大学物理电磁学

问答题

1015.静电学中有下面几个常见的场强公式:

E?F/q (1) E = q / (4??0r2) (2)

E = (UA-UB) / l (3)

问:1.式(1)、(2)中的q意义是否相同? 2.各式的适用范围如何?

答:1. (1)、(2) 两式中的q意义不同.(1) 式中的q是置于静电场中受到电场力

作用的试验电荷;(2)中的q是产生电场的场源电荷. 2分

2. 式(1)是场强的定义式,普遍适用;

式(2)适用于真空中点电荷的电场(或均匀带电球面外或均匀带电球体外的电场);

??? 式(3)仅适用于均匀电场,且A点和B点的连线与场强E平行.而l?AB.

3分

1295.电荷为q1的一个点电荷处在一高斯球面的中心处,问在下列三种情况下,穿过此高斯面的电场强度通量是否会改变?电场强度通量各是多少?

(1) 将电荷为q2的第二个点电荷放在高斯面外的附近处; (2) 将上述的q2放在高斯面内的任意处; (3) 将原来的点电荷移离高斯面的球心,但仍在高斯面内.

答:根据高斯定理,穿过高斯面的电通量仅取决于面内电量的代数和,而与面内电荷的分布情况及面外电荷无关,故:

(1) 电通量不变, ?1=q1 / ?0; 2分 (2) 电通量改变,由?1变为?2=(q1+q2 ) / ?0; 2分 (3) 电通量不变,仍为?1. 1分

1030.确定静电场中某点的电势,为什么必须选定一个电势零点? 答:静电场中某点电势在数值上等于单位正电荷置于该点所具有的电势能.电势能的改变是以电场力作功来度量的,电势能只是一个相对的量,因而电势也是一个相对的量,故必须选定一个电势零点,而静电场中某点的电势就等于该点与电

势零点之间的电势差. 5分

1029.静电场中计算电势差的公式有下面几个:

UA?UB?WA?WB (1) qUA?UB?Ed (2)

?B?UA?UB??E?dl (3)

A试说明各式的适用条件.

答:(1)式为电势差的定义式,普遍适用. 1分 B?(2)式只适用于均匀电场,其中d为A、B两点连线的 E距离在平行于电力线方向上的投影(如图). 2分 Ad (3)式为场强与电势差间的基本关系式,普遍适

用. 2分

1068.试述静电场的环路定理,并说明其意义.

???答:静电场中场强E沿任意闭合路径的线积分等于零.其数学表达式为?E?dl?0.它表示

L在静电场中把单位正电荷从某点出发经任意闭合路径回到原

来位置,静电场力作功等于零. 这表明静电场是保守力场.

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