电学部分1
一、选择题:
1,如图所示,任一闭合曲面S内有一点电荷q,O为S面上任一点,若将q由闭合曲面内的P点移到T点,且OP=OT,那么 [ ]
(A) 穿过S面的电通量改变,O点的场强大小不变;
(B) 穿过S面的电通量改变,O点的场强大小改变;
(C) 穿过S面的电通量不变,O点的场强大小改变;
(D) 穿过S面的电通量不变,O点的场强大小不变。
2,在边长为a的正立方体中心有一个电量为q的点电荷,则通过该立方体任一面的电场强度通量为 [ ]
(A) q/(0 ; (B) q/2(0 ; (C) q/4(0 ; (D) q/6(0。
3,如图所示,a、b、c是电场中某条电场线上的三个点,由此可知 [ ]
(A) Ea>Eb>Ec ; (B) Ea<Eb<Ec ;
(C) Ua>Ub>Uc ; (D) Ua<Ub<Uc 。
4,关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是 [ ]
(A) 如果高斯面内无电荷,则高斯面上处处为零;
(B) 如果高斯面上处处不为零,则该面内必无电荷;
(C) 如果高斯面内有净电荷,则通过该面的电通量必不为零;
(D) 如果高斯面上处处为零,则该面内必无电荷。
5、A和B为两个均匀带电球体,A带电量+q,B事带电量-q,作一与A同心的球面S为高斯面,如图所示,则 [ ]
(A)通过S面的电通量(电场强度通量)为零,S面上各点的场强为零。
(B)通过S面的电通量为q/ε0,S面上场强的大小为

