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电磁学第三章

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第三章静电场中的电介质重点

电介质:绝缘体

自由电荷:可宏观分离的电荷.

束缚电荷:约束在原子、分子中的带电粒子, 不能宏观分离

极化电荷:电介质由于极化产生的等效宏观电荷。

§1电介质的极化

讨论电介质在电场中的电性质

1. 偶极子模型

1.偶极子模型

近似正、负电荷分别集中在两点——偶极子模型

2. 偶极子

(1)偶极子: 相距极近的两个等值异号点电荷组成的系统.

偶极矩p = q l

(2) 偶极子激发的电场

U(r)≈pcosθ/(4πε0r2)

E r= -?U/?r=p

r cosθπε

2

3

Eθ= -1

r

(?U/?θ)=

p

r

sinθ

πε

4

3

Eφ= -1

r sinθ

(?U/?φ)=0

E= -P/(4πε0r3)+3(P?r)r/(4πε0r5)

特点:

E ∝ p/r3∝ q l/r3 <

(3) 偶极子在外场中受的力和力矩

均匀外场

∑F=0

T=p?E

非均匀电场中

∑F=p??E

当r>>l时一系列模型近似:点电荷、电荷对(偶极子)、双电荷对(电四极子)、……对中性分子,点电荷项为零,电荷对的作用成为最主要的

电偶极子在外场E中势能

W =-q0E?l=-P?E

2.电介质的极化

1. 无外场时分子的电特性

(1)有极分子

分子(固有)偶极矩p分子≠0 , 随机分布?P宏观=0

(2)无极分子

分子(固有)偶极矩p分子=0 ? P宏观=0

(3)分子电特性取决于分子结构

2. 在电场中分子极化

有极分子转向极化

响应时间: 10-2~10-10s ; 可以有损耗

无极分子位移极化:

响应时间: 10-14~10-16s; 无损耗

极化结果: 沿E方向有P宏观

3. 极化强度

定义:

P=∑p分子/?V (库仑/米2)

即:单位体积内分子偶极矩之和

4.极化强度与场强关系

1. 线性关系

各向同性电介质P=χε0E

各向异性电介质P, E线性但不同向

说明:(1)线性关系的条件:E非很大.

(2)均匀电介质:χ为常数

2. 其它

铁电体

驻极体(永电体)

5. 极化对流体黏度的影响—电流变效应(Electrorheological effect)

电流变效应: 一些特殊液体由于极化其黏度发生明显的、可逆的、连续的、可控的变化§2极化电荷

极化引起电介质内部电荷“重心”的规则分布, 宏观看有电荷效果

1. 极化电荷q’与P关系

求闭合曲面S内的极化电荷q’

1. 位移极化情况

偶极子被S面切开贡献± q 通过d S的偶极子的贡献dq’= -qn dV = -P?d S

S内的极化电荷

q’= -∮P? d S

ρ’=?q’/?V= -??P

P均匀?ρ’=0 q’=0 2. 转向极化情况介绍S

dS

按p 分子 (大小、方向)分组.

2. 极化电荷面密度σ’与P 的关系

1. 一般情况

?q’= -(P 1??S 1+P 2??S 2)=(P 1? n

1+P 2? n 2)?S σ’=?q’/?S=P 1? n

1+P 2? n 2 极化面电荷只出现在介质交界面

∮E ?d S =q/ε0 ? σ= -ε0(E 1? n

1+E 2? n 2) 2. 与真空或金属交界

真空 χ1=0 E 1≠0 ? P 1=0

金属 χ1≠0 E 1=0 ? P 1=0 σ’=P 2? n

2=P ? n 例: 真空中的均匀极化介质球. 求(1)极化电荷 (2) 极化电荷产生的电场 (3) 在均匀外场E 0中放置各向同性均匀介质球(χ),求介质球内场

解: P =P z ? (1)内部 ρ’=0 σ’=P ? n =Pcos θ (2)位移极化概念

σ’= (±ρ )迭加 E ’内=ρε30(r 2-r 1) = -ρl /3ε0=-P /3ε0

(3) 均匀外场E 0

设介质球均匀极化P

E ’内= -P /3ε0 //E 0

由唯一性定理, 此即为解 说明: 有电介质时仍有静电场的唯一性定理

P =ε0χ E 代入得 P =3ε0χE 0/(3+χ)

3 电介质的击穿

若外电场很强, 电介质分子中的正负电荷可能被拉开而成为自由电荷,使电介质的绝缘性能被破坏成为导体——电介质的击穿

击穿场强(介电强度)——电介质不被击穿所能承受的最大电场强度

§3电位移D.有电介质时高斯定理

1. 引入电位移矢量D.有电介质时高斯定理

1. D 和D 的高斯定理

引入辅助量D=ε0 E +P

∮D ? d S = q 0内

2. D 的基本性质

(1) ∮ D ? d S = q 0内 有源场

σ’

真空

2

(2)D线: 发于自由正电荷,终于自由负电荷,无自由电荷处不中断

(3)对各向同性线性电介质D=εE

ε=ε0εr εr=1+χ

(4) ρ0=??D

σ0= -(D1? n1+D2? n2)

(5) ∮D?d l≠0

2.由D的高斯定理求D和E

D的高斯定理+ D的对称性? D ?E=D/ε

D的对称性: q0对称性⊕电介质对称性

例1.均匀球形电介质(εr), 球心处放置点电荷q0. 求电场分布.

自由电荷和电介质都有球对称性

?E=E(r)r?D=D(r)r?

高斯面: 半径为r的同心球面

∮D?d S=4πr2D=q

D=q0r/(4πr3)

介质内E内=q0r/(4πε0εr r3)=E0/εr

介质外E外=q0r/(4πε0 r3)=E0

例4. 导体与各向同性介质(εr)交界面上,E、D、σ0、σ’、σ总的关系. (σ总=σ0+σ’)说明: 有电介质时仍有静电场的唯一性定理

(1)导体表面为等位面, E⊥表面?D⊥表面

D表面=σ0

E表面=σ0/ε0εr(=σ总/ε0 )

P表面=χσ0 /εr

(2) σ’ = -P= -χσ0/εr=-(εr -1)σ0/εr

σ总=σ0+σ’=σ0/εr

例5. 均匀介质中极化电荷与自由电荷的关系

解:ρ’=-??P=-??(χD/εr)=-χρ0/εr

ρ总=ρ=ρ’+ρ0=ρ0/εr

ρ’=0的两种情况:

P均匀(对介质无要求) ;

各向同性均匀电介质ρ0=0 (对P无要求)

3. D的进一步讨论

1. 问题的提出

(1)D是否只由ρ0 (q0)决定?极化电荷ρ’是否影响D?

