大学物理第章习题答案.ppt

1、5-8 (1) 求氯离子所受的库仑力. (2) 若缺少一个铯离子, 求氯离子所受的库仑力.,解： (1) 由对称性,(2) 若缺少一个铯离子,解：,5-13 求点P的电场强度.,解：,5-13 求点P的电场强度.,解：建立坐标如图,5-9,(1),(2),(2),例（1262）用绝缘细线弯成的半圆环，半径为R，其上均匀地带有正电荷Q，试求圆心O点的电场强度,电量,解：取圆心O为原点，建立坐标Oxy如图，其中Ox轴是半圆环的对称轴,在环上任意取一小段圆弧,解： 建立坐标如图.,5-10,在坐标 x 处取一圆环.,解：,5-12 真空中两条平行的“无限长”均匀带电直线相距为r，其电荷线密度分别为l

2、和l试求： (1) 在两直线构成的平面上，任意一点的场强 (2) 两带电直线上单位长度上的电场力,解：,解：作一半径为R的圆平面使半球面构成一闭合曲面.,5-14 设匀强电场的电场强度E 与半径为R 的半球面对称轴平行，试计算通过此半球面的电场强度通量.,由高斯定理可得，通过 半径为R的圆平面的电通量与通过半球面的电通量相等,5-15,解：,5-17 一半径为R的带电球体，其电荷体密度分布为 r =kr (rR) ， r =0 (rR) k为一常量试求球体内外的场强分布,解：1)利用高斯定理,做一半径为r的同心球面为高斯面,解：1)利用高斯定理,做一半径为r的同心球面为高斯面,解：2)利用叠加

3、原理,解：2)利用叠加原理,解：2)利用叠加原理,解：,5-18,解：,5-18,5-19 如图，在一电荷体密度为 r 的均匀带电球体中，挖出一个以O为球心的球状小空腔，空腔的球心相对带电球体中心O的位置矢量用表示 试证球形空腔内的电场是均匀电场，其表达式为,证明：(1) 求半径为R、体电荷密度为 的均匀带电球体内的电场强度,以球心到场点的距离为半径作一球面，则通过此球面的电通量为,根据高斯定理,当场点在球体内时,根据高斯定理,当场点在球体内时,当场点在球体外时,(2),解：作一半径为r的球形高斯面S,P192 5-20,电场强度不连续!,5-21 两个带有等量异号电荷的无限长同轴圆柱面，半径

4、分别为R1 和R2 （R1 R2 .,解：以轴到场点的距离r为半径作一高为h的柱形高斯面,5-22 如图，有三个点电荷Q1 ，Q2 ，Q3沿一条直线等间距分布，且Q1 =Q3 =Q，已知其中任一点电荷所受合力均为零. 求在固定Q1 ， Q3的情况下，将Q2从O点推到无穷远处外力所作的功.,电场力所作的功,解：任一点电荷所受合力均为零.,外力所作的功:,P193 5-27 两个同心球面的半径分别为R1 和R2 ，各自带有电荷Q1 和Q2 ，求 （1） 各区域电势的分布，并画出分布曲线 ; （2） 两球面的电势差为多少？,解 （1）,（2）,解 （1）,（2）,5-29 一圆盘半径R =3. 00

5、10-2 m，圆盘均匀带电，电荷面密度 . （1）求轴线上的电势分布； （2）根据电场强度和电势梯度的关系求电场分布； （3）计算离盘心30. 0cm处的电势和电场强度 .,解 (1)轴线上的电势,解 (1)轴线上的电势,解 (1)轴线上的电势,（2）根据电场强度和电势梯度的关系求电场分布,（3）计算离盘心30. 0cm处的电势和电场强度,5-30 两个很长的同轴圆柱面(R1 =3. 0010-2 m, R2 =0. 10m) ， 带有等量异号的电荷，两者的电势差为450 V 求：（1）圆柱面单位长度上带有多少电荷？ （2）两圆柱面之间的电场强度.,解（1）设两圆柱面单位长度上 分别带电,两圆

6、柱面间的电场强度,解（1）设两圆柱面单位长度上 分别带电,两圆柱面间的电场强度,（2）两圆柱面间的电场强度,解：(1)设轴线上任一点的坐标为x，两带电圆环在该点产生的电势分别为：,5-33 如图所示两个平行共轴放置的均匀带电圆环，它们的半径均为R，电荷分别是q，相距为l(l R时，轴上的电势,(2) x R,5-33 如图所示两个平行共轴放置的均匀带电圆环，它们的半径均为R，电荷分别是q，相距为l(l R时，轴上的电势,5-34,解: 对于球面:,对于半球面:,对于半球面:,5-35 在玻尔的氢原子模型中，电子沿半径为0. 5310-10 m的圆周绕原子核旋转，（1）若把电子从原子中拉出来需要克服电场力作多少功？（2）电子的电离能为多少？,解: (1)电子在玻尔轨道上做圆周运动时,它的电势能:,若把电子从原子中拉出来需要克服