大学物理学第九章静电场

姓名 __________ 学号 ____________ 《大学物理Ⅰ》答题纸 第九章

第九章 真空中的静电场 一． 选择题

[ B ]1 图中所示为一沿x轴放置的“无限长”分段均匀带电直线，电荷线密度分别

?为＋?(x＜0)和－? (x＞0)，则Oxy坐标平面上点(0，a)处的场强E为

?? (A) 0． (B) i． y2??0a(0, a)-?Ox(C)

??????i?j?． i． (D)

4??0a4??0a+?

【提示】：左侧与右侧半无限长带电直线在(0，a)处产生的场强大小E＋、E－大小为：

y (0, a) +? O E+ E合 E??E??1?，方向如图。

22??0a矢量叠加后，合场强大小为：

-? E- E合??，方向如图。 2??0ax

［ B ］2 半径为R的“无限长”均匀带电圆柱体的静电场中各点的电场强度的大小E与距轴线的距离r的关系曲线为：

E E

E∝1/r E∝1/r (A) (B)

【提示】：由场分布

第九章 静电场

一．目的要求： 掌握描述电场性质的两个物理量——场强和电势以及它们之间的关系。掌握静电场的叠加原理、高斯定理与环路定理，理解它们所揭示的静电场性质。掌握电介质的性质及对电场的影响。

二．要点：

?qq?11．库仑定律：F?k122r?4??r??F电场强度定义：E?

q00q1q2?r 2r?点电荷q周围的场强：E?14??0q?r，是一个大小方向都与试探电荷无关的量，2r它仅决定于电场中给定点的性质。

场强迭加原理：点电荷系在给定点的总场强为各个点电荷单独存在时在该点的场强的矢量和：

???? E?E1?E2???En?n?i?1?Ei

对于连续分布的电荷，求总场强时要用矢量积分：E????dE

2．人们用电场线来形象地描述场强的空间分布。电场线起于正电荷（或来自无穷远），止于负电荷（或延伸到无穷远），任何电场线不会相交；电场线不形成闭合曲线。由于E?d?Eds?，

d?ds?E是垂直于场强方向的单位面积的电场线条数，叫电场线密度。

当取比例系数为1时，E?d?ds?E。

?3．(1) 通过面元ds的电通量为该处场强E与ds在垂直于场强方向的投影面积的

乘积。即：d?E?Ecos?ds?

合肥学院《大学物理Ⅰ》自主学习资料

《大学物理学》静电场部分自主学习材料

一、选择题：

5-1．电荷面密度均为+σ的两块“无限大”均匀带电的平行平板如图放置，其周围空间各点

?电场强度E（设向右为正）随位置坐标x变化的关系为：（ ）

（A）

（B）

（C）

（D）

【提示：带σ的 “无限大”均匀带电平板在其空间产生的场强为?/2?0，则两块平板之间的场强为零，外面为?/?0】

5-2．下列说法正确的是：（ ）

（A）闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷；

（B）闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零； （C）闭合曲面的电通量为零时，曲面上各点电场强度必定为零；

（D）闭合曲面的电通量不为零时，曲面上任意一点的电场强度都不可能为零。

【提示：用

??SEdS?1?0?q判断】

5-3．下列说法正确的是：（ ）

（A）电场强度为零的点，电势也一定为零；（B）电场强度不为零的点，电势也一定不为零； （C）电势为零的点，电场强度也一定为零；（D）电势在某一区域内为常量，则电场强度在该区域内必定为零。

【提示：电场等于电势梯度的负值为场强】

5--1．两块金属板的面积均为S，相

《大学物理Ⅰ》自学练习题

第三章 静电场 自学练习题

一、选择题：

5-1．电荷面密度均为+σ的两块“无限大”均匀带电的平行平板如图放置，其周围空间各点

?电场强度E（设向右为正）随位置坐标x变化的关系为：（ ）

（A）

（B）

（C）

（D）

【提示：带σ的 “无限大”均匀带电平板在其空间产生的场强为?/2?0，则两块平板之间的场强为零，外面为?/?0】

5-2．下列说法正确的是：（ ）

（A）闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷；

（B）闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零； （C）闭合曲面的电通量为零时，曲面上各点电场强度必定为零；

