大学物理习题册.pdf

电学习题 1 电学习题电学习题 一、选择题 11003：下列几个说法中哪一个是正确的？ （A）电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方 向； （B）在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的场强处处相同； （C）场强可由qFE/ 定出，其中q为试验电荷，q可正、可负，F 为 试验电荷所受的电场力； （D）以上说法都不正确。 21558：下面列出的真空中静电场的场强公式，其中哪个是正确的？ （A）点电荷 q 的电场： 2 0 4r q E （r 为点电荷到场点的距离） （B） “无限长” 均匀带电直线 （电荷线密度） 的电场：r r E 3 0 2 （r 为带电直线到场点的垂直于直线的矢量） （C） “无限大”均匀带电平面（电荷面密度）的电场： 0 2 E （D）半径为 R 的均匀带电球面（电荷面密度）外的电场：r r R E 3 0 2 （r 为球心到场点的矢量） 31033：一电场强度为E 的均匀电场，E 的方向与沿x轴正向，如图所 示则通过图中一半径为R的半球面的电场强度通量为： （A） ER 2 （B） 2/ 2E R （C） ER 2 2 （D） 0 41035：有一边长为a的 正方形平面，在其中垂线上距 中心O点a 2 1 处，有一电荷为q 的正点电荷，如图所示，则通 过该平面的电场强度通量为： a a q a/2 O 1035 图 x O E 1033 图 电学习题 2 （A） 0 3 q （B） 0 4 q （C） 0 3 q （D） 0 6 q 55083：若匀强电场的场强为E ，方向平行于半径为 R 的半球面的轴， 如图所示则通过此半球面的电场强度通量e为 （A）ER2 （B）ER22 （C）ER2 2 1 （D）ER22 （E）2/ 2E R 61056：点电荷Q被曲面S所包围，从无穷远处引入另一点电荷q至曲 面外一点，如图所示，则引入前后： （A） 曲面S的电场强度通量不变，曲面上各点场强不变 （B） 曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强不变 （C） 曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强变化 （D） 曲面S的电场强度通量不变，曲面上各点场强变化 71256：两个同心均匀带电球面，半径分别为 a R和 b R（ ba RR ） ，所 带电荷分别为 a Q和 b Q。设某点与球心相距r，当 ba RrR时，该点的电场 强度的大小为： （A） 2 0 4 1 r QQ ba （B） 2 0 4 1 r QQ ba （C） 22 0 4 1 b ba R Q r Q （D） 2 0 4 1 r Qa 81490：如图所示，两个同心的均匀带电球面，内球面半径为 1 R、带 有电荷 1 Q，外球面半径为 2 R、带有电荷 2 Q，则在内球面里面、距离球心为r 处的P点的场强大小 E 为： （A） 2 0 21 4r QQ （B） 2 20 2 2 10 1 44R Q R Q （C） 2 0 1 4r Q （D）0 91563：图中所示为轴对称性静电场的 Er 曲线，请指出该电场是由 下列哪一种带电体产生的（E 表示电场强度的大小，r 表示离对称轴的距离） R O E O E rE/1 r 1563 图 O P r R1 R2 Q1 Q2 1490 图 1056 图 Q S q 电学习题 3 （A） “无限长”均匀带电圆柱面； （B） “无限长”均匀带电圆柱体； （C） “无限长”均匀带电直线； （D） “有限长”均匀带电直线 101267：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 111019：在点电荷+q 的电场中，若取图中 P 点处为电势零点，则 M 点的电势为 （A） a q 0 4 （B） a q 0 8 （C） a q 0 4 （D） a q 0 8 121172：有 N 个电荷均为 q 