静电场(一)作业答案。
一、 选择题。
1. d、 2. b、 3. d、 4 . d
二、填空题。
三、计算题。
1、解:(1)以p为坐标原点,如图建立坐标系。
方向沿x轴。
2)解:在任意位置x处取长度元dx,其上带有电荷。
dq= (x-a)dx
它在o点产生的场强:
o点总场强
方向沿x轴。
2、(1)解。
所以 2)解:与(1)小题方法相似,由于对称性,圆环中心的电场强度=0
3、(1)解:
所以 2)求圆环中心的电场强度与(1)小题方法相似
故o点的场强为:
4、解:(1)在球内取半径为r、厚为dr的薄球壳,该壳内所包含的电荷为
带电球体的总电荷为
2)作一半径为r的同心高斯球面,按高斯定理有
在球体内:
在球体外:
r >r)
方向沿径向,a>0时向外,a<0时向里。
5、解: (1) 由对称分析知,平板外两侧场强大小处处相等、方向垂直于平面且背离平面.
设场强大小为e.作一柱形高斯面垂直于平面.其底面大小为s,如图所示.
按高斯定理,即。
得到e = 板外两侧)
(2) 过p点垂直平板作一柱形高斯面,底面为s.设该处场强为,如图所示.按高斯定理有。
得到0≤x≤b)
(3) =0,必须是, 可得。
四、讨论题。
作图略)2、只在情况(2)时,通过高斯面的电场强度通量发生变化。
静电场(二)作业答案。
一、 选择题。
2 .c、 3 .c、 4. c、 5 .d
二、填空题。
1.; 02. 45v; -15v
三、计算题。
1、(1)解:
2)解: 2、解:
3、解: 按高斯定理有(注:方法同静电(一)计算4)
r1≤r),方向沿半径向外.
r2 >r),方向沿半径向外.
球内电势。球外电势。
四、讨论题。
作图略)2、由高斯定理可求出场强分布。
求电势可用叠加法。
静电场中导体和电介质作业答案。
一、 选择题。
1. b、 2 .d、 3. b
二、填空题。
三、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。
两球相连后电势相等,,则有。
由此得到cc
两球电势v2.解:(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) 不论球壳内表面上的感生电荷是如何分布的,因为任一电荷元离o点的距离都是a,所以由这些电荷在o点产生的电势为。
(3) 球心o点处的总电势为分布在球壳内外表面上的电荷和点电荷q在o点产生的电势的代数和
3.解:(1) 已知两极板分别带电量+q和-q,两板间场强大小为。
两极板间电势差
电容。2) 电场能量
若两板间充满相对介电常量为εr的各向同性均匀电介质,则。
电容。电场能量
4.解:(1) 设内、外球壳分别带电荷为+q和-q,则两球壳间的场强大小为。
两球壳间电势差
电容。(2) 电场能量
若两球壳间充满相对介电常量为εr的各向同性均匀电介质,则。
电容。电场能量
5. 解:(1) 根据高斯定理可得两圆柱间场强大小为
两圆柱间电势差
电容 2) 电场能量
若两圆柱间充满相对介电常量为εr的各向同性均匀电介质,则。
电容。电场能量。
四、讨论题。
1、(1)(注:作业在第12页)
空间电场分布可应用公式,利用叠加原理求出。
左侧: 两板间: 右侧:
两板之间无电场,电场存在两板外侧,电场大小为。
电场存在两板之间,电场大小为,两板外侧无电场。
2、(注:作业在第7页)
1)可视为三个同心均匀带电球面的电场叠加。
2)电荷分布在最外的表面,可视为一个半径为c均匀带电球面的电场。
静电场作业含答案
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