《普通物理学第五版第8章静电场答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《普通物理学第五版第8章静电场答案（153页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、这里是普通物理学第五版,1、本答案是对普通物理学第五版第八章的 答案，本章共6节内容，习题有55题，希望大家对不准确的地方提出宝贵意见 。 2、答案以ppt的格式，没有ppt的童鞋请自己下一个，有智能手机的同学可以下一个软件在手机上看的哦，亲们，赶快行动吧。,8-1 在真空中，两个带等值同号的点电荷 相距 0.01m时的作用力为 10-5 N,它们柏距 0.1m时的作用力多大？两点电荷所带的电荷 量是多少？,题号,结束,已知:r1=0.01m, r2=0.1m F1=10-5 N,求: (1) F2 ; (2) q,题号,结束,8-2 在平面直角坐标系中，在x = 0, y =0.1m处和在x
2、 = 0, y = -0.1m处分别放 置一电荷量q =10-10 C的点电荷。求 （1）在 x =0.2m, y =0 处一电荷量为 Q =10-8 C的点电荷所 受力的大小和方向； （2）Q受力最大时 的位置。,题号,结束,=6.4410-7 N,(1)解:,题号,结束,方向:沿x轴正方向,题号,结束,8-3 在边长为2cm的等边三角形的顶点 上，分别放置电荷量为q1=1.010-6C、 q2=3.010-6C、和q3=-1.010-6C、的点 电荷。 （1）哪一个点电荷 所受的力最大？ （2）求作用在q2上 力的大小和方向。,题号,结束,已知: a = 2cm, q1 =1.010-6
3、C, q2 =310-6 C, q3 = -1.010-6 C,求: (1) F1 , F2 , F3 ,解: (1) q1 , q2 , q3,题号,结束,受力方向如图,(2) F2,q3受力最大,题号,结束,8-4 在正方形的两个相对的角上各放置 一点电荷Q，在其他两个相对角上各置一点 电荷q 。如果作用在Q上的力为零。求Q与 q 的关系。,题号,结束,已知：Q, q, FQ=0 求：q , Q,解：设边长为 a,题号,结束,8-5 两个相同的小球，质量都是 m，带等 值同号的电荷 q ,各各用长为l的细线挂在同一 点，如图所示。设平衡时两线间夹角2很小， 试证下列 的近似等式,式中 x
4、为两球平衡时的距离。 （1）如果之 l =1.20m， m =10g，x = 5.0cm，则每 个小球上的电荷量 q 是多少？ （2）如果每个球以 1.010-9 C/s 的变 化率失去电荷，求两球彼此趋近的瞬时相对 速率,题号,结束,已知: m, q 求证:,证:小球平衡时,q,由于,很小,将,代入得到:,题号,结束,(1)若 l =1.20m, m =10g, x = 5.0cm,求: q,从式,得到:,解:,求:,解:,题号,结束,8-6 有一边长为 l 的立方体，每一角上 放一点电荷q。 （1）求证任一角上的点电荷所受合力的大 小为,（2）合力 F 的方向如何？,题号,结束,已知： a
5、, q 求证：,解：(1)位于顶角1,2,3的电荷 对o点电荷的作用力相同,位于顶角4,5,6的电荷对o点电荷的作用力 相同,题号,结束,F与F7的方向余弦 cosa = cos = cos=,同理,题号,结束,总合力,(2)合力方向与F7相同,F与F7的方向余弦 cosa = cos = cos=,题号,结束,8-7 在 x 轴上，有一点电荷q1=2010-6 C、位于原点，另一点电荷 q2=5010-6C、 位于x =-10cm处。试求 x 轴上任一点的电 场强度。,题号,结束,已知：q1 = 2010-6 C, q2 =5010-6 C, cx = -10cm 求：E,解：(1)在x 0
