电磁学第二版答案(DOC)

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电磁学第二版梁灿彬课后答案

电磁学第二版梁灿彬课后答案

=
q 4πε 0 r 2
不变,
被气球表面掠过的点
,E
发生跃变,由
E
=
q 4πε0r 2
→0。
1.8 附图中 S1、S2 是四个闭曲面,以 E1、E2、E3 分别代表由 q1、q2、q3 激发的静电场强,试判断 下列各等式的对错
∫∫ (1)
s1
E1

d
s
=
q1 ε0
∫∫ (2)
s2
E3

d
s
=
q3 ε0
300

1 2
eE m
t2
=
0
解之得: t = 2mv0 sin 300 eE
所以在原来高度时水平射程为:
x = v0 cos 300 t =
3mv02 2eE
1.3.4 电子的电荷受罪先是由密立根通过油滴实验测出的,密立根设计的实验装置如附图所示。 一个很小的带电油滴在电场 E 内,调节 E 使作用在油滴上的电场力与油滴的重量平衡,如果油滴
21142均匀电场e与半径为r的半球面的对称轴平行如附图试计算此半球面的e通量约定半球面的法矢向右若以半球面的边线为边线另做一任意形状的曲面法矢仍向右此面的143用高斯定理求电荷线密度为的曲线长均匀带电直线在空间任一点激发的场强并与137题2问的结果比较
第一章
静电场的基本规律
1.1 判断下列说法是否正确, 说明理由。 (1)一点的场强方向就是该点的试探点电荷所受电场力的方向。 (2)场强的方向可由 E=F/q 确定,其中 q 可正可负。 (3)在以点电荷为心的球面上,由该点电荷产生的场强处处相等。
+
r
2
)
1 2
=

电磁学第二版习题答案

电磁学第二版习题答案

电磁学-第二版-习题答案第二版《电磁学》的习题答案:1. 第一章:电荷和电场习题1:假设有两个电荷,一个带正电量Q1,另一个带负电量Q2,在他们之间的距离为r1。

如果将Q1的电荷减小到原来的一半,同时将Q2的电荷加倍,并将它们之间的距离改为r2,那么这两个电荷之间的相互作用力是怎样改变的?解答:根据库伦定律,两个电荷之间的相互作用力正比于它们的电荷量乘积,反比于它们之间的距离的平方。

即F∝(Q1Q2)/r^2。

根据题目,Q1变为原来的一半,Q2变为原来的两倍,r由r1变为r2。

代入上述关系式,可得新的相互作用力F'为:F'∝((Q1/2)*(Q2*2))/(r2^2)。

化简上式,可得F'∝(Q1Q2)/(r2^2)。

由上式可知,新的相互作用力与原来相互作用力相等。

即新旧相互作用力大小相同。

习题2:有一组平行板电容器,两板之间的距离为d,电容的电极面积为A。

当电容器充满理想电介质时,电容器的电容是原来的多少倍?解答:当电容器充满理想电介质时,电容的电容量由电容公式C=εA/d得到。

其中,ε为电介质的相对介电常数。

而当电容器未充满电介质时,电容的电容量为C0=ε0A/d。

其中,ε0为真空的介电常数。

所以,电容器充满电介质时,电容与未充满时的电容C0比较,即C/C0=ε/ε0。

所以,电容器电容是原来的ε/ε0倍。

2. 第二章:电荷的连续分布习题1:在距离线段中点为R的的P点,取出一个长度为l的小线段,小线段的位置如何改变时,该小线段对P点电势的贡献较大?解答:根据电场电势公式,P点电势由该小线段的电荷贡献决定。

