04.静电场中的导体答案.doc

大学物理练习题 No .4 静电场中的导体 班级 _ 学号 _ 姓名 _ 成绩 _ 一、 选择题M. NAQ图4.1,1. 如图4.1,真空中有一点电荷Q及空心金属球壳A, A处于静电平衡, 球内有一点M, 球壳中有一点N, 以下说法正确的是 E (A) EM0, EN=0 ,Q在M处产生电场,而在N处不产生电场；(B) EM =0, EN0 ,Q在M处不产生电场,而在N处产生电场；(C) EM = EN =0 ,Q在M、N处都不产生电场；(D) EM0,EN0,Q在M、N处都产生电场；(E) EM = EN =0 ,Q在M、N处都产生电场.2.如图4.3,原先不带电的金属球壳的球心处放一点电荷q1 , 球外放一点电荷q2 ,设q2 、金属内表面的电荷、外表面的电荷对q1的作用力分别为F1、F2、F3 , q1受的总电场力为F, 则q1q2d图4.2 C (A) F1=F2=F3=F=0.(B) F1= q1 q2 / ( 4 p e0 d2 ) , F2 = 0 , F3 = 0 , F =F1 .(C) F1= q1 q2 / ( 4 p e0 d2 ) , F2 = 0 ,F3 =- q1 q2 / ( 4 p e0 d2 ) (即与F1反向), F=0 .(D) F1= q1 q2 / ( 4 p e0 d2 ) , F2 = - q1 q2 / ( 4 p e0 d2 ) (即与F1反向) ,F3 =0, F=0 .(E) F1= q1 q2 / ( 4 p e0 d2 ) , F2=- q1 q2 / ( 4 p e0 d2 ) (即与F1反向), F3 = 0, F=0 .二.填空题地球表面附近的电场强度约为100N/C ,方向垂直地面向下,假设地球上的电荷都均匀分布在地表面上,则地面的电荷面密度s = , 地面电荷是 负 电荷（填正或负）.三.计算题1. 三个平行金属板A、B和C，面积都是200cm，A、B相距4.0mm ，A、C相距2.0mm ，B、C两板都接地，如图4.3所示。如果使A板带正电3.0C，略去边缘效应。（1）求B板和C板上的感应电荷各为多少?（2）取地的电位为零，求A板的电位。（1）A板带正电荷q分布在左右两表面上，设B板感应电荷为-q1，C板感应电荷为-q2，则AB、AC间均可视为匀强电场依题意 可得 即B板上感应电荷为,C板上感应电荷为 A板的电势 2. 点电荷+Q处于导体球壳的中心，壳的内外半径分别为R1和R2，求电场强度分布和电势分布。静电平衡时，导体球壳内、外表面均有感应电荷，由于带电系统具有球对称性，所以内表面均匀分布有-q电荷，外表面均匀分布+q电荷，可判断电场分布具有球对称性，以任意半径r作一与球壳同心的高斯球面S，由高斯定理可得当 由电势定义式可求得电势分布 3半径为R1=1.0cm的导体球带电量，球外有个内外半径分别为R2=3.0cm和R3=4.0cm的同心导体球壳，壳上带有电量。求：（1）两球电势，（2）若用导线把两球连接起来时两球的电势，（3）若外球接地时，两球的电势各为多少？（1）内球电荷q均匀分布在外表面，外球内表面均匀感应电荷-q，外表面均匀分布电荷q+Q，由高斯定理可求得电场分布（略） 由电势定义可求得内球电势 （2）用导线把两球连接起来时，内球和外球内表面电荷中和，这时只有外球的外表面带有q+Q电荷，外球壳外场强不变，外球电势不变，这时两球