的点电荷，以两种方式分布在相同半径的 圆周上：一种是无规则地分布，另一种是均匀分布比较这两种情况下在过 圆心 O 并垂直于圆平面的 z 轴上任一点 P（如图所示）的场强与电势，则有 （A） 场强相等，电势相等 （B） 场强不等，电势不等 （C） 场强分量 Ez相等，电势相等 （D） 场强分量 Ez相等，电势不等 131087：如图所示，半径为 R 的均匀带电球面，总电荷为 Q，设无穷 远处的电势为零，则球内距离球心为 r 的 P 点处的电场强 度的大小和电势为： （A）E=0， r Q U 0 4 （B）E=0， R Q U 0 4 （C） 2 0 4r Q E ， r Q U 0 4 （D） 2 0 4r Q E ， R Q U 0 4 141514：如图所示，两个同心的均匀带电球面，内球面半径为 R1、带 电荷 Q1，外球面半径为 R2、带有电荷 Q2设无穷远处为电势 零点，则在内球面之内、距离球心为 r 处的 P 点的电势 U 为： （A） r QQ 0 21 4 （B） 20 2 10 1 44R Q R Q O y x z P O R r P Q Q2 Q1 O P r R2 R1 a a +q P M 1019 图 电学习题 4 （C） 0 （D） 10 1 4R Q 151582：图中所示为一球对称性静电场的电势分布曲线，r 表示离对 称中心的距离 请指出该电场是由下列哪一种 带电体产生的 （A）半径为 R 的均匀带负电球面 （B）半径为 R 的均匀带负电球体 （C）正点电荷 （D）负点电荷 161076：点电荷-q 位于圆心 O 处，A、B、C、D 为同一圆周上的四点， 如图所示现将一试验电荷从 A 点分别移动到 B、C、D 各点，则 （A） 从 A 到 B，电场力作功最大 （B） 从 A 到 C，电场力作功最大 （C） 从 A 到 D，电场力作功最大 （D） 从 A 到各点，电场力作功相等 171268：半径为 r 的均匀带电球面 1，带有电荷 q，其外有一同心的半 径为 R 的均匀带电球面 2，带有电荷 Q，则此两球面之间的电势差 U1-U2为： （A） Rr q11 4 0 （B） rR Q11 4 0 （C） R Q r q 0 4 1 （D） r q 0 4 181505：如图所示，直线 MN 长为 2l，弧 OCD 是以 N 点为中心，l 为半径的半圆弧，N 点有正电荷q，M 点有负电荷-q今将一试验电荷q0 从 O 点出发沿路径 OCDP 移到无穷远处，设无穷远处电势为零，则电场力作 功 （A）A0，且为有限常量 （B）A0，且为有限常量 （C）A （D）A0 191624：已知某电场的电场线分布情况如图所示现观察到一负电荷 从 M 点移到 N 点有人根据这个图作出下列几点结论， 其中哪点是正确的？ （A）电场强度 EMEN （B）电势 UMUN （C）电势能 WMWN （D）电场力的功 A0 O r U-1/r U A B D C O -q N D P C +q M -q O -q M N -q d O U - 电学习题 5 205274：带有电荷q 的一个质点垂直射入开有小孔的两带电平行板 之间，如图所示两平行板之间的电势差为 U，距离为 d，则此带电质点通 过电场后它的动能增量等于 （A） d qU （B）qU （C）qU （D）qU 2 1 211085：图中实线为某电场中的电场线，虚线表示等势（位）面，由 图可看出： （A）EAEBEC，UAUBUC （B）EAEBEC，UAUBUC （C）EAEBEC，UAUBUC （D）EAEBEC，UAUBUC 221441：设有一带电油滴，处在带电的水平放置的大平行金属板之间 保持稳定，如图所示若油滴获得了附加的负电荷，为了继续使油滴保持稳 定，应采取下面哪个措施？ （A） 使两金属板相互靠近些 （B） 改变两极板上电荷的正负极性 （C） 使油滴离正极板远一些 （D） 减小两板间的电势差 231442：一个带正电荷的质点，在电场力作用下从 A 点经 C 点运动到 B 点，其运动轨迹如图所示已知质点运动的速率是递增的，下面关于 C 点 场强方向的四个图示中正确的是： 241210：一空心导体球壳，其内、外半径分别为 R1和 R2，带电荷 q， 如图所示当球壳中心处再放一电荷为 q 的点电荷时，则 导体球壳的电势（设无穷远处为电势零点）为 （A） 10 4R q （B） 20 4R q （C） 10 2R q （D） 20R q 251358：设有一个带正电的导体球壳当球壳内充满电介质、球壳外 C B A E (B) C B A E (A) C B A E (D) C B A E (C) C B A - + - q q R1 R2 电学习题 6 是真空时，球壳外一点的场强大小和电势用 1 E， 1 U表示；而球壳内、外均为 真空时，壳外一点的场强大小和电势用 2 E， 2 U表示，则两种情况下壳外同 一点处的场强大小和电势大小的关系为 （A） 21 EE ， 21 UU （B） 21 EE ， 21 UU （C） 21 EE ， 21 UU （D） 21 EE ， 21 UU 265621：在静电场中，作闭合曲面 S，若有0d S SD （式中D 为电 位移矢量） ，则 S 面内必定 （A）既无自由电荷，也无束缚电荷 （B）没有自由电荷 （C）自由电荷和束缚电荷的代数和为零 （D）自由电荷的代数和为零 271218：一个平行板电容器，充电后与电源断开，当用绝缘手柄将电 容器两极板间距离拉大，则两极板间的电势差 12 U、电场强度的大小 E、电场 能量 W 将发生如下变化： （A） 12 U减小，E 减小，W 减小 （B） 12 U增大，E 增大，W 增大 （C） 12 U增大，E 不变，W 增大 （D） 12 U减小，E 不变，W 不变 281459：如果在空气平行板电容器的两极板间平行地插入一块与极板 面积相同的各向同性均匀电介质板，由于该电介质板的插入和它在两极板间 的位置不同，对电容器电容的影响为： （A） 使电容减小，但与介质板相对极板的位置无关 （B） 使电容减小，且与介质板相对极板的位置有关 （C） 使电容增大，但与介质板相对极板的位置无关 （D） 使电容增大，且与介质板相对极板的位置有关 291123：如果某带电体其电荷分布的体密度增大为原来的 2 倍，则 其电场的能量变为原来的 （A） 2 倍 （B） 1/2 倍 （C） 4 倍 （D） 1/4 倍 301341：真空中有“孤立的”均匀带电球体和一均匀带电球面，如果 它们的半径和所带的电荷都相等则它们的静电能之间的关系是 （A） 球体的静电能等于球面的静电能 （B） 球体的静电能大于球面的静电能 （C） 球体的静电能小于球面的静电能 （D） 球体内的静电能大于球面内的静电能，球体外的静电能小于球面 外的静电能 电学习题 7 二、填空题 11042：A、B 为真空中两个平行的“无限大”均匀带电平面，已知两 平面间的电场强度大小为 0 E，两平面外侧电场强度大小都为 0 3 1 E，方向如 图则 A、B 两平面上的电荷面密度分别为： A _， B _。 2 1057： 两个平行的 “无限大” 均匀带电平面， 其电荷面密度分别为 和2，如图所示，则 A、B、C 三个区域的电场强度分别为： A E_， B E_， C E_。 （设方向向右为正） 。 31500：如图所示，真空中两个正点电荷 Q，相距 2R若以其中一点 电荷所在处 O 点为中心，以 R 为半径作高斯球面 S，则通过该球面的电场强 度通量_；若以 0 r 表示高斯面外法线方向的单位矢量，则高 斯面上 a、b 两点的电场强度分别为_。 41600：在点电荷q和q的静电场中，作出 如图所示的三个闭合面 1 S、 2 S、 3 S，则通过这些闭 合面的电场强度通量分别是： 1_，2_，3_ 51499：点电荷 q1、q2、q3和 q4在真空中的分 布如图所示图中 S 为闭合曲面，则通过该闭合曲 面的电场强度通量 S SE d_， 式中的E 是点 电荷_在闭合曲面上任一点产生的场强的矢量和。 61568：有一个球形的橡皮膜气球，电荷 q 均匀地分布在表面上，在此 气球被吹大的过程中，被气球表面掠过的点（该点与球中心距离为 r） ，其电 场强度的大小将由_变为_ 71566：一半径为 R 的均匀带电球面，其电荷面密度为该球面内、 A B E0 E0/3 E0/3 1042 图 + +2 A B C 1057 图 O +Q R S +Q b a 2R 1500 图 S1 S2 S3 +q -q S q1 q2 q4 q3 电学习题 8 外的场强分布为 （r 表示从球心引出的矢径） ： rE _ （Rr ） ， rE _（Rr ） 。 