静电场习题 高二物理

发布 2022-07-15 16:44:28 阅读 8745

一) 教材外习题。

1.如图所示,o点是两个相同的点电荷所在处连线的中点,p点为中垂线上的一点,由o、p两点的电势和场强大小有如下关系:

(a)uo>up, |o|>|pb)uo(c)uo>up, |o|<|pd)uo|p|

2.设有一“无限大”均匀带正电荷的平面。取x轴垂直带电平面,坐标原点在带电平面上,则其周围空间各点的电场强度随距离平面的位置坐标x变化的关系曲线为(规定场强方向沿x轴正向为正、反之为负)。

ab)cd)

3.在空间有一非均匀电场,其电力线分布如图所示。在电场中作一半径为r的闭合球面s,已知通过球面上某一面元s的电场强度通量为e,则通过该球面其余部分的电场强度通量为。

(ab)cd)0

4.一“无限大”带负电荷平面,若设平面所在处为电势零点,取x轴垂直带电平面,原点在带电平面处,则其周围空间各点电势u随距离平面的位置坐标x变化的关系曲线为:

ab)cd)

5.如图示,直线mn长为2l,弧ocd是以n点为中心,l为半径的半圆弧,n点有正电荷+q,m点有负电荷-q。今将一试验电荷+q0从o点出发沿路径ocdp移到无穷远处,设无穷远处电势为零,则电场力作功。

(a)a<0 且为有限常量b)a>0 且为有限常量。

(c)ad)a=0

6.某电场的电力线分布情况如图所示。一负电荷从m点移到n点。有人根据这个图作出下列几点结论,其中哪点是正确的?

a)电场强度em>enb)电势um>un

c)电势能wm0

1.两块“无限大”的带电平行平板,其电荷面密度分别为(>0)及-2,如图所示。试写出各区域的电场强度。

区的大小方向。

区的大小方向。

区的大小方向。

2.真空中一半径为r的均匀带电球面,总电量为q(q>0)。今在球面上挖去非常小块的面积s(连同电荷),且假设不影响原来的电荷分布。则挖去s后球心处电场强度的大小e其方向为。

3.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通量式中为处的场强。

4.图中曲线表示一种球对称性静电场的场强大小e的分布,r表示离对称中心的距离。这是由产生的电场。

5.一个半径为r的均匀带电球面,带电量为q。若规定该球面上电势为零,则球面外距球心r处的p点的电势up

6.一电量为q的点电荷固定在空间某点上,将另一电量为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

7.静电力作功的特点是。

因而静电力属于力。

8.一均匀静电场,电场强度,则点a(3,2)和点b(1,0)之间的电势差uabx,y以米计)

9.一电矩为的电偶极子在场强为的均匀电场中,与间的夹角为角, 则它所受的电场力力矩的大小m

1.一段半径为a的细圆弧,对圆心的张角为 0,其上均匀分布有正电荷q,如图所示。试以a,q, 0表示出圆心o处的电场强度。

2.如图所示,在x-y平面内有与y轴平行、位于和处的两条“无限长”平行的均匀带电细线,电荷线密度分别为+和-。求z轴上任一点的电场强度。

3.一半径为r的带电球体,其电荷体密度分布为。

= ar (r≤r)

= 0 (r>r)

a为一常数。试求球体内外的场强分布。

4.一半径为r的均匀带电圆盘,电荷面密度为。设无穷远处为电势为零点。计算圆盘中心o点电势。

5.电荷面密度分别为+和-的两块“无限大”均匀带电平行平面,分别与x轴垂直相交于x1 = a,x2 = a两点。设坐标原点o处电势为零,试求空间的电势分布表示式并画出其曲线。

6.如图所示,一半径为r的均匀带正电圆环,其电荷线密度为。在其轴线上在a、b两点,它们与环心的距离分别为,一质量为m、带电量q的粒子从a点运动到b点。求在此过程中电场力所作的功。

7.一电偶极子由电量q=1.010-6c的两个异号点电荷所组成,两电荷相距l = 2.0cm。把这电偶极子放在场强大小为e=1.0105n/c的均匀电场中。试求:

(1)电场作用于电偶极子的最大力矩。

2)电偶极子从受最大力矩的位置转到平衡位置过程,电场力作的功。

二)教材内习题。

8-4 两个点电荷所带电荷之和为q,问它们各带电荷为多少时,相互之间的作用力最大?

