大学物理第五章静电场选择题

第五章 静电场 作业题

班级： 学号： 姓名：

一、两个相距为2a、带电量为?q的点电荷，在其连线的垂直平分线上放置另一个点电荷q0，且q0与连线相距

为b。试求：（1）连线中点处的电场强度和电势；（2）q0所受电场力；（3）q0放在哪一位置处，所受的电场力最大。

二、均匀带电量为Q的细棒，长为L，求其延长线上距杆端点为L的位置A的场强和电势；若将其置于电荷线

密度为?的无限长直导线旁边并使其与长直导线垂直，左端点与导线相距为a，试求它们之间的相互作用力。

三、如图所示，半径为R的带电圆盘，其电荷面密度沿半径呈线性变化???0(1??中心为O为x处的场强E.

rR)，试求圆盘轴线上距圆盘

四、宽度为b的无限大非均匀带正电板，电荷体密度为??kx,(0?x?b)，

?如图所示。试求：（1）平板外两侧任意一点P1、P2处的电场强度E；?（2）平板内与其表面上O点相距为X的点P处的电场强度E.

O

P1 P2

第1页

O b X 第五章 静电场 作业题

班级：

第5章 静电场

5-4 （1）如题9-4图(a)，取与棒端相距d1的P点为坐标原点,x轴向右为正。设带电细棒电荷元dq??dx至P点的距离x，它在P点的场强大小为 dEP?1?dx24??0x 方向沿x轴正向

习题9-4图（a）

各电荷元在P点产生的场强方向相同，于是 EP?dEP??dx

4??0??(d1?L)x2?d11??4??0?11?????d??1d1?L?9?8 ?9?10?3?10?1?1?? ?2?2?28?10??8?10?2.41?103V?m?1方向沿x轴方向。

[（2）坐标如题9-4图(b)所示，在带电细棒上取电荷元dq??dx与Q点距离为r，电荷元在Q点所产生的场强dE?所以Ex=0,场强dE的y分量为

dEy?dEsin??1?dx4??0r2，由于对称性，场dE的x方向分量相互抵消，

1?dx24??0rsin?

因r?d2csc?,x?d2tg???????2???d2ctg?,dx?d2csc?d? 2?∴ dEy?14??0

题型专练 静电场选择题

1.【2013·新洲一中等三校高三联考】如图所示，M、N两点分别放置两个等量异种点电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线中垂线上处于A点上方的一点.在A、B、C三点中（ ）

A.场强最小的点是A点，电势最高的点是B点 B.场强最小的点是A点，电势最高的点是C点 C.场强最小的点是C点，电势最高的点是B点 D.场强最小的点是C点，电势最高的点是A点

2．如图所示，在xOy坐标系中以O为中心的椭圆上，有a、b、c、d、e五点，其中a、b、c、d为椭圆与坐标轴的交点．现在椭圆的一个焦点O1固定一正点电荷，另一正试探电荷仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是( )

A．a、c两点的电场强度相同 B．d点的电势小于b点的电势

C．正试探电荷沿虚线运动过程中在b点的动能大于在e点的动能 D．若将正试探电荷由a沿椭圆经be移动到c，电场力先做负功后做正功，但总功为零

2、答案 C

3．(2013·山东·19)如图9所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷＋Q、－Q，虚线是L

以＋Q所在点为圆心、为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d

2两点

静电场选择题

（参考答案）

1．如图示，a、b为静电场中一条电场线上的两点，一个带正电的试探电荷只在电场力作用下从 a 点沿直线运动到 b 点．下列说法中正确的是（ ）： （A）．b点的电场强度比a点的电场强度大 ． （B）．b点的电势比a点的电势高．

（C）．试探电荷在b点的电势能比在a点的电势能大． （D）．试探电荷在b点的速度比在a点的速度大． 答：（D）

2．如图所示是真空中两个带等量异种电荷的点电荷A、B周围的电场分布情况（电场线方向未标出），图中O点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，OM=ON，下列说法中正确的是（ ）： （A）．O、M、N三点的电场强度相同． （B）．O、M、N三点的电势相同，在一个等势面上． （C）．O、M、N三点的电场强度大小关系是EM=EN＞EO． （D）．把另一自由电荷从M点由静止释放，将沿直线MON做往复运动． 答：（B）

3．如图所示，足够长的两平行金属板正对着竖直放置，它们通过导线与电源E、定值电阻R、开关S相连。闭合开关后，一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放，最终液滴落在某一金属板上。下列说法中正确的是（ ） （A）．液滴在

第五章 真空中的静电场

一、基本内容

1.电荷 库仑定律 （1）电荷守恒定律

电荷守恒定律：在一个孤立的系统内，不论发生什么物理过程，正负电荷的代数和总是保持不变的。

电荷守恒定律对宏观和微观物理过程都成立。 （2）电荷的量子化

元电荷e：电子所带电量的绝对值。

e?1.60?10?19C

电荷的量子化：物体所带的电荷是元电荷的整数倍的现象。即

q??NeN?1,2,3,?

