大学物理(下)问题详解.doc

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1、大学物理学答案【下】邮电大学习题99.1选择题(1)正方形的两对角线处各放置电荷Q，另两对角线各放置电荷q，若Q所受到合力为零，则Q与q的关系为：（）（A）Q=-23/2q(B)Q=23/2q(C)Q=-2q(D)Q=2q[答案：A](2)下面说确的是：（）（A）若高斯面上的电场强度处处为零，则该面必定没有电荷；（B）若高斯面没有电荷，则该面上的电场强度必定处处为零；（C）若高斯面上的电场强度处处不为零，则该面必定有电荷；（D）若高斯面有电荷，则该面上的电场强度必定处处不为零。[答案：D](3)一半径为R的导体球表面的面点荷密度为σ，则在距球面R处的电场强度（）

2、（A）σ/ε0（B）σ/2ε0（C）σ/4ε0（D）σ/8ε0[答案：C](4)在电场中的导体部的（）（A）电场和电势均为零；（B）电场不为零，电势均为零；（C）电势和表面电势相等；（D）电势低于表面电势。[答案：C]9.2填空题(1)在静电场中，电势不变的区域，场强必定为[答案：相同](2)一个点电荷q放在立方体中心，则穿过某一表面的电通量为若将点电荷由中心向外移动至无限远，则总通量将。[答案：q/6ε0,将为零](3)电介质在电容器中作用（a）——（b）——。[答案：(a)提高电容器的容量;(b)延长电容器的使用寿命](4)电量Q均匀分布在半径为R的球体，则

3、球球外的静电能之比[答案：5：6]9.3电量都是q的三个点电荷，分别放在正三角形的三个顶点．试问：(1)在这三角形的中心放一个什么样的电荷，就可以使这四个电荷都达到平衡(即每个电荷受其他三个电荷的库仑力之和都为零)?(2)这种平衡与三角形的边长有无关系?解:如题9.3图示(1)以A处点电荷为研究对象，由力平衡知：q¢为负电荷1q212cos30°=4πe0a24πe0qq¢(2a)3解得q¢=-q3(2)与三角形边长无关．题9.3图题9.4图9.4两小球的质量都是m，都用长为l的细绳挂在同一点，它们带有相同电量，静止时两线夹角为2q,如题9.4图所示．设小球的

4、半径和线的质量都可以忽略不计，求每个小球所带的电量．解:如题9.4图示Tcosq=mgìïq2íTsinq=F=1eï4πe0(2lsinq)2î解得q=2lsinq40mgtan9.5根据点电荷场强公式E=q4pe0r2，当被考察的场点距源点电荷很近(r→0)时，则场强→∞，这是没有物理意义的，对此应如何理解?v解:E=q4πe0r2vr0仅对点电荷成立，当r®0时，带电体不能再视为点电荷，再用上式求场强是错误的，实际带电体有一定形状大小，考虑电荷在带电体上的分布求出的场强不会是无限大．9.6在真空中有A，B两平行板，相对距离为d，板面积为S，其带电量分别

5、为+q和-q．则这两板之间有相互作用力f，有人说f=q24pe0d2,又有人说，因为f=qE,E=q，所e0Sq2以f=．试问这两种说法对吗?为什么?f到底应等于多少?e0S解:题中的两种说法均不对．第一种说法中把两带电板视为点电荷是不对的，第二种说法把合场强E=q看成是一个带电板在另一带电板处的场强也是不对的．正确解答应为一个e0Sqqq2=板的电场为E=，另一板受它的作用力f=q，这是两板间相互作用2e0S2e0S2e0S的电场力．-19.7长l=15.0cm的直导线AB上均匀地分布着线密度l=5.0x10-9C·m的正电荷．试求：(1)在导线的延长线

6、上与导线B端相距a1=5.0cm处P点的场强；(2)在导线的垂直平分线上与导线中点相距d2=5.0cm处Q点的场强．解：如题9.7图所示(1)在带电直线上取线元dx，其上电量dq在P点产生场强为dEP=1ldx24πe0(a-x)lEP=òdEP=4πe0òl2l-2dx题9.7图2(a-x)=l11[-]ll4πe0a-a+22=用l=15cm，l=5.0´10-9llπe0(4a2-l2)C×m-1,a=12.5cm代入得EP=6.74´102N×C-1方向水平向右(2)同理dEQ=由于对称性dEQxl1ldx方向如题9.7图所示4πe0x2+d22v=

7、0，即EQ只有y分量，1ldx=4πe0x2+d22d2x+d222ò∵dEQyEQy=òdEQyldl=24πe2òl2l-2dx(x2+d22)32=-9ll2πe0l+4d222以l=5.0´10C×cm-1,l=15cm,d2=5cm代入得EQ=EQy=14.96´102N×C-1，方向沿y轴正向9.8一个半径为R的均匀带电半圆环，电荷线密度为l,求环心处O点的场强．解:如9.8图在圆上取dl=Rdj题9.8图dq=ldl=Rldj，它在O点产生场强大小为dE=lRdj方向沿半径向外4πe0R2则dEx=dEsinj=lsinjdj4πe0R-lcosj

8、dj4πe0Rp-j)=