（D）闭合曲面的电通量不为零时，曲面上任意一点的电场强度都不可能为零。

??1【提示：用?EdS??q判断】 ??S?05-3．下列说法正确的是：（ ）

（A）电场强度为零的点，电势也一定为零；（B）电场强度不为零的点，电势也一定不为零； （C）电势为零的点，电场强度也一定为零；（D）电势在某一区域内为常量，则电场强度在该区域内必定为零。

【提示：电场等于电势梯度的负值为场强】

5--1．两块金属板的面积均为S，相距为d（d很小

大学物理甲2习题解答

?9q1q2q3q494?2.0?10(???)?9?10?1.44?103(V) 9.24 （1）Uo??24??0rrrr5.0?101

（2）A?q0(U??Uo)??q0Uo??1.44?10?6(J) （3）?W?Wo?W??Wo?1.44?10?6(J)

q4??0l?q4??0l?0 Uc?qq0 6??0lq4??03l?q4??0l??q6??0l9.25 （1）Uo?

Aoc?q0(Uo?Uc)?（2）Ac?qq0??q0(Uc?U?)?

6??0l?q ? a o ?q ? b c 9.28 （a）E1?0 (r?R1)

E2?Q14??0r20.3 (R1?r?R2) E3??Q1?Q24??0r2? (r?R2)

U1??0.2E2?dr??0.3Q14??0rE3?dr?900 (V) U2?Q24??0r?0.5E3?dr?450 (V)

（b）U小?

U1?dU? U大?

Q1Q2Q1Q2??900 (V) U2???45 0(V)

4??0?0.24??0?0.34??0?0.54??0?0

大学物理第九章《稳恒磁场》

大学物理第九章《稳恒磁场》

教学基本要求一 掌握描述磁场的物理量——磁感强度的 概念，理解它是矢量点函数. 二 理解毕奥-萨伐尔定律，能利用它计算 一些简单问题中的磁感强度. 三 理解稳恒磁场的高斯定理和安培环路定理. 理解用安培环路定理计算磁感强度的条件和方法. 四 理解洛伦兹力和安培力的公式 ，能分析 电荷在均匀电场和磁场中的受力和运动. 了解磁矩 的概念. 能计算简单几何形状载流导体和载流平面 线圈在均匀磁场中或在无限长载流直导体产生的非 均匀磁场中所受的力和力矩.

大学物理第九章《稳恒磁场》

研究方法：与静电场相似，可比较学习。 区别：多处用到矢量叉乘(牢记的运算)。 主要内容(与静电场相比较):1. 作为出发点的基本定律：静电场 ~ 库仑定律； 稳恒磁场 ~ 毕奥—萨伐尔定律。

2. 求场强：静电场 ~ 已知电荷分布求 E 。

稳恒磁场 ~ 已知电流分布求磁感应强度 B 。

(b)稳恒磁场：将稳恒电流看成无数电流元 Id 构成，每 个电流元单独在场点P处产生磁感应强 dB (毕奥-萨

(a)静电场：将有限大带电体看成无数点电荷dq构成， 每个点电荷单独在场点P处产生场强，根据场强的迭加 原理得P点的总场

第九章习题解答

9-1 两个小球都带正电，总共带有电荷5.0?10C,如果当两小球相距2.0m时，任一球受另一球的斥力为1.0N.试求总电荷在两球上是如何分配的？ 分析：运用库仑定律求解。

解：如图所示，设两小球分别带电q1，q2则有

q1+q2=5.0310-5C ① 由题意，由库仑定律得：

?5

题9-1解图

q1q29?109?q1?q2F???1 ② 24π?0r4?5??q1?1.2?10C由①②联立得：? ?5??q2?3.8?10C 9-2 两根6.0310-2m长的丝线由一点挂下，每根丝线的下端都系着一个质量为0.5310-3kg

