东华理工大学物理练习试卷答案静电场中的导体与电介质.ppt

1、静电场中的导体与电介质,一、选择题,1.有一接地金属球，有一弹簧吊起，金属球原来 不 带电，若在它的下方放置一电量为q的点电荷则 （A）只有当q0时，金属球才会下移 （B）只有当q0时，金属球才下移 （C）无论q是正是负金属球都下移 （D）无论q是正是负金属球都不动,2.A、B为两导体板，面积均为S，平行放置， A板带电荷+Q1 ， B板电荷 +Q2，如果使 B板接地，则AB间电场强度的大小E为,【 C 】,（A),（B),（C),（D),【 C 】,；,3.一绝缘金属物体，在真空中充电达某一电势值，其电场总能量为W0若断开电源，使其上所带电荷保持不变，并把它浸没在相对介电常量为r 的无限大的

2、各向同性均匀液态电介质中，问这时电场总能量有多大？,（A）W0 / r （B）W0 （C）W0r （D）W0 / 0,4.一空气平行板电容器，两极板间距为d，充电后板间电压为U然后将 电源断开，在两板间平行地插入一厚度为d/3的金属板，则板间电压为 （A）U （B）U/3 （C）2 U/3 （D）3U/2,5. 关于高斯定理，下列说法哪一个是正确的 （A）高斯面内不包围自由电荷，则面上各点电位移矢量D为零。 （B）高斯面上处处D为零，则面内必不存在自由电荷。 （C）高斯面的D通量仅与面内自由电荷有关。 （D）以上说法都不正确。,6. 一空气平行板电容器充电后与电源 断开，然后在两极板间充满某种

3、各向同性、 均匀电介质，则电场强度的大小E、电容C、电压U、电场能量W四个量各自与 充入介质前相比较，增大()或减小()的情形为 (A) E，C，U，W (B) E，C，U，W (C) E，C，U，W (D) E，C，U，W,【 A 】,【 C 】,【 C 】,【 B 】,7. 如图所示，在平行板电容器的一半容积内充入相对介电常数为r的电介质 在有电介质部分和无电介质部分极板上自由电荷面密度的比值2/1=_,8. 导体空腔内有电荷+q时，当导体空腔处于静电平衡时,空腔内表面有感应 电荷 ，外表面有感应电荷 ,9. 一平行板电容器，两极板间充满各向同性均匀电介质，已知相对介电常数 为r，若极板上

4、的自由电荷面密度为，则介质中的电位移的大小D=， 电场强度的大小E=。,7题,8题,10题,10. 1、2是两个完全相同的空气电容器将其充电后与电源断开，再将一块各向 同性均匀电介质板插入电容器1的两极板间，如图所示, 则电容器2 的电压U2， 电场能量W2如何变化？(填增大，减小或不变) U2 _，W2 _, / ( 0 r ),减小,减小,r,-q,+q,三个平行金属板A，B和C的面积都是200cm2，A和B相距4.0mm，A与C相距2.0 mmB，C都接地，如图所示如果使A板带正电3.010-7C，略去边缘效应，问B板和C板上的感应电荷各是多少?以地的电势为零，则A板的电势是多少?,解:

5、 如题11图示，令A板左侧面电荷面密度为1， 右侧面电荷面密度为2,12 在半径为R1的金属球之外包有一层外半径为R2的均匀电介质球壳，介质相对介电常数为r，金属球带电Q试求：,(1)电介质内、外的场强； (2)电介质层内、外的电势；,解: 利用有介质时的高斯定理,(1)介质内R1rR2场强,介质外rR2场强,(2)介质外rR2电势,介质内R1rR2,电势,13.一电容器由两个很长的同轴薄圆筒组成，内、外圆筒半径分别为R1 = 2 cm，R2 = 5 cm，其间充满相对介电常量为r 的各向同性、均匀电介质电容器接在电压U = 32 V的电源上，(如图所示)，试求距离轴线R = 3.5 cm处的

6、A点的电场强度和A点与外筒间的电势差,解：设内外圆筒沿轴向单位长度上分别带有电荷+ 和 , 根据高斯定理可求得两圆筒间任一点的电场强度为,则两圆筒的电势差为,解得,于是可求得点的电场强度为,= 998 V/m 方向沿径向向外,A点与外筒间的电势差：,= 12.5 V,14 半径为R1=2.0cm 的导体球，外套有一同心的导体球壳，壳的内、外半径分别为R2=4.0cm和R3=5.0cm，当内球带电荷Q=3.010-8C时，求：(1)整个电场储存的能量；(2)如果将导体壳接地，计算储存的能量；,解: 如图，内球带电Q，外球壳内表面带电-Q， 外球壳外表面带电+Q,(1)在rR1和R2rR3区域,在

7、R1rR2时,rR3时,在R1rR2的区域,rR3的区域,(2)导体壳接地时，,在R1rR2时,15. 两块平行放置的无限大导体平板A 和B，面积均为SA板带电荷为+Q (0)，B 板不带电 (1)有人画出导体静电平衡时两板上的电荷分布如图所示所画电荷分布是否正确如有错误，请指出，并画出正确的电荷分布图 (2) 如果将B 板接地, 画出导体静电平衡时两板上的电荷分布图,答 (1)所画电荷分布不能使A、B两板内部场强为零，所以是错误的正确的电荷分布如右图所示,(2) 将B 板接地, 导体静电平衡时两板上的电荷分布图,改错,1.（1165） 同一种材料的导体A1、A2紧靠一起， 放在外电场中(图a)将A1、A2 分开后撤去电场(图