即V=k(q/R),其中k为电场常量,q为该小线段的电荷量,R为该小线段到P点的距离。

所以,小线段对P点电势的贡献较大的情况是,当该小线段长度l较大且该小线段离P点的距离R较小的时候,即小线段越靠近P点且长度越大,对P点电势的贡献越大。

习题2:线电荷的线密度为λ,长度为L,P点到线电荷的距离为d。

电磁学第二版答案解析

电磁学第二版答案解析

第一章静电场§ 1.1 静电的基本现象和基本规律思考题:1、给你两个金属球,装在可以搬动的绝缘支架上,试指出使这两个球带等址异号电荷的方向。

你可以用丝绸摩擦过的玻璃棒,但不使它和两球接触。

你所用的方法是否要求两球大小相等?答:先使两球接地使它们不带电,再绝缘后让两球接触,将用丝绸摩擦后带正电的玻璃棒靠近金属球一侧时,由于静电感应,靠近玻璃棒的球感应负电荷,较远的球感应等量的正电荷。

然后两球分开,再移去玻璃棒,两金厲球分别带等量异号电荷。

本方法不要求两球大小相等。

因为它们本来不带电,根据电荷守恒定律,由于静电感应而带电时,无论两球大小是否相等,其总电荷仍应为零,故所带电量必定等量异号。

2、带电棒吸引干燥软木屑,木屑接触到棒以后,往往又剧烈地跳离此棒。

试解释之。

答:在带电棒的非均匀电场中,木屑中的电偶极子极化出现束缚电荷,故受带电棒吸引。

但接触棒后往往带上同种电荷而相互排斥。

3、用手握铜棒与丝绸摩擦,铜棒不能带电。

戴上橡皮手套,握着铜棒和丝绸摩擦,铜棒就会带电。

为什么两种情况有不同结果?答:人体是导体。

当手直接握铜棒时,摩擦过程中产生的电荷通过人体流入大地,不能保持电荷。

戴上橡皮手套,铜棒与人手绝缘,电荷不会流走,所以铜棒带电。

7、两个点电荷带电2q和q,相距1,第三个点电荷放在何处所受的合力为零?解:设所放的点电荷电量为Q。

若Q与q同号,则三者互相排斥,不可能达到平衡;故Q 只能与q异号。

当Q在2q和q联线之外的任何地方,也不可能达到平衡。

由此可知,只有Q与q异号,且处于两点荷之间的联线上,才有可能达到平衡。

设Q到q的距离为X.8、三个相同的点电荷放置在等边三角形的各顶点上。

在此三角形的中心应放置怎样的电荷,才能使作用在每一点电荷上的合力为零?解:设所放电荷为Q, Q应与顶点上电荷q异号。

中心Q所受合力总是为零,只需考虑q 受力平衡。

平衡与三角形边长无关,是不稳定平衡。

9、电量都是Q的两个点电荷相距为1,联线中点为O;有另一点电荷q,在联线的中垂面上距O为r处。

电磁学第二版习题答案第四章

电磁学第二版习题答案第四章

j
δ
=
ρ I 3.14 ×10−8 × 20 = = 0.2 V 2 −3 2 m πR 3.14 × (10 )
4.3.5 铜的电阻温度系数为 4.3 ×10−3 / 0C ,在 0 0C 时的电阻率为 1.6 ×10−8 Ω ⋅ m ,求直径为 5mm、长 为 160km 的铜制电话线在 25 0C 时的电阻。
b a
ρ dx ρ 1 1 ρ (b − a) = ( − )= 2 4π r 4π a b 4π ab
ρ dx 4π r 2
4.3.4 直径为 2mm 的导线由电阻率为 3.14 ×10−8 Ω ⋅ m 的材料制成,当 20A 的电流均匀地流过该导 体时,求导体内部的场强。
解:根据 j = δ E ,得 E =
lρ ⎡ 1 1 ⎤ lρ − = π (b − a) ⎢ ⎣a b⎥ ⎦ π ab lρ l =ρ 2 s πa
当 a = b 时: R =
4.3.3 球形电容器内外半径为 a 和 b,两极板间充满电阻率为 ρ 的均匀物质,试计算该电容器的漏 电电阻。 解:对漏电电阻,其内部电极电位差,电流沿径向从高电位向低电位流过,则有: dR = 积分得: R = ∫ dR = ∫
(a) Rab = 1K Ω , (b) Rab = 4.5Ω (c) Rab = 1.2Ω (d) Rab = 7.4Ω (e) Rab = 5Ω (f) Rab = 1.5Ω (g) Rab = 14Ω
4.2.3 当附图中的 R1 为何值时 A、B 间的总电阻恰等于 R0? 解:由 R总 = R1 +
U = 0.01× 103 = 10(V ) , U 额 = RW =
2 P 100 = 0.01 × 100 = 0.01(W )

