西南交通大学2013大物参考答案NO8导体 介质中的静电场VIP免费

©西南交大物理系_2013_02《大学物理AIAIAIAI》作业NoNoNoNo....08080808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）[F]1．静电平衡时，空腔导体上的电荷只能分布于导体外表面。解：表述不全面，因为如果是腔内有电荷的空腔导体，内表面是有电荷的。如果同学把题改为“静电平衡时，腔内无电荷的空腔导体上的电荷只能分布于导体外表面”，那么答案是TTTT。[F]2．正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0000。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）。[T]3．各向同性电介质在电场中的取向极化和位移极化产生相似的结果。解：书上238238238238页。[F]4．一个半径为R，表面(这两个字去掉)均匀带电Q的介质球，其电场能量等于()RQ028πε。解：这个题目的是要大家搞清楚带相同电量的介质球和导体球的电场能量是不同的。()RQ028πε是带电量为QQQQ的导体球的电场能量。如果同学把题改为“一个半径为R，表面均匀带电Q的导体球，其电场能量等于()RQ028πε。”，那么答案是TTTT。[F]5．将电介质插入已断开电源的电容器极板之间，电场力做负功。解：插入电介质，电容器的电容增加，而电容器已于电源断开，那么极板上的电量不变，电源不做功。此时，电容器储能变化为：0222'2<−=∆CQCQW,,,,即电容器储能是减小的，而电场力做功等于电势能增量的负值，那么电场力应该做正功。二、选择题::::1．在一个原来不带电的外表面为球形的空腔导体A内，放有一带电量为+Q的带电导体B，如图所示，则比较空腔导体A的电势UA和导体B的电势UB时，可得以下结论：[[[[CCCC]]]](A)BAUU=(B)BAUU>(C)BAUU<(D)因空腔形状不是球形，两者无法比较解：由静电感应现象，空腔导体AAAA内表面带等量负电荷，AAAA、BBBB间电场线如图所示，而电场线总是指向电势降低的方向（UE−∇=�），因此UUUUBBBB>U>U>U>UAAAA选CCCC2．两个同心薄金属球壳，半径分别为1R和)212RRR<（，若分别带上电量为1q和2q的电荷，则两者的电势分别为1U和2U（设无穷远处为电势零点）。现用导线将两者相连接，则它们的电势为：[[[[BBBB]]]](A)1U(B)2U(C)21UU＋(D)解：用导线将两者相连接，则由静电感应知两者成为一等势体，感应电荷只分布在)212RRR<（的外表面，且为21qq+，由金属球壳内、外区域电势分布规律有两者相连接后电势为2U。选BBBB3．在一点电荷的静电场中，一块电介质如图所示，以点电荷所在处为球心，作一球形闭合面，则对此球形闭合面：[[[[BBBB]]]](A)高斯定理成立，且可用它求出闭合面上各点的场强(B)高斯定理成立，但不能用它求出闭合面上各点的场强(C)由于电介质不对称分布，高斯定理不成立(D)即使电介质对称分布，高斯定理也不成立解：根据高斯定理成立条件和能求解电场强度条件知B正确选B4．三个电容器连接如图，已知电容321CCC==，而321,,CCC的耐压值分别为100V，200V，300V。则此电容器组的耐压值为：[[[[CCCC]]]](A)500V(B)400V(C)300V(D)150V(E)600V解：21,CC并联，等效电容为2112CCC+=，最高耐压值为1C的耐压值100000000VVVV，即AB+QqS电介质C1C2C3V10012=V，并联等效电容电荷总量为1212100CVCQ==，12C与3C串联，3C上电荷也为12100CQ=，此时3C上电压降为V20010031233===CCCQV，故此电容器组的耐压值为V300200100312=+=+=VVV选C5．一平行板电容器充电后仍与电源连接，若用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大，则极板上的电荷Q、电场强度的大小E和电场能量W将发生如下变化[[[[BBBB]]]](A)Q增大，E增大，W增大(B)Q减小，E减小，W减小(C)Q增大，E减小，W增大(D)Q增大，E增大，W减小解：不断开电源使电容器两极板间距离拉大极板上电势差UUUU将保持不变由dSC/0ε=得电容值减小由CUQ=得极板上的电荷QQQQ减小由dUE/=得电场强度EEEE减小大由221CUW=得电场能量WWWW减小选B三、填空题...