太原理工大学物理静电学
太原理工大学大学物理第五版第9章课后题答案
太原理工大学大学物理第五版第9章课后题答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第9章 真空中的静电场(习题选解)9-补充 三个电量为q -的点电荷各放在边长为r 的等边三角形的三个顶点上，电荷(0)Q Q >放在三角形的重心上。
为使每个负电荷受力为零，Q 之值应为多大？解：以三角形上顶点所置的电荷(q -)为例，其余两个负电荷对其作用力的合力为1f ，方向如图所示，其大小为题6-1图22221004330cos 42r q r q f πεπε=︒⨯=中心处Q 对上顶点电荷的作用力为2f ，方向与1f 相反，如图所示，其大小为2233200434r Qqr Qq f πεπε==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛由12f f =，得Q =。
6-补充 在某一时刻，从238U 的放射性衰变中跑出来的α粒子的中心离残核234Th 的中心为159.010r m -=⨯。
试问：（1）作用在α粒子上的力为多大（2）α粒子的加速度为多大？ 解：（1）由反应238234492902U Th+He →，可知α粒子带两个单位正电荷，即 1912 3.210Q e C -==⨯Th 离子带90个单位正电荷，即1929014410Q e C -==⨯它们距离为159.010r m -=⨯由库仑定律可得它们之间的相互作用力为：191991221520 3.21014410(9.010)5124(9.010)Q Q F N r πε---⨯⨯⨯==⨯⨯=⨯ （2）α粒子的质量为：2727272()2(1.6710 1.6710) 6.6810p n m m m Kg α---=+=⨯⨯+⨯=⨯由牛顿第二定律得：282275127.66106.6810F a m s m α--===⨯⋅⨯ 9-1 如图所示，有四个电量均为C q 610-=的点电荷，分别放置在如图所示的1，2，3，4点上，点1与点4距离等于点1与点2的距离，长m 1，第3个电荷位于2、4两电荷连线中点。
太原理工大学物理系
太原理工大学物理系太原理工大学物理系成立于1985年，是太原理工大学的重要学科之一。
物理系拥有一支高水平的教师团队，其中包括一批具有国内外知名大学学习和工作经历的学者。
同时，物理系还拥有一批实验条件先进、实验技术精湛的实验室技术人员。
物理系致力于培养学生的物理学基本理论知识和实验技能，为学生提供一个广阔的学术平台和科研实践机会。
物理系的教学工作主要包括本科生和研究生的教育培养。
本科生教育是物理系教学工作的重要组成部分，物理系的本科生教育旨在培养学生的物理学基本理论知识和实验技能，培养学生的科学研究能力和创新精神。
物理系开设了《大学物理》、《理论力学》、《电磁学》等一系列基础物理课程，同时还开设了《光学》、《固体物理学》、《量子力学》等前沿物理课程。
研究生教育是物理系教学工作的另一个重要组成部分，物理系的研究生教育旨在培养学生的科学研究能力和创新精神，为学生提供一个广阔的学术平台和科研实践机会。
物理系的科研工作主要包括基础物理研究和应用物理研究。
基础物理研究是物理系科研工作的重要组成部分，物理系的教师团队在固体物理、光学、量子物理等领域取得了一系列重要的科研成果。
应用物理研究是物理系科研工作的另一个重要组成部分，物理系的教师团队在光电子器件、材料物理、传感器技术等领域取得了一系列重要的科研成果。
物理系还积极参与国家和地方的重大科研项目，为国家和地方的经济建设和社会发展做出了重要贡献。
物理系的学术交流工作主要包括学术会议和学术讲座。
学术会议是物理系学术交流工作的重要组成部分，物理系定期举办国际和国内的学术会议，为学生和教师提供了一个学术交流的平台。
学术讲座是物理系学术交流工作的另一个重要组成部分，物理系邀请国内外知名学者来校讲学，为学生和教师提供了一个学术交流的机会。
物理系的学生工作主要包括学生管理和学生培养。
学生管理是物理系学生工作的重要组成部分，物理系注重学生的思想政治教育和学生的综合素质培养。
静电场的能量
q
连接后, 腔内电场消失, 腔外电场不变, 所以 静电场能量减少.
