大学物理静电场答案【篇一：大学物理静电场试题库】txt>1、下列关于高斯定理的说法正确的是（a） a如果高斯面上e处处为零，则面内未必无电荷。
b如果高斯面上e处处不为零，则面内必有静电荷。
c如果高斯面内无电荷，则高斯面上e处处为零。
d如果高斯面内有净电荷，则高斯面上e处处不为零。
2、以下说法哪一种是正确的（b）a电场中某点电场强度的方向，就是试验电荷在该点所受的电场力方向 b电场中某点电场强度的方向可由e?fq0确定，其中q0为试验电荷的电荷量，q0可正可负，f为试验电荷所受的电场力c在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的电场强度处处相同 d以上说法都不正确3、如图所示，有两个电2、下列说法正确的是（d）a电场强度为零处，电势一定为零。
电势为零处，电场强度一定为零。
b电势较高处电场强度一定较大，电场强度较小处电势一定较低。
c带正电的物体电势一定为正，带负电的物体电势一定为负。
d 静电场中任一导体上电势一定处处相等。
3、点电荷q位于金属球壳中心，球壳内外半径分别为试判断下r1,r2,所带静电荷为零a,b为球壳内外两点，说法的正误（c）a移去球壳， b点电场强度变大b移去球壳，a点电场强度变大 c移去球壳，a点电势升高 d移去球壳，b点电势升高4、下列说法正确的是（d）列a场强相等的区域，电势也处处相等 b场强为零处，电势也一定为零 c电势为零处，场强也一定为零 d场强大处，电势不一定高a 5、如图所示，一个点电荷q位于立方体一顶点a上，则通过abcdq6?0q12?0q24?0q36?0a b cd6、如图所示，在电场强度e的均匀电场中，有一半径为r的半球面，场强e的方向与半球面的对称抽平行，穿过此半球面的电通量为（c） a 2?r2e b22?re c ?red212?re27、如图所示两块无限大的铅直平行平面a和b，均匀带电，其电荷密度均为?（??0c?m?2），在如图所示的a、b、c三处的电场强度分别为（d） a 0,8、如图所示为一具有球对称性分布的静电场的e～r关系曲线．请指出该静电场是由下列哪种带电体产生的．（b）a 半径为r的均匀带电球面． b半径为r的均匀带电球体．c半径为r的、电荷体密度为??ar（a为常数）的非均匀带电球体 d半径为r的、电荷体密度为??a/r（a为常数）的非均匀带电球体9、设无穷远处电势为零，则半径为r的均匀带电球体产生的电场的电势分布规律为(图中的u0和b皆为常量)：(c)??,0,0 b 0,?2?,0,0c?2?0?0?0,?,?d??0,0,??010、如图所示，在半径为r的“无限长”均匀带电圆筒的静电场中，各点的电场强度e的大小与距轴线的距离r 关系曲线为（a）ee or r orrorror r(a)(b) (c)(d)11、下列说法正确的是（ d）（a）闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷（b）闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零（c）闭合曲面的电通量为零时，曲面上各点的电场强度必定为零。
（d）闭合曲面的电通量不为零时，曲面上任意一点的电场强度都不可能为零。
?12、在一个带负电的带电棒附近有一个电偶极子，其电偶极距p的方向如图所示。
当电偶极子被释放后，该电偶极子将（ b ）?a沿逆时针方向旋转直到电偶极距p水平指向棒尖端而停止。
?b沿逆时针方向旋转至电偶极距p水平指向棒尖端，同时沿电场线方向朝着棒尖端移动c沿逆时针方向旋转至电偶极距p水平指向棒尖端，同时逆电场线方向朝远离棒尖端移动 d沿顺时针方向旋转至电偶极距p水平指向方向沿棒尖端朝外，同时沿电场线方向朝着棒尖端移动??13、电荷面密度均为??的两块“无限大”均匀带电的平行平板如图（a）放置，其周围空?间各点电场强度e（设电场强度方向向右为正、向左为负）随位置坐标x变化的关系曲线为（b）-(a) (b)习题13（a）图习题13（b）图二填空题1、如图所放置示，在坐标-l处放置点电荷-q，在坐标+l放置+q，在ox轴上取p点，其坐标x(??l)，则p点电场强度e的大小为2、如图所示，一点电荷q?10?9c。
