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1、
第七章 電場
填空題
1、兩無限大平行平面的電荷面密度分別為和,則兩無限大帶電平面外的電場強度大
小為 ,方向為 。
2、在靜電場中,電場強度E沿任意閉合路徑的線積分為 0 ,這叫做靜電場的 環(huán)路定理 。
3、靜電場的環(huán)路定理的數(shù)學表達式為,該式可表述為 在靜電場中,電場強度E沿任意閉合路徑的線積分為0 。
4、只要有運動電荷,其周圍就有 電場 產(chǎn)生;而法拉弟電磁感應定律表明,只要 電流 發(fā)生
變化,就有 磁場 產(chǎn)生。
5、一平行板電容器,若增大兩極板的帶電量,則其
2、電容值會 增大 ;若在兩極板間充入均
勻電介質(zhì),會使其兩極板間的電勢差 。(填“增大”,“減小”或“不變”)
9題圖
6、在靜電場中,若將電量為q=2×108庫侖的點電荷從電勢VA=10伏的A 點移到電勢VB = -2伏特的B點,電場力對電荷所作的功Aab= 焦耳。
7、當導體處于靜電平衡時,導體內(nèi)部任一點的場強 相等 。
8、電荷在磁場中 不一定 (填一定或不一定)受磁場力的作用。
9、如圖所示,在電場強度為E的均勻磁場中,有一半徑為R的半球面,
E與半球面軸線的夾角為
3、。則通過該半球面的電通量為 。
10、真空中兩帶等量同號電荷的無限大平行平面的電荷面密度分別為和,則兩無限大帶電
平面之間的電場強度大小為 ,兩無限大帶電平面外的電場強度大小為 。
11、在靜電場中,電場力所做的功與 路徑 無關,只與 初始位置電勢 和 末位置電勢 有關。
12、由高斯定理可以證明,處于靜電平衡態(tài)的導體其內(nèi)部各處無 電場 ,電荷只能分布于
導體 表面 。因此,如果把任一物體放入空心導體的空腔內(nèi),該物體就不受任何外
電場的影響,這就是 靜電屏蔽
4、 的原理。
13、靜電場的高斯定理和環(huán)路定理表明靜電場是 有源 場,靜電場與感生電場的相同之是 。
14、帶均勻正電荷的無限長直導線,電荷線密度為λ。它在空間任意一點(距離直導線的垂直距
離為處)的電場強度大小為 ,方向為 。
15、靜電場的環(huán)路定理的數(shù)學表達式為 ,該式可表述為 。
16、靜電場中a、b兩點的電勢為,將正電荷從a點移到b點的過程中,電場力做 負 功,
電勢能 增加 。
17、帶電體處于靜電平衡狀態(tài)時,它所帶的電荷只分布
5、在表面,導體內(nèi)部無運動電荷,且
越尖的表面處電場強度 最強 。
18、在靜電場中,導體處于靜電平衡的條件是 閉合 和 。
19、在靜電場中作一球形高斯面,A、B分別為球面內(nèi)的兩點,把一個點電荷從A點移到B點時,
高斯面上的電場強度的分布 ,通過高斯面的電通量 。 (填改變或不改變)
20、在靜電場中各點的電場場強E等于該點電勢梯度的 ,其數(shù)學表達式為 。
判斷題
1、靜電場高斯定理表明,閉合曲面上的電場強度只由曲
6、面內(nèi)的電荷決定。 ×
2、安培環(huán)路定理說明電場是保守力場。
3、感生電場和靜電場是完全一樣的電場。
4、均勻帶電圓環(huán)中心的電勢為零。
5、通過一閉合曲面的電通量為該曲面所包圍的所有電荷的代數(shù)和除以真空電容率。
6、在靜電場中,電場強度大的點,電勢一定高。
7、靜電場力所作的功等于電勢能的增量。
7、
8、通過任一閉合曲面的電場強度通量等于零。
9、勻強電場的電力線是等間距的互相平行的直線。
10、有人認為:(1)如果高斯面上E處處為零,則高斯面內(nèi)必無電荷;(2)如果高斯面內(nèi)無電荷,
則高斯面上E處處為零。
單項選擇題
1、(簡單)兩條無限長平行直導線相距為r,均勻帶有等量同種電荷,電荷線密度為λ。兩導線構成的平面上任意一點x處的電場強度為
(A); (B); (C); (D)0
2、(簡單)電量為Q的兩等量同號點電荷相距為2d,當選擇無窮遠處的電勢為零時,它們連線中點的電勢為
8、( A )
(A) ; (B)0; (C); (D)。
3、(一般綜合)邊長為a的正方體中心放置一個點電荷Q,則通過任一側面的電通量為 ( B )
(A) (B) (C) (D)
4、(簡單)若通過某一閉合曲面的電通量為零時,下列說法正確的是 ( B )
(A)閉合曲面上的場強為零; (B)閉合面內(nèi)的電荷代數(shù)和為零;
(C)閉合曲面內(nèi)的場強為零; (D)無法判斷。
