大学物理作业--电势二解答
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Pd L0dxxθxydEd θ习题1212-3.如习题12-3图所示,真空中一长为L 的均匀带电细直杆,总电量为q ,试求在直杆延长线上到杆的一端距离为d 的点P 的电场强度。
[解] 建立如图所示坐标系ox ,在带电直导线上距O 点为x 处取电荷元x Lqq d d =,它在P 点产生的电电场强度度为()()x x d L Lq x d L qE d 41d 41d 2020-+=-+=πεπε则整个带电直导线在P 点产生的电电场强度度为()()d L d qx x d L Lq E L+=-+=⎰002041d 41πεπε故()i E d L d q+=04πε12-4.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 ,试求圆心处点O 的场强。
[解] 将半圆环分成无穷多小段,取一小段dl ,带电量l RQ q d d π=dq 在O 点的电场强度20204d 4d d RlR Q R qE πεππε== 从对称性分析,y 方向的电场强度相互抵消,只存在x 方向的电场强度l RQ E E d sin 4sin d d 302x ⋅=⋅=θεπθ θd d R l =θεπθd 4sin d 202x R Q E =2020202x x 2d 4sin d R QR Q E E E επθεπθπ====⎰⎰ 方向沿x 轴正方向 12-5. 如习题12-5图所示,一半径为R 的无限长半圆柱面形薄筒,均匀带电,沿轴向单位长度上的带电量为λ,试求圆柱面轴线上一点的电场强度E 。
[解]θd 对应的无限长直线单位长带的电量为θπλd d =q 它在轴线O 产生的电场强度的大小为RRq E 0202d 2d d επθλπε==因对称性y d E 成对抵消RE E 02x 2d cos cos d d επθθλθ=⋅=d θRR E E 02202x 2d cos 2d επλεπθθλπ===⎰⎰ 12-6.一半径为R 的半球面,均匀地带有电荷,电荷面密度为σ,求球心点O 处的场强。
静电场一一、选择题1. C2.A3.C4.B5.D 二、填空题 1.0σε;0;0σε 2.3028Rqdεπ;从O 点指向缺口中心3. 0;1204Q r πε;12204Q Q rπε+ 4.004()q ld d l λπε+5. 2014R E pe -;()012E E he - 6.6q ε 三、计算题1. 解:取如图所示微小电荷元22d d d Q Q q R R θθ==ππ它在O 处产生场强θεεd 24d d 20220R QR q E π=π=d E 沿x 轴和y 轴的分量分别为θθεθd sin 2sin d d 202R Q E E x π==θθεθd cos 2cos d d 202RQE E y π-=-=对各分量分别积分,积分时考虑到上半部分是正电荷而下半部分是负电荷可得π/2π2200π/2sin d sin d 2x QE R θθθθε⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦⎰⎰π=0π/2π2222000π/2cos d cos d 2y Q QE R R θθθθεε⎡⎤-=-=-⎢⎥⎣⎦⎰⎰ππ 所以 j RQ j E i E E y x202επ-=+=2. 解: (1)根据高斯定理,作以球心为中心,以r 为半径的球面为高斯面,分别计算球内和球外的电场强度。
球内(r R <): 30014d 3E S r ρπε=⋅⎰23001443r E r πρπε=r E 0031ρε=球外(r R >): 30014d 3E S R ρπε=⋅⎰23001443r E R πρπε=20303rR E ερ= (2)电荷分布具球对称性,r 0ρρ=。
可根据高斯定理求解。
作以球心为中心,以r 为半径的球面为高斯面,分别计算球内和球外的电场强度。
球内(r R <):将球体分解为多个厚度为dr 的薄同心球壳,任一球壳带电dr r dr r dq 30244πρπρ==,半径r 的球体带电 ⎰⎰===rr dr r dq q 040304πρπρ。