8 1567： 一半径为 R 的 “无限长” 均匀带电圆柱面， 其电荷面密度为 该 圆柱面内、外场强分布为（r 表示在垂直于圆柱面的平面上，从轴线处引出 的矢径） ： rE _（rR） 。 90391：AC 为一根长为l 2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lP 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 0 U_； P 点电势U_。 101176：真空中，有一均匀带电细圆环， 电荷线密度为， 其圆心处的电场强度 E0_， 电势 U0_。（选 无穷远处电势为零） 111592：一半径为 R 的均匀带电球面，其电荷面密度为若规定无 穷远处为电势零点，则该球面上的电势U_。 121594：一半径为 R 的绝缘实心球体，非均匀带电，电荷体密度为 r 0 （r为离球心的距离， 0 为常量） 设无限远处为电势零点则球外 （Rr ）各点的电势分布为U_。 131078：如图所示试验电荷 q，在点电荷Q产生的电场中，沿半径 为 R 的整个圆弧的 4 3 圆弧轨道由 a 点移到 d 点的过程中电场力作功为_； 从 d 点移到无穷远处的过程中，电场力作功为_。 141313：如图所示，在电荷为 q 的点电荷的静电场中，将一电荷为 0 q 的试验电荷从 a 点经任意路径移动到b点，电场力所作的功A_。 15 1438： 如图所示， 在场强为E 的均匀电场中， A、 B 两点间距离为 d AB +Q R q a d 1078 图 l l l A B C O P l A B d E 1438 图 ra rb q q0 a b 1313 图 电学习题 9 连线方向与E 方向一致从 A 点经任意路径到 B 点的场强线积分 AB lE d _。 161508：如图所示，在点电荷q和q的产生的电场中，将一点电荷 0 q沿箭头所示路径由 a 点移至 b 点，则外力作功A_。 175089：如图，A 点与 B 点间距离为l 2，OCD 是以 B 为中心，以l为 半径的半圆路径。A、B 两处各放有一点电荷，电荷分别为q和q。把另 一电荷为Q（0Q）的点电荷从 D 点沿路径 DCO 移到 O 点，则电场力所 做的功为_。 181178：图中所示为静电场的等势（位）线图，已知 321 UUU。 在图上画出 a、b 两点的电场强度方向，并比较它们的大小 a E_ b E（填 、） 。 191619：在“无限大”的均匀带电平板附近，有一点电荷 q，沿电力 线方向移动距离 d 时，电场力作的功为 A，由此知平板上的电荷面密度 _。 201241：一质量为 m、电荷为 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 b v，则小球 在 a 点的速率 a v_。 211175：如图所示，将一负电荷从无穷远处移到一个不带电的导体附 近，则导体内的电场强度_，导体的电势 _。 （填增大、不变、减小） 221330：一金属球壳的内、外半径分别为 1 R和 2 R，带 电荷为 Q在球心处有一电荷为 q 的点电荷，则球壳内表面上的电荷面密度 _。 231486：一任意形状的带电导体，其电荷面密度分布为zyx， a b -q +q +q0 l l/2 l/2 l 1508 图 a b U1 U2 U3 1178 图 C D A O B l 2l +q q 5089 图 电学习题 10 则在导体表面外附近任意点处的电场强度的大小zyxE，_，其方 向_。 245119：如图所示，A、B 为靠得很近的两块平行的大金属平板，两板 的面积均为 S，板间的距离为 d今使 A 板带电荷 A q，B 板带电 荷 B q，且 BA qq则 A 板的靠近 B 的一侧所带电荷为_； 两板间电势差U_。 