靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)自測(cè)題_第1頁(yè)
靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)自測(cè)題_第2頁(yè)
靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)自測(cè)題_第3頁(yè)
靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)自測(cè)題_第4頁(yè)
靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)自測(cè)題_第5頁(yè)
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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---------------------++++++++++

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+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=____

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