习题二(第十八章)一、选择题1.如图所示,一均匀带电球体,总电量为+Q,其外部同心地罩一内、外半径分别为1r和2r的金属球壳。设无穷远处为电势零点,则球壳内半径为r的P点处的场强和电势为[](A)200,44QQEUrr;(B)010,4QEUr;(C)00,4QEUr;(D)020,4QEUr。2.在一点电荷产生的静电场中,一块电介质如图放置,以点电荷所在处为球心做一球形闭合面,则对此球形闭合面()(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3.如图,在一带电量为Q的导体球外,同心地包有一各向同性均匀电介质球壳,其相对电容率为r,壳外是真空,则在壳外P点处(OPr)的场强和电位移的大小分别为[](A)2200,44rQQEDrr;(B)22,44rQQEDrr;(C)220,44QQEDrr;(D)2200,44QQEDrr。4.一大平行板电容器水平放置,两极板间的一半空间充有各向同性均匀电介质,另一半为空气,如图所示。当两极板带上恒定的等量异号电荷时,有一个质量为m、带电量为+q的质点,在极板间的空气区域中处于平衡。此后,若把电介质抽去,则该质点[](A)保持不动;(B)向上运动;(C)向下运动;(D)是否运动不能确定。5.1C和2C两空气电容器并联以后接电源充电,在电源保持联接的情况下,在1C中插入一电介质板,如图所示,则[](A)1C极板上电荷增加,2C极板上电荷减少;(B)1C极板上电荷减少,2C极板上电荷增加;(C)1C极板上电荷增加,2C极板上电荷不变;(D)1C极板上电荷减少,2C极板上电荷不变。二、填空题+Qr1r2rPQOpr+qm+Q-QC1C2q电介质1/21.一空心导体球壳带电q,当在球壳内偏离球心某处再放一电量为q的点电荷时,则导体球壳内表面上所带的电量为;电荷均匀分布(填“是”或“不是”);外表面上的电量为;电荷均匀分布(填“是”或“不是”)。2.如图所示,两块很大的导体平板平行放置,面积都是S,有一定厚度,带电荷分别为Q1和Q2。如不计边缘效应,则A、B、C、D四个表面上的电荷面密度分别为;;;。3.一空气平行板电容器,电容为C,两极板间距离为d。充电后,两极板间相互作用力为F,则两极板间的电势差为______________,极板上的电量为______________。4.一电容为C的空气平行板电容器,接上电源充电至端电压为V后与电源断开。若把电容器的两个极板的间距增大至原来的3倍,则外力所做的功为。5.两个电容器的电容关系为122CC,若将它们串联后接入电路,则电容器1储存的电场能量是电容器2储能的倍;若将它们并联后接入电路,则电容器1储存的电场能量是电容器2储能的倍。三、计算题1.半径为11.0cmR的导体球,带有电荷101.010Cq,球外有一个内外半径分别为23.0cmR和34.0cmR的同心导体球壳,壳上带有电荷101110CQ,试计算:(1)两球的电势1U和2U;(2)用导线把球和球壳接在一起后,1U和2U分别是多少?2.两个同心的薄金属球壳,内、外半径分别为1R和2R。球壳之间充满两层均匀电介质,其相对电容率分别为1r和2r,两层电介质的分界面半径为R。设内球壳带有电荷Q,求电位移、场强分布和两球壳之间的电势差。3.在极板间距为d的空气平行板电容器中,平行于极板插入一块厚度为/2d、面积与极板相同的金属板后,其电容为原来电容的多少倍?如果平行插入的是相对电容率为r的与金属板厚度、面积均相同的介质板则又如何?4.一半径为R的球体,均匀带电,总电荷量为Q,求其静电能。5.一圆柱形电容器内外两极板的半径分别为ba和,试证其带电后所储存的电场能量的一半是在半径为rab的圆柱面内部。ABCDQ1Q2