(C)通过S面的电通量为(-q)/ε0,S面上场强的大小为

(D)通过S面的电通量为q/ε0,但S面上场强的不能直接由高斯定理求出。
6,电荷分布在有限空间内,则任意两点P1、P2之间的电势差取决于 [ ]
(A) 从P1移到P2的试探电荷电量的大小;
(B) P1和P2处电场强度的大小;
(C) 试探电荷由P1移到P2的路径;
(D) 由P1移到P2电场力对单位正电荷所作的功。
7,下面说法正确的是 [ ]
(A) 等势面上各点的场强大小都相等;
(B) 在电势高处电势能也一定大;
(C) 场强大处电势一定高;
(D) 场强的方向总是从高电势指向低电势。
8,如图所示,绝缘的带电导体上a、b、c三点,
电荷密度 [ ]
(A)a点最大; (B)b点最大; (C)c点最大; (D)一样大。
9,一个带正电的点电荷飞入如图所示的电场中,它在电场中的运动轨迹为 [ ]
(A)沿a; (B)沿b; (C) 沿c; (D) 沿d。
10,极板间为真空的平行板电容器,充电后与电源断开,将两极板用绝缘工具拉开一些距离,则下列说法正确的是 [ ]
(A) 电容器极板上电荷面密度增加;
(B) 电容器极板间的电场强度增加;
(C) 电容器的电容不变;
(D) 电容器极板间的电势差增大。
11、下列几个说法中哪一个是正确的? [ ]
(A)电场中某点场强的方向,就是将点电荷放在该点所受电场力的方向;
(B)在以点电荷为中心的球面上,由该点电荷所产生的场强处处相同;
(C)场强方向可由=/q定出,其中q为试验电荷的电量,q可正、可负,为试验电荷所受的电场力;
(D)以上说法都不正确。
12,如图所示,闭合面 S 内有一点电荷 q1,P为S面上一点,在S面外的A点有另一点电荷 q2,若将 q2 移至也在S面外的B点,则 [ ]
13,关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是 [ ]
(A) 如果高斯面内无电荷,则高斯面上处处为零;
(B) 如果高斯面内有净电荷,则通过该面的电通量必不为零;
(C) 如果高斯面上处处不为零,则该面内必无电荷;
(D) 如果高斯面上处处为零,则该面内必无电荷。
14、极板间为真空的平行板电容器,充电后与电源断开,将两极板用绝缘工具拉开一些距离,则下列说法正确的是 [ ]
(A) 电容器极板间的电势差增大; (B) 电容器极板间的电场强度增加;
(C) 电容器的电容不变; (D) 电容器极板上电荷面密度增加。
15、下列几个说法中哪一个是正确的? [ ]
(A)电场中某点场强的方向,就是将点电荷放在该点所受电场力的方向;
(B)在以点电荷为中心的球面上,由该点电荷所产生的场强处处相同;
(C)场强方向可由=/q定出,其中q为试验电荷的电量,q可正、可负,为试验电荷所受的电场力;
(D)以上说法都不正确。
16、已知一高斯面所包围的体积内电量代数和Σqi=0,则可肯定,[ ]
(A)高斯面上各点场强均为零。
(B)穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。
(C)穿过整个高斯面的电通量为零。
(D)以上说法都不对。
17、在一个孤立的导体球壳内,若在偏离球中心处放一个点电荷,则在球壳内、外表面上将出现感应电荷,其分布将是,[ ]
(A)内表面均匀,外表面也均匀;
(B)内表面不均匀,外表面均匀;
(C)内表面均匀,外表面不均匀;
(D)内表面不均匀,外表面也不均匀。
18、有两个点电荷电量都是+q,相距为2a。今以左边点电荷所在处为球心,以a为半径作球形高斯面,在球面上取两相等的小面积S1和S2,如下图所示,设通过S1和S2的电场强度通量分别为,通过Φ1,Φ2,通过整个球面的电场强度通量为Φ3,则 [ ]
A、Φ1>Φ2,Φ3= q/ε0; B、Φ1<Φ2,Φ3=2q/ε;
C、Φ1=Φ2,Φ3= q/ε0; D、Φ1<Φ2,Φ3= q/ε0
19、在点电荷+q的电场中,若取上图中p点处电势为零点,则M点的电势为 [ ]
A、; B、; C、 ; D、。
二、填空题:
1,内、外半径分别为R1、R2的均匀带电厚球壳,电荷体密度为。则,在r<R1的区域内场强大小为,在R1<r<R2的区域内场强大小为,在r>R2的区域内场强大小为 。
2,在场强为E的均匀电场中取一半球面,其半径为R,电场强度的方向与半球面的对称轴平行。则通过这个半球面的电通量为,若用半径为R的圆面将半球面封闭,则通过这个封闭的半球面的电通量为 。