答案(B)
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例3 为电容器充电. 在电源保持连接的情况下, 把电介质插入, 则静电能 . (填增大、减小、不变)
解：电源保持连接时，两极板间的电 压一定，插入介质后，C增大 由 得静电能增加
思考： 若将“电源保持连接”改为“电源断开”, 结果如何？
We 1 2 e 0 r E V 2
对于电容器中充有各向同性的电介质
1 2 1 e 0 r E DE 2 2
说明： 1）公式对任意电场成立。 2）电场的能量密度与场强的平方成正比， 场强越大，能量密度越大。 太原理工大学大学物理
3.一般电场的能量 对于非均匀电场，电场能量密度应为空间 坐标的函数，任何带电系统的电场中所储存的 总能量为：
dr
q E2 2 4 πr
r
o
R
取半径为r-r+dr 的球壳, 体积 dV= 4πr2dr 体积元中电场能为 dW dV 1 E 2 dV e e 2 太原理工大学大学物理
整个电场中能量 1 We E 2 dV V 2
0dV
0 R R
R
0
0dV
2
R
1 2 E2 4 r 2 dr 2
1 q 2 4 r dr 2 2 4 r
q2 8 R
2 2 2
解二 看成电容器（孤立导体球）
1q q q We 2 C 2 4 R 8 R
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例2 如图，一带电量为q的球形导体置 于一任意形状的空腔导体中. 若用导 线将两者连接，则系统静电场能将 (A)增加. (B)减少. (C)不变. (D)无 法确定. 解：连接前, 腔内外均有电场.
§9.2电场 电场强度
一、电场
电场强度
1. 电荷周围存在一种特殊形态的物质，叫电场。 电 场 电 荷 电 荷
静电场：相对于观察者静止的电荷产生的电场。 2.静电场对外主要表现: （1）对场中的电荷有力的作用---电场力
（2）电荷在电场中移动时，电场力作功。说明电 场具有能量。
（3）使导体产生静电感应；使电介质产生电极化。 太原理工大学大学物理
1) E 由本身性质决定,与试验电荷q0无关；
说明:
4）若已知某点场强 E,则点电荷q在该点所受电场力
F qE
q 0, F与E同向 q 0, F与E反向
说明：计算F大小时， q
q0 F E F q0
E
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三、点电荷的场强 求点电荷q在空间任一点p产生的场强。 在p点（场点）放一试验电荷q0 ，由库仑定律可知
1 q E 4 π 0 r 2
0 q 0, E与r 同向(远离q而去) 方向 0 q 0, E与r 反向(指向q而来)
说明 1)计算E大小时，q ，方向另行判定。 2)在以点电荷为中心，r为半径的球面上各点E 大小相等，方向沿径向。点电荷电场具有球对 称性。 太原理工大学大学物理
讨论: 1）当 x x
i
R
时，
1 2
R2 x2 σ 1 R 2 σR 2 q 可得 E 1 1 2 2 2 圆盘点电荷 2ε0 2 x 4ε0 x 4πε0 x
2 2 1 R x
1 R2 ≈1 代入上式 2 2x
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2） 当 3） 当
R 时
x0时
E 2 0
圆盘“无限大” 均匀带电平面
大学物理静电学总结
大学物理静电学总结静电学是物理学中的一个重要分支，主要研究静止电荷之间的相互作用和电荷分布规律。
在大学物理课程中，静电学通常是一个重要的章节，涵盖了基本概念、定理、公式和应用。
本文将简要总结大学物理静电学的主要内容。
一、基本概念1、电荷：电荷是物质的基本属性，可以分为正电荷和负电荷。
电荷的量称为电荷量，用符号Q表示，单位为库仑（C）。
2、电场：电场是电荷周围存在的一种特殊物质，它可以对放入其中的电荷施加作用力。
电场强度E是描述电场性质的一个物理量，单位为牛/库仑（N/C）。
3、电势：电势是描述电场中某一点电场强度大小的物理量，用符号V表示，单位为伏特（V）。
4、电容：电容是描述电容器储存电荷能力的物理量，用符号C表示，单位为法拉（F）。
5、静电荷分布：静电荷分布是指电荷在空间中的分布情况，可以用电荷密度、电荷线密度和电荷面密度来描述。
二、基本定理和公式1、高斯定理：高斯定理表明，穿过一个封闭曲面的电场强度通量等于该曲面内电荷量的代数和除以真空介电常数。
