靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)自測(cè)題第1頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四[D]第2頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.當(dāng)一個(gè)帶電導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)【】

(A)導(dǎo)體表面上電荷密度較大處電勢(shì)較高；(B)導(dǎo)體表面曲率較大處電勢(shì)較高；(C)導(dǎo)體內(nèi)部的電勢(shì)比導(dǎo)體表面的電勢(shì)高；(D)導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)與其表面上任一點(diǎn)的電勢(shì)差等于零。第3頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4.在一個(gè)孤立的導(dǎo)體球殼內(nèi)，若在偏離球中心處放一個(gè)點(diǎn)電荷，則在球殼內(nèi)、外表面上將出現(xiàn)感應(yīng)電荷，其分布將是：A.內(nèi)表面均勻，外表面也均勻B.內(nèi)表面不均勻，外表面均勻C.內(nèi)表面均勻，外表面不均勻D.內(nèi)表面不均勻，外表也不均勻解：（1）如果點(diǎn)電荷偏離球心。電力線不是從球心發(fā)出，在內(nèi)表面附近，必須垂直于球的內(nèi)表面（靜電平衡的要求）。所以，球殼內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度分布不再具有球?qū)ΨQ性，球殼內(nèi)表面上的電荷分布不再是均勻的了。（2）外表面是等勢(shì)面，且外表面曲率半徑相等，所以電荷面密度相等，電荷均勻分布。第4頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四dabhh由電荷分布的對(duì)稱性，可知a,b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)相等．第5頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四接地后金屬導(dǎo)體電勢(shì)等０Ｍ帶正電的Ｍ在金屬導(dǎo)體處產(chǎn)生的電勢(shì)為正值，那金屬導(dǎo)體必然帶負(fù)電荷，所以正電荷入地．＋＋＋＋＋第6頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四接地后金屬導(dǎo)體電勢(shì)等０B板必帶感應(yīng)電量-Q1所以第7頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四＋Q1解：＋Q2A板接地時(shí)b點(diǎn)Pbaa點(diǎn)第8頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四8.關(guān)于高斯定理,下列說法中正確的是:(A)高斯面內(nèi)不包圍自由電荷，則面上各點(diǎn)電位移矢量D為零

(B)高斯面上處處D為零，則面內(nèi)必不存在自由電荷

(C)高斯面的D通量?jī)H與面內(nèi)自由電荷有關(guān)

(D)以上說法都不正確解：A.通量為零，電位移矢量并不一定為0B.通量為0，說明正負(fù)自由電荷的代數(shù)和為0，并不能說不存在自由電荷。第9頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四此處，電壓一定，d不變，則電場(chǎng)強(qiáng)度E不變真空中介質(zhì)中（２）第10頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四解：串聯(lián)，電容帶電量相等充電后斷開電源，電量保持不變．（１）對(duì)C1來說，插入介質(zhì)，電容增加．電量保持不變，Ｕ１降低．第11頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四插入電介質(zhì)后，C1增大，C2不變電勢(shì)差不變所以，C1電量增加，C2電量不變第12頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四++__++__ABCD電荷流動(dòng)直到A和C電勢(shì)相等，B和D電勢(shì)相等所以ＵＡＢ＝ＵＣＤ，相當(dāng)于并聯(lián)，電容為C=C1+C2,Q=QA+QC,所以電壓為Ｕ＝ＵＡＢ＝ＵＣＤ＝Q／C第13頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第14頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋d(2)插入金屬板后，相當(dāng)于兩個(gè)電容器串聯(lián)，d1d2第15頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第16頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四兩極板距離拉大，d,C充電后斷開說明Ｑ不變，電壓為１２＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿d（２）(3)第17頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Q不變，電容Ｃ增加，則儲(chǔ)能減少．且與板的位置沒有關(guān)系．解：利用１３題結(jié)論第18頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四整個(gè)電場(chǎng)的能量可以表示為電荷體密度ρ增加為原來的２倍，Ｅ必然也增加為原來的２倍，所以能量增加為原來的４倍第19頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四17.一球形導(dǎo)體，帶電量q，置于一任意形狀的空腔導(dǎo)體中．當(dāng)用導(dǎo)線將兩者連接后，則與未連接前相比系統(tǒng)靜電場(chǎng)能將(A)增大．(B)減小．(C)不變．(D)如何變化無法確定．第20頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++

