大学物理静电学题库及答.pdf
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1、1 一、选择题:(每题 3 分)1、在坐标原点放一正电荷Q,它在P 点(x=+1,y=0)产生的电场强度为E现在,另外有一个负电荷-2Q,试问应将它放在什么位置才能使P 点的电场强度等于零?(A)x 轴上 x1(B)x 轴上 0 x1(C)x 轴上 x0(E)y 轴上 y0)的点电荷放在P 点,如图所示,测得它所受的电场力为F若电荷量 q0不是足够小,则(A)F/q0比 P 点处场强的数值大(B)F/q0比 P 点处场强的数值小(C)F/q0与 P 点处场强的数值相等(D)F/q0与 P 点处场强的数值哪个大无法确定58、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
2、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59、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60、两个半径相同的金属球,一为空心,一为实心,把两者各自孤立时的电容值加以比较,则(A)空心球电容值大(B)实心球电容值大(C)两球电容值相等(D)大小关系无法确定二、填空题(每题4 分)61、静电场中某点的电场
3、强度,其大小和方向与_ _ 相同62、电荷为 53 10-9 C 的试验电荷放在电场中某点时,受到203 10-9 N 的向下的力,则该点的电场强度大小为_,方向 _63、静电场场强的叠加原理的内容是:_ _ _ q0P12 64、在静电场中,任意作一闭合曲面,通过该闭合曲面的电场强度通量SEd的值仅取决于,而与无关.65、半径为R 的半球面置于场强为E的均匀电场中,其对称轴与场强方向一致,如图所示则通过该半球面的电场强度通量为_66、电荷分别为q1和 q2的两个点电荷单独在空间各点产生的静电场强分别为1E和2E,空间各点总场强为E1E2E现在作一封闭曲面S,如图所示,则以下两式分别给出通过S
4、的电场强度通量SEd1_,SE d_ 67、一面积为S的平面,放在场强为E的均匀电场中,已知E与平面间的夹角为(/2),则通过该平面的电场强度通量的数值e _68、如图,点电荷q 和 q 被包围在高斯面S内,则通过该高斯面的电场强度通量SSEd_,式中E为_处的场强69、一半径为R 的均匀带电球面,其电荷面密度为该球面内、外的场强分布为(r表示从球心引出的矢径):rE_(rR)70、一半径为R 的“无限长”均匀带电圆柱面,其电荷面密度为该圆柱面内、外场强分布为(r表示在垂直于圆柱面的平面上,从轴线处引出的矢径):rE_(r R)R Eq1q2SS+q-q13 71、在点电荷 q 和 q 的静电
5、场中,作出如图所示的三个闭合面 S1、S2、S3,则通过这些闭合面的电场强度通量分别是:1_,2 _,3_ 72、在静电场中,任意作一闭合曲面,通过该闭合曲面的电场强度通量SEd的值仅取决于,而与无关.73、一闭合面包围着一个电偶极子,则通过此闭合面的电场强度通量e_74、图中曲线表示一种球对称性静电场的电势分布,r 表示离对称中心的距离这是_ _的电场75、一半径为R 的均匀带电球面,其电荷面密度为若规定无穷远处为电势零点,则该球面上的电势U _76、电荷分别为q1,q2,q3的三个点电荷分别位于同一圆周的三个点上,如图所示设无穷远处为电势零点,圆半径为R,则 b 点处的电势U_ 77、描述
6、静电场性质的两个基本物理量是_;它们的定义式是_和_ 78、静电场中某点的电势,其数值等于_ 或_ 79、一点电荷q10-9 C,A、B、C 三点分别距离该点电荷10 cm、20 cm、30 cm若选 B 点的电势为零,则A 点的电势为 _,C 点的电势为 _(真空介电常量08.853 10-12 C22 N-12 m-2)80、电荷为 Q 的点电荷,置于圆心 O 处,b、c、d 为同一圆周上的不同点,如图所示 现将试验电荷q0从图中 a 点分别沿ab、ac、ad 路径移到相应的 b、c、d 各点,设移动过程中电场力所作的功分别用A1、S1S2S3+q-qOUrU/1rRq2q1bq3O A