2、静电场基本方程：静电场基本方程表明，电势V和电场强度E之间存在关系▽·E=ρ/ε0和▽×E=0，其中ρ表示电荷密度，ε0表示真空介电常数。
3、静电场中的能量：静电场中的能量可以用电势能EP和电场能量WE来表示。
其中，电势能EP=QV，电场能量WE=1/2ε0E²。
4、电容器的充电和放电：电容器的充电过程是指将电荷加到电容器两极板上，放电过程是指将电荷从电容器两极板上移走。
充电和放电过程中，电流I与电压U之间存在关系I=dQ/dt=U/R和U=dQ/dt=I×R，其中R表示电阻。
5、静电感应：当一个导体置于电场中时，由于静电感应，导体内部会产生相反的电荷分布，使得导体表面出现电荷。
静电感应的原理可以用安培环路定律和法拉第电磁感应定律来解释。
6、静电屏蔽：静电屏蔽是指将一个导体置于电场中时，由于静电感应，导体表面会产生相反的电荷分布，使得外部电场对导体内部的影响减弱。
太原理工《大学物理》李孟春-§10-2动生电动势 感生电动势-33页PPT精选文档
i
A
B
Bvdl
A
vA
O
B
vB
B
431LLBldl14BL2 4
i 0 电动势的方向由B指向A
所以A端电势高
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二、感生电动势 导体不动，因为变化的磁场产生的电动势为
感生电动势.
产生感生电动势的非静电力是什么 ?（并非洛 仑兹力）如何计算感应电动势的大小？ 这一问题 被麦克斯韦在1855年解决。
EE静E旋
总电场所满足的方程
1
sEds
qi
s内
0
B
LEdl stds
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例8 求一个轴对称磁场变化时的涡旋电场。已知 磁场均匀分布在半径为R的范围，且dB/dt=常量， 而且大于零。
求:任意距中心o为r处的E旋=?
解：由Ｂ的均匀及柱对称性可
作周期性变化的，这就是发电机的基本工作原理。
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例6 如图，abc为金属框,bc边长为L ,则a、c两点
间的电势差Va-Vc=?
解：整个三角金属框的电动势
B
0
i
ab bc ca
b
c
0 ab
1BL2
a
2 b c
ca1 2B2LVaVc
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特例
v
B
v
B
0
vBL
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闭合线圈平动
i
dm dt
0
v
B
直导线平动 均
i vBLsin
匀
磁
场 闭合线圈平动 i 0
7-5静电场的能量
太原理工大学物理系李孟春编写
二、电场的能量 电容器的能量是储存在电容器的电场中。 电容器的能量是储存在电容器的电场中。 以平行板电容器为例： 以平行板电容器为例：
Q ε 0S C= = d U
U = Ed
1 ε 0S 2 2 1 2 E d We = CU = 2 d 2
1 1 2 = ε 0 E Sd = DE V 2 2
能量储存在电场中
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(1) 电场能量密度 单位体积内所储存电场能量： 单位体积内所储存电场能量：
1 r r We 1 we = = DE = D ⋅ E 2 V 2
(2) 电场能量
对任意电场成立
任何带电系统的电场中所储存的总能量为： 任何带电系统的电场中所储存的总能量为：
1 2 1 r r W = ∫∫∫ εE dV = ∫∫∫ D ⋅ EdV V 2 V 2
V 为电场占据的整个空间体积
太原理工大学物理系李孟春编写
…
E -Q
-(q +dq)
太原理工服静电力作功。 除第一次外，每次移动外力都要克服静电力作功。 作功 时刻， 至t时刻，电容器已带电 ，此时若再移动 ，外力 时刻 电容器已带电q，此时若再移动dq， 作功为 dA = udq = (q/C)dq 外力作功共为 最后，使电容器带电Q 最后，使电容器带电 ，则外力作功共为
§7-5 电容器储能 电场的能量 一、电容器储 能 当电容器带电后，同时也储存了能量。因 当电容器带电后，同时也储存了能量 能量。 静电能和具体带电方式无关， 静电能和具体带电方式无关，以下面方法给电 容器带电： 容器带电： 0 dq 2dq q q + dq Q
…
