第 2 章习题2-1.已知真空中有四个点电荷,,,,分别位于(1,0,0),(0,1,0),(-1,0,0,),(0,-1,0)点,求(0,0,1)点的电场强度。解: 2-2.已知线电荷密度为的均匀线电荷围成如图所示的几种形状,求 P 点的电场强度。 题 2-2 图解:(a) 由对称性(b) 由对称性(c) 两条半无限长线电荷产生的电场为 半径为 a 的半圆环线电荷产生的电场为 总电场为2-3.真空中无限长的半径为 a 的半边圆筒上电荷密度为,求轴线上的电场强度。解:在无限长的半边圆筒上取宽度为的窄条,此窄条可看作无限长的线电荷,电荷线密度为,对积分,可得真空中无限长的半径为 a 的半边圆筒在轴线上的电场强度为 题 2-3 图 题 2-4 图2-4.真空中无限长的宽度为 a 的平板上电荷密度为,求空间任一点上的电场强度。解: 在平板上处取宽度为的无限长窄条,可看成无限长的线电荷,电荷线密度为,在点处产生的电场为 其中 ;对积分可得无限长的宽度为 a 的平板上的电荷在点处产生的电场为 2-5.已知真空中电荷分布为 r 为场点到坐标原点的距离,a,b 为常数。求电场强度。解: 由于电荷分布具有球对称性,电场分布也具有球对称性,取一半径为 r 的球面,利用高斯定理 等式左边为 半径为 r 的球面内的电量为因此,电场强度为 2-6.在圆柱坐标系中电荷分布为 r 为场点到 z 轴的距离,a 为常数。求电场强度。解: 由于电荷分布具有轴对称性,电场分布也具有轴对称性,取一半径为 r ,单位长度的圆柱面,利用高斯定理 等式左边为 半径为 r 、高为 1 的圆柱面内的电量为因此,电场强度为 2-7. 在直角坐标系中电荷分布为 求电场强度。解: 由于电荷分布具有面对称性,电场分布也具有面对称性,取一对称的方矩形封闭面,利用高斯定理,穿过面积为 S 的电通量为,方形封闭面内的电量为 因此,电场强度为 2-8. 在直角坐标系中电荷分布为 求电场强度。解: 由于电荷分布具有面对称性,电场分布也具有面对称性,取一对称的矩形封闭面,利用高斯定理,穿过面积为 S 的电通量为,方形封闭面内的电量为 因此,电场强度为 2-9.在电荷密度为(常数)半径为 a 的带电球中挖一个半径为 b 的球形空腔,空腔中心到带电球中心的距离为 c(b+c