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1、大学物理AI作业导体介质中的静电场班级学号姓名成绩一、判断题：(用“T”和“F”表示)F1.达到静电平衡的导体，电场强度处处为零。解：达到静电平衡的导体，内部场强处处为0,表面场强处处垂直于表面。F2.负电荷沿导体表面运动时，电场力做正功。解：达到静电平衡的导体，表面场强与表面处处垂直，所以电场力做功为0。也可以这样理解：达到静电平衡的导体是个等势体，导体表面是个等势面，那么当电荷在导体表面运动时，电场力不做功(因为电场力做功数值上等于电势能增量的负值)。F3.导体接地时，导体上的电荷为零。解：导体接地，仅意味着导体同大地等电势。导体上的电荷是全部入地还是部分入地就要据实际情况而定了。F4.电
2、介质中的电场是由极化电荷产生的。解：电介质中的电场是总场，是自由电荷和极化电荷共同产生的。T5.将电介质从已断开电源的电容器极板之间拉出来时，电场力做负功。解：拔出电介质，电容器的电容减少，而电容器已与电源断开，那么极板上的电量不变，22电源不做功。此时，电容器储能变化为：WQQ0,即电容器储能是增加的，2c2C而电场力做功等于电势能增量的负值，那么电场力应该做负功。二、选择题：1 .把A,B两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中，如图所示。设无限远处为电势零点，A的电势为U,B的电势为UB,则(飞三江丑先,D(A)UUaw0(B)UBUa=01(C)U=Ua(D)UBUa解：电力线如图所示
3、，电力线指向电势降低的方向，所以UB(Ri-R),两圆柱之间充满相对介质常数为r的各向同性均匀介质。设内外圆柱单位长度上带电量(即电荷线密度)分别为和，求：(1) 电容器的电容.(2) 电容器储存的能量.解：(1)由高斯定理可得两圆柱间场强大小为：E，方向沿径向。20rr两圆柱间电势差为：根据电容的定义，得:R2U1U2EdrRiR2dr,R2-In-2orR1r2orRi(2)电容器储存能量为:CUiU2L20rLr-R2,R2InIn-20rRRiQ22c2l22R2LlnRi220rLInRRiq = CU各保持不变C 0S/( nd) C/nW 2q2/C 2(nq2)/C3.一电容为C的空气平行板电容器，接端电压为U的电源充电后随即断开。试求把两个极板间距离增大至n倍时外力所作的功。解：解：断开电源后电容器极板上所带电荷而电容值由C0S/d电容器储存的静电能(电场能量)由Wiq2/C2WWWi(nq2)/C2q2/C0能量增加来源于拉开极板间距离时外力所作之功A刎q2)/Ciq2/Ci22(q/C)(ni)件2(ni)