0 t=0 -dq -2dq -q t=t
了解大学物理中的静电学与电势
了解大学物理中的静电学与电势静电学和电势是大学物理课程中的重要内容，它们研究的是与电荷有关的现象和电场的性质。
本文将介绍静电学的基本概念、公式和应用，并探讨电势的概念和计算方法。
一、静电学的基本概念1. 电荷：电荷是物质所具有的一种性质，分为正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2. 静电力：静电力是由于电荷之间的相互作用而产生的力，遵循库仑定律。
库仑定律表明，两个点电荷之间的静电力正比于它们之间的距离的平方，并与它们之间的电荷量成正比。
3. 电场：电场是由电荷产生的力场，描述了电荷对周围空间的影响。
电场强度的大小表示单位正电荷在该位置所受的电场力。
4. 高斯定律：高斯定律表明，闭合曲面上的电通量与该曲面内总电荷量成正比。
这个定律可以用于计算电荷在不同几何形状的分布中对电场产生的影响。
二、静电学的公式1. 库仑定律：两个电荷之间的静电力可以通过库仑定律计算。
库仑定律的数学表达式为F = k * q1 * q2 / r^2，其中F是静电力，k是库仑常数，q1和q2是电荷量，r是两个电荷之间的距离。
2. 电场强度公式：电场强度是描述电场的物理量，可以通过公式E= F / q计算，其中E是电场强度，F是电场力，q是电荷量。
3. 高斯定律：高斯定律可以用于计算电荷在闭合曲面内产生的电场。
数学表达式为∮E · dA = Q / ε0，其中∮E · dA表示通过闭合曲面的电场通量，Q是闭合曲面内的总电荷，ε0是真空介电常数。
三、静电学的应用1. 静电除尘：利用静电力可以去除物体表面的粉尘和污垢。
静电除尘器通过产生电场，使带电的粉尘和污垢被吸附到带有相反电荷的电极上，从而实现清洁效果。
2. 静电喷涂：静电喷涂利用静电力将涂料带电，使其在喷涂时更好地附着在物体表面上。
这种喷涂方法可以提高喷涂效率和涂料利用率。
3. 静电除湿：静电除湿器利用静电力去除空气中的湿气。
通过将湿气带电，使其被吸附在带有相反电荷的吸附材料上，从而实现除湿效果。
【大学物理】静电场
【大学物理】静电场在大学物理的广阔知识海洋中，静电场无疑是一个极其重要的篇章。
它不仅是物理学基础理论的重要组成部分，也在实际生活和众多科学技术领域中有着广泛而深刻的应用。
让我们先来了解一下什么是静电场。
静电场是由静止电荷产生的一种特殊的物质形态。
电荷是物质的基本属性之一，分为正电荷和负电荷。
当这些电荷静止不动时，它们周围的空间就会产生一种特殊的“力场”，这就是静电场。
静电场具有一些独特的性质。
首先，静电场对放入其中的电荷会产生力的作用。
这个力的大小与电荷的电荷量以及所处位置的电场强度有关。
电场强度是描述静电场强弱和方向的物理量，它等于单位正电荷在该点所受到的电场力。
从电场线的角度来看，静电场的电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷，或者延伸到无穷远处。
而且电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线越密，电场强度越大；电场线越稀疏，电场强度越小。
库仑定律是描述静电场中两个静止点电荷之间相互作用力的基本定律。
它表明，两个点电荷之间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着它们的连线。
这个定律为我们研究静电场中电荷之间的相互作用提供了重要的依据。
静电场中的高斯定理也是一个非常重要的概念。
它指出，通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的电荷量的代数和除以真空中的介电常数。
这个定理为我们计算电场强度提供了一种有效的方法。
在实际生活中，静电场有着广泛的应用。
例如，静电复印机就是利用静电场来实现复印的功能。
在复印机中，通过对硒鼓充电形成静电场，使得墨粉能够吸附在硒鼓上，从而完成复印的过程。
再比如，静电除尘器是利用静电场使空气中的灰尘带电，然后在电场力的作用下将灰尘吸附到电极上，达到净化空气的目的。
在科学研究中，静电场也发挥着重要的作用。
例如，在加速器中，通过利用静电场对带电粒子进行加速，可以使粒子获得很高的能量，从而用于科学研究和医疗等领域。
静电场的研究不仅在物理学中具有重要意义，在其他学科领域如化学、生物学等也有着不可忽视的影响。
太原理工大学大学物理第五版第10章课后题答案
