09真空中的静电场

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图中所示为一沿x轴放置的长度为l的不均匀 la带电细棒,其电荷线密度为?=?0 (x-a),?0为一常

x量.取无穷远处为电势零点,求坐标原点O处的O 电势.

?30、(0250B30) ?E E 在强度的大小为E,方向竖直向上的匀强电场中,有

A m,q C 一半径为R的半球形光滑绝缘槽放在光滑水平面上(如图

所示).槽的质量为M,一质量为m带有电荷+q的小球从

M B 槽的顶点A处由静止释放.如果忽略空气阻力且质点受到

的重力大于其所受电场力,求:

(1) 小球由顶点A滑至半球最低点B时相对地面的速度; (2) 小球通过B点时,槽相对地面的速度;

(3) 小球通过B点后,能不能再上升到右端最高点C? 31、(1043B35)

两个带等量异号电荷的均匀带电同心球面,半径分别为R1=0.03 m和R2=0.10 m.已知两者的电势差为450 V,求内球面上所带的电荷. 32、(1052B40)

有两根半径都是R的“无限长”直导线,彼此平行R R 放置,两者轴线的距离是d (d≥2R),沿轴线方向单位长

-? +? 度上分别带有+?和-?的电荷,如图所示.设两带电导线之间的相互作用不影响它们的电荷分布,试求两导线

d 间的电势差.

33、(1081B25)

d 一均匀电场,场强大小为E=53104 N/C,方向竖直朝上,把一电

Ⅲ 荷为q= 2.5310-8 C的点电荷,置于此电场中的a点,如图所示.求

此点电荷在下列过程中电场力作的功.

45?b (1) 沿半圆路径Ⅰ移到右方同高度的b点,ab=45 cm; a ° (2) 沿直线路径Ⅱ向下移到c点,ac=80 cm; ?Ⅱ Ⅰ Ec (3) 沿曲线路径Ⅲ朝右斜上方向移到d点,ad=260 cm(与水平方

向成45°角). 34、(1082B20)

一电偶极子由电荷q=1.0310-6 C的两个异号点电荷组成,两电荷相距l=2.0

cm.把这电偶极子放在场强大小为E=1.03105 N/C的均匀电场中.试求: (1) 电场作用于电偶极子的最大力矩.

(2) 电偶极子从受最大力矩的位置转到平衡位置过程中,电场力作的功.

35、(1095C65) q R 如图所示,半径为R的均匀带电球面,带有电荷

??q.沿某一半径方向上有一均匀带电细线,电荷线密 O 度为?,长度为l,细线左端离球心距离为r0.设球和线上的电荷分布不受相互作用影响,试求细线所受球 l r0 面电荷的电场力和细线在该电场中的电势能(设无穷 远处的电势为零).

36、(1121C45)

图示一静电天平装置.一空气平板电容器,下极板

m 固定,上极板即天平左端的秤盘,极板面积为S,两极

S 板相距d.电容器不带电时,天平正好平衡.当电容器 d U 两极板间加上电势差U时,天平另一端需加质量为m

的砝码才能平衡.求所加电势差U有多大?

37、(1276B40)

如图所示,三个“无限长”的同轴导体圆柱面A、B和Rb C,半径分别为Ra、Rb、Rc.圆柱面B上带电荷,A和C都Rc Ra 接地.求B的内表面上电荷线密度?1和外表面上电荷线密

A B C 度?2之比值?1/??2. 38、(0311B25) ?y-1E 一电子射入强度的大小为5000 N2C的均匀

?v电场中,电场的方向竖直向上.电子初速度为v0 0-17

=10 m2s,与水平方向成?=30°角,如图所示.求电子从射入位置上升的最大高度.(电子的质量m?-31-19O=9.1310 kg,电子电荷绝对值e=1.6310 C) x 39、(1072B30)

在真空中一长为l=10 cm的细杆上均匀分布着电 q0? ??荷,其电荷线密度?= 1.0310-5 C/m.在杆的延长线上,

d l 距杆的一端距离d=10 cm的一点上,有一点电荷q0=

2.0310-5 C,如图所示.试求该点电荷所受的电场力.(真

空介电常量?0=8.85310-12 C22N-12m-2 ) +Q-Q40、(1073B40)

两块竖直平行放置的均匀带电大平板,面积都是S,分别带+?L+有电荷+Q和-Q.在两板中间有一长为L的带电细棒,棒上的+?-电荷线密度一半为+?另一半为-?.棒的方向与水平方向成?-SS-?角,如图所示.求棒所受的电场力矩.

41、(1074C60)

? ?两根相同的均匀带电细棒,长为l,电荷线密度

为?,沿同一条直线放置.两细棒间最近距离也为l,

l l l 如图所示.假设棒上的电荷是不能自由移动的,试

求两棒间的静电相互作用力. 42、(1244A15)

真空中一“无限大”均匀带电平面,平面附近有一质量为m、电量为q的粒子,在电场力作用下,由静止开始沿电场方向运动一段距离l,获得速度大小为v.试求平面上的面电荷密度.设重力影响可忽略不计.