5、(簡單)在靜電場中,若高斯面內(nèi)凈電荷為零,下列說法正確
9、的是: B
A、高斯面上各點的場強只能由高斯面外的電荷產(chǎn)生。 B、表達式仍成立。
C、高斯面上各點的場強E處處為零。 D、以上說法都不正確。
6、(簡單)當一個帶電導體達到靜電平衡時:
A、表面上電荷密度較大處電勢較高。 B、表面曲率較大處電勢較高。
C、導體內(nèi)部電勢比導體表面的電勢高。D、導體內(nèi)任一點與其表面上任一點的電勢差等于零
7、(簡單)高斯面內(nèi)的凈電荷為零,則在高斯面上所有各處的電場強度E是:
A、處處為零; B、處處不為零; C、不一定為零; D、以上說法都不對。
8、(簡單)在靜電場中,關于場強和電勢的關系說法
10、正確的是:
A、場強E大的點,電勢一定高;電勢高的點,場強E也一定大。
B、場強E為零的點,電勢一定為零;電勢為零的點,場強E也一定為零。
C、場強E大的點,電勢一定高;場強E小的點,電勢卻一定低。
D、場強E為零的地方,電勢不一定為零;電勢為零的地方,場強E也不一定為零.
9題圖
9、(一般綜合)(如圖所示)閉合曲面S內(nèi)有—點電荷q,P為S面上一點,在S面外A 點有—點電荷,若將移至B點,則( ?。?
(A)穿過S面的電通量改變、P點的電場強度不變;
(B)穿過S面的電通量不變,P點的電場強度改變;
(C)穿過S面的電通量和P點的電場強度都不變;
(D)穿過S面
11、的電通量和P點的電場強度都改變。
10、(綜合)導體處于靜電平衡狀態(tài)時:( )
(A)導體所帶的電荷均勻的分布在導體內(nèi);
(B)表面曲率較大處電勢較高;
(C)導體內(nèi)部任何一點處的電場強度為零,導體表面處電場強度的方向都與導體表面垂直;
(D)導體內(nèi)部的電勢比導體表面的電勢低。
11、(簡單)電量為q的兩等量同種點電荷相距為2 ,它們連線中點的電場強度大小為:( A )
(A)0 (B) (C) (D)
12、(簡單)電場的環(huán)路定理說明了靜電場是 ( C );
(A)無源場; (B)在
12、閉合回路中各點的電場強度為零;
(C)有源場; (D)電場是閉合場;
13、(一般綜合)一條無限長的直導線帶均勻的正電荷,電荷線密度為λ。它在空間任意一點的電場強度(設該點到導線的垂直距離為x):( B )
(A)0 ; (B)大小為,方向垂直背離直導線;
(C)無法確定; (D)大小為,方向垂直指向直導線
14、(簡單)關于高斯定理得出的下述結論正確的是 ( )。
(A)閉合曲面內(nèi)的電荷代數(shù)和為零,則閉合曲面上任一點的電場強度必為零;
(B)閉合曲面上各點的電場強度為零,則
13、閉合曲面內(nèi)一定沒有電荷;
(C)閉合曲面上各點的電場強度僅由曲面內(nèi)的電荷決定;
(D)通過閉合曲面的電通量僅由曲面內(nèi)的電荷決定。
15、(簡單)取無限遠處為零電勢點,在一對等量同號點電荷連線的中點處 [ ]
(A)點0的電場強度和電勢均為零;
(B)點0的電場強度和電勢均不為零;
(C)點0的電場強度為零,電勢不為零;
(D)點0的電場強度不為零,電勢為零。
16、(一般綜合)在負點電荷激發(fā)的電場中,將一個電子從電場中某點移到無限遠的過程中下述結論正確的是 ( )
(A)電場力對電子做正功,電子的電勢能減少;
(A)電場力對電子做正功,電子的電
14、勢能增加;
(C)電場力對電子做負功,電子的電勢能減少;
(D)電場力對電子做負功,電子的電勢能不變。
17、(一般綜合)已知空間某區(qū)域為勻強電場區(qū),下面說法中正確的是( )。
(A)該區(qū)域內(nèi),電勢差相等的各等勢面距離不等;
(B)該區(qū)域內(nèi),電勢差相等的各等勢面距離不一定相等;
(C)該區(qū)域內(nèi),電勢差相等的各等勢面距離一定相等;
(D)該區(qū)域內(nèi),電勢差相等的各等勢面一定相交。
18、(一般綜合)兩個同號的點電荷相距r,要使它們的電勢能增加一倍,則應該 [ ]
(A)電場力做功使點電荷之間的距離增大為2r
(B)電場力做功使點電荷之間的距離增大為4r
(C
15、)外力做功使點電荷之間的距離減少為r/2
(D)外力做功使點電荷之間的距離減少為r/4
19、(一般綜合)一平行板電容器充電以后與電源斷開,然后減小兩極板之間的距離,則[ ]
(A)極板上的電荷減少. (B)兩極板之間的電場強度不變
(C)電容器的電容量減少 (D)電容器儲存的能量不變
20、(簡單)在任意靜電場中,下列說法正確的是 [ ].