电磁学第二版习题答案第六章

电磁学第二版习题答案第六章

电磁学第二版习题答案第六章习题在无限长密绕螺线管内放一圆形小线圈,圆平面与螺线管轴线垂直。

小线圈有100 6.2.11 匝,半径为1cm ,螺线管单位长度的匝数为200cm . 设螺线管的电流在0.05 s 内以匀变化率从 1.5 A 变为-1.5 A(1) 求小线圈的感应的电动势;(2) 在螺线管电流从正直经零值到负值时,小线圈的感应电动势的大小和方向是否改变, 为什么,解答:1 2 , 小线圈半径R, = 10 (1) 螺线管单位长度的匝数n=200 cm m , 匝数N , , 100 ,若选择电动势的正方向与电流的正方向相同,螺线管内小线圈的感应电动势大小为, , , N , ddt, , N , dBdtS , , , 0 n( R, 2 ) N , dIdt , 4.7 ,10 2V .>0表明电动势的方向与设定的方向相同。

螺线管电流从正值经零值到负值时,小线圈的感应电动势的大小和方向都不变,(2)因为电流以及磁通量都以相同的变化率作变化。

6.2.2 边长分别为a=0.2 m 和b=0.1 m 的两个正方形按附图所示的方式结成一个回路,单2 , 位的电阻为 5 , 10 10 . 回路置于按 B , Bm sin , t 规律变化的均匀磁 场中, mBm , 10 2 T , , , 100 s 1 。

磁场 B 与回路所在平面垂直。

求回路中感应 电流的最大值。

解答:在任一瞬时,两个正方形电路中的电动势的方向相反,故电路的总电动势的绝对值,故回路电阻为 因回路单位长度的电阻 , , 5 ,10 ma ,b , , 6 ,10 2 ,回路中感应电流的最大值为I m , R, m , 0.5 A已知 r x (设 x 以匀速 v , 而大线圈在校线圈内产生的磁场可视为均匀时间 t dt而变.(1) 把小线圈的磁通 , 表为 x 的函数, 表为 x 的函数 (2) 把小线圈的感应电动势 (绝对值 )(3) 若 v , 0 , 确定小线圈内感应电流的方向 .解答:cos大 d , 小 dB 2 , , , a, b2 , , , a 2 b2 Bm cos ,t , , m t dt dt dt6.2.3 半径分别为 R 和 r 的两个圆形线圈同轴放置,相距为 x (见附图)。

电磁学第二版习题答案第六章

电磁学第二版习题答案第六章
直于B(见附图),轴与线圈交于A点,弧长AC占1 4周长,M为AC弧的
中 点。
(〜)求动生电动势,AM及,AC
(2)A、M哪点电势高,
解答:
(1)线圈上一元段的电动势为
由图6.3.7得
AM间的电动势为
AC间的电动势为
(2) A、C间的电动势差为
4, AC R , 0 U CA , , AC IRAC , , AC R 4
B 2l2令 ,,,得mR
v,,
dv F
dt m,
分离变量得
v m,F,,dt
d v
F
m,
积分后得
v ln,,t,C
F
m,
式中:C为待定系数,由初始条件,t=0,v(0)=0,得
F C,ln ma