(2) D=?=D0

2. 回答

D受极化电荷影响,D≠D0

解释: ∮D0?d l ≠∮D?d l

3. D与D0相等的条件

条件1: 均匀介质充满导体之间

条件2: (一般情况) 均匀各向同性介质分区充填电场,分界面为等位面4. D=D0情况下求电场的一种方法

ρ0、q0 ?E0?D=D0=ε0E0E=E0/εr

例1:点电荷q0在∞大均匀各向同性介质中, 满足条件2, 故

E=E0/εr=q0r/(4πε0εr r3)

§4有电介质时的静电场

1. 场方程

1. 场方程

∮E?d l=0

∮E?d S =q总内/ε

=(q0内+ q’内)/ε0

∮D?d S =q

0内

2. 物性方程

D=εE=ε0εr E=ε0E+P

3. 极化电荷

q’= -∮P?d S

4. 电荷体密度和面密度

ρ=ε0??E

ρ0=??D

ρ’= -??P

σ= -ε0(E1? n1+E2? n2)

σ0= - (D1? n1+D2? n2)

σ’= P1? n1+P2? n2

2. 边界条件——交界面两边D,E关系

1. 边界条件

σ0=0

∮D?d S =q

∮E?d l=0

(1)法向分量关系

D1n=D2n

εr1E1n=εr2E2n E1n≠E2n

(2)切向分量的关系

E1t=E2t

D1t/εr1=D2t /εr2

介质2

2. 讨论

(1)D 线在交界面连续

(2)E 线在交界面中断原因: 交界面σ’

(3) D 1t ≠D 2t ∮D ?d l ≠0

若D 1t =0=D 2t 则 ∮D ? d l =0

3. 例——测介质内的D 、E

介质内部挖空腔,测空腔内的场 ? 介质内的场

A 腔扁平

D 介质 =D 空腔n =ε0

E A

E 介质=E A /εr B 腔细长 E 介质=E 介质t =E 空腔t =E B

D 介质=ε0εr

E 介质=ε0εr E B

3. 有电介质的静电场唯一性定理

唯一性定理: 对电介质分区均匀的区域V. 当V 内的自由电荷分布(ρ0 , σ0)和区域的边界S 上的电位U ?S 或法向电场E n ? S (?U/?n ?S )的值给定; 若有导体,还须给定每个导体的电位或每个导体的总自由电荷, 则V 内的电场唯一地确定.

即V 内存在唯一的解

例.

球形电容器内充满两种电介质

解:

“猜”: 导体表面总电荷σ =σ0+σ’仍均匀分布,介质交界面上 σ内’=0 ? E 为球对称分布? σ内’=0 ? 所设正确 E =E(r)r

高斯面为半径为r 的球面 q 0=∮D ?d S =2πr 2ε0E(εr1+εr2)

D 1=ε0εr1

E D 2=ε0εr2E

E =q 0r /[2πε0(εr1+εr2)r 3 ]

4. 电场能量

1. 电荷观点

W=?

12

U dq 0 2. 电场观点

场能密度 w=

12

D ?

E (线性无损耗介质) 例1. 平行板电容器, 充满电介质(εr )

(1) 按电荷观点:

W=q 0?U/2

(2) 按电场观点: W=wV 体积=q 0?U/2 σ0 -σ0 εr

q 0

-q 0

ε1 ε2

3. 纯电场能和极化能

w=12D ?E =12ε0E 2 +12

P ?E 纯电场能w e =12ε0E 2 极化能 w P =12

P ?E 4. 由静电能求静电力

——虚功(虚位移)法

对象: 带电导体和不带自由电荷的线性无损耗介质组成的系统 设想A 导体有微小位移δr

δA=F ?δr

(1)假设系统孤立, 则

δA=F ?δr = -δW 得:

F = -?W

(2)系统不孤立, 导体电位U k

δA 电源=2(δW)U

δA=F ?δr =(δW)U

F =(?W)U 例: 平行板电容器q 0 , 面积S, . 解:取距离为变量x,

C=ε0S/x

W=q 02/2C=q 02x/2ε0S=CV 2/2=ε0SV /2x

(1)按孤立系统(q 0不变) F=F x = -?W/?x= -q 02 /2ε0S

(2)按电位不变

F=(?W/?x)U = -ε0SV 2/2x 2= -q 02 /2ε0S

附: 带电体之间作用力

(1)带电面受力

均匀带电球面, 电荷面密度σ. 求下半球面对上半球面的斥力

E 外=σ r

/2ε0 F =?上半球面E 外dq=?上半球面σ r

dq/2ε0 (2) 求均匀带电球体下半球体对上半球体的斥力F F =?上半球E 总dq

q 0-q

电磁学试题(含答案)

一、单选题 1、 如果通过闭合面S 的电通量e Φ为零,则可以肯定 A 、面S 没有电荷 B 、面S 没有净电荷 C 、面S 上每一点的场强都等于零 D 、面S 上每一点的场强都不等于零 2、 下列说法中正确的是 A 、沿电场线方向电势逐渐降低 B 、沿电场线方向电势逐渐升高 C 、沿电场线方向场强逐渐减小 D 、沿电场线方向场强逐渐增大 3、 载流直导线和闭合线圈在同一平面,如图所示,当导线以速度v 向 左匀速运动时,在线圈中 A 、有顺时针方向的感应电流 B 、有逆时针方向的感应电 C 、没有感应电流 D 、条件不足,无法判断 4、 两个平行的无限大均匀带电平面,其面电荷密度分别为σ+和σ-, 则P 点处的场强为 A 、02εσ B 、0εσ C 、0 2εσ D 、0 5、 一束α粒子、质子、电子的混合粒子流以同样的速度垂直进 入磁场,其运动轨迹如图所示,则其中质子的轨迹是 A 、曲线1 B 、曲线2 C 、曲线3 D 、无法判断 6、 一个电偶极子以如图所示的方式放置在匀强电场 E 中,则在 电场力作用下,该电偶极子将 A 、保持静止 B 、顺时针转动 C 、逆时针转动 D 、条件不足,无法判断 7、 点电荷q 位于边长为a 的正方体的中心,则通过该正方体一个面的电通量为 A 、0 B 、0εq C 、04εq D 、0 6εq 8、 长直导线通有电流A 3=I ,另有一个矩形线圈与其共面,如图所 示,则在下列哪种情况下,线圈中会出现逆时针方向的感应电流? A 、线圈向左运动 B 、线圈向右运动 C 、线圈向上运动 D 、线圈向下运动 9、 关于真空中静电场的高斯定理0 εi S q S d E ∑=?? ,下述说确的是: A. 该定理只对有某种对称性的静电场才成立; B. i q ∑是空间所有电荷的代数和; C. 积分式中的E 一定是电荷i q ∑激发的; σ- P 3 I

