1、（優(yōu)選）大物靜電場作業(yè)解答第一頁，共五十四頁。一.選擇題:.面積為S的空氣平行板電容器,極板上分別帶電量q,若不考慮邊緣效應, 則兩極板間的相互作用力為 B . (A) (B) (C) (D) A 板B 板注意單板的場和電容器中的場第二頁，共五十四頁。利用對稱性分析，立方體方向的通量為總通量的1/8。q 產(chǎn)生的總電通量 q / 0過A點三個面的通量為 0，不過A點三個面的等價，結(jié)果2. 如圖所示,一個帶電量為 q 的點電荷位于立方體的角上,則通過側(cè)面 abcd 的電場強度通量等于 C (A) (B) (C) (D) 第三頁，共五十四頁。3. 高斯定理 A 高斯定理推導過程中考慮了各種靜電場和任

2、意曲面。 +q(A)適用于任何靜電場. (B)只適用于具有球?qū)ΨQ性、軸對稱性和平面對稱性的靜電場.(C)只適用于雖然不具有(B)中所述的對稱性、但可以找到合適的高斯面的靜電場.第四頁，共五十四頁。4邊長為 L 的正方形，在其四個頂點上各放有等量的點電荷，若正方形中心O處的場強不為零，則 B (A) 頂點a、b、c、d處都是正電荷;(B) 頂點a、b處是正電荷，c、d處是負電荷;(C) 頂點a、c處是正電荷，b、d處是負電荷;(D) 頂點a、b、c、d處都是負電荷.解：正方形中心 O 處的場強不為零的條件是 對角線電荷不能完全同號 則 B 滿足。第五頁，共五十四頁。5. 有兩個點電荷電量都是+q

3、, 相距為2a.今以左邊的點電荷所在處為球心,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其位置如圖所示.設(shè)通過S1和S2的電場強度通量分別為1和2,通過整個球面的電場強度通量為S,則 D 通過整個球面的電場強度通量為通過S1面的通量為兩個電荷產(chǎn)生的通量之和，這兩個通量符號相反。通過S2面的通量為兩個電荷產(chǎn)生的通量之和，這兩個通量符號相同，且都為正值，則第六頁，共五十四頁。二.填空題:兩個平行的“無限大”均勻帶電平面,其電荷面密度分別為+和+ ,如圖所示,則A、B、C三個區(qū)域的電場強度分別為電場強度正方向BAC+第七頁，共五十四頁。2. 如圖所示,一電荷線密度為的無限長帶電直

4、線垂直通過圖面上的 A 點；一帶電量為 Q 的均勻帶電球體,其球心處于 O 點。APO是邊長為 a 的等邊三角形.為了使 P 點處場強方向垂直于 OP ,則和 Q的數(shù)量之間應滿足 Q = - a 關(guān)系,且與Q為 異 號電荷.解：據(jù)題意知，P點處場強方向若垂直于OP，則在P點場強的OP分量與Q在P點的場強一定大小相等、方向相反 . 即第八頁，共五十四頁。3. 一半徑為R的無限長帶電圓柱，其體電荷密度為 = 0 r ( r R )， 0為常數(shù)，求其圓柱體內(nèi)的場強（r R），圓柱體外的場強為（r R）。解：取同軸高斯面r R，由高斯定理得Rh第九頁，共五十四頁。解：取同軸高斯面r R，由高斯定理得第

5、十頁，共五十四頁。4. 如圖所示，長為 l 的帶電細導體棒，沿 x 軸放置，棒的一端在原點。設(shè)電荷線密度為 = Ax，A為常量。在 x 軸上坐標為 x = l+ b處的電場強度為 。解：取電荷元在P點（坐標為l + b）產(chǎn)生的電場強度的大小為 l第十一頁，共五十四頁。1. 真空中一高 h 等于 20 cm ,底面半徑 R = 10cm 的圓錐體, 在其頂點與底面中心連線的中點上置一 q 10-5 C 的點電荷,求通過該圓錐體側(cè)面的電場強度通量.( 0 = 8.8510-12 N -1 m -2 ) 則通過圓錐側(cè)面的電場強度通量就等于對整個球面的通量減去通過圓錐底面所截球冠的通量 . 以為圓心、