F
m,v ln,,t F
m,

F v m,,e,t F
m,
证得杆的速率随时间变化的规律为
F v,t,,,1e,t,ma
形的6.3.6
半径为0.1m,转速为3000r min,求动生电动势的频率和最大植。
解答:
只有半圆弧的运动对动生电动势有贡献,沿旋转轴(即直径)作一辅助线,与半 圆弧
连成一封闭曲线,设t=0时,半圆面的位置如附图所示,选取半圆面的法线 方向垂直向外,
t时刻通过半圆面的磁通量为
R2
, ,B S,B cos,t2
R R dt
此电磁力与运动方向相反,根据牛顿第二定律,有
2B 2l dx dv F, ,R dt dt

mR dx,dv B l22
设杆的起始位置为x=0,金属杆所能移过的距离为
0mR mR x,dv,v0,v0 B 2l2B l22

电磁学答案第二版习题答案第五章

电磁学答案第二版习题答案第五章

B=
解: (1) (2)
l u0 nI 2 (2 × − 1) 2 2 l + 122 4
l总 = 2nlπ R
5.2.10 附图中的A、C是由均匀材料支撑的铁环的两点,两根直载流导线A、C沿半径方向伸出,电流 方向如图所示,求环心O处的磁场B。 解:∵
B10 = B40 = 0 ,
6
5.3.3 电子在垂直于均匀磁场B的平面内作半径为1.2cm,速率为 10 m/s的圆周运动(磁场对它的洛伦 兹力充当向心力, )求B对此圆轨道提供的磁同通量。 解:∵
Φ m = Bπ R 2 ,而B由R=mv/qB Φm = mvπ R q

5.4.1 ‐同轴电缆由一导体圆柱和同一轴导体圆筒构成,使用时电流I从一导体流去,从另一导体流回, 电流都是均匀地分布在横截面上,设圆柱的半径为R1,圆筒的半径分别为R2和R3(见附图) ,以r代表 场点到轴线的距离,求r从O到无穷远的范围内的磁场(大小)B。

B = ∫ dB =
u0 N u NI cos 2 θ dθ = 0 ∫ πR 4R
5.2.16 有一电介质薄圆盘,其表面均匀带电,总电荷为Q,盘半径为a,圆盘绕垂直于盘面并通过圆 心的轴转动,每秒n转,求盘心处的磁场(大小)B。 解:与半径不同的一系列圆心载流3圆等效,
B=
∵ 圆电流圆心处
l
B=
u0 ΔI 2π R , B= u0 h πR
∵ ΔI = 2 h ∴
5.2.13 将上题的导体管沿轴向割去一半(横截面为半圆) ,令所余的半个沿轴向均匀地流过电流I,求 轴线上的磁场(大小)B。
dB =
解:∵
u0 dI 2π R , dI = I Rdα πR

赵凯华所编电磁学第二版答案

赵凯华所编电磁学第二版答案

赵凯华所编电磁学第二版答案Company Document number:WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT第一章静电场§静电的基本现象和基本规律思考题:1、给你两个金属球,装在可以搬动的绝缘支架上,试指出使这两个球带等量异号电荷的方向。

你可以用丝绸摩擦过的玻璃棒,但不使它和两球接触。

你所用的方法是否要求两球大小相等答:先使两球接地使它们不带电,再绝缘后让两球接触,将用丝绸摩擦后带正电的玻璃棒靠近金属球一侧时,由于静电感应,靠近玻璃棒的球感应负电荷,较远的球感应等量的正电荷。