电磁场理论习题及答案1

一. 1.对于矢量A u v,若A u v= e u u v x A+y e u u v y A+z e u u v z A, x 则: e u u v?x e u u v=;z e u u v?z e u u v=; y e u u v?x e u u v=;x e u u v?x e u u v= z 2.对于某一矢量A u v,它的散度定义式为; 用哈密顿算子表示为 3.对于矢量A u v,写出: 高斯定理 斯托克斯定理 4.真空中静电场的两个基本方程的微分形式为 和 5.分析恒定磁场时,在无界真空中,两个基本场变量之间的关系为,通常称它为 二.判断:(共20分,每空2分)正确的在括号中打“√”,错误的打“×”。 1.描绘物理状态空间分布的标量函数和矢量函数,在时间为一定值的情况下,它们是唯一的。() 2.标量场的梯度运算和矢量场的旋度运算都是矢量。() 3.梯度的方向是等值面的切线方向。() 4.恒定电流场是一个无散度场。() 5.一般说来,电场和磁场是共存于同一空间的,但在静止和恒定的情况下,电场和磁场可以独立进行分析。() 6.静电场和恒定磁场都是矢量场,在本质上也是相同的。()

7.研究物质空间内的电场时,仅用电场强度一个场变量不能完全反映物质内发生的静电现象。( ) 8.泊松方程和拉普拉斯方程都适用于有源区域。( ) 9.静电场的边值问题,在每一类的边界条件下,泊松方程或拉普拉斯方程的解都是唯一的。( ) 10.物质被磁化问题和磁化物质产生的宏观磁效应问题是不相关的两方面问题。( ) 三.简答:(共30分,每小题5分) 1.用数学式说明梯无旋。 2.写出标量场的方向导数表达式并说明其涵义。 3.说明真空中电场强度和库仑定律。 4.实际边值问题的边界条件分为哪几类? 5.写出磁通连续性方程的积分形式和微分形式。 6.写出在恒定磁场中,不同介质交界面上的边界条件。 四.计算:(共10分)半径分别为a,b(a>b),球心距为c(c

电磁学第二版习题答案2

电磁学第二版习题答案2

电磁学 第二版 习题解答 电磁学 第二版 习题解答 (2) 第一章 .............................................................. 2 第二章 ............................................................ 18 第三章 ............................................................ 27 第四章 ............................................................ 36 第五章 ............................................................ 40 第六章 ............................................................ 48 第七章 (54) 第一章 1.2.2 两个同号点电荷所带电荷量之和为Q 。在两者距离一定的前提下,它们带电荷量各为多少时相互作用力最大? 解答: 设一个点电荷的电荷量为1q q =,另一个点电荷的电荷量为 2()q Q q =-,两者距离为r ,则由库仑定律求得两个点电荷之间的作用力为 2 0() 4q Q q F r πε-= 令力F 对电荷量q 的一队导数为零,即

20()04dF Q q q dq r πε--== 得 122 Q q q == 即取 122 Q q q == 时力F 为极值,而 22 2 02 204Q q d F dq r πε== < 故当122 Q q q ==时,F 取最大值。 1.2.3 两个相距为L 的点电荷所带电荷量分别为2q 和q ,将第三个点电荷放在何处时,它所受的合力为零? 解答: 要求第三个电荷Q 所受的合力为零,只可能放在两个电荷的连线中间,设它与电荷q 的距离为了x ,如图1.2.3所示。电荷Q 所受的两个电场力方向相反,但大小相等,即 22 00204()4qQ qQ L x x πεπε-=- 得 22 20x Lx L +-= 舍去0x <的解,得 21)x L =- L x L -q Q 2

电磁学答案第1章

第一部分 习题 第一章 静电场基本规律 1.2.1在真空中有两个点电荷,设其中一个所带电量是另一个的四倍,它们个距2510-?米时,相互排斥力为牛顿。问它们相距0.1米时,排斥力是多少两点电荷的电量各为多少 解:设两点电荷中一个所带电量为q ,则另一个为4q : (1) 根据库仑定律:r r q q K F ?22 1 =? 得:21 2221r r F F = (牛顿)) () (4.01010560.12 12 2222112=??==--r r F F (2) 21 2 24r q K F = ∴ 21 9 4221 211109410560.14)()(????±=± =-K r F q =±×710- (库仑) 4q=±×810- (库仑) 1.2.2两个同号点电荷所带电量之和为 Q ,问它们带电量各为多少时,相互作用力最大 解: 设其中一个所带电量为q ,则一个所带电量为 Q-q 。 根据库仑定律知,相互作用力的大小: 2 ) (r q Q q K F -= 求 F 对q 的极值 使0='F 即:0)2(=-q Q r K ∴ Q q 2 1 =。 1.2.3两个点电荷所带电量分别为2q 和q ,相距L ,将第三个点电荷放在何处时,它所受合力为零 解:设第三个点电荷放在如图所示位置是,其受到的合力为零。 图 1.2.3

即: 41πε 2 0x q q = 041 πε )(220x L q q - =2 1x 2)(2x L - 即:0222=-+L xL x 解此方程得: )()21(0距离的是到q q X L x ±-= (1) 当为所求答案。时,0)12(>-=x L x (2) 当不合题意,舍去。时,0)12(<--=x L x 1.2.4在直角坐标系中,在(0,),(0,)的两个位置上分别放有电量为1010q -=(库)的点电荷,在(,0)的位置上放有一电量为810Q -=(库)的点电荷,求Q 所受力的大小和方向(坐标的单位是米) 解:根据库仑定律知: 121 1?r r Q q K F =? )?sin ?(cos 1121 1j i r Q q K αα-=  2 28 1092.01.010 10109+???= --???? ? ?????+-++2 1222122)2.01.0(?1.0)2.01.0(?2.0j i =j i ?100.8?1061.187--?-? 如图所示,其中 2 1 21211 1) (cos y x x += α 2121 211 1) (sin y x y += α 同理:)?sin ?(cos 2222 12j i r Q q K F αα+?=  ? 2281092.01.01010109+???=--×???? ? ?????+-++2 1222122)2.01.0(?1.0)2.01.0(?2.0j i

