大學物理練習題答案上下施建青-資料下載頁
2025-06-07 18:00本頁面
【正文】 2S r0 sin x / e0E=r0 sin x / e0方向可由E值正、負確定，E0表示沿x軸正向，E0則沿x軸負向。練習19 靜電場環(huán)路定律、電勢、電勢能 191 （1）D；（2）D 192 （1）電場強度和電勢，(U0=0)；（2）0，qQ / (4pe0R) ；（3）0，l / (2e0)；（4）；（5）； （6）2Ax / (x2+y2)，0 193 解：由高斯定理可得場強分布為： E =s / e0 (－a＜x＜a)E = 0 (－∞＜x＜－a ，a＜x＜＋∞)由此可求電勢分布：在－∞＜x≤－a區(qū)間在－a≤x≤a區(qū)間 在a≤x＜∞區(qū)間 194 解：設x軸沿細線方向，原點在球心處，在x處取線元dx，其上電荷為，該線元在帶電球面的電場中所受電場力為dF = qldx / (4pe0 x2)整個細線所受電場力為 方向沿x正方向。 電荷元在球面電荷電場中具有電勢能 dW = (qldx) / (4pe0 x)整個線電荷在電場中具有電勢能 195 解：(1) 取半徑為r、高為h的高斯圓柱面(如圖所示)，面上各點場強大小為E并垂直于柱面．則穿過該柱面的電場強度通量為：為求高斯面內(nèi)的電荷，r＜R時，取一半徑為r162。，厚d r162。、高h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，包圍在高斯面內(nèi)總電荷為由高斯定理 (r R) (2) 計算電勢分布 r≤R時r＞R時練習20 靜電場中的導體、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，x軸垂直于板面．在板面上任取一點P，P點距離原點為r．在帶電直線上任取一電荷元dq = ldx，該電荷元距離原點為x，它在P點左邊的鄰近一點產(chǎn)生的場強x分量為帶電直線在P點左邊鄰近點產(chǎn)生的場強x分量 設P點的感生電荷面密度為sP，它在P點左邊鄰近點產(chǎn)生的場強為由場強疊加原理和靜電平衡條件，該點合場強為零，即 205 解：(1) 設內(nèi)、外筒單位長度帶電荷為＋l和－l．兩筒間電位移的大小為D＝l / (2pr)在兩層介質(zhì)中的場強大小分別為 E1 = l / (2pe0 er1r)， E2 = l / (2pe0 er2r)在兩層介質(zhì)中的場強最大處是各層介質(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) 當內(nèi)筒上電量達到lM，使E2M＝EM時，即被擊穿。有 lM = 2pe0 er2REM 此時兩筒間電壓(即最高電壓)為練習21 電容與電容器、靜電場的能量211 （1）C；（2）B；（3）C 212 （1）Q2 / (2e0S)；（2），；（3） ；（4）Q2 / (4C)；（5）；（6） 213 解：以左邊的導線軸線上一點作原點，x軸通過兩導線并垂直于導線．兩導線間x處的場強為兩導線間的電勢差為 設導線長為L的一段上所帶電量為Q，則有，故單位長度的電容 214 解：由題給條件 (和，忽略邊緣效應, 應用高斯定理可求出兩筒之間的場強兩筒間的電勢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，兩極板間電勢差保持不變，而電容值由 電容器儲存的電場能量由 在兩極板間距增大過程中，電容器上電荷由Q減至Q′，電源作功： 設在拉開極板過程中，外力作功為A2，據(jù)功能原理 在拉開極板過程中，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R增大時，靜電能量減少，電場力作正功。可見電荷的存在能幫助氣泡增大。由式中Q 2項知，無論是帶正電荷還是帶負電荷，效果相同。36
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