物理标准化作业-1- 打印稿-参考答案

大学物理（1）--标准化作业—5-4/6 班级 姓名 学号

将Q2从O推到无穷远处，外力做功为W??Q2VO?Q28??0d

7、设有一内外半径分别为R1和R2，均匀带电球壳，总电荷为Q1，球壳外同心罩

一个半径为R3的均匀带电球面，球面电荷为Q2，求各区域电场及电势分布。 解：（1）球壳单独存在时，电场分布情况

r?R1，E?0；r?R2， E?Q14??0r2；R1?r?R2，E?Q(r?R1)4??0(R?R)r3231233

球面单独存在时，电场分布情况

r?R3，E?0；r?R3， E?Q24??0r2。

同时存在时电场分布情况

r?R1，E?0；R1?r?R2，E?Q1?Q24??0r2Q(r?R1)4??0(R2?R1)r33233；R2?r?R3，E?Q14??0r2

r?R3，E?

?（2）电势分布，选无穷远处为电势零点，利用电势求解公式VA?r?R1，V?3Q1(R1?R2)8??0(R?R?R1R2)Q14??0(R?R)3231?A??E?dl可得

2122?2Q24??0R32

R1r3 R1?r?R2，V?R2?r?R3，V?(R2?r2??R13R2)?Q14??0R2?Q24??0R3；

Q14??0r?Q24??0R3

r?R3，V?Q1?Q24??0r

大学物理（1）--标准化作业—5-5/6 班级 姓名 学号

8、两个带有等量异号电荷的无限长同轴圆柱面，半径分别为R1和R2（R1

单位长度上的电荷为?，求电场分布。 解：作同轴圆柱面为高斯面，由高斯定理得

???E?ds?E2?rL??q

?0r?R1，?q?0，E?0； r?R2，?q?0， E?0； R1?r?R2，?q??L，E??2??0r

四、简答题

1、简述真空中静电场高斯定理并作出解释。

真空静电场中，穿过任意闭合曲面的电场强度通量等于该闭合曲面所包围的

?1?所有电荷代数和除以?0；?E?ds?n?0?qi?1ini。

静电场是有源场；穿过任意高斯面的电场强度通量只与高斯面包围的电荷系有关，与高斯面形状及高斯面内电荷分布情况无关。 2、简述静电场环路定理并作出解释。

??静电场中，电场强度沿任意闭合路径的线积分为零；?E?dl?0。

l静电场力是保守力，静电场是保守场。

大学物理（1）--标准化作业—6-1/2 班级 姓名 学号

第六章 静电场中的导体与电介质

一、填空题 1、0 0 2、E????12Q 垂直于导体表面

3、无极分子的位移极化 有极分子的取向极化 4、we? 5、C?1?0E

2U

6、容纳电荷 7、CU2

2二、选择题

1、C 2、B 3、A 三、计算题

1、一带电导体球，带电量为Q，球的半径R，求球体内、外的电场强度分布。

?0 内? E??Q 外?4??r20? 2、 一平行板空气电容器，极板面积为S，极板间距为d，充电至带电Q后与电源

断开，然后用外力缓缓地把两极间距拉开到2d，求:（1）电容器能量的改变；（2）在此过程中外力所作的功，并讨论此过程中的功能转换关系.

Q2d/(2?0S) Q2d/(2?0S)

四、简答题

1、判断带电导体的电荷分布的依据是什么？

静电平衡条件；高斯定理；电荷守恒定律。

2、简述空腔导体的静电屏蔽作用。

空腔导体将使腔内空间不受外电场的影响；而接地空腔导体将使外部空间不受腔内的电场的影响

3、简述电介质的极化现象。

在外电场的作用下，介质表面产生极化电荷的现象。

4、简述有介质时的高斯定理。

在静电场中，通过任意闭合曲面的电位移通量等于该闭合曲面内所包围的自由电荷的代数和

大学物理（1）--标准化作业—7-1/4 班级 姓名 学号

第七章 恒定磁场

一、填空题

1、 电流密度的大小J = env , J的方向与电场E的方向 一致 。 2、电源电动势?的积分表达式为 ????- Ek?d l。

3、 ?Ii是指 闭合回路内所包围电荷代数和 ;B是指 磁感应强度,B是由环路 内

外电流 4、 磁通量为

?0Il2?lnba。

5、 磁感应强度B＝

?0I2?r。

6、 安培力的合力_______0______。

7、 磁感应强度为

?0I2r??0I2?r。

8、 内部磁场强度?nI。 9.

?B?dl= 0

L3二、选择题

B D D C D A B 三、计算题

1.在一半径R=1.0cm 的无限长半圆柱面形金属薄片中，自上而下地有I=5.0A的电流通过,如图所示,试求圆柱轴线上任意一点P的磁感应强度B的大小及方向. 解：在平圆柱面上取宽度为Rd?的无限长载流直导线，其上的电流密度和电流强?R?度分别为

建立直角坐标系如图所示，dI在轴线上产生的磁场为

i?I，dI?iRd??Iy d?I z

P ·x 2?R2?R ?根据对称性分析，B只有z轴分量，所以

2?R

?0I??0I?sind??22??R 2?R0dB??0dI??0Id?2

B??dBz????0Id?20sin?

?4??102?7?5?2??1?10?6.4?10（T）?5