2016西南交大大学物理A1第八次作业答案.doc

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1、《大学物理AI》作业No.08导体介质中的静电场班级________学号________姓名_________成绩_______一、判断题：（用“T”和“F”表示）[F]1．达到静电平衡的导体，电场强度处处为零。解：达到静电平衡的导体，内部场强处处为0，表面场强处处垂直于表面。[F]2．负电荷沿导体表面运动时，电场力做正功。解：达到静电平衡的导体，表面场强与表面处处垂直，所以电场力做功为0。也可以这样理解：达到静电平衡的导体是个等势体，导体表面是个等势面，那么当电荷在导体表面运动时，电场力不做功（因为电场力做功数值上等于电势能增量的负值）。[F]3.导体接地时，导体上的电荷为零。解

2、：导体接地，仅意味着导体同大地等电势。导体上的电荷是全部入地还是部分入地就要据实际情况而定了。[F]4．电介质中的电场是由极化电荷产生的。解：电介质中的电场是总场，是自由电荷和极化电荷共同产生的。[T]5．将电介质从已断开电源的电容器极板之间拉出来时，电场力做负功。解：拔出电介质，电容器的电容减少，而电容器已与电源断开，那么极板上的电量不变，电源不做功。此时，电容器储能变化为：,即电容器储能是增加的，而电场力做功等于电势能增量的负值，那么电场力应该做负功。二、选择题:1．把A，B两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中，如图所示。设无限远处为电势零点，A的电势为UA，B的电势为UB

3、，则[D](A)UB>UA≠0(B)UB>UA=0(C)UB＝UA(D)UB

4、其分布将是：(A)内表面均匀，外表面也均匀．(B)内表面不均匀，外表面均匀．(C)内表面均匀，外表面不均匀．(D)内表面不均匀，外表面也不均匀．［B］金属板4.将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压后，断开电源。再将一块与极板面积相同的金属板平行地插入两极板之间，则由于金属板的插入及其所放位置的不同，对电容器储能的影响为：[A](A)储能减少，但与金属板位置无关；(B)储能减少，但与金属板位置有关；(C)储能增加，但与金属板位置无关；(D)储能增加，但与金属板位置有关。解：充电后断开电源，则电容上电量保持不变，插入平板金属板，使电容增加(与金属板位置无关)，由电容器储能公式可

5、知，C增加时，储能减少。分析：插入金属板后，相当于两个电容器串联，,其中，，于是：,,且数值不变，所以，电容器的电容增加，并且与金属板的位置无关。5．一平行板电容器充电后仍与电源连接，若用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大，则极板上的电荷Q、电场强度的大小E和电场能量W将发生如下变化[B](A)Q增大，E增大，W增大(B)Q减小，E减小，W减小(C)Q增大，E减小，W增大(D)Q增大，E增大，W减小解：不断开电源使电容器两极板间距离拉大极板上电势差U将保持不变由得电容值减小由得极板上的电荷Q减小由得电场强度E减小大由得电场能量W减小选B三、填空题:1.在一不带电荷的导体球壳的球心处放

6、一点电荷，并测量球壳内外的场强分布．如果将此点电荷从球心移到球壳内其它位置，重新测量球壳内外的场强分布，则将发现球壳内场强分布将（选填变化、不变），球壳外的场强将（选填变化、不变）。解：变化，不变2.如图所示,一球形导体，带有电荷q，置于一任意形状的空腔导体中．当用导线将两者连接后，则与未连接前相比系统静电场能量将（选填增大、减小、不变）。解：减小。在两者连接之前，空腔内部有电场，即空腔内部空腔内的电场能量不为零。而两者连接之后，空腔内部电场为零，外部电场不变，即空腔内部电场能量为零，外部电场能量和原来一样，那么系统电场能量将减小。3．一半径r1=5cm的金属球A，带电荷q1=+2

7、.0×10-8C，另一内半径为r2=10cm、外半径为r3=15cm的金属球壳B，带电荷q2=+4.0×10-8C，两球同心放置，如图所示。若以无穷远处为电势零点，则A球电势UA=___5400V___，B球电势UB=___3600V。解：由于静电感应，金属球A表面带净电荷q1=+2.0×10-8C，金属球B内表面带净电荷q内=-2.0×10-8C，外表面带净电荷q外=q1+q2=+6.0×10-8C，则由金属球面内、外区域电势分布规律和电势叠加原理得A球电势B球电势