大学物理习题册第五章习题详解共26页

(B) 通过S面的电场强度通量为q/e0，S面上场强的
大小为E=q/(4pe0r2)．
(C) 通过S面的电场强度通量为(-q/e0)，S面上场强
的大小为E=q/(4pe0r2)．
(D) 通过S面的电场强度通量为q/e0，但S面上各点
的场强不能直接由高斯定理求出．
S
r
S面上各点场强与两带电体均有关. A +q
N
Wp qp AqMN0 1 -2 题 图
真空中的静电场（二）
第五章 真空中的静电场
√6．真空中有一均匀带电的球体和一均匀带电球面，
如果它们的半径和所带的总电量都相等，则 （A）球体的静电能等于球面的静电能.
W面
Q2
8pe 0R
（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.
逆电场线方向远离球面移动．
(D) 沿顺时针方向旋转至 p 沿径向朝
+
外，同时沿电场线方向向着球面移动．
- p
真空中的静电场（二）
第五章 真空源自文库的静电场
3. 如图，A和B为两个均匀带电球体，A带电荷+q，B 带电荷-q，作一与A同心的球面S为高斯面．则
(A) 通过S面的电场强度通量为零，S面上各点的场 强为零。
它的速度为u ＝ _________．
由电势的叠加原理有， o i i 4pd0eR q4pQ0eR
R 4
Q
2pe0R
A eqRO qRO 4p Q 0R eq 1 21
u pe E k1 2m2 W G A e m g 4 Q R 0 R q 1 1 2
m、 q R
u 2gR 4m Q p0eqR2 2
We wedVRR he02E24pr2dr
R=6370km
32pe0E2 Rh3 R3
6.28104kWh
真空中的静电场（二）
第五章 真空中的静电场
4. 在一次典型的闪电中，两个放电点之间的电势差约 为109V，被迁移的电荷约为30C，如果释放出的能量都 用来使0℃的冰融化为0℃的水，则可融化的冰有 Kg. （冰的融化热L=3.34×105J·kg）
2 2
；
x
真空中的静电场（二）
第五章 真空中的静电场
3．地球表面上晴空时，地球表面以上10km范围内的
电场强度都约为100V/m。此电场的能量密度为
；
在该范围内电场所储存的能量共有
kw·h。
e w e 1 20 E 2 1 2 8 .8 1 5 10 2 12 0 4 .4 0 2 1 8 5 J 03 /m
B
-q
真空中的静电场（二）
第五章 真空中的静电场
4. 如图，CDEF为一矩形，边长分别为l和2l．在DC延 长线上CA=l处的A点有点电荷+q，在CF的中点B点有点 电荷-q，若使单位正电荷从C点沿CDEF路径运动到F点, 则电场力所作的功等于：
(A) q 5 1
4pe 0l 5 l
(C)
q
4pe 0l
pep W e e 4 e 0 d 4 8 1 ..8 6 1 1 5 0 1 10 0 e 2 9 2 1 V 10 0 7 .1 e 9 V
真空中的静电场（二）
第五章 真空中的静电场
6．一半径为R的均匀带电细圆环，带有电荷Q，水平 放置．在圆环轴线的上方离圆心R处，有一质量为m、 带电荷为q的小球．当小球从静止下落到圆心位置时，
OR
真空中的静电场（二）
第五章 真空中的静电场
7．图示为一边长均为a的等边三角形，其三个顶点分 别放置着电荷为q、2q、3q的三个正点电荷，若将一电 荷为Q的正点电荷从无穷远处移至三角形的中心O处， 则外力需作功A＝__________．
3 1 3
q 1 5
(B)
4pe 0l
5
(D)
q
4pe 0l
5 1 5
D l
C l -q
B l A +q
E lF
pe pepe A qC FC FC F 4 q 0 lq 4 q 0 l 4 1-1q 0 题5 图l
真空中的静电场（二）
第五章 真空中的静电场
真空中的静电场（二）
第五章 真空中的静电场
2．在一个带有负电荷的均匀带电球外，放置一电偶极
子，其电矩 的方向如图所示．当电偶极子被释放后，该
电偶极子将
(A) 沿逆时针方向旋转直到电矩 p 沿径向指向球面
而停止．
(B)沿逆时针方向旋转至 p 沿径向指向球面，同时沿
电场线方向向着球面移动．
(C) 沿逆时针方向旋转至 p 沿径向指向球面，同时
2．一均匀带电直线长为d，电荷线密度为+，以导线
中点O为球心，R为半径（R>d）作一球面，P为带电直 线延长线与球面交点，如图所示．则通过该球面的电场
强度通量为
．P点电场强度的大小为
方向为
．
e EdS
S
qi d e0 e0
d 2
Ei
d 2
dx
4pe0Rx2
E
P
R O
d
4p0eiR1dR1dp0e4Rd2d2 i
W体
6 5
Q2
8pe0R
（D）不能确定.
r R,
E ds i qi
e0
r R,
R
E
Q
4pe0r2
E 0
E
rQ
4pe0R3
(球面) (球体)
e e p w e0E 22 W ew ed V 0 0 2 E 24r2dr
真空中的静电场（二）
二、填空题
第五章 真空中的静电场
1．如图，一半径为R的带有一缺口的细圆环，缺口长
5．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EM＜EN． (B) 电势M＜N．
(C) 电势能WM＜WN． (D) 电场力的功A＞0．
电场线密处,电场强度大.
电场线由高电位指向低电位.
-q
E M E N , M N , M 0 N M
W q m L m q L 3 3 .3 1 0 1 4 9 5 0 0 8 .9 1 84 k 0g
5. 一电子和一质子相距2×10-10m (两者静止)，将此两 粒子分开到无穷远距离(两者仍静止)所需要的最小能量 是__________eV．
(质子电荷e =1.60×10-19C，1 eV=1.60×10-19 J )
度为d（d<<R）．环上均匀带正电，总电量为q．则圆
心O处的场强大小E＝
．场强方向为
．
指向缺口
E 缺 环 E 整 环 E 缺 口 0 E 缺 口 E 缺口
pe p pe pe E 缺 口 4d 0 R 2 2R q d 4d 0 R 2 82 q0 R d 3
R
o
d
真空中的静电场（二）
第五章 真空中的静电场