大學(xué)物理練習(xí)題答案上下施建青-資料下載頁(yè)
2025-06-07 18:00本頁(yè)面
【正文】 2S r0 sin x / e0E=r0 sin x / e0方向可由E值正、負(fù)確定，E0表示沿x軸正向，E0則沿x軸負(fù)向。練習(xí)19 靜電場(chǎng)環(huán)路定律、電勢(shì)、電勢(shì)能 191 （1）D；（2）D 192 （1）電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)，(U0=0)；（2）0，qQ / (4pe0R) ；（3）0，l / (2e0)；（4）；（5）； （6）2Ax / (x2+y2)，0 193 解：由高斯定理可得場(chǎng)強(qiáng)分布為： E =s / e0 (－a＜x＜a)E = 0 (－∞＜x＜－a ，a＜x＜＋∞)由此可求電勢(shì)分布：在－∞＜x≤－a區(qū)間在－a≤x≤a區(qū)間 在a≤x＜∞區(qū)間 194 解：設(shè)x軸沿細(xì)線方向，原點(diǎn)在球心處，在x處取線元dx，其上電荷為，該線元在帶電球面的電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力為dF = qldx / (4pe0 x2)整個(gè)細(xì)線所受電場(chǎng)力為 方向沿x正方向。 電荷元在球面電荷電場(chǎng)中具有電勢(shì)能 dW = (qldx) / (4pe0 x)整個(gè)線電荷在電場(chǎng)中具有電勢(shì)能 195 解：(1) 取半徑為r、高為h的高斯圓柱面(如圖所示)，面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為E并垂直于柱面．則穿過(guò)該柱面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量為：為求高斯面內(nèi)的電荷，r＜R時(shí)，取一半徑為r162。，厚d r162。、高h(yuǎn)的圓筒，其電荷為則包圍在高斯面內(nèi)的總電荷為由高斯定理得 (r≤R)r＞R時(shí)，包圍在高斯面內(nèi)總電荷為由高斯定理 (r R) (2) 計(jì)算電勢(shì)分布 r≤R時(shí)r＞R時(shí)練習(xí)20 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體、電介質(zhì)201 （1）B；（2）D；（3）B；（4）C；（5）C 202 （1）－rq / R；（2）l/(2pr)，l/(2p e0 er r)；（3），；（4）－q / (2pd 2)203 解：取半徑為→+d的薄殼層，其中包含電荷 應(yīng)用的高斯定理，取半徑為r的球形高斯面。在球內(nèi)，有 D1 = k / 2 ， (為徑向單位矢量)E1 = D1 / (e0er) = k / (2e 0er)， 在球外，有分 , ， 204 解：選直線到板面的垂足O為原點(diǎn)，x軸垂直于板面．在板面上任取一點(diǎn)P，P點(diǎn)距離原點(diǎn)為r．在帶電直線上任取一電荷元dq = ldx，該電荷元距離原點(diǎn)為x，它在P點(diǎn)左邊的鄰近一點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)x分量為帶電直線在P點(diǎn)左邊鄰近點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)x分量 設(shè)P點(diǎn)的感生電荷面密度為sP，它在P點(diǎn)左邊鄰近點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為由場(chǎng)強(qiáng)疊加原理和靜電平衡條件，該點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為零，即 205 解：(1) 設(shè)內(nèi)、外筒單位長(zhǎng)度帶電荷為＋l和－l．兩筒間電位移的大小為D＝l / (2pr)在兩層介質(zhì)中的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為 E1 = l / (2pe0 er1r)， E2 = l / (2pe0 er2r)在兩層介質(zhì)中的場(chǎng)強(qiáng)最大處是各層介質(zhì)的內(nèi)表面處，即 E1M = l / (2pe0 er1R1)， E2M = l / (2pe0 er2R)E1M / E2M = er2R / (er1R1) = R / (2R1)已知R1＜2 R1，可見E1M＜E2M，因此外層介質(zhì)先擊穿。(2) 當(dāng)內(nèi)筒上電量達(dá)到lM，使E2M＝EM時(shí)，即被擊穿。有 lM = 2pe0 er2REM 此時(shí)兩筒間電壓(即最高電壓)為練習(xí)21 電容與電容器、靜電場(chǎng)的能量211 （1）C；（2）B；（3）C 212 （1）Q2 / (2e0S)；（2），；（3） ；（4）Q2 / (4C)；（5）；（6） 213 解：以左邊的導(dǎo)線軸線上一點(diǎn)作原點(diǎn)，x軸通過(guò)兩導(dǎo)線并垂直于導(dǎo)線．兩導(dǎo)線間x處的場(chǎng)強(qiáng)為兩導(dǎo)線間的電勢(shì)差為 設(shè)導(dǎo)線長(zhǎng)為L(zhǎng)的一段上所帶電量為Q，則有，故單位長(zhǎng)度的電容 214 解：由題給條件 (和，忽略邊緣效應(yīng), 應(yīng)用高斯定理可求出兩筒之間的場(chǎng)強(qiáng)兩筒間的電勢(shì)差電容器的電容電容器貯存的能量 215 解：因保持與電源連接，兩極板間電勢(shì)差保持不變，而電容值由 電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量由 在兩極板間距增大過(guò)程中，電容器上電荷由Q減至Q′，電源作功： 設(shè)在拉開極板過(guò)程中，外力作功為A2，據(jù)功能原理 在拉開極板過(guò)程中，外力作正功。 216 答：帶電球面的靜電能量為，在Q不變的情況下，當(dāng)R增大時(shí)，靜電能量減少，電場(chǎng)力作正功。可見電荷的存在能幫助氣泡增大。由式中Q 2項(xiàng)知，無(wú)論是帶正電荷還是帶負(fù)電荷，效果相同。36
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