7、B C q O b-Q a c d 14 A2、A3表示,则三者的大小的关系是_(填,)81、如图所示,在一个点电荷的电场中分别作三个电势不同的等势面A,B,C已知UA UBUC,且 UAUBUBUC,则相邻两等势面之间的距离的关系是:RBRA_ RCRB(填,)82、一电荷为Q 的点电荷固定在空间某点上,将另一电荷为q 的点电荷放在与Q 相距 r处若设两点电荷相距无限远时电势能为零,则此时的电势能We_83、如图所示,在电荷为q 的点电荷的静电场中,将一电荷为q0的试验电荷从a 点经任意路径移动到b点,外力所作的功A_84、真空中电荷分别为q1和 q2的两个点电荷,当它们相距为r 时,该电荷
8、系统的相互作用电势能W_(设当两个点电荷相距无穷远时电势能为零)85、在静电场中,一质子(带电荷 e1.63 10-19 C)沿四分之一的圆弧轨道从A 点移到 B 点(如图),电场力作功8.03 10-15 J则当质子沿四分之三的圆弧轨道从B 点回到 A 点时,电场力作功 A_ 设 A 点电势为零,则B 点电势 U_ 86、静电力作功的特点是_ _,因而静电力属于_力87、静电场的环路定理的数学表示式为:_该式的物理意义是:_ _ 该定理表明,静电场是_ _ 场88、一电荷为Q 的点电荷固定在空间某点上,将另一电荷为q 的点电荷放在与Q 相距 rRCRBRAABCq rarba b q0BOA
9、15 处若设两点电荷相距无限远时电势能为零,则此时的电势能We_89、图示为某静电场的等势面图,在图中画出该电场的电场线90、图中所示以O 为心的各圆弧为静电场的等势(位)线图,已知U1U2U3,在图上画出a、b两点的电场强度的方向,并比较它们的大小Ea_ Eb(填、)91、一质量为 m,电荷为 q 的粒子,从电势为UA的 A 点,在电场力作用下运动到电势为UB的 B 点若粒子到达B 点时的速率为vB,则它在A 点时的速率vA _92、一质量为m、电荷为q 的小球,在电场力作用下,从电势为U 的 a 点,移动到电势为零的 b 点若已知小球在b 点的速率为vb,则小球在a 点的速率 va=_93
10、、一质子和一粒子进入到同一电场中,两者的加速度之比,apa _94、带有 N 个电子的一个油滴,其质量为m,电子的电荷大小为e在重力场中由静止开始下落(重力加速度为g),下落中穿越一均匀电场区域,欲使油滴在该区域中匀速下落,则电场的方向为_,大小为 _OU1U2U3ab30V 25V 20V 15V 16 95、在静电场中有一立方形均匀导体,边长为a已知立方导体中心 O 处的电势为U0,则立方体顶点A 的电势为_96、一孤立带电导体球,其表面处场强的方向_表面;当把另一带电体放在这个导体球附近时,该导体球表面处场强的方向_表面97、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
11、内的电场强度_,导体的电势_(填增大、不变、减小)98、一空气平行板电容器,两极板间距为d,充电后板间电压为U然后将电源断开,在两板间平行地插入一厚度为d/3 的金属板,则板间电压变成U=_ 99、一孤立带电导体球,其表面处场强的方向_表面;当把另一带电体放在这个导体球附近时,该导体球表面处场强的方向_表面100、A、B 两个导体球,相距甚远,因此均可看成是孤立的其中A 球原来带电,B 球不带电,现用一根细长导线将两球连接,则球上分配的电荷与球半径成_比101、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_ 102、如图所示,
12、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)103、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aAOO+q17 为 q的点电荷,则球壳内表面上的电荷面密度=_104、一半径为R 的均匀带电导体球壳,带电荷为Q球壳内、外均为真空设无限远处为电势零点,则壳内各点电势U=_105、一平行板电容器,上极板带正电,下极板带负电,其间充满相对介电常量为r=2 的各向同性均匀电介质,如图所示在图上大致画出电介质内任一点P 处自由电荷产生的场强0E,束缚电荷产生的场强E和总场强E106、两个点电荷在真空中相距d1=7 cm 时
