10电势习题解答看过.ppt

,1,习题解答,10电势,一、选择题 1.关于静电场中某点电势值的正负，下列说法中正确的是： (A) 电势值的正负取决于置于该点的试验电荷的正负; (B) 电势值的正负取决于电场力对试验电荷作功的正负; (C) 电势值的正负取决于电势零点的选取; (D) 电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负。,通常取无穷远处为势能零点，UA=UA,若取P点处为势能零点，UA=UAP,C,一、选择题 2. 真空中一半径为R的球面均匀带电Q，在球心O处有一带电量为q的点电荷，如图所示。设无穷远处为电势零点，则在球内离球心O距离为r的P点处电势为 ,P点的电势有空间所有的电荷产生，本题中为带电球面和在球心处的点电荷产生。 因此，直接用叠加原理求：将球面电荷在体内的电势加上球心处的点电荷产生的电势相加即得：,B,一、选择题 3. 在带电量为Q的点电荷A的静电场中，将另一带电量为q的点电荷从a点移到b点，a、b两点距离点电荷A的距离分别为r1和r2，如图所示。则在电荷移动过程中电场力做的功为 ,静电场中电场力做功等于电势差乘上移动的点电荷：,C,一、选择题 4. 某电场的电力线分布情况如图所示，一负电荷从M点移到N点。有人根据这个图得出下列几点结论，其中哪点是正确的？ (A) 电场强度 ； (B) 电势 ； (C) 电势能 ； (D) 电场力的功 。,密,疏,C,一、选择题 5. C1和C2两空气电容器并联以后接电源充电，在电源保持联接的情况下，在C1中插入一电介质板，则 (A) C1极板上电量增加，C2极板上电量减少； (B) C1极板上电量减少，C2极板上电量增加； (C) C1极板上电量增加，C2极板上电量不变； (D) C1极板上电量减少，C2极板上电量不变。,注意到两电容仍然连接电源，因此都保持电源电压不变。 因此， C2极板上电量不变； 因为C1中插入了电介质，电容增大，在相同的电压 下电量增加了。,C,一、选择题 6.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：金属板 (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。,由于金属板的插入，电场的空间少了，减少的空间与金属板的位置无关。因为充电后，电容器断开了电源，极板上的电荷不变，电场强度不变。所以电容器的储能减少了。,A,二、填空题 1. AC为一根长为2l的带电细棒，左半部均匀带有负电荷，右半部均匀带有正电荷。电荷线密度分别为和+，如图所示。O点在棒的延长线上，距A端的距离为l，P点在棒的垂直平分线上，到棒的垂直距离为l。以棒的中点B为电势的零点。 则O点电势U0 ；P点电势 UP 。,相对于无穷远处：,0,P点处在正负电荷对称之处，故电势为零。其实，整个BP连线的延长线上的电势都为零。,二、填空题 2. 图示为一边长均为a的等边三角形，其三个顶点分别放置着电量为q、2q、3q的三个正点电荷。若将一电量为Q的正点电荷从无穷远处移至三角形的中心O处，则外力需作功A 。,二、填空题 3. 图中所示为静电场的等势(位)线图，已知U1 )。,电场强度指向电势降低的方向且和等势线垂直。,等势线密集处电场强度大，等势线稀疏处电场强度小。,二、填空题 4. 一质量为m、电量为q的小球，在电场力作用下，从电势为U的a点，移动到电势为零的b点。若已知小球在b点的速率为Vb , 则小球在a点的速率Va 。,根据机械能守恒：,二、填空题 5一半径r1 = 5cm 的金属球A ，带电量为q1 = 2.0108C; 另一内半径为 r2 = 10cm、 外半径为 r3 = 15cm 的金属球壳B ， 带电量为 q2 = 4.0108C , 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 ， B球电势UB 。,金属球壳B内层带电2.0108C ， 外层带电6.0108C 。,A球电势：,B球电势：,5400V,3600V,三、计算题 1. 图中所示为一沿X轴放置的长度为l 的不均匀带电细棒，其电荷线密度为=0(xa) , 0为一常量。取无穷远处为电势零点，求坐标原点O处的电势。,在带电棒上取电荷微元dq，用积分法求解。,三、计算题 2. 如图所示，一内半径为a、外半径为b的金属球壳，带有电量Q，在球壳空腔内距离球心r处有一点电荷q，设无限远处为电势零点，试求：(1) 球壳内外表面上的电荷; (2) 球心O点处，由球壳内表面上电荷产生的电势; (3) 球心O点处的总电势。,(1)在内表面有感应电荷q，内表面的电荷并不是均匀分布的；外表面上有电荷Q+q，是均匀分布的。,(2) 球心O点处，由球壳内表面上电荷产生的电势：考虑在内表面上的任一电荷微元dq产生的电势，再叠加。,(3) 球心O点处的总电势：由空间的所有电荷共同合成，具体是空腔中的q，内表面处的q，外表面上的Q+q。,三、计算题 3一球形电容器，内球壳半径为R1，外球壳半径为R2，两球壳间为真空，设两球壳间电势差为U12，求： (1) 电容器的电容; (2) 电容器储存的能量。,(1)电容器的电容与形状、电介质等有关。,(1)电容器的储能：,2. 图示为一个均匀带电的球层，其电荷体密度为，球层内表面半径为R1，外表面半径为R2。设无穷远处为电势零点，求空腔内任一点的电势。,解1：,根据高斯定理：,解2：,球壳内任意点的电势与球壳电势相等,3真空中一均匀带电细直杆，长度为2a，总电量为+Q，沿OX轴固定放置(如图)，一运动粒子质量m、带有电量q，在经过X轴上的C点时速率为V，试求：(1)粒子经过X轴上的C点时，它与带电杆之间的相互作用电势能(设无穷远处为电势零点)