6、区间,题号,结束,(2)在-0.10x 0区间,(3)在x -0.10区间,题号,结束,8-8 在直角三角形 ABC 的 A点，放置点 电荷 q1 =1.810-9C、 在 B 点 放 置点电荷 q2= -4.810-6C、已知 BC = 0.04m，AC =0.03m。试求直角顶点C 处的场强E 。,题号,结束,已知： q1 =1.810-9C,q2= -4.810-6C、 BC = 0.04m，AC = 0.03m。 求:Ec 。,=1.8104 V/m,= -2.7104 V/m,题号,结束,=3.24104 V/m,题号,结束,8-9 试求边长为 l 的正方形中心处的电场 强度，若 （
7、1）四个相同的同号点电荷 q 放置在四 个顶点上； （2）两个正号、两个负号的相同点电荷 任意放置在四个顶点上。,题号,结束,已知:一正方形,边长为 a 求: E0,解: (1)四个点电荷在O产生场强大小相等方 向相反,(3)若如图所示放置,题号,结束,题号,结束,8-10 三个点电荷q1 、q2和 q3放在正方形 的三个顶点上，已知 q1=1010-9C ，q2= 2810-6C，在正方形的第四个顶点上场强 E 的方向沿水平方向 向右，如图所示。求 （1）q3等于多少。 （2）第四个顶点 上场强的大小。,题号,结束,已知： q1 =1010-9C,q2= 2810-6C、 a = 0.01m
8、 求: q3 , EO,解: (1),题号,结束,题号,结束,8-11 在平面直角坐标系中, q1=2510-9 C放置在原点 (0,0), q1= -2510-9C放置在 (6m,0) 的点上。计算 (3m,0)处和(6m, 4m) 处的场强。,题号,结束,已知: q1=2510-9C, q1= -2510-9C,解：(1),题号,结束,题号,结束,8-12 两个点电荷q1和q2相距为 d 若 （1）两电荷同号； （2）两电荷异号。 求两点电荷连线上场强为零的一点的位置；,题号,结束,因为d x 0，左边为正，右边取正号,解：(1)对于同号电荷，P点位置必须在0d之 间，设 q1 位于原点。
9、,题号,结束,(2)对于两异号电荷，P点位置必须在0d之外。,当 x d，左边 为正，右边取正号,题号,结束,8-13 a 粒子快速通过氢分子中心，其 轨迹垂直于两核的连线，两核的距离为 d如 图。问 a 粒子在何处受到的力最大？假定 a 粒子穿过氢分子中心时两核无多大移动， 同时忽略分子中电子的电场。,题号,结束,已知：e,d,x 求：(1)F，(2)x,解：(1),题号,结束,题号,结束,解二：,题号,结束,得到：,题号,结束,8-14 如图所示的电荷分布称为电四极 子，它由两个相同的电偶极子组成。证明 在电四极子轴线的延长线上离中心为r (r re ) 的 P 点处的电场强度为,式中Q
10、=2q re2称为这种电荷分布的电四极矩。,题号,结束,已知：rre ,Q = 2qre2,题号,结束,题号,结束,8-15 长 l =15cm的直导线AB上均匀地 分布着线密度为 l = 510-9 C/m：的电荷 （如图） 。求： （1）在导线的延长线上与导线一端 B 相 距 d = 5cm处P 点的场强； （2）在导线的垂直平分线上与导线中点 相距 d =5cm处Q点的场强。,题号,结束,=6.75102 V/m,已知：l =15cm， l = 510-9 C/m, d =5cm 求：EP,解：(1),题号,结束,(2)由对称性Ex =0,题号,结束,=1.50103 V/m,题号,结束
11、,8-16 一根很长的绝缘棒，均匀带电（如 图），单位长度上的电荷量为l 。试求距棒 的一端垂直距离为d 的P点处的电场强度。,题号,结束,已知：d, l 求：EP,题号,结束,8-17 一半径为 r 的半球面均匀带电， 电荷面密度为s 。求球心处的电场强度。,题号,结束,已知：r ,求：EO,解：均匀带电圆 环的场强为,题号,结束,8-18 用很细的不导电的塑料棒弯成半径 为50cm的圆弧，两端空隙为2cm，电荷量 为3.1210-9C的正电荷均匀分布在细棒上。 求圆心处场强的大小和方向。,题号,结束,=2 3.1450-2=312cm=3.12m,=2.010-11 C,=0.72 V/m