251331：一个孤立导体，当它带有电荷 q 而电势为 U 时， 则定义该导体的电容为 C=_，它是表征导体的_ 的物理量 261206：一平行板电容器，充电后与电源保持联接，然后使两极板间 充满相对介电常量为 r 的各向同性均匀电介质，这时两极板上的电荷是原来 的_倍；电场强度是原来的_倍；电场能量是原来的_倍。 271230：一平行板电容器，两板间充满各向同性均匀电介质，已知相 对介电常量为 r 。若极板上的自由电荷面密度为，则介质中电位移的大小 D_，电场强度的大小E_。 281631：两个点电荷在真空中相距cmd7 1 时的相互作用力与在煤油 中相距cmd5 2 时的相互作用力相等，则煤油的相对介电常量 r _。 291237：两个电容器 1 和 2，串联以后接上电动势恒定的电源充电在 电源保持联接的情况下，若把电介质充入电容器 2 中，则电容器 1 上的电势 差_；电容器 1 极板上的电荷_ （填增大、减小、不变） 305287：一个带电的金属球，当其周围是真空时，储存的静电能量为 0e W，使其电荷保持不变，把它浸没在相对介电常量为 r 的无限大各向同性 均匀电介质中，这时它的静电能量 e W_。 三、计算题 15427：电荷为 q18.010 -6 C 和 q 216.010 -6 C 的两个点电荷相 距 20 cm， 求离它们都是 20 cm 处的电场强度。 （真空介电常量08.8510 -12 C2N -1m-2） 21008：如图所示，真空中一长为L的均匀带电细直杆，总电荷为q， 试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d的P点的电场强度。 d A B S 电学习题 11 31264：一半径为R的半球面，均匀地带有电荷， 电荷面密度为，求球心O处的电场强度。 45090：一段半径为a的细圆弧，对圆心的张角为 0 ，其上均匀分布有 正电荷q，如图所示试以a，q， 0 表示出圆心O处的电场强度。 51060：图中所示，A、B 为真空中两个平行的“无限大”均匀带电平 面，A 面上电荷面密度A17.710 -8 Cm-2，B 面的电荷面密度 B35.4 10 -8 Cm-2试计算两平面之间和两平面外的电场强度。 （真空介电常量 0 8.8510-12 C2N-1m-2） 6 1373： 一半径为 R 的带电球体， 其电荷体密度分布为：Ar Rr ， 0 Rr ，A为一常量试求球体内外的场强分布。 7 1197： 一半径为R的 “无限长” 圆柱形带电体， 其电荷体密度为Ar Rr ，式中A为常量试求： （1） 圆柱体内、外各点场强大小分布； （2） 选与圆柱轴线的距离为lRl 处为电势零点，计算圆柱体内、外 各点的电势分布。 81179：如图所示，两个点电荷q和q3，相距为d。试求： （1）在 它们的连线上电场强度0E 的点与电荷为q的点电荷相距多远？（2）若 选无穷远处电势为零，两点电荷之间电势0U的点与电荷为q的点电荷相 距多远？ 91597：电荷 q 均匀分布在长为 2l 的细杆上，求在杆外延长线上与杆 端距离为 a 的 P 点的电势（设无穷远处为电势零点） 。 L d q P 1008 图 d -3q +q 1179 图 O R1 R2 r 1152 图 O a 0 q 5090 图 A B A B 1060 图 0 r l q R O 1095 图 电学习题 12 101421：一半径为R的均匀带电圆盘，电荷面密度为设无穷远处 为电势零点计算圆盘中心O点电势。 111521：图示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，求球层中半径为 r 处的 电势。 121095：如图所示，半径为 R 的均匀带电球面，带有电荷 q，沿某一 半径方向上有一均匀带电细线，电荷线密度为，长度为 l，细线左端离球心 距离为 r0设球和线上的电荷分布不受相互作用影响，试求细线所受球面电 荷的电场力和细线在该电场中的电势能（设无穷远处的电势为零） 13两个同心球面的半径分别为 1 R和 2 R，各自带有电荷 1 Q和 2 Q，求电 势分布。 