第10章 导体和电介质中的静电场（习题选解）10-1 如图所示，在一不带电的金属球旁有一点电荷q +，金属球半径为R ，已知q +与金属球心间距离为r 。
试求：（1）金属球上感应电荷在球心处产生的电场强度E 及此时球心处的电势V ；（2）若将金属球接地，球上的净电荷为多少？题10-1图解：（1）由于导体内部的电场强度为零，金属球上感应的电荷在球心处产生的电场强度E 与点电荷q +在球心处产生的电场强度'E 大小相等，方向相反。
204r q E E πε='= E 的方向由O 指向q +点电荷q +在球心处的电势为rq V q 04πε=金属球表面感应电荷在球心的电势为R V ，由于球表面感应电荷量总和为零，⎰⎰===ssR dq RRdq V 041400πεπε 故球心电势为q V 和R V 的代数和rq V V V R q 04πε=+=（2）若将金属球接地，金属球是一个等势体，球心的电势0=V 。
设球上净电荷为q '。
球面上的电荷在球心处的电势为⎰⎰'===ssR Rq dq R Rdq V 0004414πεπεπε点电荷q +在球心的电势为 rq V q 04πε=由电势叠加原理 0=+=q R V V Vq R V V -=rq Rq 0044πεπε-='q rR q -=' 10-2 如图所示，把一块原来不带电的金属板B 移近一块已带有正电荷Q +的金属板A ，平行放置。
设两板面积都是S ，板间距是d ，忽略边缘效应。
求：（1）B 板不接地时，两板间的电势差； （2）B 板接地时，两板间电势差。
Qσ12σ34题10-2图解：（1）如图，设A 、B 两金属板各表面的面电荷密度分别为1σ、2σ、3σ、4σ。
由静电平衡条件可知⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-++=---02222022220403020104030201εσεσεσεσεσεσεσεσ 解得 ⎩⎨⎧-==3241σσσσ又 430σσ+= Q S S =+21σσ 故 1242Q Sσσσ===32Q Sσ=-两板间为匀强电场，电场强度31240000022222Q E Sσσσσεεεεε=+--= 两板间的电势差 SQdEd U 02ε==（2）若B 板接地，则有 ⎪⎩⎪⎨⎧=-===S Q 32410σσσσ两板间的电场强度 3200022QE Sσσεεε=-= 两板间的电势差 SQdEd U 0ε== 10-3 B A 、为靠得很近的两块平行的大金属平板，板的面积为S ，板间距离为d ，使B A 、板带电分别为A q 、B q ，且A B q q >。
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一、选择题：（每题3分）1、一均匀带电球面，电荷面密度为σ，球面内电场强度处处为零，球面上面元d S 带有σ d S 的电荷，该电荷在球面内各点产生的电场强度(A) 处处为零． (B) 不一定都为零．(C) 处处不为零． (D) 无法判定 ． ［ C ］2、电荷面密度分别为＋σ和－σ的两块“无限大”均匀带电的平行平板，如图放置，则其周围空间各点电场强度 随位置坐标x 变化的关系曲线为：(设场强方向向右为正、向左为负) ［ A ］σ(D)3、将一个试验电荷q 0 (正电荷)放在带有负电荷的大导体附近P 点处(如图)，测得它所受的力为F ．若考虑到电荷q 0不是足够小，则(A) F / q 0比P 点处原先的场强数值大． (B) F / q 0比P 点处原先的场强数值小． (C) F / q 0等于P 点处原先场强的数值．(D) F / q 0与P 点处原先场强的数值哪个大无法确定． ［ A ］4、一电场强度为E 的均匀电场，E 的方向与沿x 轴正向，如图所示．则通过图中一半径为R 的半球面的电场强度通量为(A) πR 2E ． (B) πR 2E / 2． (C) 2πR 2E ． (D) 0． ［ D ］5、已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和∑q ＝0，则可肯定： (A) 高斯面上各点场强均为零． (B) 穿过高斯面上每一面元的电场强度通量均为零．(C) 穿过整个高斯面的电场强度通量为零． (D) 以上说法都不对． ［ C ］(B)P 06、半径为R 的均匀带电球面的静电场中各点的电场强度的大小E 与距球心的距离r 之间的关系曲线为：［ B ］7、半径为R 的均匀带电球体的静电场中各点的电场强度的大小E 与距球心的距离r的关系曲线为： ［ B］8、半径为R 的均匀带电球面，若其电荷面密度为σ，则在距离球面R 处的电场强度大小为：(A)0εσ． (B) 02εσ．