大学物理学 上册 (孙厚谦 著) 清华大学出版社 第6章 习题课后答案

第 6 章 6-1 两电量都+q点电荷，2a ，连中心为 O ，它们连垂直平分上放置另一点电荷 q¢ ， q ' 与Or ，：（1） q¢ 所受力；（2） q¢ 放哪一点时所受力最大,多少? 6-2三点电荷带电量均为 Q，分别位于边 为 a等边三角形三角上，三角形重心应放置一电量为多少点电荷，系处于平衡状态。 6-3 如图，设边为 a正方形四角上放有两对电荷为±q电偶极子，正方形中心点为 O，P 点O 为 x（x>>a），P 点电场强度。 o查看答案 6-1 查看答案 6-2 a习题 6-3 图P查看答案 6-3 6-4如图一均匀带电直为 L ，电荷密度为 l 。直延上L 中点 O 为(>2 ）处 P 点场强。 LorP查看答案 6-4 习题 6-4 图6-5如图，两根平行直间为 2R ，一端用半圆形连起来。设全上均匀带电，电荷面密度为 l ，圆心 O 处电场强度。 106 习题 6-5 图 查看答案 6-5 6-6 如图一细带电塑料圆环，半径为 R ，所带荷密度 l l=0sinq (y圆心 O 处场强。 Rql >00) 。试o习题 6-6 图 x查看答案 6-6 6-7图中电场强度分量为 Ex=,y= Ez=0,中b = 800N/ C m(1 2 ), 设d = 10cm 。试计算（1）通过立方体表面总电通量；（2）立方体内总电荷量。 ydoz习题 6-7 图dddx查看答案 6-7 6-8 实验证明，表面上方电场为零，晴天大电场平均场强约为120V/m ，方向向下，这意味着表面上有多少过剩电荷？试以每平方厘米额外电子数来表。6-9内外半径为 R1R2两无共轴圆柱面，内圆柱面带均匀正电荷，密度为 l ，外圆柱面带均匀负电荷，密度为 -l ，空间电场分。6-10有均匀带电体，半径为 R ，电量为 +q ，内外场强。 6-11无大均匀带电平板，厚度为 d ，电荷体密度为 r ， 板内、外场强分。查看答案 6-8 查看答案 6-9 查看答案 6-10 查看答案 6-11 107 6-12点电荷 q q1、 、 、2q3q4电荷量均为 4 10 C,-9放置一正方形四顶点上，顶点-正方形中心 O离均为 5cm ，将一试探电荷9q0=10 C 从无穷远移查看答案 6-12 O 点，电场力功多少？此过程中 q0电能变多少？ 6-13两同心均匀带电面，半径分别为 R1= 5.0cm, R2= 20.0cm, 已知内面电为V1= 60V,外面电为V2= -30V,（1） 内外面所带电量；（2） 两查看答案 6-13 面之间处电 为零？ -96-14无均匀带电直r1= 2cm 处有一点电荷 q0= 0.66 10 C ，电场力用下，6点电荷运动直r2= 4cm 处，电场力功W = 5.0 10 J-， 带电直电荷密度。 查看答案 6-14 6-15 有一均匀带电细圆环，半径为R ，电荷密度为 l （l > 0 ），圆环平面用支架固定某水平面上（如图），（1）通过圆环中心 O ，且垂直环面轴上方，离环心为 h 处 p 点电Vp。 （2）有一质量为 M ，带电为 q小重力圆环电荷静电力用下,从 p 点由静开下落，小达o 点时速度。习题 6-15 图 查看答案 6-15 6-16电荷q 均匀分半径为 R体内，其激发电分。 查看答案 6-16 6-17一均匀带电圆盘，半径为 R ，电荷面密度为s 。试（1）盘轴上任一点电； （2）由场强与电关系轴上任一点场强。 查看答案 6-17 108 6-18如图，一半径为 R ，带电量为Q体心O 点 d1处放置一已知点电荷 q1，心 O 点 d2处放置一点电荷 q2，试当 q2为多少时，可使体电为零（以无穷远处为电零点） 查看答案 6-18 习题 6-18 图 6-19 如图三平行属板 A、B、C 面积均为 200cm2，A、B 板4.00mm, A、C2.00mm, BC 两板都接。如果使 A 板带正电 3.0 10 C-7，（1）B、C 板上感应电荷；（2）A 板电。 C2mmA4mmB查看答案 6-19 习题 6-19 图 6-20如图半径为 R1属体外有一内半径为 R2、外半径为 R3同心体壳，设外壳离很远。若外壳带电量为 q ，并设法用将内部属体接，静电平衡后内所带电量。查看答案 6-20 习题 6-20 图 6-21两电容C1与 C2分别标明 200pF 500V 与 300pF 900V ，把它们串联起来。（1）其等值电容为多大？（2）两端加上 1000V电压， 否会被击穿？(3）如果要使这电容组击穿，最大可加多大电压？ 查看答案 6-21 109 6-22半径为 a二平行直为 d（d ga ），二者电荷密度分别为 +l ， -l ，试（1）二间电差；（2）此组单位度电容。 查看答案 6-22 6-23 圆柱形电容由半径为 R1直圆柱体与它同轴薄体圆组成，圆半径为 R2。若直体与体圆之间充以对电容率为 er电介质。设直 体圆查看答案 6-23 单位度上电荷分别为 +l-l 。 （1）电介质中电位移、场强；（2）此圆柱形电容电容。 6-24 电容分别为 C1C2两电容，把它们并联充电电压U查看答案 6-24 把它们串联充电电压 2U ，电容组中，哪种形储存电荷量、能量大些？大多少？ 6-25 将一100pF电容充电100V，然后把它电源断开， 把它另一电容并联，最后电压为 30V。第二电容电容多大？并联时损失了多少电能？ 查看答案 6-25 6-26一形电容，内外壳半径分别为 RARB，两间充满对介电数为 er电介质。2（1） 此电容 带有 Q 时所储存电能；（2）由电容储能公=1 Q电容电容。 110 WeC查看答案 6-26 6-1 第 6 章 静电场 解 如用图，以O 点为原点，建立直角标系 oxyrrr（1）点电荷 q' 所受力 F = F1+ F2rrF= F=1qq'12224er+ a0ìïFx= F1x+ F2x= F1sin a - F2sin aíF= F+ F= F cos a + Fcosarr=ïî1y1y'qq2 y1a =r2将F= F， cos，代入上并化简 12224er+ a220r+ a'rFx= 0Fy=qq202322r =qq'e （r+ a ）r故 F320（222dFer+ a ）rj （2）若点电荷 q'r 处受力最大，则rdr= 0dérù =22 3/ 2 -(r+ a)3222 1/ 22(r+ a) 2r即 ê22 3/ 2ú2 + a2 3= 0dr ë (r+ a)此时 F=ûr =qq'22ar(r)=3qq'max320（222er+ a ）2r=a2e902a返回 6-1 111 6-2r解 如用图，以电荷 a 为例来讨论，设放置 电荷为 q ,b 对 a用力为 Fba，c 对 a用力rrrrr为 Fca， Fba则Fca力为 Fbc，q 对 a用力为 Fq，Q2rrFbcrF=Fba= Fca=e a2400, Q2´3FcaFbabc2Fbacos3021Qqe a240Fbc+ Fq= 02brFqqFq= 4e