3,边长为a的正六边形每个顶点处有一个点电荷,取无限远处作为参考点,则o点电势为,o点的场强大小为 。
4,真空中一个半径为R的球面均匀带电,面电荷密度为,在球心处有一个带电量为q的点电荷。取无限远处作为参考点,则球内距球心r的P点处的电势为 。
5,半径为r的均匀带电球面1,带电量为,其外有一同心的半径为R的均匀带电球面2,带电量为,则两球面间的电势差为 。
6,如图所示的电容器组,则2、3间的电容为,2、4间的电容为 。
7,平行板电容器极板面积为S、充满两种介电常数分别为和的均匀介质,则该电容器的电容为C= 。
8、静电力作功有何特点,表明静电场是 场。
9、静电场的环路定理的数学表示式为,。该式的物理意义是,
,该定理表明,静电场是 场。
10.一半径为R长为L的均匀带电圆柱面,其单位长度带电量为λ。在带电圆柱的中垂面上有一点P,它到轴线距离r(r>R),则P点的电场强度的大小:当r<<L时,E= ;当r>>L时,E=,
11、两块“无限大”的带电平行平板,其电荷的密度分别为σ(σ>0)及-2σ,如图所示,试写出各区域的电场强度。
A区的大小,方向 。
B区的大小,方向 。
C区的大小,方向 。
12、半径为R的均匀带电球体的静电场中各点的电场强度的大小E与距球心的距离r的关系曲线为:[ ]
明下面各式的物理意义:
(a) 
(b) 
(c) 
14、所示,一点电荷位于不带电的空腔导体(画有斜线)腔内。设有三个封闭面S1,S2和S3(为虚线所示),在这三个曲面中,通量为零的曲面是 ;场强处处为零的曲面是 。
15、如图所示,两无限大的平行平面均匀带电,面电荷密度为(),则区域Ⅰ中各点场强 ;区域Ⅱ中各点场强 ;区域Ⅲ中各点场强 (方向用单位矢量表示)。
16、一半径为R的均匀带电圆环,电荷线密度为λ,设无穷远处为电势零点,则圆环中心O点的电势U0= 。
17、在场强为的均匀电场中,有一半径为R长为L的圆柱面,其轴线与的方向垂直,在通过轴线并垂直方向将此柱面切去一半,如图所示,则穿过剩下的半圆柱面的电场强度通量等于 。
18、两同心带电球面,内球面半径为r1=5cm,带电量q1=3×10-8C;外球面半径为r2=20cm,带电量q2=-6×10-8C,设无穷远处电势为零,则空间另一电势为零的球面半径r= 。
三、计算题
A、B为真空中两块平行无限大带电平面,已知两平面间的电场强度大小为,两平面外侧电场强度大小都是/3,则A、B两平面的左右面上的电荷面密度分别为多少?
长L=15cm的直导线AB上均匀地分布着线密度为
C/m的电荷。求在导线的延长线上与导线一端B相距d=5cm处P点的场强。
3,半径R为50cm的圆弧形细塑料棒,两端空隙d为2cm,总电荷量为C的正电荷均匀地分布在棒上。求圆心O处场强的大小和方向。
4、一空气平行板电容器,两极板间距为 d,极板上带电量分别为+q和-q,板间电势差为V。在忽略边缘效应的情况下,(1)板间场强大小为多少?(2)板间电势差为多少?(3)此时电容值等于多少?
5,电容的电容器在V的电势差下充电,然后切断电源,并将此电容器的两个极板分别与原来不带电、电容为的两极板相连,求:每个电容器极板所带的电量。
6、真空中一球形电容器,内球壳半径为R1,外球壳半径R2,设两球壳间电势差为Ur2,求:
(1)内球壳带电多少?(2)外球壳的内表面带电多少?(3)计算电容器内部的场强;(4)计算电容器的电容。
7、如图所示,在X-Y平面内有与Y轴平行、位于
X=a和X=-a处的两条“无限长”平行的均匀带电细线,线电荷密度分别为+λ和-λ,求Z
轴上P点(0,0,b)的电场强度。
8、两个点电荷,电量分别为+q和-3q,相距为d,试求:
(1)在它们的连线上电场强度=0的点与电荷量为+q的点电荷相距多远?
(2)若选无穷远处电势为零,两点电荷之间电势U=0的点与电荷量为+q的点电荷相距多远?
9、无限长导体圆柱半径R1,外套同轴圆柱形导体薄壳,
半径R2。单位长度带电荷λ1和λ2。两导体中间为真空。
求空间各处的场强。
10、如图所示,已知r=6cm,a=8cm q1=3×10-8库仓,q2=-3×10-8库仓。求:
(1)将电量为2×10-9库仓的点电荷从A点移到B点,电场力作功多少?
(2)将此点电荷从C点移到D点,电场力作功多少?
电磁学部分1答案选择题:D D C C
填空题:
1、0,,
2、,0
计算题
1、,
2.
解:建立如图所示的坐标系,在导线上取电荷元。
电荷元在P点所激发的场强方向如图所示,场强大小为