(C) 04εσ．(D) 08εσ．［ C ］9、如图所示，两个同心均匀带电球面，内球面半径为R 1、带有电荷Q 1，外球面半径为R 2、带有电荷Q 2，则在外球面外面、距离球心为r 处的P 点的场强大小E 为：(A) 20214rQ Q επ+． (B)()()2202210144R r Q R r Q -π+-πεε． (C) ()2120214R R Q Q -π+ε． (D) 2024r Q επ． ［ A ］E O r (D)E ∝1/r 210、 如图所示，两个“无限长”的、半径分别为R 1和R 2的共轴圆柱面，均匀带电，沿轴线方向单位长度上的所带电荷分别为λ1和λ2，则在外圆柱面外面、距离轴线为r 处的P 点的电场强度大小E 为：(A)r0212ελλπ+．(B) ()()20210122R r R r -π+-πελελ． (C) ()20212R r -π+ελλ．(D) 20210122R R ελελπ+π． ［ A ］11、半径为R 的“无限长”均匀带电圆柱面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： ［ B ］12、静电场中某点电势的数值等于 (A)试验电荷q 0置于该点时具有的电势能． (B)单位试验电荷置于该点时具有的电势能． (C)单位正电荷置于该点时具有的电势能．(D)把单位正电荷从该点移到电势零点外力所作的功． ［ C ］13、如图所示，半径为R 的均匀带电球面，总电荷为Q ，设无穷远处的电势为零，则球内距离球心为r 的P 点处的电场强度的大小和电势为：(A) E =0，r Q U 04επ=． (B) E =0，R Q U 04επ=．(C) 204r Q E επ=，r Q U 04επ= ． (D) 204r Q E επ=，RQU 04επ=． ［ B ］14、在边长为a 的正方体中心处放置一点电荷Q ，设无穷远处为电势零点，则在正方体顶角处的电势为：E O r (A) E ∝1/r(A)aQ 034επ ．(B) a Q032επ．(C) a Q 06επ． (D) aQ012επ ． ［ B ］15、点电荷-q 位于圆心O 处，A 、B 、C 、D 为同一圆周上的四点，如图所示．现将一试验电荷从A 点分别移动到B 、C 、D 各点，则 ［ D ］ (A) 从A 到B ，电场力作功最大．(B) 从A 到C ，电场力作功最大．(C) 从A到D ，电场力作功最大．(D) 从A 到各点，电场力作功相等．16、如图所示，边长为a 的等边三角形的三个顶点上，分别放置着三个正的点电荷q 、2q 、3q ．若将另一正点电荷Q 从无穷远处移到三角形的中心O 处，外力所作的功为：［ C ］ (A) a qQ023επ ． (B) a qQ 03επ．(C)a qQ 0233επ． (D) aqQ032επ．17、带有电荷－q 的一个质点垂直射入开有小孔的两带电平行板之间，如图所示．两平行板之间的电势差为U ，距离为d ，则此带电质点通过电场后它的动能增量等于 ［ B ］(A) dqU-． (B) ＋qU ． (C) －qU ． (D) qU 21．18、电子的质量为m e ，电荷为-e ，绕静止的氢原子核（即质子）作半径为r 的匀速率圆周运动，则电子的速率为 ［ B ］ (A) kr m ee ． (B) r m ke e ．(C) r m k ee 2． (D) rm ke e 2．19、一电偶极子放在均匀电场中，当电偶极矩的方向与场强方向不一致时，其所受的合力F和合力矩M为：(A) F ＝0，M = 0． (B) F = 0，M ≠0． (C) F ≠0，M ＝0． (D) F ≠0，M≠0． ［B ］A 3q2q-q dO U-20、设有一带电油滴，处在带电的水平放置的大平行金属板之间保持稳定，如图所示．若油滴获得了附加的负电荷，为了继续使油滴保持稳定，应采取下面哪个措施？(A) 使两金属板相互靠近些．(B) 改变两极板上电荷的正负极性．(C) 使油滴离正极板远一些．(D) 减小两板间的电势差． ［ D ］D21、面积为S 的空气平行板电容器，极板上分别带电量±q ，若不考虑边缘效应，则两极板间的相互作用力为(A)Sq 02ε． (B) S q 022ε．(C) 2022S q ε． (D) 202Sq ε． ［ B ］22、两个半径相同的金属球，一为空心，一为实心，把两者各自孤立时的电容值加以比较，则(A) 空心球电容值大． (B) 实心球电容值大．