141453：如图所示，一半径为 R 的均匀带正电圆环，其电荷线密度为 在其轴线上有 A、B 两点，它们与环心的距 离分别为ROA3，ROB8，一质量为 m、 电荷为 q 的粒子从 A 点运动到 B 点求在此过 程中电场力所作的功。 151651：如图所示，一内半径为 a、外 半径为 b 的金属球壳，带有电荷 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 O A R R3 R8 B q Q a b O r 电学习题参考答案 13 电学习题参考答案电学习题参考答案 一、选择题 11003： （C） ；21558： （D） ；31033： （D） ；41035： （D） ； 55083： （A） ；61056： （D） ；71256： （D） ；81490： （D） ； 91563： （C） ；101267： （C） ；111019： （D） ；121172： （C） ； 131087： （B） ；141514： （B） ；151582： （D） ；161076： （D） ； 171268： （A） ；181505： （D） ；191624： （D） ；205274： （B） ； 211085： （D） ；221441： （D） ；231442： （D） ；241210： （D） ； 251358： （A） ；265621： （D） ；271218： （C） ；281459： （C） ； 291123： （C） ；301341： （B） 二、填空题 11042： 00 3 2 E， 00 3 4 E 21057： 0 2 3 ， 0 2 ， 0 2 3 31500： 0 Q ， 0 a E ， 2 0 0 18 5 R rQ Eb 41600： q / 0 ， 0 ， -q /0 51499： 042 /qq ， q1、q2、q3、q4 61568： 2 0 4r q ， 0 71566： 0， r r R 3 0 2 81567： 0， r r R 2 0 90391： 4 3 ln 4 0 ， 0 10. 1176： 0， / （20） 111592： 0 R 电学习题参考答案 14 121594： r R 0 4 0 4 131078： 0， R qQ 0 4 141313： ba rr qq11 4 0 0 151438： Ed 161508： l qq 0 0 8 175089： 0 6 qQ 181178： 191619： qd A 0 2 201241： 2/12 )/2(mqUvb 211175： 不变， 减小 221330： 2 1 4 R q 231486： 0 zyx， ，与导体表面垂直朝外（0）或与导体表 面垂直朝里（0） 245119： )( 2 1 BA qq ， S d qq BA 0 2 )( 251331：C = q / U ， 储电能力 261206： r ， 1， r 271230： ， r 0 281631： 1.96 291237： 增大， 增大 305287： r e W 0 三、计算题 电学习题参考答案 15 1.5427：解： 2 0 1 1 4d q E , 2 0 2 2 4d q E 21 2qq ， 21 2EE 由余弦定理： 121 2 2 2 1 360cos2EEEEEE 2 0 1 4 3 d q = 3.11106 V/m 由正弦定理得： sin60sin 1 EE ， 2 1 60sinsin 1 E E = 30 E 的方向与中垂线的夹角60，如图所示。 21008：解：设杆的左端为坐标原点O，x轴沿直杆方向带电直杆的 电荷线密度为 L q ，在x处取一电荷元 dx L q dxdq 它在P点的场强： 2 0 4 d d xdL q E 2 0 4 d xdLL xq 总场强为： L xdL x L q E 0 2 0 )( d 4dLd q 0 4 ，方向沿 x 轴，即杆 的延长线方向 31264：解：选取坐标轴Ox沿半球面的对称轴，如图所示。