2022年大学物理A课件第六章静电场中的导体与电介质 .pdf

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1、优秀学习资料欢迎下载第六章（一 ）有导体的静电问题一、填空题 : 1.如图所示，两同心导体球壳，内球壳带电荷+q，外球壳带电荷- 2q静电平衡时，外球壳的电荷分布为：内表面 _ ；外表面 _ 2. 在一个不带电的导体球壳内，先放进一电荷为+q 的点电荷，点电荷不与球壳内壁接触然后使该球壳与地接触一下，再将点电荷+q 取走此时，球壳的电荷为_，电场分布的范围是_ 3、如图所示，将一负电荷从无穷远处移到一个不带电的导体附近，则导体内的电场强度_，导体的电势_ (填增大、不变、减小) 4、一金属球壳的内、外半径分别为R1和 R2， 带电荷为Q在球心处有一电荷为q 的点电荷，则球壳内表面上的电荷面密度

2、 =_5、在一个带负电荷的金属球附近，放一个带正电的点电荷q0，测得 q0所受的力为F，则 F/ q0的值一定 _于不放 q0时该点原有的场强大小(填大、等、小) 三、计算题1.半径分别为R 与 2R 的两个球形导体，各带电荷q，两球相距很远若用细导线将两球相连接求 (1) 每个球所带电荷；(2) 每球的电势O+q精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页优秀学习资料欢迎下载2.如图所示，一内半径为a、外半径为b 的金属球壳，带有电荷Q，在球壳空腔内距离球心r 处有一点电荷q设无限远处为电势零点，试求：(1) 球壳内外表面上

3、的电荷(2) 球心 O 点处，由球壳内表面上电荷产生的电势(3) 球心 O 点处的总电势3、如图所示， 把一块原来不带电的金属板B，移近一块已带有正电荷Q的金属板A，平行放置设两板面积都是S，板间距离是d，忽略边缘效应当 B 板不接地时： （1）两板各面电荷面密度各是多少？（2）两板间电势差UAB= ？；当 B 板接地时：（1）两板各面电荷面密度各是多少？（2）两板间电势差ABU？4、如图所示，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Q1和 Q2如不计边缘效应，则A、B、C、D 四个表面上的电荷面密度分别是多少？参考答案：一、填空题1、- q ; - q 2、- q球壳

4、外的整个空间3、不变；减小4、)4/(21Rq5、大二、计算题1、解：两球相距很远，可视为孤立导体，互不影响球上电荷均匀分布设两球半径分别为 r1和 r2，导线连接后的电荷分别为q1和 q2，而 q1 + q1 = 2q，则两球电势分别是10114rqU，20224rqUqQabOrA B C D Q1Q2A B S S d 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页优秀学习资料欢迎下载两球相连后电势相等，21UU，则有21212122112rrqrrqqrqrq由此得到3222111qrrqrq3422122qrrqrq两

5、球电势RqrqUU010121642、(1) 由静电感应，金属球壳的内表面上有感生电荷- q，外表面上带电荷q+Q（2）所以由这些电荷在O 点产生的电势为adqUq04aq04（ 3）U0)111(40barqbQ043、解：当 B 板不接地时：（1）设从左到右各面电荷面密度分别为1、2、3、4，则SQ21（1）043（ 2）A 板：022224321SSSS（ 3）B 板：022224321SSSS（4）解得：SQ2421；SQ23（2）两板间电势差：SQE0022；UAB = SQd02当 B 板接地时：（1）设从左到右各面电荷面密度分别为1、2、3、4，则A B S S d 精选学习资料

6、 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页优秀学习资料欢迎下载SQ21（1）A 板：0222321SSS（2）B 板：0222321SSS（ 3）04（4）解得：01；SQ2；SQ3（2）两板间电势差：SQE002；UAB = SQd04、设从左到右各面电荷面密度分别为1、2、3、4，则SQ121（1）SQ243（ 2）A 板：022224321SSSS（ 3）B 板：022224321SSSS（4）解得：1= )2/()(21SQQ2= )2/()(21SQQ3= )2/()(21SQQ4= )2/()(21SQQ精选学习资料 - -