然后两球分开,再移去玻璃棒,两金属球分别带等量异号电荷。

本方法不要求两球大小相等。

因为它们本来不带电,根据电荷守恒定律,由于静电感应而带电时,无论两球大小是否相等,其总电荷仍应为零,故所带电量必定等量异号。

2、带电棒吸引干燥软木屑,木屑接触到棒以后,往往又剧烈地跳离此棒。

试解释之。

答:在带电棒的非均匀电场中,木屑中的电偶极子极化出现束缚电荷,故受带电棒吸引。

但接触棒后往往带上同种电荷而相互排斥。

3、用手握铜棒与丝绸摩擦,铜棒不能带电。

戴上橡皮手套,握着铜棒和丝绸摩擦,铜棒就会带电。

为什么两种情况有不同结果答:人体是导体。

当手直接握铜棒时,摩擦过程中产生的电荷通过人体流入大地,不能保持电荷。

戴上橡皮手套,铜棒与人手绝缘,电荷不会流走,所以铜棒带电。

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------§电场电场强度思考题:1、在地球表面上通常有一竖直方向的电场,电子在此电场中受到一个向上的力,电场强度的方向朝上还是朝下答:电子受力方向与电场强度方向相反,因此电场强度方向朝下。

2、在一个带正电的大导体附近P点放置一个试探点电荷q0(q0>0),实际测得它受力F。

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第一章静电场§1.1 静电的基本现象和基本规律思考题:1、给你两个金属球,装在可以搬动的绝缘支架上,试指出使这两个球带等量异号电荷的方向。

你可以用丝绸摩擦过的玻璃棒,但不使它和两球接触。

你所用的方法是否要求两球大小相等?答:先使两球接地使它们不带电,再绝缘后让两球接触,将用丝绸摩擦后带正电的玻璃棒靠近金属球一侧时,由于静电感应,靠近玻璃棒的球感应负电荷,较远的球感应等量的正电荷。

然后两球分开,再移去玻璃棒,两金属球分别带等量异号电荷。

本方法不要求两球大小相等。

因为它们本来不带电,根据电荷守恒定律,由于静电感应而带电时,无论两球大小是否相等,其总电荷仍应为零,故所带电量必定等量异号。

2、带电棒吸引干燥软木屑,木屑接触到棒以后,往往又剧烈地跳离此棒。

试解释之。

答:在带电棒的非均匀电场中,木屑中的电偶极子极化出现束缚电荷,故受带电棒吸引。

但接触棒后往往带上同种电荷而相互排斥。

3、用手握铜棒与丝绸摩擦,铜棒不能带电。

戴上橡皮手套,握着铜棒和丝绸摩擦,铜棒就会带电。

为什么两种情况有不同结果?答:人体是导体。

当手直接握铜棒时,摩擦过程中产生的电荷通过人体流入大地,不能保持电荷。

戴上橡皮手套,铜棒与人手绝缘,电荷不会流走,所以铜棒带电。

7、两个点电荷带电2q 和q,相距l,第三个点电荷放在何处所受的合力为零?解:设所放的点电荷电量为Q。

若Q与q同号,则三者互相排斥,不可能达到平衡;故Q 只能与q异号。

当Q在2q和q联线之外的任何地方,也不可能达到平衡。

由此可知,只有Q与q异号,且处于两点荷之间的联线上,才有可能达到平衡。

设Q到q的距离为x.8、三个相同的点电荷放置在等边三角形的各顶点上。

在此三角形的中心应放置怎样的电荷,才能使作用在每一点电荷上的合力为零?解:设所放电荷为Q,Q应与顶点上电荷q异号。

中心Q所受合力总是为零,只需考虑q 受力平衡。

平衡与三角形边长无关,是不稳定平衡。

9、电量都是Q的两个点电荷相距为l,联线中点为O;有另一点电荷q,在联线的中垂面上距O为r处。

(1)求q所受的力;(2)若q开始时是静止的,然后让它自己运动,它将如何运动?分别就q与Q同号和异号两种情况加以讨论。

解:(1)(2)q与Q同号时,F背离O点,q将沿两Q的中垂线加速地趋向无穷远处。

q与Q异号时,F指向O点,q将以O为中心作周期性振动,振幅为r .<讨论>:设q 是质量为m的粒子,粒子的加速度为因此,在r<<l和q与Q异号的情况下,m的运动近似于简谐振动。