12、,方向由圆心指向缺口,解：运用补偿法。圆心处的场强等于缺口段 负电荷所产生的场强。,题号,结束,8-19 用直接积分法求一半径为R、电荷 面密度为s 的均匀带电球面球内外任一点的 电场强度。,题号,结束,已知：R， 求：(1) Eo, (2)Er,解：设场点P与球心的距离为 r,球内：r R,题号,结束,题号,结束,题号,结束,将上两式代 入右式,在球内将 r R 代入，得 E = 0,题号,结束,8-20 设点电荷分布的位置是：在 (0 ,0) 处为 510-8C 在 ( 3m,0 ) 处为 410-8C 以在 (0 ,4m ) 处为 -610-8C 计算通过以 ( 0 ,0 )为球心，半径
13、等于5m的球面上的总 E 通量。,题号,结束,=3.4103 V.m,已知：q1 = 510-8C; q2 = 410-8C q3 = -610-8C; 求：,题号,结束,8-21 如图所示，在点电荷 q 的电场中， 取半径为 R 的圆形平面。设 q 在垂直于平 面并通过圆心 o 的轴线上A点处，A点与圆 心o点的距离为d 试计算通过此平面的E 通 量。,题号,结束,A点对平面所 张的立体角为：,通过圆平面 的电通量为,题号,结束,8-22 图中电场强度的分量为Ex=bx1/2, Ey=Ez=0,式中心 b = 800N/(C.m1/2)，设 d =10cm,试计算 （1）通过立方体表面的总E
14、 通量； （2）立方体内的总电荷量。,题号,结束,=1.04 N.m2/C,= 9.210-12 C,已知：Ex=bx 1/2, b = 800N/(C.m1/2)， Ey=Ez=0,d =10cm, 求：(1) , (2) q,题号,结束,8-23 如果习题8-22图中电场强度的分量 为 Ex = by , Ey = bx , Ez = 0 , b = 800 N/(C.m1/2)，再计算通过立方体表面的总E 通量和立方体内的总电荷量。,题号,结束,已知：Ex = by , Ey = bx , Ez = 0 , b = 800 N/(C.m1/2)，计算通过立方体表面 E 的总 通量和立方体
15、内的总电荷量。,解：由于Ex 和 x 无关，所以通过左右两面,同理由于Ey和 y 无关，所以通过上下两,所以通过立方体表面 E,的总通量为零。,根据高斯定理立方体内,的总电荷量为零。,E 的通量等量异号，总通量为零。,面 E 的总通量为零。,题号,结束,8-24 如图 d =0.4m, d= 0.6m,的长方 闭合面处在一不均匀电场E = ( 3+2x2 )i 中 F 和 x 的单位为Vm和 m，计算通过此闭 合面的净E 通量及包围在闭合面内的净电荷 量。,题号,结束,已知： d =0.4m, d= 0.6m, E = ( 3+2x2 )i,=0.27 N.m2/C,=0.278.8510-1
16、2,=2.3810-12C,题号,结束,+(3+2(0.4+0.6)2)(0.4)2,8-25 （1）地球表面附近的场强近似为 200Vm，方向指向地球中心。试计算地 球带的总电荷量，地球的半径为6.37106 m； （2）在离地面1400m处，场强降为20 Vm，方向仍指向地球中心。试计算这 1400m厚的大气层里的平均电荷密度。,题号,结束,已知：E = 200V/m, R = 6.37106 m, h =1400m, E=20V/m,求：Q , ,解：(1)设地球所带的电量为Q，沿地球表面 作一Gauss面,题号,结束,(2)在离地面1400m处作一闭合面，设大气 层里总电量为q,由题(1)得：,题号,结束,大气层体积为：,大气层平均电荷密度为：,题号,结束,8-26 中性氢原子处于基态时，其电荷 分布可以看作点电荷 +e 的周围负电荷按密 度( r )=c e -2r/ao分布，式中ao，是玻尔半 径，