的小球.当这两个小球都带有等量的正电荷时，每根丝线都平衡在与沿垂线成60°角的位置上。求每一个小球的电量。

分析：对小球进行受力分析，运用库仑定律及小球平衡时所受力的相互关系求解。 解：设两小球带电q1=q2=q，小球受力如图所示

q2F??Tcos30? ①

4π?0R2mg?Tsin30? ②

联立①②得：

mg4??0R2?tan30o ③ 2q

其中r?lsin60??3?6?10?2?33?10?2(m) 2题9-2解图

R?2r

代入③式，

第九章 简谐振动

一、填空题（每空3分）

9-1 质点作简谐振动，当位移等于振幅一半时，动能与势能的比值为 ，位移等于 时，动能与势能相等。（3:1,?2A2）

9-2两个谐振动方程为x1?0.03cos?t(m),x2?0.04cos??t??2?(m)则它们的合振幅50.为 。（0m）

-2

9-3两个同方向同频率的简谐振动的表达式分别为X1=6.0×10cos(

2??t+) (SI) , ?4X2=4.0×10-2cos(10-2cos(

2?3?t -) (SI) ,则其合振动的表达式为______(SI).( X=2.0×

?42??t+) (SI)) ?4A处所需要的最短时间29-4一质点作周期为T、振幅为A的简谐振动，质点由平衡位置运动到为_________。（

T） 129-5 有两个同方向同频率的简谐振动，其表达式分别为 x1?Acos(?t??4)m、

3x2?3Acos(?t??)m，则合振动的振幅为 。(2 A)

49-6 已知一质点作周期为T、振幅为A的简谐振动，质点由正向最大位移处运动到的最短时间为_________。 (

A处所需要2T)

大学物理实验静电场描绘验

篇一：大学物理实验静电场的描绘 静电场的描绘 【实验目的】

1.学习用模拟法测绘静电场的原理和方法。 2.加深对电场强度和电位要领的理解。 3.用作图法处理数据。 【实验仪器】

静电场描绘仪、静电场描绘仪信号源、导线、数字电压表、电极、同步探针、坐标纸等。 【实验原理】

在一些科学研究和生产实践中，往往需要了解带电体周围静电场的分布情况。一般来说带电体的形状比较复杂，很难用理论方法进行计算。用实验手段直接研究或测绘静电场通常也很困难。因为仪表（或其探测头）放入静电场，总要使被测场原有分布状态发生畸变；除静电式仪表之外的一般磁电式仪表是不能用于静电场的直接测量，因为静电场中不会有电流流过，对这些仪表不起作用。所以，人们常用“模拟法”间接测绘静电场分布。 1、模拟的理论依据

模拟法在科学实验中有极广泛的应用，其本质上是用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程的研究，以代替不易实现、不便测量的状态或过程的研究。 为了克服直接测量静电场的困难，我们可以仿造一个与静电场分布完全一样的电流场，用容易直接测量的电流场模拟静电场。

静电场与稳恒电流场本是两种不同场，但是它们两者之间在一定条件下具有相似的空

篇一：广工用模拟法测绘静电场实验报告

篇二：《静电场的描绘》记录表格

物理实验中心《大学物理实验》数据记录表

专业 班级 姓名学号分组实验编组号 №:

实验九 静电场的描绘

一、各等位线半径测量记录

游标尺精度：0.02mm；零点读数值 mm

A电极半径：ra0?5.00mm，B电极内半径：rb0?50.00mm 毫伏表量程：Um?10.00V 准确度等级：a?0.5

篇三：大学物理实验--实验五用模拟法测绘静电场NE...

实验五 用模拟法测绘静电场

预习重点

1.用稳恒电流场模拟法测绘静电场的原理和方法。

2.预习同轴柱面的电场分布情况。

实验目的

1.学习用稳恒电流场模拟法测绘静电场的原理和方法。

2.加深对电场强度和电位概念的理解。

3.测绘同心圆电极的电场分布情况

实验原理

由于带电体的形状比较复杂，其周围静电场的分布情况很难用理论方法进行计算。同时仪表（或其探测头）放入静电场，总要使被测场原有分布状态发生畸变，不可能用实验手段直接测绘真实的静电场。本实验采用模拟法，通过同心圆电极产生的稳恒电流场模拟同轴柱面带电体形状的带电体产生的静电场。

一、模拟的理论依据

为了克服直接测量静电场的困难，可以仿造一个与待测静电场分布完全一样的电流场，用容易直接测量的电流场去模拟