导线上电荷在P点所激发的总场强方向沿轴正方向,大小为

2.解:电荷线密度
任取线元,为线元对圆心O点的圆心角则电荷元电量为
电荷元在圆心O点的场强为



近似解法

电磁学部分2
一、选择题二、填空题三、计算题
1,电荷量Q均匀分布在半径为R的球面上,试求:离球心r处(r<R)的电势。
3,三块平行金属板A、B、C面积均为200cm2,A、B间相距4mm,A、C间相距2mm,B和C两板都接地。如果使A板带正电3.0(10-7C,求:
B、C板上的感应电荷;
A板的电势。
电磁学部分2答案选择题:D D A D
填空题:
1、0,0
2、
3、
4、
计算题
1.
解:由高斯定理当r>R时,
当r<R时,
以无穷远处为参考点,球内离球心r处的P点的电势为

沿径向路径积分得

2.
解,
(1)静电感应和电荷守恒定律,外导体球的内表面带电-q,
外导体球的外表面带电+q,总电量为零。
外球电势分别为

(2)外球接地电势为零由电势叠加原理  外球带电量为 
外球的外表面不带电,内表面带电,
(3)内球接地电势为零由电势叠加原理  得


外球电势的改变为 
3.解:(1)由高斯定理得
 (1)
由于,则,得
 (2)
由上述两个方程,解得
c,
b,
(2)c

电磁学部分3
一、选择题
1,一个中性空腔导体,腔内有一个带正电的带电体,当另一中性导体接近空腔导体时,(1)腔内各点的场强 ( )
(A) 变化; (B) 不变; (C) 不能确定。
(2)腔内各点的电位 ( )
(A) 升高; (B) 降低; (C) 不变; (D) 不能确定。
2,对于带电的孤立导体球 ( )
(A) 导体内的场强与电势大小均为零。
(B) 导体内的场强为零,而电势为恒量。
(C) 导体内的电势比导体表面高。
(D) 导体内的电势与导体表面的电势高低无法确定。
3,忽略重力作用,两个电子在库仑力作用下从静止开始运动,由相距r1到相距r2,在此期间,两个电子组成的系统哪个物理量保持不变 ( )
(A) 动能总和; (B) 电势能总和; (C) 动量总和; (D)电相互作用力。
二、填空题
5.(本题5分)1408
一半径为R长为L的均匀带电圆柱面,其单位长度带电量为λ。在带电圆柱的中垂面上有一点P,它到轴线距离r(r>R),则P点的电场强度的大小:当r<<L时,E= ;当r>>L时,E=,
24、(本题5分)5087
两块“无限大”的带电平行平板,其电荷的密度分别为σ(σ>0)及-2σ,如图所示,试写出各区域的电场强度。
Ⅰ区的大小,方向 。
Ⅱ区的大小,方向 。
Ⅲ区的大小,方向 。
41、(本题3分)1253 半径为R的均匀带电球体的静电场中各点的电场强度的大小E与距球心的距离r的关系曲线为:[ ]
43、(本题3分)1056
点电荷Q被曲面S所包围,从无穷远处引入另一点荷q至曲面外一点,如图所示,则引入前后:[ ]
(A)曲面S上的电通量不变,曲面上各点场强不变。
(B)曲面S上的电通量变化,曲面上各点场强不变。
(C)曲面S上的电通量变化,曲面上各点场强变化。
(D)曲面S上的电通量不变,曲面上各点场强变化。
三、计算题
电磁学部分3答案选择题:B C B C D
填空题:
1、,
2、
计算题
1.解:两边的两板分别带电,电荷面密度为,,
中间一块板的电荷面密度为。
根据高斯定理和场强的叠加原理,得

 

2.解:切断电源后,电容器的电量为

两电容器连接后,总电容为

两电容器连接后,电容的电压为

每个电容器的电量分别为
 
电磁学部分4
一、选择题电磁学部分4答案选择题:1、A 2、B 3、C 4、D 5、C 6、B 7、D 8、C 9、B 10、A
填空题:1、(a)穿过面元的通量,即穿过面元的线数
(b)穿过封闭曲面S的通量等于S面所包围的电荷代数和的分之一
(c)沿某路径L将单位正电荷从点a移动到点b时电场力所做的功
2、不变; 变小; 不变; 不变
3、S1,S2; S2
4、; 0; 
[ ]