7、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页优秀学习资料欢迎下载（二 ）电 容一、选择题 : 1、C1和 C2两个电容器， 其上分别标明200 pF(电容量 )、500 V(耐压值 )和 300 pF、 900 V 把它们串连起来在两端加上1000 V 电压，则(A) C1被击穿， C2不被击穿(B) C2被击穿， C1不被击穿(C) 两者都被击穿(D) 两者都不被击穿二.填空题1、C1和 C2两空气电容器并联起来接上电源充电然后将电源断开，再把一电介质板插入C1中，如图所示, 则 C1板上的电荷将，C2板上的电荷将2、C1和 C2两空气电容器，

8、把它们串联成一电容器组若在C1中插入一电介质板，则C1的电容将；电容器组总电容3、C1和 C2两空气电容器并联以后接电源充电在电源保持联接的情况下，在 C1中插入一电介质板，如图所示, 则C1极板上电荷将，C2极板上电荷将4. 一平行板电容器充电后切断电源，若使二极板间距离增加，则二极板间场强 _，电容 _(填增大或减小或不变) 5. 如图所示，电容C1、C2、C3已知，电容C 可调，当调节到A、B 两点电势相等时，电容C =_ 参考答案：一、选择题 : C 二.填空题1、C1极板上电荷增大，C2极板上电荷减少2、C1的电容增大，电容器组总电容增大3、C 4、不变；减小5、C2 C3 / C1

9、C1C2C1C2C1C2C1C2C3CAB精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页优秀学习资料欢迎下载（三）有介质的静电场一、选择题1. 关于高斯定理，下列说法中哪一个是正确的？(A) 高斯面内不包围自由电荷，则面上各点电位移矢量D为零(B) 高斯面上处处D为零，则面内必不存在自由电荷(C) 高斯面的D通量仅与面内自由电荷有关(D) 以上说法都不正确2. 关于静电场中的电位移线，下列说法中，哪一个是正确的？(A) 起自正电荷，止于负电荷，不形成闭合线，不中断(B) 任何两条电位移线互相平行(C) 起自正自由电荷， 止于负自

10、由电荷， 任何两条电位移线在无自由电荷的空间不相交(D) 电位移线只出现在有电介质的空间3. 一导体球外充满相对介电常量为r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为(A) 0 E(B) 0r E(C) r E(D) (0r-0)E4. 在空气平行板电容器中，平行地插上一块各向同性均匀电介质板，如图所示当电容器充电后，若忽略边缘效应，则电介质中的场强E与空气中的场强0E相比较，应有(A) E E0，两者方向相同(B) E = E0，两者方向相同(C) E E0，两者方向相同(D) E E0，两者方向相反5. 在一点电荷q 产生的静电场中，一块电介质如图放置，以点

11、电荷所在处为球心作一球形闭合面S，则对此球形闭合面：EE0qS电介质精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页优秀学习资料欢迎下载(A) 高斯定理成立，且可用它求出闭合面上各点的场强(B) 高斯定理成立，但不能用它求出闭合面上各点的场强(C) 由于电介质不对称分布，高斯定理不成立(D)即使电介质对称分布，高斯定理也不成立6. 一平行板电容器中充满相对介电常量为r的各向同性均匀电介质已知介质表面极化电荷面密度为，则极化电荷在电容器中产生的电场强度的大小为：(A) 0(B) r0(C) 02(D) r7. 一平行板电容器始终与端

12、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0E，电位移为0D，而当两极板间充满相对介电常量为r的各向同性均匀电介质时，电场强度为E，电位移为D，则(A) rEE/0，0DD(B) 0EE，0DDr(C) rEE/0，rDD/0(D) 0EE，0DD8. 在静电场中，作闭合曲面S，若有0dSSD(式中D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零二、计算题1. 一电容器由两个很长的同轴薄圆筒组成，内、外圆筒半径分别为R1，R2，其间充满相对介电常量为r的各向同性、均匀电介质电容器

13、接在电压 U 的电源上， (如图所示 )，试求距离轴线R 处的 A 点的电场强度和 A 点与外筒间的电势差A R1R2R rU 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页优秀学习资料欢迎下载参考答案：一、选择题 : 1.C；2.C；3.B；4.C；5.B；6.A；7.B；8.D 二、计算题1. 解：设内外圆筒沿轴向单位长度上分别带有电荷+ 和, 根据高斯定理可求得两圆筒间任一点的电场强度为rEr02则两圆筒的电势差为1200ln22dd2121RRrrrEUrRRrRR解得120ln2RRUr于是可求得点的电场强度为AE)/l n (12RRRU方向沿径向向外A 点与外筒间的电势差：22d)/ln(d12RRRRrrRRUrEURRRRU212ln)/ln(精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页