8-5 若电荷均匀地分布在长为l的细棒上,求证:

1)在棒的延长线,且离棒中心为r处的电场强度为。

2)在棒的垂直平分线上,离棒为r处的电场强度为。

若棒为无限长(即l→),试将结果与无限长均匀带电直线的电场强度相比较。

8-6 一半径为r的半圆环上均匀地分布电荷q,求环心处的电场强度。

8-7 一半径为r的半球壳,均匀地带有电荷,电荷面密度为。求球心处电场强度的大小。

8-8 用电场叠加原理求证:无限大均匀带电板外一点的电场强度大小为。(提示:把无限大平极分割成一个个圆环或一条条细长线,然后进行积分叠加)

8-10 两条无限长平行直导线相距为,均匀带有等量异号电荷,电荷线密度为。(1)求两导线构成的平面上任意一点的电场强度(设该点到其中一线的垂直距离为);(2)求每一根导线上单位长度导线受到另一根导线上电荷作用的电场力。

8-13 如图所示,边长为a的立方体,其表面分别平行于xy,yz和zx平面,立方体的一个顶点为坐标原点。现将立方体置于电场强度为ei+e2j的非均匀电场中,求立方体各表面及立方体的电场强度通量。

8-17 如图所示,在电荷体密度为的均匀带电球体中,存在一个球形空腔。如将带电体球心o指向球形空腔球心的矢量用a表示,试证明球形空腔中任意点的电场强度为。

ea8-19 一无限长、半径为r的圆柱体上电荷均匀分布。 圆柱体单位长度的电荷为,用高斯定理求圆柱体内距轴线距离为r处的电场强度。

8-20 一个内外半径分别为r1和r2的均匀带电球壳,总电荷为q1,球壳外同心罩一个半径为r3的均匀带电球面,球面电荷为q2.求电场分布。电场强度是否为离球心距离r的连续函数?

试分析。

8-21 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r2(r1>r2),单位长度上的电荷为。求离轴线为r处的电场强度:(1)r< r1;(2)r1 r2.

8-22 如图所示,有三个点电荷q1,q2,q3沿一条直线等间距分布,已知其中任一点电荷所受合力均为零,且q1=q3=q.求在固定q1,q3的情况下,将q2从o点推到无穷远处外力所作的功。

习题8-22

8-23 已知均匀带电直线附近的电场强度近似为。

eer其中为电荷线密度。

1)求在r=r1和r=r2两点间的电势差;

2)在点电荷的电场中,我们曾取r→∞处的电势为零,求均匀带电直线附近的电势能否这样取?试说明。

8-26 两个同心球面的半径分别为r1和r2,各自带有电荷 q1和q2.求(1)各区域电势的分布,并画出分布曲线;(2)两球面上的电势差为多少?

8-27 一半径为r的无限长带电细棒,其内部的电荷均匀分布,电荷体密度为。现取棒表面为零电势,求空间电势分布并画出电势分布曲线。

8-28 一圆盘半径r3.00×10-2m,圆盘均匀带电,电荷面密度c·m-2.(1)求轴线上的电势分布;(2)根据电场强度和电势梯度的关系求电场分布;(3)计算离盘心30.

0cm处的电势和电场强度。

8-32 如图所示,在平面上倒扣着半径为r的半球面,在半球面上电荷均匀分布,其电荷面密度为。a点的坐标为(0,r/2),b点的坐标为(3r/2,0),求电势差vab.

习题8-32图。

高二物理静电场

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