大学物理电磁学练习题及答案

大学物理电磁学练习题 球壳,内半径为R 。在腔内离球心的距离为d 处(d R <),固定一点电荷q +,如图所示。用导线把球壳接地后,再把地线撤 去。选无穷远处为电势零点,则球心O 处的电势为[ D ] (A) 0 (B) 04πq d ε (C) 04πq R ε- (D) 01 1 () 4πq d R ε- 2. 一个平行板电容器, 充电后与电源断开, 当用绝缘手柄将电容器两极板的距离拉大, 则两极板间的电势差12U 、电场强度的大小E 、电场能量W 将发生如下变化:[ C ] (A) 12U 减小,E 减小,W 减小; (B) 12U 增大,E 增大,W 增大; (C) 12U 增大,E 不变,W 增大; (D) 12U 减小,E 不变,W 不变. 3.如图,在一圆形电流I 所在的平面内, 选一个同心圆形闭合回路L (A) ?=?L l B 0d ,且环路上任意一点0B = (B) ?=?L l B 0d ,且环路上 任意一点0B ≠ (C) ?≠?L l B 0d ,且环路上任意一点0B ≠ (D) ?≠?L l B 0d ,且环路上任意一点B = 常量. [ B ] 4.一个通有电流I 的导体,厚度为D ,横截面积为S ,放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导体的侧表面,如图所示。现测得导体上下两面电势差为V ,则此导体的霍尔系数等于[ C ] (A) IB V D S (B) B V S ID (C) V D IB (D) IV S B D 5.如图所示,直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中,磁场B 平行于ab 边,bc 的长度为 l 。当金属框架绕ab 边以匀角速度ω转动时,abc 回路中的感应电动势ε和a 、 c 两点间的电势差a c U U -为 [ B ] (A)2 0,a c U U B l εω=-= (B) 2 0,/2a c U U B l εω=-=- (C)22 ,/2a c B l U U B l εωω=-= (D)2 2 ,a c B l U U B l εωω=-= 6. 对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确 [ A ] (A) 位移电流是由变化的电场产生的; (B) 位移电流是由线性变化的磁场产生的; (C) 位移电流的热效应服从焦耳——楞次定律; (D) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理.

电磁学第三章例题

物理与电子工程学院 方 法 作 业 注:教案按授课章数填写,每一章均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。教学内容须另加附页。

总结: 1、E P χε0= (1)极化率χ各点相同,为均匀介质 (2)τ ?=∑i p P 各点相同,为均匀极化 2、极化电荷体密度 ()τ ρ??- ='? ?-='?='????S S S d P S d P q d S d P q (1)对均匀极化的介质:0='='ρq (2)特例:仅对均匀介质,不要求均匀极化,只要该点自由电荷体密度0000q ρρ''===,则:, (第5节小字部分给出证明) 3、极化电荷面密度 ()n P P ?12?-=' σ 2P 、1P 分别为媒质2、1的极化强度,n ?为界面上从2→1的法向单位矢。当电介质置于真空(空气中)或金属中: n P n P =?='? σ n P :电介质内的极化强度 n ?:从电介质指向真空 或金属的法向单位矢。 例(补充):求一均匀极化的电介质球表面上极化电荷的分布,以及极 化电荷在球心处产生的电场强度,已知极化强度为P 。 - -z 解:(1)求极化电荷的分布,取球心O 为原点,极轴与P 平行的球极 坐标,选球表面任一点A (这里认为置于真空中),则:

A n P ??=' σ 由于均匀极化,P 处处相同,而极化电荷σ'的分布情况由A n ?与P 的夹角而定,即σ'是θ的函数(任一点的n ?都是球面的径向r ?) A A A P n P θσcos ?=?=' 任一点有: θσcos P =' 所以极化电荷分布: ()()()140230030 22P θσθσθθπσππθθσ?'>? ?'

电磁学第一章思考题

第一章思考题 1. 1一个点电荷受到另一个点电荷的静电力是否会因其它电荷的移近而改变?当“另一个点电荷”被一个带电导体代替时,情况又如何? 答:根据静电力的叠加原理,一个点电荷受到另一个点电荷的作用力,不论周围是否存在其它电荷,总是符合库仑定律的,如果这两个点电荷都是静止的固定的,则它们间距不发生变化,其相互作用力不会因其它电荷的移近而改变(反之若这两个点电荷是可动的,则当其它电荷移近,此二点电荷因受其它电荷作用而发生移动,其间距离变化,则相互作用力也变) 1. 2有一带电的导体,为测得其附近P 点的场强,在P 点放一试探电荷0q (0q >0),测得它所受的电场力为F 。如果0q 很大,F/0q 是 否等于P 点的场强E ?比E 大还是比E 小? 答:若0q 很大,受它影响,带正电的导体的电荷分布,由于静电感应,导体上的正电荷受到排斥要远离P 点,因此在P 点放上0q 后,场强要比原来小,而测得的F/0q 是导体上电荷重新分布后测得的P 点的场强,故F/0q 要比P 点原来的场强E 小 1、 3场强的定义式为E=F/0q ,可否认为场强E 与F 成正比,与0q 成反比?当0 q →0时,场强是无限大还是为零?还是与0q 无关? 答:不能,电场中某点的场强,它是由产生电场的电荷决定的,电场中某点的电场强度是客观存在的,是具有确定的值,当某点放上0q 后,所受的力F 与0q 成正比,比值F/0q 是个确定的值,其大小与F ,0q 均无关系,成以当0q →0时,其所受的力F →0,其比值→确定 值,与0q 无关 1. 4判断对错。(1)闭合曲面上各点场强为零时,面内必没有电荷;(2)闭合曲面内电量为零时,面上各点场强必为零;(3)闭合曲面 的电通量为零时,面上各点的场强必为零;(4)通过闭合曲面的电通量仅决定于面内电荷;(5)闭合曲面上各点的场强是仅由面内电荷产生的;(6)应用高斯定理求场强的条件是电荷分布具有一定的对称性;(7)如果库仑定律中r 的幂不是-2,则高斯定理不成立 答:(1)(2)(3)(5)(6)不对;(4)(7)对‘ 1. 5一个点电荷放在球形高斯面的球心,试问下列情况下电通量是否改变(1)如果这球面被任意体积的立方体表面所代替,而点电荷仍 位于立方体中心;(2)如果此点电荷被移离原来的球心,但仍在球内;(3)如果此点电荷被放到高斯球面之外;(4)如果把第二个点电荷放到高斯球面外的某个地方;(5)如果把第二个电荷放在高斯球面内 答:(1)与曲面形状无关,所以电通量不改变;(2)与面内电荷所在位置无关,所以电通量不改变;(3)面内电荷改变(减少)所以电通量改变→0;(4)面内电荷不变,所以电通量不改变;(5)面内电荷改变(增加),所以电通量改变→增加 1. 6图中已知S 1面上的电通量为1 S Φ,问S 2面,S 3面及S 4面上的电通量2 S Φ,3 S Φ,4 S Φ各等于多少? 答:S 1面与S 3面组成闭合曲面1 S Φ+3 S Φ= 1 εq ,3 S Φ= 1 εq -1 S Φ; S 4与S 3组成闭合曲面3 S Φ+4 S Φ=0,4 S Φ=-3 S Φ=1 S Φ-0 1 εq ; S 2与S 3组成闭合曲面2 S Φ+3 S Φ= 2 1εq q +;2 S Φ=-3 S Φ+ 2 1εq q +=1 S Φ-0 1 εq + 2 1εq q +=1 S Φ+ 2 εq 1. 7(1)将初速度为零的电子放在电场中时,在电场力作用下,这电子是向电位高处运动,还是向电位低处运动?为什么?(2)说明 无论对正负电荷来说,仅在电场力作用下移动时,电荷总是从电位能高的地方移向电位能低的地方。 答:(1)总是向高电位处运动,受力方向逆着电力线,在初速为零,逆着电力线方向运动,电场中各处的电位永远逆着电力线方向升高。(2)仅在电场力作用下移动时,电场力方向与正负电荷位移方向一致,电场力作正功,使电荷的电位能减小,所以电荷总是从电位能高处向低处移动 1. 8可否任意将地球的电位规定为100伏,而不规定为零?这样规定后,对测量电位,电位差的数值有什么影响? 答:可以,对电位差的数值无影响,对电位的数值有影响,提高了 1. 9判断对错(1)场强大的地方,电位一定高。(2)电位高的地方,场强一定大。(3)带正电的物体的电位一定是正的。(4 )电位等于

