物理靜電學(xué)綜合練習(xí)

(39分(3分OR在空間有一非均勻電場(chǎng)，其電場(chǎng)線分布如圖所示．在電場(chǎng)中作一半徑為R的ORE2(A)- (D) (3分Q (B)– (D) ］(3分RQ，設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則球內(nèi)距離球心為r的P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和電勢(shì)為： R RPE=0，U E=0，U E 2，U (D)EQ，UQ (3分如圖所示，直線MN長(zhǎng)為2l，弧OCD N點(diǎn)為中心，l為半徑的半圓弧，N電荷＋q，M點(diǎn)有負(fù)電荷-q．今將一試驗(yàn)電荷 ＋q0OOCDP移到無(wú)窮遠(yuǎn)處，設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則電場(chǎng)A＜0,且為有限常量．(B)A＞0(C) (D) (3分在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將一負(fù)電荷從A移到B，如圖所示．則 (3分d帶有電荷－q的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)垂直射入開(kāi)有小孔的兩帶電OU平行 之間，如圖所示．兩平行板之間的電勢(shì)差為U，距離為d，則此 d質(zhì)點(diǎn)通過(guò)電場(chǎng)后它的動(dòng)能增量等于- (A)? (B)＋qU．(C) qU CBA(3CBA (3分12F33212之間的相互作用(A)F/ (B)3F/ ］93分在帶有電荷+QE 電荷為+Q/3FE (A)E (B)E (C)E (D)無(wú)法判斷 ］5621) S，若有∫D?dS0D為電位移矢量)，則SS (3電源斷開(kāi)，再把一電介質(zhì)板插入C1中，如圖所示,則C1C2 (3分 (3分入及其所處位置的不同，對(duì)電容器電能的影響為：儲(chǔ)能減少但與介質(zhì)板相對(duì)極板的位置無(wú)關(guān) 二填空題(45分(本 分 靜電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理的內(nèi)容是．1574)E分布，r

E∝1/r(3分

在靜電場(chǎng)中,任意作一閉合曲面,通過(guò)該閉合曲面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量∫EdS取決 ,而 無(wú)關(guān)(3分 (3分Rσ則圓盤中心O點(diǎn)的電勢(shì) (3分點(diǎn)，則該球面上的電勢(shì) (3分d時(shí)，電場(chǎng)力作的功為A，由此知平板上的電荷面密度 (3分3O為心的各圓弧為靜電場(chǎng)的等勢(shì)（位）U已知U1＜U2＜U3，在圖上畫出a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，并U23比較它們的大小 R1R2Q為q的點(diǎn)電荷，則球殼內(nèi)表面上的電荷面密度σ (3分 (5分εr的各向同性均勻電介質(zhì)，這時(shí)兩極板上的電荷是原來(lái)的 (3分d17cmd2時(shí)的相互作用力相等，則煤油的相對(duì)介電常量εr (4分一空氣平行板電容器，電容為C，兩極板間距離為d．充電后，兩極板間相互作用力為F．則兩極板間的電勢(shì)差為 ．三計(jì)算題(43分(5分q1＝8.0×10-6Cq2＝－16.0×10-6C20cm，求離它們都是20cm處的電場(chǎng)強(qiáng)度．(真空介電常量ε0＝8.85×10-12C2N-1m-2)LdPd的“無(wú)限大”均勻帶電平板，電隨坐標(biāo)x變化的圖線，即E—x圖線(設(shè)原點(diǎn)在帶電平板的平面上，Ox軸垂直于平板)．(5分真空中一立方體形的面,邊長(zhǎng)a＝0.1m，位于圖Ex=bx,Ey=0,常量b＝1000N/(C·m)．試求通過(guò)該面的電通量

Oxd OxdaOzaaOzaxaa(5分若電荷以相同的面密度σ均勻分布在半徑分別為r1＝10cm和r2＝20cm的兩個(gè)同的值．(ε0＝8.85×10-12C2/N·m2)(8分一電偶極子由電荷q＝1.0×10-6C的兩個(gè)異號(hào)點(diǎn)電荷組成，兩電荷相距l(xiāng)＝2.0cm．把這電偶極子放在場(chǎng)強(qiáng)大小為E＝1.0×105N/C的均勻電場(chǎng)中．試求：(5分W0．若斷開(kāi)電源，(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分二填空題(45分(3分點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)各自產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和 15.(本 分 半徑 的均勻帶電球3 本 分 包圍在曲面內(nèi)的凈電2分曲面外電 1(3分λ 3(3分σR 3(3分Rσ 3(3分2ε0 3 (本題3分)(1177)答案見(jiàn) 2aE UO 1 仍垂直 2(3分–q/(4πR12 3(3分2

1 (5分 2 1 2(3分 3(4分2Fd 2三計(jì)算題(共43分)(5分E2=

2qEd 解 E1qEd ∵2q1q22E1E2E=E12+E22?2E1E2cos60=3E1 ×106 3 = 2= d由正弦定理得： dq2 =1 , α=∴E的方向與中垂線的夾角β＝60°，如圖所示 分(5分LxdxO，xLxdxxdqλdxqdxLPO點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)： qddE 2 24πε0(L+d? 4πε0L(L+d?L 總場(chǎng)強(qiáng) E ∫(L+d－x)2= 34πε0L0方x軸，即桿的延長(zhǎng)線方強(qiáng)均沿x軸，大小相等而方向相反．在板內(nèi)作底面為S的柱面S1（右圖中度放大了）,兩底面距離中心平面均為?x?,E斯定理E1?2S=ρ?2xS/ε0則 E1=ρx E1=ρx 1d≤x 1d 4 在板外作底面為S的柱面S2兩底面距中平面均為x，由定理得E2?2S=ρ?Sd則得E2=ρ?d/(2ε0 ??x>1d 即E2ρ?d/(2ε0)??x1d??，E2/(2ε0)??x1d 4 E~x圖線如圖所示 2(5分解：通過(guò)x＝a1Φ1=-E1S1=-b 1 y通過(guò)x=2a處平面1E2EΦ2E2S22b1E2E O面的總電場(chǎng)強(qiáng)度通量 Φ=Φ1+Φ22ba3-ba3ba3=1 3(5分1? q2 1?4πr2σ4πr2σ?U=4πε0???r1+r2??=4πε0 r22???=ε0(r1+r2 分ε0U 分故 r1+(8分解：(1)p