习题解答---大学物理第7章习题--2 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/26 21:11:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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第七章 静电场中的导体和电介质

一、选择题:

1,在带电体A旁有一不带电的导体壳B,C为导体壳空腔内的一点,如下图所示。则由静电屏蔽可知:[ B ]

(A)带电体A在C点产生的电场强度为零;

(B)带电体A与导体壳B的外表面的感应电荷在C点所产生的

合电场强度为零;

(C)带电体A与导体壳B的内表面的感应电荷在C点所产生的合电场强度为零; (D)导体壳B的内、外表面的感应电荷在C点产生的合电场强度为零。

解答 单一就带电体A来说,它在C点产生的电场强度是不为零的。对于不带电的导体壳B,由于它在带电体A这次,所以有感应电荷且只分布在外表面上(因其内部没有带电体)此感应电荷也是要在C点产生电场强度的。由导体的静电屏蔽现象,导体壳空腔内C点的合电场强度为零,故选(B)。

2,在一孤立导体球壳内,如果在偏离球心处放一点电荷+q,则在球壳内、外表面上将出现感应电荷,其分布情况为 [ B ]

(A)球壳内表面分布均匀,外表面也均匀; (B)球壳内表面分布不均匀,外表面均匀; (C)球壳内表面分布均匀,外表面不均匀; (D)球壳的内、外表面分布都不均匀。

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解答 由于静电感应,球壳内表面感应-q,而外表面感应+q,由于静电屏蔽,球壳内部的点电荷+q和内表面的感应电荷不影响球壳外的电场,外表面的是球面,因此外表面的感应电荷均匀分布,如图11-7所示。故选(B)。

3. 当一个带电导体达到静电平衡时:[ D ]

(A) 表面上电荷密度较大处电势较高 (B) 表面曲率较大处电势较高。

(C)导体内部的电势比导体表面的电势高。

(D)导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零。

4. 如图示为一均匀带电球体,总电量为+Q,其外部同心地罩一内、外半径分别为r1、r2的金属球壳、设无穷远处为电势零点,则在

r1球壳内半径为r的P点处的场强和电势为: [ D ] r +Q QQQ(A)E= (B)E=0,U? ,U?P 4??0r4??0r24??0r12 r(C)E=0,U?Q4??0r (D)E=0,U?Q4??0r2

5. 关于高斯定理,下列说法中哪一个是正确的? [ C ]

?(A)高斯面内不包围自由电荷,则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。

6, 如图所示,一带电量为q、半径为rA的金属球外,同心地套上一层内、外半径分别为rB和rC,相对介电常数为?r的均匀电介质球壳。球壳外为真空,则介质点P(rB?r?rC)处的电场强度的大小为 [ A ]

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qq?r?1(A)E=; (C)E=; 22r4??0?rr4??0?rre1(B)E=qq; (D)E=4??0r24??0?rr21?rC?rA? ??。?rB?rA?解答 均匀分布在导体球上的自由电荷q激发的电场具有球对称性,均匀电介质球壳内、外表面上束缚电荷q′均匀分布,所激发的电场也是球对称性的,故可用高斯定理求解。 通过p点以r为半径,在电介质球壳中作一同心高斯球面S,应用电介质时的高斯定理,

2D(?r),S面内包围的自由电荷为D?dS?qi,高斯面S上的电位移通量为??si?qi?q,有

iD(4?r2)?q, D?q/4?r2

由D??E,两者方向相同,则电介质中p点的电场强度不大小为

E?故选(A)

D??q4??0?rr2

7. 孤立金属球,带有电量1.2×10C,当电场强度的大小为3×10V/m时,空气将被击穿,若要空气不被击穿,则金属球的半径至少大于 [ D ]

(A)3.6×10m (B)6.0×10m (C)3.6×10m (D)6.0×10m 解答 E?-5

-3

-2

-6

-86

q4??0R2,代入参数可得答案D。

8. 将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压后,断开电源,再将一块与板面积相同的金属板平行地插入两极板之间,则由于金属板的插入及其所放位置的不同,对电容器储

能的影响为:[ A ] (A)储能减少,但与金属板位置无关。 (B)储能减少,且与金属板位置有关。 (C)储能增加,但与金属板位置无关。 (D)储能增加,且与金属板位置无关。 9. 两个完全相同的电容器C1和C2,串联后与电源连接,现将一各向同性均匀电介质板插入

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