程稼夫电磁学第二版第一章习题解析

程稼夫电磁学篇第一章《静电场》课后习题 1-1设两个小球所带净电荷为q,距离为l,由库仑定律: 由题目,设小球质量m,铜的摩尔质量M,则有: 算得 1-2 取一小段电荷,其对应的圆心角为dθ: 这一小段电荷受力平衡,列竖直方向平衡方程,设张力增量为T: 解得 1-3(1)设地月距离R,电场力和万有引力抵消: 解得: (2)地球分到,月球分到,电场力和万有引力抵消: 解得:

1-4 设向上位移为x,则有: 结合牛顿第二定律以及略去高次项有: 1-5由于电荷受二力而平衡,故三个电荷共线且q3在q1和q2之间: 先由库仑定律写出静电力标量式: 有几何关系: 联立解得 由库仑定律矢量式得: 解得 1-6(1)对一个正电荷,受力平衡:

解得,显然不可能同时满足负电荷的平衡 (2)对一个负电荷,合外力提供向心力: 解得 1-7(1)设P限制在沿X轴夹角为θ的,过原点的直线上运动(θ∈[0,π)),沿着光滑直线位移x,势 能: 对势能求导得到受力: 小量近似,略去高阶量: 当q>0时,;当q<0时, (2)由上知 1-8设q位移x,势能: 对势能求导得到受力: 小量展开有:,知

1-9(1)对q受力平衡,设其横坐标的值为l0:,解得 设它在平衡位置移动一个小位移x,有: 小量展开化简有: 受力指向平衡位置,微小谐振周期 (2) 1-10 1-11 先证明,如图所示,带相同线电荷密度λ的圆弧2和直线1在OO处产生的电场强度相等.取和θ. 有: 显然两个电场强度相等,由于每一对微元都相等,所以总体产生的电场相等. 利用这一引理,可知题文中三角形在内心处产生的电场等价于三角形内切圆环在内心处产生的电场.由对称性,这一电场强度大小为0. 1-12(1)

高中物理电磁学经典例题

高中物理典型例题集锦 (电磁学部分) 25、如图22-1所示,A、B为平行金属板,两板相距为d,分别与电源两极相连,两板 的中央各有小孔M、N。今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N三点在同一竖直线上),空气阻力不计,到达N点时速度恰好 为零,然后按原路径返回。若保持两板间的电压不变,则: A.若把A板向上平移一小段距离,质点自P点下落仍能返回。 B.若把B板向下平移一小段距离,质点自P点下落仍能返回。 C.若把A板向上平移一小段距离,质点自P点下落后将穿过 N孔继续下落。 图22-1 D.若把B板向下平移一小段距离,质点自P点下落后将穿过N 孔继续下落。 分析与解:当开关S一直闭合时,A、B两板间的电压保持不变,当带电质点从M向N 运动时,要克服电场力做功,W=qU AB,由题设条件知:带电质点由P到N的运动过程中,重力做的功与质点克服电场力做的功相等,即:mg2d=qU AB 若把A板向上平移一小段距离,因U AB保持不变,上述等式仍成立,故沿原路返回, 应选A。 若把B板下移一小段距离,因U AB保持不变,质点克服电场力做功不变,而重力做功 增加,所以它将一直下落,应选D。 由上述分析可知:选项A和D是正确的。 想一想:在上题中若断开开关S后,再移动金属板,则问题又如何(选A、B)。 26、两平行金属板相距为d,加上如图23-1(b)所示的方波形电压,电压的最大值为U0,周期为T。现有一离子束,其中每个 离子的质量为m,电量为q,从与两板 等距处沿着与板平行的方向连续地射 入两板间的电场中。设离子通过平行 板所需的时间恰为T(与电压变化周图23-1 图23-1(b)