(A) 通過某一面元的電場線數(shù)越多,面元所在處的電場越強;
(B) 通過與電場線垂直的面元的電場線數(shù)越多,面元所在處的電場越強;
(C) 面元所在處的電場線越密,該處
16、的電場越強;
(D)通過與電場線垂直的單位面積的電場線越多,則該處的電場越強.
計算題
1、(一般綜合)求無限長載流圓柱體內(nèi)、外的磁場分布。設圓柱體半徑為,電流均勻流過圓柱體截面。
計算題1圖
計算題2圖
計算題3圖
2、(綜合)在半徑為R1和R2的兩個同心球面上,分別均勻地分布著電荷Q1和Q2,如圖所示。試分別求:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域的電勢分布。
3、(一般綜合)(如圖)一半徑為R1的實心球體均勻帶有電量+Q(電荷為體積分布),若其外還有一半徑為R2的同心球面,也均勻帶有電量-Q,求其周圍空間的電場分布
4、(綜合)電量Q均
17、勻分布在一半徑為R的實心球體內(nèi),試求該點電球體內(nèi)、外空間中的電勢分布。
5、(一般綜合)如圖所示一半徑為R的半圓細環(huán)上均勻地分布電荷Q,求環(huán)心處的電場強度,
5題圖
7題圖
6題圖
6、(一般綜合)如圖示,,是以為中心、為半徑的半圓,點有點電荷,點有點電荷。求(1)把單位正電荷從O點沿OCD移到D點,電場力對它做了多少功?(2)單位負電荷從D點沿AB延長線移到無窮遠處,電場力對它做了多少功?
7、(一般綜合)由細導線作成的圓環(huán),半徑為R,其上均勻分布著電荷q(如圖)。試求在通過環(huán)心垂直環(huán)面的直線上與環(huán)心相距a處的p點的場強。
8、(一般綜合)求無限長均勻帶電圓柱面內(nèi)、外場強
18、E的空間分布。設圓柱面半徑為R,電荷面密度為。
10題圖
9、(綜合)求均勻帶電球體的電勢。已知電荷q均勻地分布在半徑為R的球體上,求空間各點的電勢。
10、(綜合)如圖所示的電荷線密度為的無限長均勻帶電直線,其旁垂直放置電荷線密度為的有限長均勻帶電直線AB,兩者位于同一平面內(nèi)。則AB所受靜電作用力的大小為多少?
簡答
1、如果通過閉合面S的電通量為零,能否肯定S面的場強處處為零? (一般綜合)
2、在一個等邊三角形的三個頂角處各放置一個電荷,電荷的大小和性質(zhì)都相同,如果以這三角形
的中心為球心,作一個包圍這三個電荷的球形高斯面,問:
(1)能否利用高斯定理求出它們所產(chǎn)生的場強
19、? (2)高斯定理是否仍然成立? (一般綜合)
2、電場中某一點的場強的定義為,若該點沒有試驗電荷,那么該點的電場如何?為什么?(一般綜合)
參考答案
判斷題
1、×; 2、×; 3、×; 4、×; 5、√ ;
6、×; 7、√ ; 8、×; 9、√ ; 10、×。
單項選擇題
1、(3); 2、(1); 3、(2); 4、(2); 5、(B); 6、(D);
7、(C); 8、(D); 9、(D); 10、(3); 11、(1); 12、(3);
13、(2); 14、(D); 15、(C); 16、(A); 17、(C); 18、(C);
19、(B); 20、(D);