版医用物理学课后习题答案

C.S面上的电通量改变,P点的场强改变;

D.S面上的电通量不变,P点的场强也不变。

习题-1图

9-2 在一橡皮球表面上均匀地分布着正电荷,在其被吹大的过程中,有始终处在球内的一点和始终处在球外的一点,它们的场强和电势将作如下的变化:(B)

A.E内为零,E外减小,U内不变,U外增大;

B.E内为零,E外不变,U内减小,U外不变;

C.E内为零,E外增大,U内增大,U外减小;

D.E内、E外,U内、U外均增大。

9-3 设在XY平面内的原点O处有一电偶极子,其电偶极矩p的方向指向Y轴正方向,大小不变。问在X轴上距原点较远处任意一点的电势与它离开原点的距离呈什么关系?(D)

A. 正比; B.反比; C平方反比; D.无关系。

9-4 如果已知给定点处的E,你能否算出该点的U?如果不能,还必须进一步知道什么才能计算?

9-5 在真空中有板面积为S,间距为d的两平行带电板(d远小于

板的线度)分别带电量+q与-q。有人说两板之间的作用力F=kq2 / d2

又有人说因为F=qE, E=σ/ε0= q /ε0S,所以,F=q/ε0S。试问这

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两种说法对吗?为什么?F应为多少?

9-6 带电电容器储存的电能由什么决定?电场的能量密度与电场强度之间的关系是怎样

的?怎样通过能量密度求电场的能量?

9-7 试求无限长均匀带电直线外一点(距直线R远)的场强。设线电荷密度为λ。

(E= ,方向垂直手带电直线,若λ>0则指向外,若λ<0则指向带电直线。)

9-8 一长为L的均匀带电直线,线电荷密度为λ。求在直线延长线上与直线近端相距R处P点的电势与场强。

( )λ>0,则方向沿带电直线经P点指向外,若λ

<0,则方向相反。

9-9 一空气平行板电容C=1.0μμ F。充电到电量q=1.0×105C后将电源切断。求:

(1)两极板间的电势差和此时的电场能。 (1×

10V;50J)

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(2)若将两极板的距离增加一倍,计算距离改变前后电场能的变化。并解释其原因。(50J)

9-10 试计算均匀带电圆盘轴线上任一点P处的场强,设P点距盘心O为x:,盘之半径

为R,面电荷密度为+σ。并讨论当R≤x( 提示:[ ]-1/2 ≈ )和R≥x时P点的场强将如何?

( 方向沿轴线,若σ>0,则指问外,若σ<0 ,则指向盘心。)

9-11 有一均匀带电的球壳,其内、外半径分别是a与b,体电荷密度为ρ。试求从中心到球壳外各区域的场强。

方向沿半径,

ρ>0则背离中心,p<0则指向中心。]

9-12 在真空中有一无限长均匀带电圆柱体,半径为R,体电荷密度为+ρ。另有一与其轴线平行的无限大均匀带电平面,面电荷密度为+σ。今有A、B两点分别距圆柱体轴线为α与b(α R),且在过此轴线的带电平面的垂直面内。试求A、B两点间的电势差UA—UB。(忽略带电圆柱体与带电平面的相互影响)

1?2b[(R??2)??R2In??(b??)]2?02R ( )

9-13 一个电偶极子的l=0.02m,q=1.0×10C,把它放在1.0×10N·C的均匀电场中,其轴线与电场成30°角。求外电场作用于该偶极子的库仑力与力矩。

—65-1

(0;1×10N·m.,使偶极子转向电场方向。)

-3

9-14 试证明在距离电偶极子中心等距离对称之三点上,其电势的代数和为零。

9-15 一空气平行板电容器在充电后注入石蜡。(一)石蜡注入前电容器已不与电源相接;(二)石蜡注入时电容器仍与电源相接。试比较在以上两种情况下该电容器内各量的变化情况,并填人表9-2中。

表9-2 习题9-15 量Q 场强E 电压ΔU 电容C 场能密度we 9-16 平行板电容器的极板面积为S,间距为d。将电容器接在电源上,插入d/2厚的均匀电介质板,其相对电容率为εr。试问电容器内介质内、外场强之比是多少?它们和未插入介质之前的场强之比又各是多少?

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