大學(xué)物理知識總結(jié)習(xí)題答案(第四章)靜電場(編輯修改稿)
2025-07-15 06:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 43 一個半徑為R的帶電圓盤，電荷面密度為，求：（1）圓盤軸線上距盤心為x處的任一點的電場強(qiáng)度；（2）當(dāng)R→∞時，P點的電場強(qiáng)度為多少?（3）當(dāng)時，P點的電場強(qiáng)度又為多少?解：（1）取半徑為r—r+dr的圓環(huán)，如圖44所示，因其上電荷對P點的產(chǎn)生的場強(qiáng)垂直分量相互抵消，所以其對P點場強(qiáng)為圖44PxRs整個圓盤的電荷在P點的產(chǎn)生的場強(qiáng)為（2）當(dāng)時，可將帶電圓盤看作無限大帶電平面，因此P點電場強(qiáng)度為（3）當(dāng)時，可將帶電圓盤看作點電荷，因此P點電場強(qiáng)度為：44 大多數(shù)生物細(xì)胞的細(xì)胞膜可以用兩個分別帶有電荷的同心球殼系統(tǒng)來模擬。在本題圖45中，設(shè)半徑為和的球殼上分別帶有電荷和，求：R1R2Q1Q2IIIIII圖45（1）I、II 、III三個區(qū)域中的場強(qiáng)；（2）若 =－各區(qū)域的電場強(qiáng)度又為多少？畫出此時的電場強(qiáng)度分布曲線 (即－ 關(guān)系曲線)。從這個結(jié)果，你可以對細(xì)胞膜的電場強(qiáng)度分布有個概略的了解。解：（1）I：以r1﹤R1為半徑作球面高斯面，因面內(nèi)無電荷，依可得：E1= 0II：以為半徑作球面高斯面，面內(nèi)的電荷為Q1，依可得：III：以為半徑作球面高斯面，面內(nèi)的電荷為Q1+Q2，同理可得：0 rR2R1E圖46 E－ r關(guān)系曲線E3 =（2）根據(jù)上部分結(jié)果可得I： E1= 0 II： III：E3= 0根據(jù)已知條件畫出關(guān)系曲線如圖46所示45 實驗表明，在靠近地面處有相當(dāng)強(qiáng)的大氣電場，電場強(qiáng)度方向垂直地面向下，大小約為； km高的地方，電場強(qiáng)度方向也是垂直地面向下的，大小約為。（1）計算從地面到此高度的大氣中電荷的平均體密度；（2）若地球上的電荷全部分布在地球表面，求地球表面的電荷面密度；（3）已知地球的半徑為，地球表面的總電量為多少?解：（1）由已知可得，地面的大氣電場為。H = E2圖47，依題意得：得故（2）靠近地球表面作球面高斯面∵∴（3）46 隨著溫度的升高，一般物質(zhì)依次表現(xiàn)為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。當(dāng)溫度繼續(xù)升高時，氣體中的大量分子將由于激烈碰撞而離解為電子和正離子。這種主要由帶電離子組成的狀態(tài)為物質(zhì)的第四態(tài)，處于該態(tài)的物質(zhì)稱等離子體。如果氣體放電時形成的等離子體圓柱內(nèi)的體電荷分布有如下關(guān)系其中，為電荷體密度，為圓柱軸線上的值，a為常量，求電場強(qiáng)度分布。解：以半徑r長度L作圓柱高斯面，如圖48所示，則：rL圖4847 測定土壤顆粒所帶電量的方
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