把半球面 分成许多微小宽度的环带，每一环带之面积： dRRRSsin2dsin2d 2 小环带上带电荷： ds i n2dd 2 RSq 该电荷元在 O 点产生的场强： 3 0 4 cosd d R qR E cos dsin2 4 1 2 2 0 R R 0 2/dcossin O点处的总场强： 2/ 0 0 sindsin 2 E 0 2/ 0 2 0 4 | 2 sin 2 O R dE x d 2 E E 1 E 60 d 60 q2 q1 d d L d dq x (L+dx) dE x O 电学习题参考答案 16 iE 0 4 （i 为沿x轴正方向的单位矢量） 45090：解：取坐标 xOy 如图，由对称性可知：0 xx dEE cos 4 cos 4 d 2 0 2 0 a dl a q dEy ad a cos 4 2 0 d a Ey 0 0 2 1 2 1 0 cos 42 sin 22 sin 2 0 0 2 0 0 0 a q a j a q E 2 sin 2 0 0 2 0 5.1060：解：两带电平面各自产生的场强分别为： 0 2/ AA E 方向如图示 0 2/B B E 方向如图示 由叠加原理两面间电场强度为： 0 2/ BABA EEE=3104 N/C 方向沿 x 轴负方向 两面外左侧 0 2/ ABAB EEE=1104 N/C 方向沿 x 轴负方向 两面外右侧 E = 1104 N/C 方向沿 x 轴正方向 61373：解：在球内取半径为 r、厚为 dr 的薄球壳，该壳内所包含的电 荷为：drrArdVdq 2 4 在半径为 r 的球面内包含的总电荷为： 4 0 3 4ArdrArdVq r V Rr 以该球面为高斯面，按高斯定理有： 0 42 1 /4ArrE 得到： 0 2 1 4/ArE ， Rr ，方向沿径向，0A时向外，0A时向里 在球体外作一半径为 r 的同心高斯球面， 按高斯定理有： 0 42 2 /4ARrE 得到： 2 0 4 2 4/rARE，Rr ，方向沿径向，0A时向外，0A时 向里 7.1197：解： （1） 取半径为 r、高为 h 的高斯圆柱面（如图所示） 面上 O a dq d x y dEx dEy E d EB E A B A B E EB EB EA EA EA E x 电学习题参考答案 17 各点场强大小为 E 并垂直于柱面则穿过该柱面的电场强度通量为： S rhESE2d 为求高斯面内的电荷，Rr 时，取一半径为 r，厚 d r、高 h 的圆筒， 其电荷为：rrAhVd2d 2 则包围在高斯面内的总电荷为：3/2d2d 3 0 2 AhrrrAhV r V 由高斯定理得： 0 3 3/22AhrrhE。解出： 0 2 3/ArE （rR） Rr 时， 包围在高斯面内总电荷为：3/2d2d 3 0 2 AhRrrAhV R V 由高斯定理： 0 3 3/22AhRrhE。解出：rARE 0 3 3/ （r R） （2） 计算电势分布 Rr 时： l R R r l r r rAR rr A rEU d 3 d 3 d 0 3 2 0 R lAR rR A ln 39 0 3 33 0 rR 时： r lAR r rAR rEU l r l r ln 3 d 3 d 0 3 0 3 81179：解：设点电荷q所在处为坐标原点O，x轴沿两点电荷的连线。 （1） 设0E 的点的坐标为 x ，则： 0 4 3 4 2 0 2 0 i dx q i x q E 可得： 022 22 dxdx 解出： dx31 2 1 另有一解： dx13 2 1 2 不符合题意，舍去。 （2）设坐标x处0U，则： xd q x q U 00 4 3 4 0 4 4 0 xdx xdq 得：04 xd， 4/dx 9 1597： 解： 设坐标原点位于杆中心 O 点， x 轴沿杆的方向， 如图所示 细 杆的电荷线密度q/（2l） ，在 x 处取电荷元 dq = dxqdx/（2l） ，它在 P 点 产生的电势为： +q -3q x d x x O R r h 电学习题参考答案 18 xall xq xal q UP 00 8 d 4 d d 整个杆上电荷在 P 点产生的电势： l l P xal x l q U d 8 0 l l xal l q ln 8 0 a l l q2 1ln