13、的相互作用力与在煤油中相距d2=5cm 时的相互作用力相等,则煤油的相对介电常量r=_107、如图所示,平行板电容器中充有各向同性均匀电介质图中画出两组带有箭头的线分别表示电场线、电位移线则其中(1)为_线,(2)为 _线108、一个半径为R 的薄金属球壳,带有电荷q,壳内充满相对介电常量为r 的各向同性均匀电介质设无穷远处为电势零点,则球壳的电势U=_ 109、一平行板电容器,两板间充满各向同性均匀电介质,已知相对介电常量为r 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=_ 110、一个半径为R 的薄金属球壳,带有电荷q,壳内真空,壳外是无限大的相对介电常量为r
14、的各向同性均匀电介质设无穷远处为电势零点,则球壳的电势U=_ 111、一平行板电容器,充电后切断电源,然后使两极板间充满相对介电常量为r 的各向同性均匀电介质此时两极板间的电场强度是原来的_倍;电场能量是原来的_ 倍112、一平行板电容器,充电后与电源保持联接,然后使两极板间充满相对介电常Pr(1)(2)18 量为r的各向同性均匀电介质,这时两极板上的电荷是原来的_倍;电场强度是原来的_倍;电场能量是原来的_倍113、在相对介电常量为r的各向同性的电介质中,电位移矢量与场强之间的关系是_ 114、分子的正负电荷中心重合的电介质叫做_ 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_
15、115、一平行板电容器,两板间充满各向同性均匀电介质,已知相对介电常量为r 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=_ 116、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)117、一个孤立导体,当它带有电荷q 而电势为U 时,则定义该导体的电容为C=_,它是表征导体的_的物理量118、一个孤立导体,当它带有电荷q 而电势为U 时,则定义该导体的电容为C=_,它是表征导体的_的物理量119、两个空气电容器1 和 2,并联后接在电压恒定的直流电源上,如图所示今有一块各向同性均匀电介质板缓慢地插入电容器 1 中
16、,则电容器组的总电荷将_,电容器组储存的电能将_(填增大,减小或不变)120、真空中均匀带电的球面和球体,如果两者的半径和总电荷都相等,则带电球面的电场能量W1与带电球体的电场能量W2相比,W1_ W2(填)三、计算题:(每题 10 分)1219 121、如图所示,真空中一长为L 的均匀带电细直杆,总电荷为q,试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d 的 P点的电场强度122、用绝缘细线弯成的半圆环,半径为R,其上均匀地带有正电荷Q,试求圆心O 点的电场强度123、如图所示,一长为10 cm 的均匀带正电细杆,其电荷为 1.53 10-8 C,试求在杆的延长线上距杆的端点5 cm 处的 P 点的电
17、场强度(04193 109 N2 m2/C2)124、真空中一立方体形的高斯面,边长 a0.1 m,位于图中所示位置已知空间的场强分布为:Ex=bx,Ey=0,Ez=0常量 b1000 N/(C2m)试求通过该高斯面的电通量125、真空中有一半径为R 的圆平面 在通过圆心O 与平面垂直的轴线上一点P 处,有一电荷为q 的点电荷 O、P 间距离为 h,如图所示.试求通过该圆平面的电场强度通量126、若电荷以相同的面密度均匀分布在半径分别为r110 cm 和 r220 cm 的两个同心球面上,设无穷远处电势为零,已知球心电势为300 V,试求两球面的电荷面密度的值(08.853 10-12C2/N
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