大學(xué)物理習(xí)題及解答(電學(xué))

1、1一半徑為R的半圓細(xì)環(huán)上均勻分布電荷Q，求環(huán)心處的電場(chǎng)強(qiáng)度。2兩條無(wú)限長(zhǎng)平行直導(dǎo)線(xiàn)相距為r0，均勻帶有等量異號(hào)電荷，電荷線(xiàn)密度為?。（1）求兩導(dǎo)線(xiàn)構(gòu)成的平面上任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度（設(shè)該點(diǎn)到其中一線(xiàn)的垂直距離為x）；（2）求每一根導(dǎo)線(xiàn)上單位長(zhǎng)度導(dǎo)線(xiàn)受到另一根導(dǎo)線(xiàn)上電荷作用的電場(chǎng)力。3地球周?chē)拇髿猹q如一部大電機(jī)，由于雷雨云和大氣氣流的作用，在晴天區(qū)域，大氣電離層總是帶有大量的正電荷，云層下地球表面必然帶有負(fù)電荷。晴天大氣電場(chǎng)平均電場(chǎng)強(qiáng)度約為1

2、20V?m??，方向指向地面。試求地球表面單位面積所帶的電荷。（1.06109cm2）4一無(wú)限大均勻帶電薄平板，電荷面密度為?，在平板中部有一半徑為r的小圓孔。求圓孔中心軸線(xiàn)上與平板相距為x的一點(diǎn)P的電場(chǎng)強(qiáng)度。（）2202rxx???5一無(wú)限長(zhǎng)、半徑為R的圓柱體上電荷均勻分布。圓柱體單位長(zhǎng)度的電荷為?，用高斯定理求圓柱體內(nèi)距軸線(xiàn)距離為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度。6兩個(gè)帶有等量異號(hào)電荷的無(wú)限長(zhǎng)同軸圓柱面，半徑分別為R1和R2(R2R1)，單位長(zhǎng)度上的

3、電荷為?。求離軸線(xiàn)為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度：（1）rR27如圖所示，有三個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2、Q3沿一條直線(xiàn)等間距分布，已知其中任一點(diǎn)電荷所受合力均為零，且Q1=Q3=Q。求在固定Q1、Q3的情況下，將Q2從點(diǎn)O移到無(wú)窮遠(yuǎn)處外力所作的功。解：解：：由題意Q1所受的合力為零0244031021??)d(QQdQQ????解得QQQ414132????在任一點(diǎn)電荷所受合力均為零時(shí)QQ412??。并由電勢(shì)的疊加得Q1、Q3在點(diǎn)O電勢(shì)dQdQdQVo00

4、301244?????????將Q2從點(diǎn)O推到無(wú)窮遠(yuǎn)處的過(guò)程中，外力作功dQVQWo0228?????8.已知均勻帶電長(zhǎng)直線(xiàn)附近的電場(chǎng)強(qiáng)度近似為?為電荷線(xiàn)密度。（1）求在r=002rrE??????r1和r=r2兩點(diǎn)間的電勢(shì)差.解：解：（1）由于電場(chǎng)力作功與路徑無(wú)關(guān)，若取徑矢為積分路徑，則有12012221rrlnrdEUrr?????????9.9.兩個(gè)同心球面的半徑分別為R1和R2，各自帶有電荷Q1和Q2。求：（1）各區(qū)域電勢(shì)分布，

5、并畫(huà)出分布曲線(xiàn)；（2）兩球面間的電勢(shì)差為多少？10.10.在玻爾的氫原子模型中，電子沿半徑為m1053.010??的圓周繞原子核旋轉(zhuǎn)。（1）若把電子從原子中拉出來(lái)需要克服電場(chǎng)力作多少功？（2）電子的電離能為多少？解：解：（1）電子在玻爾軌道上作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的電勢(shì)能為reEp024????因此，若把電子從原子中拉出來(lái)需要克服電場(chǎng)力作功eV.reEWp722402?????（2）電子在玻爾軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜電力提供電子作圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力