《2022年静电场作业含答案 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年静电场作业含答案 .pdf（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、班级学号静电场作业一、填空题1. 一均匀带正电的空心橡皮球，在维持球状吹大的过程中，球内任意点的场强不变。球内任意点的电势变小。始终在球外任意点的电势不变。 填写变大、变小或不变解：2. 真空中有一半径为R，带电量为+Q 的均匀带电球面。今在球面上挖掉很小一块面积S，则球心处的电场强度E = 。解：电荷面密度3. 点电荷 q1、q2、q3和 q4在真空中的分布如下图。S为闭合曲面，则通过该闭合曲面的电通量为。042qq解：高斯定理；其中为 S闭合面内所包围的所有电荷的代数和4. 边长为 a 的正六边形每个顶点处有一个点电荷+q，取无限远处作为电势零点，则正六边形中心O 点电势为V 。aq023
2、解： O 点电势为6 个点电荷电势之和。每个q 产生的电势为q1 q2 q3 q4 S+q+q+q+q+q+qO 2041rQE0Er R 球外r R 球内均匀带电球面rQU041RQU041s?24 RQ24 RsQq40220220164144RsQRRsQrqE40216RsQ0iSqSdEiqaqrqU0044aqaqUo002364精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页5. 两点电荷等量异号， 相距为 a， 电量为 q， 两点电荷连线中点O 处的电场强度大小E = 。202aq解：6. 电量为109 C109
3、N 的向下的力，则该点的电场强度大小为4 N/C 。解：由电场强度定义知，7. 一半径为R 的带有一缺口的细圆环，缺口长度为dd R ，环上均匀带正电，总电量为q，如下图，则圆心O 处的场强大小E _ _。)2(420dRRqd解：根据圆环中心E=0 可知，相当于缺口处对应电荷在O 点处产生的电场电荷线密度为； 缺口处电荷8. 如下图，将一电量为-Q的试验电荷从一对等量异号点电荷连线的中点O 处，沿任意路径移到无穷远处，则电场力对它作功为0 J 。解：根据电场力做功与电势差之间的关系可求其中d O R -q +q -Q O Oqq?E2a2a202022422aqaqEEq4qFEdRq2dd
4、Rqq2)2(44124202020dRRqdRdRqdRqE)(UUqAO; 0U;04400rqrqUo0)(UUQAO精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页二、选择题1关于静电场的高斯定理，以下说法正确的选项是B A闭合曲面上各点的电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷；B闭合曲面上各点的电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零；( C闭合曲面的电通量为零时，曲面上各点的电场强度必定为零；( D闭合曲面的电通量不为零时，曲面上任意一点的电场强度都不可能为零。2电量为 q 的三个点电荷，分别放在正三角形的三个顶点。
5、在三角形中心处有另一个点电荷Q，欲使作用在每个点电荷上的合力为零，则Q 的电量为：C A2q ；B 2q ；C33q； D32q。解：3在匀强电场中，将一负电荷从A 移至 B，如下图，则D A电场力作正功，负电荷的电势能减少；B电场力作正功，负电荷的电势能增加；C电场力作负功，负电荷的电势能减少；D电场力作负功，负电荷的电势能增加。解：沿电场线方向电势降低显然负电荷所受电场力方向向左，阻碍电荷运动，故做负功。保守力做功等于势能增量的负值4静电场的环路定理0lldE说明静电场的性质是D (A) 电场线是闭合曲线；B静电场力是非保守力；(C) 静电场是有源场； D静电场是保守场. 30cos21F
6、F202202432342aqaqA E B CqAaaQFF1F2Fo20)(41OAqQF202043)33(4aQqaQq由 F = F解得：qQ33qUW0BAUUBAWW0)(ABWWABAWW精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页5以下说法正确的选项是D A电场强度为零的点，电势也一定为零；B电场强度不为零的点，电势也一定不为零；( C电势为零的点，电场强度也一定为零；( D电势在某一区域内为常数，则电场强度在该区域内必定为零。解：电势是相对概念，与电势零点选择有关，而电势零点选择是任意的6下面几种说法中正确
7、的选项是( C ) A电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向；B在以点电荷为球心的球面上，由该点电荷产生的场强处处相同；C场强方向可由E=F/q 定出，其中q 为试探电荷的电量，q 可正可负， F 为电场力；D均匀电场中各点场强大小一定相等，场强方向不一定相同。7在点电荷 +q 的电场中，作三个等势面A、B、C，相邻两等势面的间距相等，那么相邻两等势面的电势差A AUA UB UB UC；BUA UB UB UC； CUA UB = UB UC；D难以判断。8电量都为 +Q 的两个点电荷相距为l，连线的中点为O，另有一点电荷-q，静止地放在连线的中垂线上距O 为 x 处，则
8、点电荷所处的状态为D A保持静止不动；B作均加速直线运动；C作均速直线运动；D作周期性振动。9静电场的电场线方向，就是B A电势能减小的方向；B电势减小的方向； C正电荷在场中的运动方向； D负电荷在场中的运动方向。三、计算题1、两个带有等量异号电荷的无限长同轴圆柱面，半径分别为R1和 R2R1 R2 ，单位长度上的电量为。求离轴线为r 处的电场强度； r R1、 R1 r R2、 r R2 ；解： 1作半径为r、长为 l 的同轴的闭合圆柱面为高斯面，如下图，根据高斯定理有02ql rESdESr R10qE1 = 0 R1 r R2lqrE022r R20qE3 = 0 q +Q+Q+qA
9、B C R1R2rl 1R1R2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页2、两平行无限大均匀带电平面上的面电荷密度分别为+和-2,如下图 ,求: (1)图中三个区域的场强1E，2E，3E的表达式；2假设10-6Cm-2，那么，1E，2E，3E各多大？解： 1无限大均匀带电平板周围一点的场强大小为02E在区域10002222Eiii区域200023222Eiii区域30002222Eiii2假设624.43 10C m则51102.50 10(V m )2Eii512037.50 10(V m )2Eii51302.50 1
10、0(V m )2Eii4、如下图， 在半径为cmR51和cmR102的两个同心球面上，分别均匀地分布着电荷CQ51102和CQ52103，试求：1各区域内的场强分布；2各区域内的电势分布；解： 1利用高斯定理求出空间的电场强度：作同心球面为高斯面，则有024qErSdES当1Rr时，0q0E当12RrR时，1Qq252125201108 . 11085. 814. 341024rrrQE当2rR时 ，21QQq2521252021105. 41085.814. 341054rrrQQE2则空间电势的分布：R1 R2 Q1 Q2 2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
11、- - - - - - -第 5 页，共 6 页当1Rr时，20210144RQRQU= 当21RrR时，2020144RQrQU= 当2rR时，rQQU0214=5、两根26.0 10m长的丝线由一点挂下，每根丝线的下端都系着一个质量为30.5 10 kg的小球 .当这两个小球都带有等量的正电荷时，每根丝线都平衡在与沿垂线成60 角的位置上。求每一个小球的电量。解：设两小球带电12=qqq，小球受力如下图220cos304qFTRsin 30mgT联立得2o024tan30mgRq其中223sin606 103 3 10 (m)2rl2Rr代入式，得71.01 10Cq精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页