电磁场与电磁波第一章复习题练习答案

电子信息学院电磁场与电磁波第一章复习题练习 姓名 学号 班级 分数 1-7题,每题5分;8-15题,每题5分,16题10分,17题15分。 8: 解:不总等于,讨论合理即可 9. 已知直角坐标系中的点P 1(-3,1,4)和P 2(2,-2,3): (1) 在直角坐标系中写出点P 1、P 2的位置矢量r 1和r 2; (2) 求点P 1到P 2的距离矢量的大小和方向; (3) 求矢量r 1在r 2的投影; 解:(1)r1=-3a x +a y +4a z ; r2=2a x -2a y +3a z (2)R=5a x -3a y -a z (3) [(r1?r2)/ │r2│] =(17)? 10.用球坐标表示的场E =a r 25/r 2,求: (1) 在直角坐标系中的点(-3,4,-5)处的|E |和E z ; (2) E 与矢量B =2a x -2a y +a z 之间的夹角。 解:(1)0.5;2?/4; (2)153.6 11.试计算∮s r ·d S 的值,式中的闭合曲面S 是以原点为顶点的单位立方体,r 为 空间任一点的位置矢量。 解:学习指导书第13页 12.从P (0,0,0)到Q (1,1,0)计算∫c A ·d l ,其中矢量场A 的表达式为 A =a x 4x-a y 14y 2.曲线C 沿下列路径: (1) x=t ,y=t 2; (2) 从(0,0,0)沿x 轴到(1,0,0),再沿x=1到(1,1,0); (3) 此矢量场为保守场吗? 解:学习指导书第14页 13.求矢量场A =a x yz+a y xz+a z xy 的旋度。 A ??=x a (x -x )+y a (y -y )+z a (z -z )=0 14.求标量场u=4x 2y+y 2z-4xz 的梯度。 u ?=x a u x ??+y a u y ??+z a u z ??=x a (8xy-4z)+y a (42x +2yz)+z a (2y -4x)

电磁学第三章例题教学文案

物理与电子工程学院 注:教案按授课章数填写,每一章均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。教学内容须另加附页。

总结: 1、E P 0 (1)极化率 各点相同,为均匀介质 (2) i p P 各点相同,为均匀极化 2、极化电荷体密度 S S S d P S d P q d S d P q (1)对均匀极化的介质:0 q (2)特例:仅对均匀介质,不要求均匀极化,只要该点自由电荷体密度0000q ,则:, (第5节小字部分给出证明) 3、极化电荷面密度 n P P ?12 2P 、1P 分别为媒质2、1的极化强度,n ?为界面上从2→1的法向单位矢。当电介质置于真空(空气中)或金属中: n P n P ? n P :电介质内的极化强度 n ?:从电介质指向真空或 金属的法向单位矢。 例(补充):求一均匀极化的电介质球表面上极化电荷的分布,以及极 化电荷在球心处产生的电场强度,已知极化强度为P 。 - -z 解:(1)求极化电荷的分布,取球心O 为原点,极轴与P 平行的球极 坐标,选球表面任一点A (这里认为置于真空中),则:

学习资料 A n P ? 由于均匀极化,P 处处相同,而极化电荷 的分布情况由A n ?与P 的夹角而定,即 是θ的函数(任一点的n ?都是球面的径向r ?) A A A P n P cos ? 任一点有: cos P 所以极化电荷分布: 140230030 22P 右半球在、象限,左半球在、象限,左右两极处,,最大上下两极处,,最小 (2)求极化电荷在球心处产生的场强 由以上分析知 以z 为轴对称地分布在球表面上,因此 在球心处产 生的E 只有z 轴的分量,且方向为z 轴负方向。 在球表面上任意选取一面元S d ,面元所带电荷量dS q d ,其在球心O 处产生场强为: R R dS E d ?42 其z 分量为: cos 4cos 2 0R dS E d E d z (方向为z 轴负方向) 全部极化电荷在O 处所产生的场强为: 2 0222 0cos 4cos sin cos 4z S dS E dE R P R d d R 乙

(完整版)电磁学练习题及答案

P r λ2 λ1 R 1 R 2 1.坐标原点放一正电荷Q ,它在P 点(x =+1,y =0)产生的电场强 度为E ρ 。现在,另外有一个负电荷-2Q ,试问应将它放在什么 位置才能使P 点的电场强度等于零? (A) x 轴上x >1。 (B) x 轴上00。 (E) y 轴上y <0。 [ C ] 2.个未带电的空腔导体球壳,内半径为R 。在腔内离球心的距离为d 处( d < R ),固定一点电荷+q ,如图所示. 用导线把球壳接地后,再把地线撤去。选无穷远处为电势零点,则球心O 处的电势为 (A) 0 (B) d q 04επ (C) R q 04επ- (D) )11(40R d q -πε [ D ] 3.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) r 0212ελλπ+ (B) ()()202 10122R r R r -π+-πελελ (C) ()202 12R r -π+ελλ (D) 2 02 10122R R ελελπ+π [ A ] 4.荷面密度为+σ和-σ的两块“无限大”均匀带电的平行平板,放在与平面相垂直的x 轴上的+a 和-a 位置上,如图所示。设坐标原点O 处电势为零,则在-a <x <+a 区域的电势分布曲线为 [ C ] 5.点电荷+q 的电场中,若取图中P 点处为电势零点 , 则M 点的电势为 (A) a q 04επ (B) a q 08επ (C) a q 04επ- (D) a q 08επ- [ D ] y x O +Q P (1,0) R O d +q +a a O -σ +σ O -a +a x U (A) O -a +a x U O -a +a x U (C) O -a +a x U (D) a a +q P M

电磁学复习计算题附答案

《电磁学》计算题(附答案) 1. 如图所示,两个点电荷+q 和-3q ,相距为d . 试求: (1) 在它们的连线上电场强度0=E ? 的点与电荷为+q 的点电荷相距多远? (2) 若选无穷远处电势为零,两点电荷之间电势U =0的点与电荷为+q 的点电荷相距多远? 2. 一带有电荷q =3×10- 9C 的粒子,位于均匀电场中,电场方向如图所示.当该粒子沿水平方向向右方运动5 cm 时,外力作功6×10- 5 J ,粒子动能的增量为4.5×10- 5 J .求:(1) 粒子运动过程中电场力作功多少?(2) 该电场的场强多大? 3. 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. 4. 一半径为R 的带电球体,其电荷体密度分布为 ρ =Ar (r ≤R ),ρ =0 (r >R ) A 为一常量.试求球体内外的场强分布. 5. 若电荷以相同的面密度σ均匀分布在半径分别为r 1=10 cm 和r 2=20 cm 的两个同心球面上,设无穷远处电势为零,已知球心电势为300 V ,试求两球面的电荷面密度σ的值.(ε0=8.85×10- 12C 2 / N ·m 2 ) 6. 真空中一立方体形的高斯面,边长a =0.1 m ,位于图中所示位置.已知空间的场强分布为: E x =bx , E y =0 , E z =0. 常量b =1000 N/(C ·m).试求通过该高斯面的电通量. 7. 一电偶极子由电荷q =1.0×10-6C 的两个异号点电荷组成,两电荷相距l =2.0 cm .把这电偶极子放在场强大小为E =1.0×105 N/C 的均匀电场中.试求: (1) 电场作用于电偶极子的最大力矩. (2) 电偶极子从受最大力矩的位置转到平衡位置过程中,电场力作的功. 8. 电荷为q 1=8.0×10-6C 和q 2=-16.0×10- 6 C 的两个点电荷相距20 cm ,求离它们都是20 cm 处的电场强度. (真空介电常量ε0=8.85×10-12 C 2N -1m -2) 9. 边长为b 的立方盒子的六个面,分别平行于xOy 、yOz 和xOz 平面.盒子的一角在坐标原点处.在 此区域有一静电场,场强为j i E ? ??300200+= .试求穿过各面的电通量. E ? q L q