++++++++

+

+

+

+++++++++++

++++++++

+

+

+

+整個(gè)電場(chǎng)的能量可以表示為連起來后,在導(dǎo)體內(nèi)部,電場(chǎng)強(qiáng)度為0,所以整個(gè)電場(chǎng)的能量減小.第21頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四18.用力F把電容器中的電介質(zhì)板拉出，在圖(a)和圖(b)的兩種情況下，電容器中儲(chǔ)存的靜電能量將(A)都增加．(B)都減少．(C)(a)增加，(b)減少．(D)(a)減少，(b)增加．［］解：電容器儲(chǔ)存的靜電能為電介質(zhì)板拉出,電容Ｃ降低（a)電壓不變，由可知靜電能量降低．（b)電量不變，由可知靜電能量升高．第22頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四此處孤立導(dǎo)體球,不能看成均勻帶電球體,實(shí)際上電荷分布在導(dǎo)體球表面,其電場(chǎng)和電勢(shì)分布同均勻帶電球面相同.導(dǎo)體球電勢(shì)為距離球心30cm處的電勢(shì)為第23頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四對(duì)帶電導(dǎo)體球面,由高斯定理求出場(chǎng)強(qiáng)分布由題意附：第24頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四A２．一平行板電容器，極板面積為Ｓ，相距為ｄ，若Ｂ板接地，且保持Ａ板的電勢(shì)ＵA＝Ｕ0不變．如圖，把一塊面積相同的帶電量為Ｑ的導(dǎo)體薄板Ｃ平行地插入兩板中間，則導(dǎo)體薄板Ｃ的電勢(shì)Ｕc＝______________．B＋＋＋＋＋＋＋＋＋＿＿＿＿＿＿_(dá)_d/2d/2ＣA板產(chǎn)生電勢(shì)B板為電勢(shì)零點(diǎn),C板產(chǎn)生電勢(shì)C板場(chǎng)強(qiáng)第25頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四α－解：電偶極子的偶極矩電偶極子在電場(chǎng)力的作用下應(yīng)該朝著α減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)．此處，α角增大表明要克服電場(chǎng)力做功，也就是說電場(chǎng)力要做負(fù)功．電偶極子沿α角增加的方向轉(zhuǎn)１８０℃的過程中，電場(chǎng)力作功為第26頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4.將一負(fù)電荷從無窮遠(yuǎn)處移到一個(gè)不帶電的導(dǎo)體附近，則導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度_____，導(dǎo)體的電勢(shì)____。（填增大、不變、減小）解:(1)開始的時(shí)候,不帶電導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為0.將一負(fù)電荷從無窮遠(yuǎn)處移過來后,導(dǎo)體處于靜電平衡,電場(chǎng)強(qiáng)度仍然為0,沒有變化.(2)如果選擇無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0,則開始的時(shí)候,導(dǎo)體電勢(shì)為0.將一負(fù)電荷從無窮遠(yuǎn)處移過來后,導(dǎo)體處于靜電平衡,是一個(gè)等勢(shì)體,其電勢(shì)為負(fù)值.所以電勢(shì)減小.第27頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四將帶正電的點(diǎn)電荷放到導(dǎo)體球附近,則電荷分布如下圖所示:++++++++++++++++q0F/q0<不放q0時(shí)該點(diǎn)原有的場(chǎng)強(qiáng)大小第28頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四6.如圖所示，把一塊原來不帶電的金屬板B，移近一塊已帶有正電荷的金屬板A，平行放置．設(shè)兩板面積都是S，板間距離是d，忽略邊緣效應(yīng)．當(dāng)B板不接地時(shí)，兩板間電勢(shì)差__________________，B板接地時(shí)_______________________．＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋第29頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四６．解：（１）Ｂ板不接地的時(shí)候＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋ＡＢ間的電場(chǎng)強(qiáng)度為ＡＢ間的電勢(shì)差（２）若Ｂ板接地，則電荷分布如右圖所示ＡＢ間的電場(chǎng)強(qiáng)度為＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－ＡＢ間的電勢(shì)差第30頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第31頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