(C) 两球电容值相等． (D) 大小关系无法确定． ［ C ］二、填空题（每题4分）23、半径为R 的半球面置于场强为E 的均匀电场中，其对称轴与场强方向一致，如图所示．则通过该半球面的电场强度通量为___2R E π；_______________．24、在点电荷＋q 和－q 的静电场中，作出如图所示的三个闭合面S 1、S 2、S 3，则通过这些闭合面的电场强度通量分别是：Φ1＝___qε，Φ2＝___ 0________，Φ3＝ 0qε-__________25、一半径为R 的均匀带电球面，其电荷面密度为σ．若规定无穷远处为电势零点，则该球面上的电势U ＝__R σε__________________．26、描述静电场性质的两个基本物理量是______________；它们的定义式是________________和__________________________________________．-+1 2 327、一点电荷q ＝10-9 C ，A 、B 、C 三点分别距离该点电荷10 cm 、20 cm 、30 cm ．若选B 点的电势为零，则A 点的电势为____45V ，C 点的电势为_____15V -；___________． (真空介电常量ε0＝8.85×10-12 C 2·N -1·m -2)28、如图所示，在电荷为q 的点电荷的静电场中，将一电荷为q 0的试验电荷从a 点经任意路径移动到b 点，外力所作的功A ＝____⎪⎪⎭⎫⎝⎛-πa br r qq 1140ε__________．29、一质量为m ，电荷为q 的粒子，从电势为U A 的A 点，在电场力作用下运动到电势为U B 的B 点．若粒子到达B 点时的速率为v B ，则它在A 点时的速率v A＝_____________()2/122⎥⎦⎤⎢⎣⎡--B A B U U m q v ______________．30、如图所示，将一负电荷从无穷远处移到一个不带电的导体附近，则导体内的电场强度___不变___，导体的电势_______减小_______．(填增大、不变、减小)31、一空气平行板电容器，两极板间距为d ，充电后板间电压为U ．然后将电源断开，在两板间平行地插入一厚度为d /3的金属板，则板间电压变成U ' =____23U ____________ ．32、如图所示，两同心导体球壳，内球壳带电荷+q ，外球壳带电荷-2q ．静电平衡时，外球壳的电荷分布为： 内表面___________ ； 外表面___________ ．33、如图所示，平行板电容器中充有各向同性均匀电介质．图中画出两组带有箭头的线分别表示电场线、电位移线．则其中(1)为__________________线，(2)为__________________线．34、一平行板电容器，两板间充满各向同性均匀电介质，已知相对介电常量为εr ．若极板上的自由电荷面密度为σ ，则介质中电位移的大小D =_σ___________，q(1)(2)电场强度的大小E =____0rσεε__________．35、一平行板电容器，充电后切断电源，然后使两极板间充满相对介电常量为εr 的各向同性均匀电介质．此时两极板间的电场强度是原来的______1rε _____倍；电场能量是原来的__1rε____ 倍．36、一平行板电容器充电后切断电源，若使二极板间距离增加，则二极板间场强____不变， ___，电容_____减小________． (填增大或减小或不变)37、两个空气电容器1和2，并联后接在电压恒定的直流电源上，如图所示．今有一块各向同性均匀电介质板缓慢地插入电容器1中，则电容器组的总电荷将 增大______，电容器组储存的电能将 增大__．(填增大，减小或不变)38、真空中均匀带电的球面和球体，如果两者的半径和总电荷都相等，则带电球面的电场能量W 1与带电球体的电场能量W 2相比，W 1__<______ W 2 (填<、=、>)．三、计算题：（每题10分）39、如图所示，真空中一长为L 的均匀带电细直杆，总电荷为q ，试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d 的P 点的电场强度．40、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．41、（1）地球表面的场强近似为200V/m ，方向指向地球中心，地球的半径为66.3710m ⨯。