10、两小球质量都是m,都用长为l的细线挂在同一点,若它们带上相同的电量,平衡时两线夹角为2θ。

设小球的半径都可以略去不计,求每个小球上的电量。

解:小球静止时,作用其上的库仑力和重力在垂直于悬线方向上的分量必定相等。

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------§1.2 电场电场强度思考题:1、在地球表面上通常有一竖直方向的电场,电子在此电场中受到一个向上的力,电场强度的方向朝上还是朝下?答:电子受力方向与电场强度方向相反,因此电场强度方向朝下。

2、在一个带正电的大导体附近P点放置一个试探点电荷q0(q0>0),实际测得它受力F。

若考虑到电荷量q0不是足够小的,则F/ q0比P点的场强E大还是小?若大导体带负电,情况如何?答:q0不是足够小时,会影响大导体球上电荷的分布。

由于静电感应,大导体球上的正电荷受到排斥而远离P点,而F/q0是导体球上电荷重新分布后测得的P点场强,因此比P点原来的场强小。

若大导体球带负电,情况相反,负电荷受吸引而靠近P点,P点场强增大。

3、两个点电荷相距一定距离,已知在这两点电荷连线中点处电场强度为零。

你对这两个点电荷的电荷量和符号可作什么结论?答:两电荷电量相等,符号相反。

4、一半径为R的圆环,其上均匀带电,圆环中心的电场强度如何?其轴线上场强方向如何?答:由对称性可知,圆环中心处电场强度为零。

轴线上场强方向沿轴线。

当带电为正时,沿轴线向外;当带电为负时,沿轴线向内,-----------------------------------------------------------------------------------------------------------计算题::3、在早期(1911年)的一连串实验中,密立根在不同时刻观察单个油滴上呈现的电荷,其测量结果(绝对值)如下:6.568×10-19 库仑13.13×10-19 库仑19.71×10-19 库仑8.204×10-19 库仑16.48×10-19 库仑22.89×10-19 库仑11.50×10-19 库仑18.08×10-19 库仑26.13×10-19 库仑根据这些数据,可以推得基本电荷e的数值为多少?解:油滴所带电荷为基本电荷的整数倍。

则各实验数据可表示为kie。

取各项之差点儿5、两个点电荷,q1=+8微库仑,q2=-16微库仑(1微库仑=10-6库仑),相距20厘米。

求离它们都是20厘米处的电场强度。

解:与两电荷相距20cm的点在一个圆周上,各点E大小相等,方向在圆锥在上。

7、把电偶极矩P= ql的电偶极子放在点电荷Q的电场内,P的中心O到Q的距离为r(r>>l),分别求:(1)P//QO和(2)P⊥QO时偶极子所受的力F和力矩L。

解:(1)F的作用线过轴心O,力矩为零(2):电细棒(1)在通过自身端点的垂直面上和(2)在自身的延长线上的场强分布,设棒长为2l,带电总量为q .解:(1)一端的垂直面上任一点A处(2)延长线上任一点B处11、两条平行的无限长直均匀带电线,相距为a ,电荷线密度分别为±ηe,(1)求这两线构成的平面上任一点(设这点到其中一线的垂直距离为x)的场强;(2)求两线单位长度间的相互吸引力。

解:(1)根据场强叠加原理,任一点场强为两无限长直带电线产生场强的矢量和12、如图所示,一半径为R的均匀带电圆环,电荷总量为q。

(1)求轴线上离环中心O为x处的场强E;(2)画出E-x 曲线;(3)轴线上什么地方场强最大?其值是多少?解:(1)由对称性可知,所求场强E的方向平行于圆环的轴线2)由场强表达式得到E-X曲线如图所示(3)求极大值:13、半径为R的圆面上均匀带电,电荷面密度为σe,(1)求轴线上离圆心的坐标为x 处的场强;(2)在保持σe不变的情况下,当R→0和R→∞时结果各如何?(3)在保持总电荷Q=πR2σe不变的情况下,当R→0和R→∞时结果各如何?解:(1)由对称性可知,场强E沿轴线方向利用上题结果(2)保持σe不变时,(3)保持总电量不变时,14、一均匀带电的正方形细框,边长为l,总电量为q ,求这正方形轴线上离中心为x 处的场强。

