第十二次作业解答(第9章电荷与真空中的静电场)一、选择
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1・带电吆的粒子在带电乜的点电荷的静电力作用下,在水平面内绕点电荷乜作半径为人的匀速率圆周运动。如果带电粒子及点电荷的电量均增大一倍,并使粒子的运动速率也增大一倍,那么,粒子的运动半径变为多少?(A)R/2;(B)R;(C)2R;(D)4R。“解:库伦定律作为向心力qq4^r2可得47rsQmv带电粒子及点电荷的电量均增大一倍,粒子的运动速率也增大一倍,则粒子的运动半径不变。土匸警带电餌,电荷面密度为6球面内电场强度处处为零,球面上面元ds带有(Tds的电荷,该电荷在球面内各点产生的电场强度(A)处处为零;(C)处处不为零;(B)不一定都为零;(D)无法判定。(影線相当于一单独存在的点电荷'其电场分布在3.如图所示,一带电量为§的点电荷位于立方体的4角上,则通过侧面abed的电场强度通量等于(A)丄(B)q6&oq24勺12坯48勺(c)解:作以点电荷q为中心的立方体面总电通量侧面abed的面积占立方体面积:24q通过侧面abed电通量:ZZZ✓✓Z✓Z✓/4•真空中有A和B两块平行平板,面积均为S,间距为〃(d«平板线度),分别带有电量+g和啜,则两板的相互作用力为:(A)2Q2z、q4码〃2;2心S;B22(C)q■y(D)qo勺SsQd解:A板在B板处产生的电场强度B板受到的电场力二、填空题1.如图所示,一有缺口的细圆环均匀带电,电荷线密度为环半径为弘缺口长度为心,且AZ«^o则环中心处电场强度的大小於九4耀臣。解:如果没有缺口,贝IJ电场强度为零^=0o环中心处的完整圆环可看成由缺口处的带电体(相当于一点电荷)和其他部分的带电体组成。£+(-2AZ.\E=2A/4亦0疋2.如图所示两个“无限大汀均匀带电平行平面,电荷面密度都为+6则臥C区域的场强分别为(设方向向右为正):CT解:各板在各区域产生的场强E=B区域场强:Eb二E-E二0+b+bC区域场强:EC=2E=-inniJUJKCKJJE3LnJ口!J•C[33•点电荷qi、q2vq3和44在真空中的分布如图所示.图中S为闭合曲面,则通过该闭合曲面的电场强度通=(①+qJ/5、9式中的E是点电荷4、q。、6、么在闭合曲面上任一点产生的场强的矢量和。解:社厶凤。内刃内*0面上任一点场强由面内外所有电荷共同产生4.两根相互平行的“无限长”均匀带正电直线1、2,相距为/其电荷线密度分别为血和",如图所示,零的点与直线1的距离"为入+入O则场强等于解:2]产生的电场强度为心产生的电场强度为E2=2码(〃一Q)其方向相反,合场强等于零E严E?-^~=———2亦首612tz^o(〃—a)入+久212兄]兄2坐标原点O处的电场强度竝O点处的电势/o(1)在任意位置兀处取长度解:元dx,其上带有电荷dq=2dxx三、计算题1-如图所示为一沿兀轴放置的长度为?的均匀带电细棒,其电荷线密度为几取无穷远处为电势零点。求(1)(2)dg在O点产生的电场强度dE=.=2dx?4兀£。兀4兀$0兀O点场强为•“+/dxA1.如图所示为一沿兀轴放置的长度为2的均匀带电细棒,其电荷线密度为几取无穷远处为电势零点。求坐标原点O处的电场强度£()O点处的电势久。X(2)dg在O点产生的电势aU==4兀&0兀4兀$0兀所以O点电势24兀^0“+/dxA丫ci十IIn4兀勺a2.如所示两个同心的带电球面,半径为鸟和人2,分别均匀地带有电荷务和彳2。求:(1)两球面间的电场强度分布耳厂);(3)两球面间的电势差。解:(1)dVY/?2时,作半径为厂的高斯球面高斯定理:E4;zr2=创/勺:.E=q、4兀厂2(2)两球面间的电势差:o・ooooooooeo•ooo2021