)動的瞬間,細(xì)桿的角加速度為多少?(2)細(xì)桿轉(zhuǎn)動到豎直位置時角速度為多少?解:(1)開始轉(zhuǎn)動的瞬間 (2)垂直位置時 十三、輕繩繞于半徑r=20cm的飛輪邊緣,在繩端施以大小為98N的拉力,飛輪的轉(zhuǎn)動慣量J=0.5kg×m2。設(shè)繩子與滑輪間無相對滑動,飛輪和轉(zhuǎn)軸間的摩擦不計(jì)。試求:(1) 飛輪的角加速度;(2) 如以質(zhì)量m=10kg的物體掛在繩端,試計(jì)

20、算飛輪的角加速度。(1)由轉(zhuǎn)動定律 (2)對物體應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律 對滑輪應(yīng)用轉(zhuǎn)動定律 利用關(guān)系 由以上各式解得 十四、如圖所示,有兩個轉(zhuǎn)動慣量分別為J1、J2的圓盤,它們分別以角速度w1 、w2繞水平軸轉(zhuǎn)動,且旋轉(zhuǎn)軸在同一條直線上。當(dāng)兩個圓盤在沿水平軸方向的外力作用下,嚙合為一體時,其角速度為w。求兩圓盤嚙合后共同的角速度 w 。 解:根據(jù)角動量守恒 第九章 靜電場二、主要內(nèi)容1、庫倫定律:2、電場強(qiáng)度:電場強(qiáng)度的疊加原理:電荷連續(xù)分布的帶電體的場強(qiáng):(1)線狀分布: (2)面狀分布:(3)體狀分布:3、靜電場的高斯定理:4、靜電場的環(huán)路定理:5、電勢:電勢的疊加原理:電荷連續(xù)分布的帶電體的電

21、勢:(1)線狀分布: (2)面狀分布:(3)體狀分布:6、導(dǎo)體的靜電平衡條件電場表述:(1)導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零;(2)導(dǎo)體表面附近的場強(qiáng)方向處處與它的表面垂直,且。電勢表述:(1)導(dǎo)體是等勢體;(2)導(dǎo)體表面是等勢面。7、電介質(zhì)中的高斯定理: 各向同性線性電介質(zhì):8、電容器的電容: 特例:平行板電容器的電容:電容器儲能:9、電場的能量密度: 電場能量:三、習(xí)題及解答1在真空中的靜電場中,作一封閉的曲面,則下列結(jié)論中正確的是( D ) A.通過封閉曲面的電通量僅是面內(nèi)電荷提供的B.封閉曲面上各點(diǎn)的場強(qiáng)是面內(nèi)電荷激發(fā)的C.由高斯定理求得的場強(qiáng)僅由面內(nèi)電荷所激發(fā)的D.由高斯定理求得的場強(qiáng)是空間所有

22、電荷共同激發(fā)的2、半徑為R的“無限長”均勻帶電圓柱面的靜電場中各點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小E與距軸線的距離r的關(guān)系曲線為: ( B ) 3、在真空中的A、B兩平行金屬板,相距為d,板面積為S(S),各帶電q和q, 兩板間的作用力f大小為( C ) 4、在靜電場中,作一閉合曲面S,若有 則S面內(nèi)必定(D)A既無自由電荷,也無束縛電荷B沒有自由電荷C自由電荷和束縛電荷的代數(shù)和為零D自由電荷的代數(shù)和為零5關(guān)于靜電場中的電位移線,下列說法中,哪一種是正確的?(C)A起自正電荷,止于負(fù)電荷,不形成閉合線,不中斷B任何兩條電位移線互相平行C起自正自由電荷,止于負(fù)自由電荷,任何兩條電位移線在無自由電荷的空間不相交D

23、電位移線只出現(xiàn)在有電介質(zhì)的空間6、一帶電體可作為點(diǎn)電荷處理的條件是(C)(A)電荷必須呈球形分布。(B)帶電體的線度很小。(C)帶電體的線度與其它有關(guān)長度相比可忽略不計(jì)。(D)電量很小。7、真空中一半徑為 R 的球面均勻帶電 Q,在球心 o 處有一帶電量為 q 的點(diǎn)電荷,設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn),則在球內(nèi)離球心 o 距離的 r 的 P 點(diǎn)處的電勢為:()、 B、 C、 、 8、有兩個點(diǎn)電荷電量都是 +q,相距為2a。今以左邊的點(diǎn)電荷所在處為球心,以a為半徑作一球形高斯面, 在球面上取兩塊相等的小面積S1和S2, 其位置如下圖所示。設(shè)通過S1 和 S2的電場強(qiáng)度通量分別為 和 ,通過整個球面的電場強(qiáng)