电磁学-第二版--习题答案

电磁学 第二版 习题解答 电磁学 第二版 习题解答 (1) 第一章 ................................................................................................................................................................ 1 第二章 .............................................................................................................................................................. 16 第三章 .............................................................................................................................................................. 25 第四章 .............................................................................................................................................................. 34 第五章 .............................................................................................................................................................. 38 第六章 .............................................................................................................................................................. 46 第七章 .. (52) 第一章 1.2.2 两个同号点电荷所带电荷量之和为Q 。在两者距离一定的前提下,它们带电荷量各为多少时相互作用力最大? 解答: 设一个点电荷的电荷量为1q q =,另一个点电荷的电荷量为 2()q Q q =-,两者距离为r ,则由库仑定律求得两个点电荷之间的作用力为 2 0() 4q Q q F r πε-= 令力F 对电荷量q 的一队导数为零,即 20()04dF Q q q dq r πε--== 得 122 Q q q ==

电磁学练习题积累(含部分答案)

一.选择题(本大题15小题,每题2分) 第一章、第二章 1.在静电场中,下列说法中哪一个是正确的 [ ] (A)带正电荷的导体,其电位一定是正值 (B)等位面上各点的场强一定相等 (C)场强为零处,电位也一定为零 (D)场强相等处,电位梯度矢量一定相等 2.在真空中的静电场中,作一封闭的曲面,则下列结论中正确的是[] (A)通过封闭曲面的电通量仅是面内电荷提供的 (B) 封闭曲面上各点的场强是面内电荷激发的 (C) 应用高斯定理求得的场强仅是由面内电荷所激发的 (D) 应用高斯定理求得的场强仅是由面外电荷所激发的 3.关于静电场下列说法中正确的是 [ ] (A)电场和试探电荷同时存在和消失 (B)由E=F/q知道,电场强度与试探电荷成反比 (C)电场强度的存在与试探电荷无关 (D)电场是试探电荷和场源电荷共同产生的 4.下列几个说法中正确的是: [ ] (A)电场中某点场强的方向,就是将点电荷放在该点所受电场力的方向 (B)在以点电荷为中心的球面上,由该点电荷所产生的场强处处相同 (C)场强方向可由E=F/q定出,其中q为试验电荷的电量,q可正、可负, F为试验电荷所受的电场力 (D)以上说法全不对。 5.一平行板电容器中充满相对介电常数为的各向同性均匀电介质。已知介 质两表面上极化电荷面密度为,则极化电荷在电容器中产生的电 场强度的大小为 [ ]

(A) 0εσ' (B) 02εσ' (C) 0εεσ' (D) ε σ' 6. 在平板电容器中充满各向同性的均匀电介质,当电容器充电后,介质中 D 、 E 、P 三矢量的方向将是 [ ] (A) D 与E 方向一致,与P 方向相反 (B) D 与E 方向相反,与P 方向一致 (C) D 、E 、P 三者方向相同 (D) E 与P 方向一致,与D 方向相反 7. 在一不带电荷的导体球壳的球心处放一点电荷,并测量球壳内外的场强分 布,如果将此点电荷从球心移到球壳内其它位置,重新测量球壳内外的场强分布,则将发现: [ ] (A) 球壳内、外场强分布均无变化 (B) 球壳内场强分布改变,球壳外的不变 (C) 球壳外场强分布改变,球壳内的不变 (D) 球壳内、外场强分布均改变 8. 一电场强度为E 的均匀电场,E 的方向与x 轴正向平行,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) 2R E π;(B) 21 2 R E π; (C) 22R E π;(D ) 0。 9. 在静电场中,电力线为均匀分布的平行 直线的区域内,在电力线方向上任意两点的电场强度E 和电势U 相比较 [ ] (A) E 相同,U 不同 (B) E 不同,U 相同 (C) E 不同,U 不同 (D) E 相同,U 相同

电磁学第一章

1 第一章基本概念 一.Maxwell 场方程组的表示形式及各方程的物理意义: Maxwell 的贡献在于以静电场与稳恒电磁场为基础,考虑了随时间变化的因素,提出科学的分析与假设,并引入了位移电流概念,从数学上进行高度概括和总结,最终获得时变电磁场的基本方程。揭示了电场与磁场之间以及场与流之间相互联系的规律。它预言了电磁波的存在,是一切 宏观电磁理论的基础。 本章要求:掌握研究电磁场的基本方程、表示形式、物理意义等。

其中,前二个方程为其核心,它显示了场量之间相互制约和相互联系。 2.微分形式和积分形式: 对连续媒质,各场量为连续并有连续导数(即为良态),一般采用微分形式的场方程,求解场分布较容易;积分形式的场方程更具一般性,它对媒质无任何要求,故在出现介质不连续(有介质分界面)时,必须采用积分形式,并用以确定边界条件。 3

4 3.场方程是在已有的电磁定律和大量实验结果的基础上,从数学上对电磁场规律所作的高度概括和总结,并由此断言:任何电磁扰动都将以有限速度向空间传播——即有电磁波存在。这一预言后来为实验所验证,并成功地应用于无线电通信,奠定了无线电技术的基础。 方程是电磁理论的基本规律,具有普遍性,不仅适用于高频(微波与光波);也适用于低频和直流,从中可推出低频电路中的克希霍夫定律。 Maxwell Maxwell

4.时变场:随时间变化的场,即场既为空间坐 标的函数亦为时间的函数。 对于时变场,有: 1)电、磁场是统一的、不可分割的; 2)变化的磁场产生电场;变化的电场产生磁场,相互交连,从而产生电磁波的传播。 5.电磁场特性:电磁场是一种特殊形式的物质,具有电磁能,并遵循能量守恒的普遍规律。这包括电场能与磁场能的相互转换及电磁能与其它形式能量(如热能、机械能等)之间的相互转换。 5