abc三点分别与点电荷q相距为10cm、20cm、30cm。
若选b点电势为零，则a点电势为 c点的电势为qql??0x3qabc1、如图所示一无限大均匀带电平面，电荷密度为?，ox轴与该平面垂直，且a、b两点与平面相距为ra和rb，试求a、b两点的电势差va?vb=-?2?0ra?(??2?0rb)。
根据所求结果，选取rb?0处为电势零点，则无限大均匀达式v?-?2?0r最简洁。
?4、如图所示一无限长均匀带电直线，电荷密度为?，ox轴与该直线垂直，且a、b两点与直线相距为ra和rb，试求a、b两点的电势差va?vb=-?2??la?(-?2??lb)。
根据所求结果，选取rb?1m处为电势零点，则无限长均匀带电直线的电势分布表达式v?-?2??l。
?5、有一半径为r的细圆环, 环上有一微小缺口，缺口宽度为d(d?r)，环上均匀带正电, 总电量为q，如图所示, 则圆心o处的电场强度大小e?qd8??0r23,6、如图所示两个点电荷分别带电q和2q，相距l，将第三个点电荷放在离点电荷q的距离为l1)处它所受合力为零7、一点电荷q位于正立方体中心，通过立方体没一个表面的电通量是q6?08、真空中有一均匀带电球面，球半径为r，所带电量为q（0），今在球面上挖去一很小面积ds（连同其上电荷），设其余部分电荷仍均匀分布，则挖去以后，球心处电场强度e?qds16??0r249、空间某区域的电势分布为??ax?by，其中ab为常数，则电场强度分布为ex=?2ax，ey=?2by2210、点电荷q1q2q3q4在真空中的分布如图所示，图中s为闭合面，则通过该闭合面的电通量e?ds=sq2?q4?0，式中的e是点电荷q1q2q3q4在闭合面上任一点产生的电场强度的矢量和。
11、电荷量分别为q1q2q3的三个点电荷，分布如图所示，其中任一点电荷所受合力均为零。
【篇二：大学物理答案第五章静电场】14??01/3f?qx22?mgtg??mgsin??mgx2l∴?q2l??2??mg0?????习题5-1图??5-2 设q1,q2在c点的场强分别为e1和e2，则有e1?14??q1r2ac?9?10?491.8?100.03?12?9?1.8?10v?m方向沿ac方向 e2?14??q2r2bc习题5-2图?9?10?方向沿cb方向91.8?100.042?9?2.7?10v?m4?1?∴ c点的合场强e的大小为：e?e1?e2?22(1.8?10)?(2.7?10) ?3.24?10v?m42424?1??tg?1e1e2?tg?11.82.7?33.7?5-3 坐标如题5-3图所示，带电圆弧上取一电荷元dq??dl，它在圆心o处的场强为14??de1??dlr2，方向如题5-3图所示，由于对称性，上、下两带电圆弧中对应电荷元在圆心o处产生的de1和de2在x方向分量相互抵消。
习题5-3图?ex?0，圆心o处场强e的y分量为?ey?2?614???dlr2?sin??2?614???rd?r2sin???3??1?? ?2??0r?2???方向沿y轴正向。
5-4 （1）如题5-4图(a)，取与棒端相距d1的p点为坐标原点,x轴向右为正。
设带电细棒电荷元dq??dx至p点的距离x，它在p点的场强大小为14??dep??dxx2方向沿x轴正向习题5-4图（a）各电荷元在p点产生的场强方向相同，于是 ep??dep??4??14????d1dxx2?(d1?l)??11?????d??1d1?l?9?8?9?10?3?10311????? ?2?228?10??8?10?2.41?10v?m?1方向沿x轴方向。
（2）坐标如题5-4图(b)所示，在带电细棒上取电荷元dq??dx与q点距离为r，电荷14??元在q点所产生的场强de?以ex=0,场强de的y分量为?dxr2，由于对称性，场de的x方向分量相互抵消，所dey?desin??14???dxr2sin?因r?d2csc?,x?d2tg????14????????d2ctg?,dx?d2csc?d?2?2∴ dey??dxr2sin???4??0d2习题5-4图（b）sin?d?ey??dey????21?4??0d2sin?d???4??0d2(co?s1?cos?2)?1?其中 cosl/2d?(l/2)222,cos?2??l/2d?(l/2)222代入上式得ey??4??0d2d9l22?(l/2)?82? 方向沿y轴正向。