6、為 半徑作球面。三.計算題:第十二頁，共五十四頁。r由幾何關(guān)系h第十三頁，共五十四頁。2. 圖示一厚度為d 的無限大均勻帶電平面,電荷密度為,試求板內(nèi)外的場強分布.并畫出場強在x軸的投影值隨坐標變化的圖線,即Ex-x圖線.(設(shè)原點在帶電平板的中央平面上,ox軸垂直于平板)rdSx板外：原點左邊E為負，右邊為正x板內(nèi)：xOEx第十四頁，共五十四頁。3.無限長均勻帶電直線，電荷線密度為，被折成直角的兩部分。試求：如圖所示P點的電場強度。 解：豎直棒在P點產(chǎn)生的電場強度為 水平棒在P點產(chǎn)生的電場強度為 第十五頁，共五十四頁。四. 證明題 如圖所示，在半導體pn結(jié)附近總是堆積著正、負電荷，n區(qū)內(nèi)是正電

7、荷，p區(qū)是負電荷，兩區(qū)內(nèi)的電量相等。把pn結(jié)看成一對正、負電荷的“無限大”平板，它們相互接觸。x軸的原點取在pn結(jié)的交接面上，方向垂直于板面。n區(qū)的范圍是 ；p區(qū)的范圍是 .設(shè)兩區(qū)內(nèi)電荷分布都是均勻的n區(qū): p區(qū): 這種分布稱為實變形模型.其中ND、NA都是實數(shù)，且有（兩區(qū)域內(nèi)的電荷數(shù)量相等）。試證明電場強度的大小為： n區(qū): p區(qū): 第十六頁，共五十四頁。P P 證明：在n區(qū)P點的電場強度 -xnx 無限大平板在P點產(chǎn)生的x0 無限大平板在P點產(chǎn)生的0 xp 無限大平板在P點產(chǎn)生的第十七頁，共五十四頁。在p區(qū)內(nèi)任一點的電場強度為 第十八頁，共五十四頁。靜電場二作業(yè)解第十九頁，共五十四頁。一.

8、選擇題:(A) 電場強度 由電力線疏密判斷 錯(B) 電勢 由電力線方向判斷 錯(C) 電勢能 由電勢、電荷正負判斷錯(D) 電場力的功 由電勢能之差判斷 對1. 某電場的電力線分布情況如圖所示。一負電荷從 M 點移到 N 點。有人根據(jù)這個圖作出下列幾點結(jié)論，其中哪點是正確的？ D 第二十頁，共五十四頁。2. 半徑為 r 的均勻帶電球面 1，帶電量為 q ；其外有同心的半徑為 R 的均勻帶電球面 2 ，帶電量為 Q，則此兩球面之間的電勢差 U1 U2 為: A rRqQE2與外球殼帶電量無關(guān)！第二十一頁，共五十四頁。3.真空中有一點電荷Q，在與它相距為r的a點處有一試驗電荷q.現(xiàn)使試驗電荷q從

9、a點沿半圓弧軌道運動到b點，如圖所示，則電場力對q做功為 D (A) (B) (C) (D) 0第二十二頁，共五十四頁。4. 在靜電場中，下列說法中哪一個是正確的？ D （A）帶正電荷的導體，其電勢一定是正值。（B）等勢面上各點的場強一定相等。（C）場強為零處，電勢也一定為零。（D）場強相等處，電勢梯度矢量一定相等。 （A）帶正電荷的導體，其電勢不一定是正值。電勢的正負與零點選取有關(guān)。（B）等勢面上各點的場強不一定相等。場強與電勢梯度有關(guān)。（C）場強為零處，電勢不變但不一定為零。（D）場強相等處，電勢梯度矢量一定相等。 第二十三頁，共五十四頁。5. 有四個等量點電荷在OXY平面上的四種不同組態(tài)

10、,所有點電荷均與原點等距,設(shè)無窮遠處電勢為零,則原點O處電場強度和電勢為零的組態(tài)是: D -q-q+q+qO-q+q-q+qO第二十四頁，共五十四頁。+q-q+q-qO+q-q-q+qO第二十五頁，共五十四頁。二.填空題:如圖所示，一等邊三角形邊長為a，三個頂點上分別放置著電量為q,2q,3q的三個正點電荷。設(shè)無窮遠處為電勢零點，則三角形中心處O的電勢aq3q2qOr第二十六頁，共五十四頁。2 一“無限長”均勻帶電直導線沿Z軸放置，線外某區(qū)域的電勢表達式為U=Aln(x2+y2)式中A為常數(shù)，該區(qū)域的場強的兩個分量為 掉負號為錯！ z ,不是 y! 第二十七頁，共五十四頁。3. 設(shè)在均勻電場中，場強E與半徑為R的半球面的軸相平行，通過此半球面的電場強度通量為 解：利用高斯定理，穿過圓平面的電力線必通過半球面，因此在圓平面上 所以通過此半球面的電通量為 第二十八頁，共五十四頁。4 把一個均勻帶電量為 +Q 的球形肥皂泡由半徑 r1 吹到半徑 r2 ，則半徑為 R ( r1 R b，這兩個圓柱面帶有等值