电磁场与电磁波课后答案第1章

第一章习题解答 给定三个矢量、和如下: 求:(1);(2);(3);(4);(5)在上的分量;(6); (7)和;(8)和。 解(1) (2) (3)-11 (4)由,得 (5)在上的分量 (6) (7)由于 所以 (8) 三角形的三个顶点为、和。 (1)判断是否为一直角三角形; (2)求三角形的面积。 解(1)三个顶点、和的位置矢量分别为 ,, 则,, 由此可见 故为一直角三角形。 (2)三角形的面积 求点到点的距离矢量及的方向。 解,, 则 且与、、轴的夹角分别为 给定两矢量和,求它们之间的夹角和在上的分量。 解与之间的夹角为 在上的分量为 给定两矢量和,求在上的分量。 解 所以在上的分量为 证明:如果和,则; 解由,则有,即 由于,于是得到 故 如果给定一未知矢量与一已知矢量的标量积和矢量积,那么便可以确定该未知矢量。设为一已知矢量,而,和已知,试求。

解由,有 故得 在圆柱坐标中,一点的位置由定出,求该点在:(1)直角坐标中的坐标;(2)球坐标中的坐标。 解(1)在直角坐标系中、、 故该点的直角坐标为。 (2)在球坐标系中、、 故该点的球坐标为 用球坐标表示的场, (1)求在直角坐标中点处的和; (2)求在直角坐标中点处与矢量构成的夹角。 解(1)在直角坐标中点处,,故 (2)在直角坐标中点处,,所以 故与构成的夹角为 球坐标中两个点和定出两个位置矢量和。证明和间夹角的余弦为 解由 得到 一球面的半径为,球心在原点上,计算:的值。 解 在由、和围成的圆柱形区域,对矢量验证散度定理。 解在圆柱坐标系中 所以 又 故有 求(1)矢量的散度;(2)求对中心在原点的一个单位立方体的积分;(3)求对此立方体表面的积分,验证散度定理。 解(1) (2)对中心在原点的一个单位立方体的积分为 (3)对此立方体表面的积分 故有 计算矢量对一个球心在原点、半径为的球表面的积分,并求对球体积的积分。 解 又在球坐标系中,,所以 求矢量沿平面上的一个边长为的正方形回路的线积分,此正方形的两边分别与轴和轴相重合。再求对此回路所包围的曲面积分,验证斯托克斯定理。 解 又

电磁学经典练习题与答案

高中物理电磁学练习题 一、在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确. 1.如图3-1所示,有一金属箔验电器,起初金属箔闭合,当带正电的棒靠近验电器上部的金属板时,金属箔开.在这个状态下,用手指接触验电器的金属板,金属箔闭合,问当手指从金属板上离开,然后使棒也远离验电器,金属箔的状态如何变化?从图3-1的①~④四个选项中选取一个正确的答案.[] 图3-1 A.图①B.图②C.图③D.图④ 2.下列关于静电场的说法中正确的是[] A.在点电荷形成的电场中没有场强相等的两点,但有电势相等的两点 B.正电荷只在电场力作用下,一定从高电势向低电势运动 C.场强为零处,电势不一定为零;电势为零处,场强不一定为零 D.初速为零的正电荷在电场力作用下不一定沿电场线运动 3.在静电场中,带电量大小为q的带电粒子(不计重力),仅在电场力的作用下,先后飞过相距为d的a、b两点,动能增加了ΔE,则[]A.a点的电势一定高于b点的电势 B.带电粒子的电势能一定减少 C.电场强度一定等于ΔE/dq D.a、b两点间的电势差大小一定等于ΔE/q 4.将原来相距较近的两个带同种电荷的小球同时由静止释放(小球放在光滑绝缘的水平面上),它们仅在相互间库仑力作用下运动的过程中[]A.它们的相互作用力不断减少 B.它们的加速度之比不断减小 C.它们的动量之和不断增加 D.它们的动能之和不断增加 5.如图3-2所示,两个正、负点电荷,在库仑力作用下,它们以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动,以下说确的是[] 图3-2

A.它们所需要的向心力不相等 B.它们做圆周运动的角速度相等 C.它们的线速度与其质量成反比 D.它们的运动半径与电荷量成反比 6.如图3-3所示,水平固定的小圆盘A,带电量为Q,电势为零,从盘心处O由静止释放一质量为m,带电量为+q的小球,由于电场的作用,小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的c点,Oc=h,又知道过竖直线上的b点时,小球速度最大,由此可知在Q所形成的电场中,可以确定的物理量是[] 图3-3 A.b点场强B.c点场强 C.b点电势D.c点电势 7.如图3-4所示,带电体Q固定,带电体P的带电量为q,质量为m,与绝缘的水平桌面间的动摩擦因数为μ,将P在A点由静止放开,则在Q的排斥下运动到B点停下,A、B相距为s,下列说确的是[] 图3-4 A.将P从B点由静止拉到A点,水平拉力最少做功2μmgs B.将P从B点由静止拉到A点,水平拉力做功μmgs C.P从A点运动到B点,电势能增加μmgs D.P从A点运动到B点,电势能减少μmgs 8.如图3-5所示,悬线下挂着一个带正电的小球,它的质量为m、电量为q,整个装置处于水平向右的匀强电场中,电场强度为E.[] 图3-5 A.小球平衡时,悬线与竖直方向夹角的正切为Eq/mg B.若剪断悬线,则小球做曲线运动 C.若剪断悬线,则小球做匀速运动 D.若剪断悬线,则小球做匀加速直线运动 9.将一个6V、6W的小灯甲连接在阻不能忽略的电源上,小灯恰好正常发光,现改将一个6V、3W的小灯乙连接到同电源上,则[]A.小灯乙可能正常发光 B.小灯乙可能因电压过高而烧毁 C.小灯乙可能因电压较低而不能正常发光 D.小灯乙一定正常发光 10.用三个电动势均为1.5V、阻均为0.5Ω的相同电池串联起来作电源,向三个阻值都是1Ω的用电器供电,要想获得最大的输出功率,在如图3-6所示电路中应选择的电路是[] 图3-6 11.如图3-10所示的电路中,R 1、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 为阻值固定的 电阻,R 6 为可变电阻,A为阻可忽略的电流表,V为阻很大的电压表,电源的

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