9?10?3?108?10?2?0.2?(8?10?2)?(0.2/2)2?12?5.27?10v?m3?15-5 带电圆弧长l?2?r?d?2?3.4?0.50?0.02?3.12m,电荷线密度ql?3.12?103.12?9?1.0?10?9c?m?1。
带电圆弧在圆心o处的场强等价于一个闭合带电圆环（线密度为?）和一长为d、电荷线密度为-?的小段圆弧在o处场强的矢量和。
带电闭合圆环在圆心处的场强为零，而dr,∴小段带电圆弧可视为点电荷，所带电量q???d?1.0?1014???90.02?2?102?100.52?11c，故?1圆心处的场强，e?q?r211?9?10?9?0.72v?m,方向由圆心指向空隙中心。
5-6 （1）点电荷q位于一立方体中心，则通过立方体每一面的电通量相等，∴通过每一面的电通量?1为总通量?的16,即?1q?qe?ds??6?06?0?1??e?ds?s16?（2）如果这点电荷移到立方体的一个角上，则电荷q所在顶角的三个面上，因为各点e平行于该面，所以这三个面的电通量均为零，另三个面的电通量相等。
如果要把q全部包围需要有8个立方体，相当于有24个面，每一面上通过的电通量为总通量的??1?1??e?ds?s124??1qqe?ds???24?024?0124，即5-7 解法（一）通过圆形平面的电通量与通过以a为球心，ab?x?r22?r为半径，以圆平面的周界为周界的球冠面的电通量相等，该球冠面的面积s?2?rh，通过整个球面s0?4?r的电通量?0?2q?0，所以通过该球冠面的电通量为???0ss0?q2?rh?04?r2?qh2?0r习题5-7图（a）?q2?0r?rcos?r?q2?0(1?cos?)?q??1?2?0??xx?r22?? ??解法（二）在图形平面上取一同心面元环，设其中半径为r，宽为dr,此面元的面积ds?2?rdr。
设此面元对a点的半张角为?，见图所示，由通量公式可得???s??e?ds?q4??x?r21x?r?? ??2cos?2?rdr?qx2?0?r2rdr(x?r2)3/2?q??1?2?0??22习题5-7(b)图5-8 通过此半球面的电通量与通过以o为圆心的圆平面电通量相等，无限大平面外任一点的场强为?2?0，∴通过该球面的电通量为??e?s??2?0?r2???r2?025-9 设想地球表面为一均匀带电球面，则它所带总电量为??2q??0e?ds???0es???04?re??8.85?10?125?4??(6.4?10)?13062??5.92?10c5-10 设均匀带电球壳内、外半径分别为r1和r2，它所产生的电场具有球对称性，以任意半径r作一与均匀带电球壳同心的高斯球面s，由高斯定理可得???qi2e?ds?4?r?e??0∴ e??qi4??0r2当r?5cm?r1时，?qi?0,∴e1?0r1?r?8cm?r2?qi??r?dv?4?rr1?4?rdr?243??(r?r1)33e2?3??(r?r1)4??0r2333r1??r?? ?2??3?0?r????2?10?5?123?8.85?10?23?(6?10)??2?8?10??22?(8?10)???3.48?104v?m?1r?12cm?r2 43?qi?4333??(r2?r1)∴ e3?3??(r2?r1)4??0r23??(r2?r1)3?0r3233?2?10?5(0.1?0.06)?1233?8.85?10?0.122?4.1?10v?m4?15-11 无限长均匀带电圆柱面产生的电场具有轴对称性，方向垂直柱面，以半径r作一与两无限长圆柱面的同轴圆柱面以及两个垂直轴线的平面所形成的闭合面为高斯面，由高斯定理可得s???qie?ds?2?rle??0∴ e?12???qirl（1）当rr1，?qi?0,e1?0; （2）当r1?r?r2时?qi??l ∴ e2?12???lrl??2??0r;（3）当r?r2时，?qi?0,∴ e3?05-12 见题5-12图所示，由于平面无限大，电荷分布均匀，且对中心面s0（图中虚线）对称，电场分布也应具有均匀性和对称性，即在与带电板平行且位于中心面s0两侧距离相等的平面上场强大小应处处相等，且方向垂直该平面。