《大学物理AⅠ》静电场中的导体和电介质习题、答案及解法(共8页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上静电场中的导体和电解质习题、答案及解法一选择题1.一个不带电的空腔导体球壳，内半径为。在腔内离球心的距离为处放一点电荷，如图1所示。用导线把球壳接地后，再把地线撤去。选无穷远处为电势零点，则球心处的电势为 D （A）； （B）0 ； （C）； （D）。参考答案：2.三块互相平行的导体板之间的距离比板面积线度小得多，如果外面二板用导线连接，中间板上带电。设左右两面上电荷面密度分别为，如图2所示，则为（A）1 ； （B）2 ； （C）3 ；（D）4。 B 解：相连的两个导体板电势相等，所以 3.一均匀带电球体如图所示，总电荷为，其外部同心地罩一内、外半径分别为,的金属球壳

2、。设无穷远处为电势零点，则在球壳内半径为的点处的场强和电势分别为 B （A），0 ； （B）0， ； （C）0， ； （D）0，0 。参考答案：4.带电导体达到静电平衡时，其正确结论是 D （A） 导体表面上曲率半径小处电荷密度较小;（B） 表面曲率较小处电势较高;（C） 导体内部任一点电势都为零;（D） 导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零。参考答案：带电导体达到静电平衡时，导体是一个等势体，其外表面是一个等势面。5. 两个同心薄金属球壳，半径分别为，若内球壳带上电荷Q，则两者的电势分别为，（选无穷远处为电势零点）。现用导线将两球壳相连接，则它们的电势为 D （A） （B） （C） （

3、D）参考答案：带电导体达到静电平衡时，导体是一个等势体，其外表面是一个等势面。6.当平行板电容器充电后，去掉电源，在两极板间充满电介质，其正确的结果是 C （A） 极板上自由电荷减少（B） 两极板间电势差变大（C） 两极板间电场强度变小（D） 两极板间电场强度不变参考答案： 7.一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4所示。当两极板带上恒定的等量异号电荷时，其正确的结果是 A （A） 极板左半边电荷面密度大（B） 左半边电介质内电场强度大（C） 极板右半边电荷面密度大（D） 左半边电介质内电场强度小参考答案： 8. 一个平行板电容器，充电后断开

4、电源，使电容器两极板间距离变小，则两极板间的电势差，电场强度的大小E，电场能量W将发生如下变化 D (A) U12 减小，E减小，W减小 ； (B)U12 增大，E增大，W增大 ；(C) U12 增大，E不变，W增大 ； (D)U12 减小，E不变，W减小 。参考答案： 9、两空气电容器和，串联起来接上电源充电。充满后将电源断开，再把一电介质板插入中，如图5所示，则 D (A)极板上电荷增加，极板上电荷减少(B)极板上电荷减少，极板上电荷增加(C)极板上电荷增加，极板上电荷增加 (D)极板上电荷不变，极板上电荷不变参考答案：充满后将电源断开，电量不变 10. 和两空气电容器并联以后接电源充电，

5、在电源保持连接的情况下，在中插入一电介质板，如图6所示，则(A)极板上电荷不变，极板上电荷减少(B)极板上电荷不变，极板上电荷增加(C)极板上电荷增加，极板上电荷不变 (D)极板上电荷减少，极板上电荷不变 C 参考答案： 11，有两只电容器，分别把它们充电到2000V，然后将它们反接（如图所示），此时两极板间的电势差为 D （A）600V ; （B）200V ; （C）0V ; （D）1200V 。参考答案： 二、填空题1、如图8所示，两块很大的导体平板平行放置，面积都是S，有一定厚度，带电荷分别为,如不计边缘效应，则, , 4个表面上的电荷面密度分别为； 参考答案： 2一金属球壳的内外半径分

6、别为带电荷为Q，在球心处有一电荷为q的点电荷。则地壳外表面上的电荷面密度参考答案： 3、如果地球表面附近的电场强度为,把地球看做半径为的导体球，则地球表面的电荷Q= （参考答案： 4、 如图9所示，在静电场中有一立方形均匀导体，边长为a，已知立方体中心O处的电势为,则立方体顶点A的电势为参考答案：导体是一个等势体5、分子的正负电荷中心重合的电介质叫做 无极分子电介质。在外电场作用下，分子的正负电荷中心发生相对位移，形成位移电极化参考答案：无极分子；电偶极子6、在相对电容率为的各向同性的电介质中，电位移矢量D与场强E之间的关系是参考答案：7、一平行电容器，充电后与电源保持连接，然后使两极板间充满

7、相对电容率为的各向同性均匀电介质，这时两极板上的电荷是原来的 倍，电场强度是原来是的 倍。电场能量是原来的 倍参考答案： 8、 一平行板电容器，两板间充满各向同性均匀电介质，已知相对电容率为。若极板上的自由电荷面密度为，则介质中电位移的大小D= ，电场强度的大小E=参考答案： 9、一平行板电容器充电后切断电源，若使两电极板距离增加。则两极板间电势差将 增大，电容将减小（填增大或减小或不变）参考答案： 三、计算题1、图10为一半径为、带有正电荷的导体球，球外有一内半径为，外半径为的不带电的同心导体球壳。设无限远处为电势零点，试求内球和外壳的电势。解：球壳内表面将出现负的感生电荷Q，外表面为正的感

8、生电荷Q按电势叠加原理(也可由高斯定理求场强，用场强的线积分计算)导体球的电势为 球壳电势 2、一空气平行板电容器，两极板面积均为，板间距离为（远小于极板线度），在两极板间平行地插入一面积也是，厚度为 的金属片，如图所示。试求；（1）电容的值;（2）金属片放在两极板间的位置对电容值有无影响？解：设极板上分别带电荷+q和-q；金属片与A板距离为d1，与B板距离为d2；金属片与A板间场强为 金属板与B板间场强为 金属片内部场强为 则两极板间的电势差为 由此得 因C值仅与d、t有关，与d1、d2无关，故金属片的安放位置对电容值无影响 3、3个电容器如图所示，其实， ,当，间电压时，试求：（1），之间的电容;（2）当被击穿时，在电容上的电荷和电压各变为多少？解：(1) (2) 上电压升到，电荷增加到 4、一平行板电容器，其极板面积为，两极的距离为（d）,中间充有两种各向同性的均匀电介质，其界面与极板平行，相对电容率分别为厚度分别为和，且如图所示，设两极板上所带电荷分别为和，求（1）电容器的电容;（2）电容器储存的能量.解：(1) 两极板间电位移的大小为 在介质中的场强大小分别为 两板间电势差 电容 (2) 电场能量 专心-专注-专业