a點(diǎn)b點(diǎn)１板２板７．第32頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四8.兩個(gè)點(diǎn)電荷在真空中相距=7cm時(shí)的相互作用力與在煤油中相距5cm時(shí)的相互作用力相等，則煤油的相對(duì)介電常數(shù)_________________________第33頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四8.解:——單位矢量，由施力物體指向受力物體。(1)本真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的作用力（靜電力）為(2)當(dāng)把兩個(gè)點(diǎn)電荷放到煤油中時(shí),兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的作用力第34頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四9.如圖所示，平行板電容器中充有各向同性均勻電介質(zhì)．圖中畫出兩組帶有箭頭的線分別表示電力線、電位移線．則其中(1)為_________________________，（2）為_________________________．第35頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四介質(zhì)中的高斯定理自由電荷通過任意閉合曲面的電位移通量，等于該閉合曲面所包圍的自由電荷的代數(shù)和。線線9.解:由介質(zhì)中的高斯定理可知:電位移矢量在任何情況下都是連續(xù)的,但是在不同的介質(zhì)中如果介電常數(shù)不同,電場(chǎng)強(qiáng)度也會(huì)不同,所以在交界面處電力(E)線不連續(xù).第36頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(1)兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的作用力（靜電力）為真空中介質(zhì)中11.兩個(gè)點(diǎn)電荷在真空中相距為時(shí)的相互作用力等于它們?cè)谀骋弧盁o限大”各向同性均勻電介質(zhì)中相距為時(shí)的相互作用力，則該電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)__________.第37頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四12.半徑為和的兩個(gè)同軸金屬圓筒，其間充滿著相對(duì)介電常數(shù)為的均勻介質(zhì)．設(shè)兩筒上單位長(zhǎng)度帶電量分別為和，則介質(zhì)中的電位移矢量的大小________,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小____________．第38頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四１２．

解：R1R2r電量高斯定理電位移矢量的大小為電位移通量L電場(chǎng)強(qiáng)度大小為第39頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四解:擊穿電壓Ub和擊穿場(chǎng)強(qiáng)Eb有如下關(guān)系：13.已知空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)為30kV／cm，一平行板空氣電容器兩極板間距離為1.5cm，則這平行板電容器的耐壓值是__________________．第40頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四14.—平行板電容器充電后切斷電源，若使二極板間距離增加，則二極板間場(chǎng)強(qiáng)_____________，電容_______________．(填增大或減小或不變)參考選擇題１４第41頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四解：串聯(lián)時(shí)兩電容電量相等，在電源保持聯(lián)接的情況下，兩電容電壓之和不變，則C2中插入介質(zhì)后,電容增加,C’2>C2Q’>Q產(chǎn)品品種電容1極板上的電量增加由U=Q/CU1增加16.兩個(gè)電容器1和2，串聯(lián)以后接上電動(dòng)勢(shì)恒定的電源充電．在電源保持聯(lián)接的情況下，若把電介質(zhì)充入電容器2中，則電容器1上的電勢(shì)差________________,電容器1極板上的電量____________________．(填增大或減小或不變)第42頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四17.一空氣平行板電容器，電容為，兩極板間距離為．充電后，兩極板間相互作用力為．則兩極板間的電勢(shì)差為______________，極板上的電荷量大小為____________．第43頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四17.(1)兩極板間的相互作用力為兩個(gè)極板間的電勢(shì)差為U=Ed=極板上的電荷量大小為第44頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

18.1、2是兩個(gè)完全相同的空氣電容器．將其充電后與電源斷開，再將一塊各向同性均勻電介質(zhì)板插入電容器1的兩極板間，則電容器2的電壓，電場(chǎng)能量，如何變化?(填增大，減小或不變)_______________,________________．第45頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四18.12解:(1)1,2兩個(gè)電容并聯(lián),兩者端電壓相等,即U1=U2=U.

(2)總電量等于兩者電量之和Q=Q1+Q2,而且充電后與電源斷開,總電量保持不變.++__ABCD并聯(lián)時(shí)總電容C=C1+C2,均勻電介質(zhì)插入電容器1時(shí),C1增加,相應(yīng)地C也增加.所以U1=U2=U=Q/C減小.C2不變,U2減小,所以W2減小第46頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期四19.兩個(gè)電容器的電容之比C1:C2=1:2．把它們串聯(lián)起來接電源充電，它們的電場(chǎng)能量之比W1:W2=_______________，如果是并聯(lián)起來接電源充電，則它們的電場(chǎng)能量之比W1:W2=____