解:根据对称性,所求场强沿正方形的轴线方向对于一段长为l的均匀带电直线,在中垂面上离中点为a处产生的电场强度为正方形四边在考察点产生的场强为15、证明带电粒子在均匀外电场中运动时,它的轨迹一般是抛物线。

这抛物线在什么情况下退化为直线?解:(1)设带电粒子的初速度方向与电场方向夹角为θ,其运动方程为(2)当E为均匀电场且粒子的初速度为零时,或初速度平行于电场方向时,初速度没有垂直于场强方向的分量,抛物线退化为直线。

6、如图所示,示波管偏转电极的长度l=1.5cm,两极间电场是均匀的,E=1.2×104V/m(E方向垂直于管轴),一个电子以初速度v0=2.6×107m/s沿管轴注入。

已知电子质量m=9.1×10-31kg, 电荷为e=-1.6×10-19.C.(1)求电子经过电极后所发生的偏转;(2)若可以认为一出偏转电极的区域后,电场立即为零。

设偏转电极的边缘到荧光屏的距离D=10厘米,求电子打在荧光屏上产生的光点偏离中心O的距离。

解:(1)电子的运动方程得(2 )------------------------------------------------------------------------------------------------------------------§1.3 高斯定理思考题:1、一般地说,电力线代表点电荷在电场中运动的轨迹吗?为什么?答:一般情况下,电力线不代表点电荷在电场中运动的轨迹。

因为电力线一般是曲线,若电荷沿电力线作曲线运动,应有法向力存在;但电力线上各点场强只沿切线方向,运动电荷必定偏离弯曲的电力线。

仅当电力线是直线,且不考虑重力影响时,初速度为零的点电荷才能沿着电力线运动。

若考虑重力影响时,静止的点电荷只能沿竖直方向电力线运动。

2、空间里的电力线为什么不相交?答:电力线上任一点的切线方向即为该点场强方向。

如果空间某点有几条电力线相交,过交点对每条电力线都可作一条切线,则交点处的场强方向不唯一,这与电场中任一点场强有确定方向相矛盾。

3、一个点电荷q放在球形高斯面的中心处,试问在下列情况下,穿过这高斯面的电通量是否改变?(1)如果第二个点电荷放在高斯球面外附近;(2)如果第二个点电荷放在高斯球面内;(3)如果将原来的点电荷移离了高斯球面的球心,但仍在高斯球面内。

答:由于穿过高斯面的电通量仅与其内电量的代数和有关,与面内电荷的分布及面外电荷无关,所以(1);(2);(3)4、(1)如果上题中高斯球面被一个体积减小一半的立方体表面所代替,而点电荷在立方体的中心,则穿过该高斯面的电通量如何变化?(2)通过这立方体六个表面之一的电通量是多少?答:(1)立方形高斯面内电荷不变,因此电通量不变;(2)通过立方体六个表面之一的电通量为总通量的1/6。

即5、附图所示,在一个绝缘不带电的导体球的周围作一同心高斯面S。

试定性地回答,在将一正点荷q移至导体表面的过程中,(1)A点的场强大小和方向怎样变化?(2)B点的场强大小和方向怎样变化?(3)通过S面的电通量如何变化?答:由于电荷q的作用,导体上靠近A点的球面感应电荷-q′,远离A点的球面感应等量的+q′,其分布与过电荷q所在点和球心O的联线成轴对称,故±q′在A、B两点的场强E′沿AOB方向。

(1)E=E0+E′,q移到A点前,E0和E′同向,随着q的移近不断增大,总场强EA 也不断增大。

q移过A点后,E0反向,且E0> E′,EA方向与前相反。

随着q的远离A 点,E0不断减小,±q′和E′增大,但因E′始终小于E0,所以EA不断减小。

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