2022年高考物理二轮复习——电势、电势能与电势差一、单选题1.下列说法正确的是()A. 根据电场强度的定义式E= ,可知电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比B. 根据电容的定义式C= ,可知电容器的电容与所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比C. 根据真空中点电荷的电场强度公式E=k ,可知电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量无关D. 根据电势差的定义式U AB= ,可知带电荷量为1 C的正电荷,从电场中的A点移动到B点克服电场力做功为1J,则A、B两点间的电势差为﹣1V2.在静电场中,将一电子从a点移至b点,静电力做功5 eV,下列结论正确的是()A. 电场强度的方向一定由b到aB. a、b两点的电势差是50 VC. 电子的电势能减少了5 eVD. 因电势零点未确定,故不能确定a、b间的电势差3.一平行板电容器两极板间距为、极板面积为S,电容为,其中是常量。
对此电容器充电后断开电源。
当增加两板间距时,电容器极板间()A. 电场强度不变,电势差变大B. 电场强度不变,电势差不变C. 电场强度减小,电势差不变D. 电场强度较小,电势差减小4.x轴上固定两个点电荷、,位于坐标原点O,位于a点,沿x轴O、a之间各点对应的电势高低如图中曲线所示,已知b点电势为零,O、b间距离大于b、a间距离.从图中可以判断以下说法正确的是()A. 为负电荷,为正电荷B. 的电量一定小于的电量C. b点的电场强度为零D. O、a之间各点的电场方向都指向a点5.如图所示,a、b、c是一条电场线上的三个点,电场线的方向由a到c。
a、b间的距离等于b、c间的距离。
用和分别表示三点的电势和场强,可以判定()A. B. C. D.6.如图所示,一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力作用下,从静止开始由b沿直线运动到d,且bd 与竖直方向所夹的锐角为,则下列结论正确的是( )A. 液滴做匀速直线运动B. 此液滴带负电C. 电场力对液滴做的做负功D. 液滴的电势能加7.如图所示,虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴,相交于O点,两个等量异种点电荷分别固定在椭圆的两个焦点M、N上,A、E两点关于M点对称。
中国地质大学(北京)地大《大学物理(上)》在线作业二-00091.静电场中A、B两点的电势为UA>UB,则在正电荷由A点移至B点的过程中电场力作()功A.负B.正C.不确定第1题正确答案:B2.在系统不受外力作用的非弹性碰撞过程中()A.动能和动量都守恒;B.动能和动量都不守恒;C.动能不守恒、动量守恒;D.动能守恒、动量不守恒。
第2题正确答案:C3.两个同心薄金属球壳,半径分别为R1和R2(R2R1),若分别带上电量为q1和q2的电荷,则两者的电势分别为U1和U2(选无穷远处为电势零点),现用导线将两球壳相连接,则它们的电势为()A.U1B.U2C.U1+U2D.(U1+U2)/2第3题正确答案:B4.如图所示,一轻绳跨过两个质量均为m、半径均为R的匀质圆盘状定滑轮。
绳的两端分别系着质量分别为m和2m的重物,不计滑轮转轴的摩擦。
将系统由静止释放,且绳与两滑轮间均无相对滑动,则两滑轮之间绳的张力为()A.mg;B.3mg/2;C.2mg;D.11mg/8。
第4题正确答案:D5.保守力所作的功与路径()A.无关B.有关第5题正确答案:A6.关于静电场中的电位移线,下列说法中正确的是()A.起自正电荷,止于负电荷,不形成闭合线,不中断B.任何两条电位移线互相平行C.起自正自由电荷,止于负自由电荷,任何两条电位移线在无自由电荷的空间不相交D.电位移线只出现在有电介质的空间第6题正确答案:C7.试指出下面各种判断中,哪些是错误的?A.质点作匀速率圆周运动,加速度的方向总是指向圆心;B.质点作直线运动,加速度的方向总是和运动方向一致;C.质点作斜抛运动,加速度的方向恒定;D.质点作曲线运动,加速度的方向总是指向曲线凹的一边。
第7题正确答案:B8.将一个物体提高10m,下列哪一种情况下提升力所作的功最小?A.以5m/s的速度匀速提升;B.以10m/s的速度匀速提升;C.将物体由静止开始匀加速提升10m,速度增加到5m/s;D.物体以10m/s的初速度匀减速上升10m,速度减小到5m/s。