在物体所带电荷的数目非常巨大的情况下，可以认为电荷是连续分布的。 （3）库仑定律

点电荷：本身的几何线度与其到考察点的距离相比小得多的带电体。

真空中的库仑定律：真空中两个静止点电荷q1和q2之间的相互作用力的大小与q1与q2

的乘积成正比，与它们之间的距离r 的平方成反比，作用力的方向沿着两个点电荷的连线。即

?F??1q1q2?1q1q2??er r234π?r4π?0r0??其中r是由施力电荷向受力电荷所作的矢径， er是r的单位矢量。?0=8.85×10-12C2/(N〃m2)为真空电容率。 （4）电场和电场强度

电荷周围空间存在电场，处在电场中的其它电荷会受到电场力。 静电场：由相对于观测者静止的带电体产生的电场。 电场是一种特殊形态的物质。

试验电荷：为定量描述

第五章 真空中的静电场

一、基本内容

1.电荷 库仑定律 （1）电荷守恒定律

电荷守恒定律：在一个孤立的系统内，不论发生什么物理过程，正负电荷的代数和总是保持不变的。

电荷守恒定律对宏观和微观物理过程都成立。 （2）电荷的量子化

元电荷e：电子所带电量的绝对值。

e?1.60?10?19C

电荷的量子化：物体所带的电荷是元电荷的整数倍的现象。即

q??NeN?1,2,3,?

在物体所带电荷的数目非常巨大的情况下，可以认为电荷是连续分布的。 （3）库仑定律

点电荷：本身的几何线度与其到考察点的距离相比小得多的带电体。

真空中的库仑定律：真空中两个静止点电荷q1和q2之间的相互作用力的大小与q1与q2

的乘积成正比，与它们之间的距离r 的平方成反比，作用力的方向沿着两个点电荷的连线。即

?F??1q1q2?1q1q2??er r234π?r4π?0r0??其中r是由施力电荷向受力电荷所作的矢径， er是r的单位矢量。?0=8.85×10-12C2/(N〃m2)为真空电容率。 （4）电场和电场强度

电荷周围空间存在电场，处在电场中的其它电荷会受到电场力。 静电场：由相对于观测者静止的带电体产生的电场。 电场是一种特殊形态的物质。

试验电荷：为定量描述

天津工程师范学院 第5章 静电场中的电介质

第5章 静电场中的电介质

◆ 本章学习目标

理解：电介质的概念和分类；电介质对电场的影响；电介质的极化和极化电

荷；D的高斯定理；电容器和电容的概念，电容器的能量。

◆ 本章教学内容

1．电介质对电场的影响 2．电介质的极化 3．D的高斯定律 4．电容器和它的电容 5．电容器的能量 ◆ 本章重点

用D的高斯定理计算电介质中静电场的分布和电介质的极化电荷密度； 电容和电容器能量的计算。 ◆ 本章难点

电介质的极化机制、电位移矢量。

天津工程师范学院 第5章 静电场中的电介质

5. 1 电介质对电场的影响

如果介质是均匀的，极化的介质内部仍然没有净电荷，但介质的表面会出现面电荷，称为极化电荷。极化电荷不是自由电荷，不能自由流动（有时也称为束缚电荷），但极化电荷仍能产生一个附加电场

使介质中的电场减小。

介质中的电场是自由电荷电场与极化电荷的电场迭加的结果。下面考虑一种比较简单而常见的情况，即各向同性介质均匀地充满电场的情况来定量地说明这种迭加的规律。所谓介质均匀地充满电场，举例来说，对于平板电容器，只需要一种各向同性的均匀介质充满两板之间就够了；而对于点电荷，原则上要充满到

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

题7.1：1964年，盖尔曼等人提出基本粒子是由更基本的夸克构成，中子就是由一个带e的

32上夸克和两个带?e下夸克构成，若将夸克作为经典粒子处理（夸克线度约为10?20 m），中

31子内的两个下夸克之间相距2.60?10?15 m。求它们之间的斥力。 题7.1解：由于夸克可视为经典点电荷，由库仑定律

F?14??0q1q2r2er?14??0e229rer?3.78Ner

F与er方向相同表明它们之间为斥力。

题7.2：质量为m，电荷为?e的电子以圆轨道绕氢核旋转，其动能为Ek。证明电子的旋转频率满足

?2?32?0Ekme422

其中是?0真空电容率，电子的运动可视为遵守经典力学规律。

题7.2分析：根据题意将电子作为经典粒子处理。电子、氢核的大小约为10?15 m，轨道半径

?10

约为10m，故电子、氢核都可视作点电荷。点电荷间的库仑引力是维持电子沿圆轨道运动的向心力，故有

mv2r?14??0er22

由此出发命题可证。

证：由上述分析可得电子的动能为

Ek?12mv2?18??0e2r

电子旋转角速度为

?2?e234??0mr

由上述两式消去r，得

?2??4?22?32?0Ekme423

?

+

题7.3：在氯化