+q、m 43、(1245B30)

如图所示,有一高为h的直角形光滑斜面, 斜面倾B 角为?.在直角顶点A处有一电荷为-q的点电荷.另

h 有一质量为m、电荷+q的小球在斜面的顶点B由静止

下滑.设小球可看作质点,试求小球到达斜面底部CA ??C -q 点时的速率.

44、(1246B30) m、q 一半径为R的均匀带电细圆环,其电荷线密度为?,水平v1 放置.今有一质量为m、电荷为q的粒子沿圆环轴线自上而下h 向圆环的中心运动(如图).已知该粒子在通过距环心高为h的

??O R 一点时的速率为v1,试求该粒子到达环心时的速率.

45、(1308A10)

一质子从O点沿Ox轴正向射出,初速度v0 =106 m/s.在质子运动范围内有一匀强静电场,场强大小为E=3000 V/m,方向沿Ox轴负向.试求该质子能离开O点的最大距离.(质子质量m=1.67310-27 kg,基本电荷e=1.6310-19 C) 46、(1309A20)

两“无限长”同轴均匀带电圆柱面,外圆柱面单位长度带正电荷?,内圆柱面单位长度带等量负电荷.两圆柱面间为真空,其中有一质量为m并带正电荷q的质点在垂直于轴线的平面内绕轴作圆周运动,试求此质点的速率. 47、(1343B40)

一半径为R的各向同性均匀电介质球,其相对介电常量为??r.球体内均匀分布正电荷,总电荷为Q.求介质球内的电场能量.

48、(1410C45)

Q 如图所示, 一半径为R、长度为L的均匀带电圆柱P 面,总电荷为Q.试求端面处轴线上P点的电场强度. R L 49、(1497B30) z-?y 如图所示,在x-y平面内有与y轴平行、位于x=a / 2和x=-a / 2处的两条“无限长”平行的均匀带电细线,电

?荷线密度分别为+?和-?.求z轴上任一点的电场强度. -a/2O

a/2

x50、(1607B25) -7 -7

两个点电荷分别为q1=+2310C和q2=-2310C,相距0.3 m.求距q1为

10.4 m、距q2为0.5 m处P点的电场强度. (=9.003109 Nm2 /C2)

4??051、(5090B25) q 一段半径为a的细圆弧,对圆心的张角为?0,其上均匀分布有正电荷q,如图所示.试以a,q,?0表示出圆心O处的电场强度.

?0 a52、(5427B30)

电荷为q1=8.0310-6 C和q2=-16.0310-6 C 的两个点电荷相

O距20 cm,求离它们都是20 cm处的电场强度. (真空介电常量?0=

8.85310-12 C2N-1m-2 )

53、(1372B35)

图示一厚度为d的“无限大”均匀带电平板,电荷体密度为?.试求板内外的场强分布,并画出场强随坐标x变化的图线,即E—x图线(设原点在带电平板的中央平O x 面上,Ox轴垂直于平板). 54、(1373B40)

d 一半径为R的带电球体,其电荷体密度分布为 ???????????????=Ar (r≤R) , ??=0 (r>R) A为一常量.试求球体内外的场强分布. 55、(1374C45)

一半径为R的带电球体,其电荷体密度分布为

qr?? (r≤R) (q为一正的常量)

πR4 ??= 0 (r>R)

试求:(1) 带电球体的总电荷;(2) 球内、外各点的电场强度;(3) 球内、外各点的电势.

56、(1375C65)

图示一球形电容器,在外球壳的半径b及内外导体间的电势 a 差U维持恒定的条件下,内球半径a为多大时才能使内球表面附O b 近的电场强度最小?求这个最小电场强度的大小.

57、(1376C65)

设电荷体密度沿x轴方向按余弦规律??= ?0 cos x分布在整个空间,式中?为电荷体密度、??为其幅值.试求空间的场强分布. 58、(1503C45)

如图所示,一厚为b的“无限大”带电平板 , 其电

P1 P P2 荷体密度分布为?=kx (0≤x≤b ),式中k为一正的常

x O x 量.求:

(1) 平板外两侧任一点P1和P2处的电场强度大小; b (2) 平板内任一点P处的电场强度; (3) 场强为零的点在何处? 59、(5092C60) 一球体内均匀分布着电荷体密度为?的正电荷,若保持电荷分布不变,在该球体挖去半径为r的一个小球体,球心为O?,两球心间距离OO??d,如图所示. 求:

?(1) 在球形空腔内,球心O?处的电场强度E0.

?(2) 在球体内P点处的电场强度E.设O?、O、P

三点在同一直径上,且OP?d.

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