24、度通量為 則(D) 9、兩塊“無限大”的帶電平行電板,其電荷面密度分別為s(s>0)及2 s,如圖所示,試寫出各區(qū)域的電場強(qiáng)度區(qū) 的大小 ,方向 .區(qū) 的大小 ,方向 . 區(qū) 的大小 ,方向 .10、下列幾個說法中哪一個是正確的?(C)(A)電場中某點(diǎn)場強(qiáng)的方向,就是將點(diǎn)電荷放在該點(diǎn)所受電場力的方向。(B)在以點(diǎn)電荷為中心的球面上,由該點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的場強(qiáng)處處相同。(C)場強(qiáng)方向可由 E=F/q 定出,其中 q 為試驗(yàn)電荷的電量,q 可正、可負(fù),F(xiàn) 為試驗(yàn)電荷所受的電場力。( D )以上說法都不正確。11、下面說法正確的是 (D)(A)等勢面上各點(diǎn)場強(qiáng)的大小一定相等;(B)在電勢高處,電勢

25、能也一定高; (C)場強(qiáng)大處,電勢一定高;(D)場強(qiáng)的方向總是從電勢高處指向低處.12、已知一高斯面所包圍的體積內(nèi)電量代數(shù)和為零,則可肯定:(C)(A)高斯面上各點(diǎn)場強(qiáng)均為零。(B)穿過高斯面上每一面元的電通量均為零。(C)穿過整個高斯面的電通量為零。(D)以上說法都不對。13真空中有一半徑為R均勻帶正電的細(xì)圓環(huán),其電荷線密度為,則電荷在圓心處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度 的大小為 0 。14、一質(zhì)量為m、電量為q的小球,在電場力作用下,從電勢為U的a點(diǎn),移動到電勢為零的b點(diǎn),若已知小球在b點(diǎn)的速率為Vb,則小球在a點(diǎn)的速率Va 。15、 設(shè)在半徑為的球體內(nèi),其電荷為球?qū)ΨQ分布,電荷體密度為 為一常量。試分

26、別用高斯定理和電場疊加原理求電場強(qiáng)度與的函數(shù)關(guān)系。分析:通常有兩種處理方法:(1)利用高斯定理求球內(nèi)外的電場分布。由題意知電荷呈球?qū)ΨQ分布,因而電場分布也是球?qū)ΨQ,選擇與帶電球體同心的球面為高斯面,在球面上電場強(qiáng)度大小為常量,且方向垂直于球面,因而有根據(jù)高斯定理,可解得電場強(qiáng)度的分布。(2)利用帶電球殼電場疊加的方法求球內(nèi)外的電場分布。將帶電球分割成無數(shù)個同心帶電球殼,球殼帶電荷為,每個帶電球殼在殼內(nèi)激發(fā)的電場,而在球殼外激發(fā)的電場 由電場疊加可解得帶電球體內(nèi)外的電場分布 解1:因電荷分布和電場分布均為球?qū)ΨQ,球面上各點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為常量,由高斯定理得球體內(nèi)球體外 解2:將帶電球分割成球殼,

27、球殼帶電由上述分析,球體內(nèi) 球體外 16、 兩個同心球面的半徑分別為和,各自帶有電荷和。求:(1)各區(qū)域電勢分布,并畫出分布曲線;(2)兩球面間的電勢差為多少?分析: 通常可采用兩種方法(1)由于電荷均勻分布在球面上,電場分布也具有球面對稱性,因此,可根據(jù)電勢與電場強(qiáng)度的積分關(guān)系求電勢。取同心球面為高斯面,借助高斯定理可求得各區(qū)域的電場分布,再由可求得電勢分布。(2)利用電勢疊加原理求電勢。一個均勻帶電的球面,在球面外產(chǎn)生的電勢為在球面內(nèi)電場強(qiáng)度為零,電勢處處相等,等于球面的電勢,其中是球面的半徑。根據(jù)上述分析,利用電勢疊加原理,將兩個球面在各區(qū)域產(chǎn)生的電勢疊加,可求得電勢的分布。解1:(1)由高斯定理可求得電場分布,由電勢可求得各區(qū)域的電勢分布。當(dāng)時,有當(dāng)時,有當(dāng)時,有(2)兩個球面間的電勢差解2:(1)由各球面電勢的疊加計(jì)算電勢分布。若該點(diǎn)位于兩個球面內(nèi),即,則若該點(diǎn)位于兩個

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