电磁学习题和答案[1] 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/22 11:13:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第八章 静电场

?8.1 真空中有两个点电荷M、N,相互间作用力为F,当另一点电荷Q移近这两个点电荷时,M、N两点电荷之间的作用力 (A) 大小不变,方向改变. (B) 大小改变,方向不变.

(C) 大小和方向都不变. (D) 大小和方向都改. [ C ]

8.2 关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是:

? (A) 如果高斯面上E处处为零,则该面内必无电荷.

? (B) 如果高斯面内无电荷,则高斯面上E处处为零.

? (C) 如果高斯面上E处处不为零,则高斯面内必有电荷. (D) 如果高斯面内有净电荷,则通过高斯面的电通量必不为零.

[ D ]

8.3有一边长为a的正方形平面,在其中垂线上距中心O点a/2处,有一电荷为q的正点电荷,如图所示,则通过该平面的电场强度通量为 (A) (C)

q3?0q3??0. (B) . (D)

q4??0q6?0

[ D ]

a q a O a/2

8.4面积为S的空气平行板电容器,极板上分别带电量±q,若不考虑边缘效应,则两极板间的相互作用力为 (A)

q2

?0Sq. (B)

22q22?0Sq2.

. [ B ]

(C)

2?0S. (D)

?0S2

8.5一个带正电荷的质点,在电场力作用下从A点经C点运动到B点,其运动轨迹如图所示.已知质点运动的速率是递增的,下面关于C点场强方向的四个图示中正确的是:[ D ]

8.6如图所示,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) A=∞. (D) A=0. [ D ]

1

C-qMO+qNDP

8.7静电场中某点电势的数值等于 (A)试验电荷q0置于该点时具有的电势能. (B)单位试验电荷置于该点时具有的电势能. (C)单位正电荷置于该点时具有的电势能.

(D)把单位正电荷从该点移到电势零点外力所作的功. [ C ]

8.8已知某电场的电场线分布情况如图所示.现观察到一负电荷从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<EN. (B) 电势UM<UN.

(C) 电势能WM<WN. (D) 电场力的功A>0.

[ C ]

-qMN

A

8.9 电荷为+q和-2q的两个点电荷分别置于x=1 m和x=-1 m处.一试验电荷置于x轴上何处,它受到的合力等于零?

解:设试验电荷置于x处所受合力为零,即该点场强为零.

q?2q??0 2分 224??0?x?1?4??0?x?1?得 x2-6x+1=0, x?3?22 m 因x?3?2点处于q、-2q两点电荷之间,该处场强不可能为零.故舍去.得

?? x?3?22 m 3分

8.10 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.

qL P??x O

L dq (L+d-x) P d dE

x d

解:设杆的左端为坐标原点O,x轴沿直杆方向.带电直杆的电荷线密度为?=q / L,在x处取一电荷元dq = ?dx = qdx / L,它在P点的场强:

dqqdx? dE? 2分 224??0?L?d?x?4??0L?L?d?x? 2

总场强为 E?q4??0L?L(L?d-x)0dx2?q4??0d?L?d? 3分

方向沿x轴,即杆的延长线方向.

8.11 一个细玻璃棒被弯成半径为R的半圆形,沿其上半部分均匀分布有电荷+Q,沿其下半部分均匀分布有电荷-Q,如图所示.试求圆心O处的电场强度.

+Q y dq y R O -Q x ??d??R O ??x 解:把所有电荷都当作正电荷处理. 在?处取微小电荷 dq = ?dl = 2Qd? / ?。它在O处产生场强

dE?dq4??0R2

?Q2??0RQ22d?

按?角变化,将dE分解成二个分量:

dEx?dEsin??2??0RQ2??0R?2222sin?d? cos?d?

dEy??dEcos???对各分量分别积分,积分时考虑到一半是负电荷

Ex?Q2??0R22??/2??sin?d???0??sin?d??=0 ?/2????/2?Q Ey?cos?d??cos?d????22??22?2??0R?0??R0?/2??????Qj 所以 : E?Exi?Eyj?22??0R?Q

8.12 带电细线弯成半径为R的半圆形,电荷线密度为?=?0sin?,式中?0为一常数,?为半径R与x轴所成的夹角,如图所示.试求环心O处的电场强度.

y dq y ??d??R ??O

R O ??x x

3