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赵凯华所编《电磁学》第二版答案

第一章静电场

§静电的基本现象和基本规律

思考题:

1、给你两个金属球,装在可以搬动的绝缘支架上,试指出使这两个球带等量异号电荷的方向。你可以用丝绸摩擦过的玻璃棒,但不使它和两球接触。你所用的方法是否要求两球大小相等?

答:先使两球接地使它们不带电,再绝缘后让两球接触,将用丝绸摩擦后带正电的玻璃棒靠近金属球一侧时,由于静电感应,靠近玻璃棒的球感应负电荷,较远的球感应等量的正电荷。然后两球分开,再移去玻璃棒,两金属球分别带等量异号电荷。本方法不要求两球大小相等。因为它们本来不带电,根据电荷守恒定律,由于静电感应而带电时,无论两球大小是否相等,其总电荷仍应为零,故所带电量必定等量异号。

2、带电棒吸引干燥软木屑,木屑接触到棒以后,往往又剧烈地跳离此棒。试解释之。答:在带电棒的非均匀电场中,木屑中的电偶极子极化出现束缚电荷,故受带电棒吸引。但接触棒后往往带上同种电荷而相互排斥。

3、用手握铜棒与丝绸摩擦,铜棒不能带电。戴上橡皮手套,握着铜棒和丝绸摩擦,铜棒就会带电。为什么两种情况有不同结果?

答:人体是导体。当手直接握铜棒时,摩擦过程中产生的电荷通过人体流入大地,不能保持电荷。戴上橡皮手套,铜棒与人手绝缘,电荷不会流走,所以铜棒带电。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- §电场电场强度

思考题:

1、在地球表面上通常有一竖直方向的电场,电子在此电场中受到一个向上的力,电场强度的方向朝上还是朝下?

答:电子受力方向与电场强度方向相反,因此电场强度方向朝下。

2、在一个带正电的大导体附近P点放置一个试探点电荷q0(q0>0),实际测得它受力F。若考虑到电荷量q0不是足够小的,则F/ q0比P点的场强E大还是小?若大导体带负电,情况如何?

答:q0不是足够小时,会影响大导体球上电荷的分布。由于静电感应,大导体球上的正电荷受到排斥而远离P点,而F/q0是导体球上电荷重新分布后测得的P点场强,因此比P点原来的场强小。若大导体球带负电,情况相反,负电荷受吸引而靠近P点,P点场强增大。

3、两个点电荷相距一定距离,已知在这两点电荷连线中点处电场强度为零。你对这两个点电荷的电荷量和符号可作什么结论?

答:两电荷电量相等,符号相反。

4、一半径为R的圆环,其上均匀带电,圆环中心的电场强度如何?其轴线上场强方向如何?

答:由对称性可知,圆环中心处电场强度为零。轴线上场强方向沿轴线。当带电为正时,沿轴线向外;当带电为负时,沿轴线向内,

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§高斯定理

思考题:

1、一般地说,电力线代表点电荷在电场中运动的轨迹吗?为什么?

答:一般情况下,电力线不代表点电荷在电场中运动的轨迹。因为电力线一般是曲线,若电荷沿电力线作曲线运动,应有法向力存在;但电力线上各点场强只沿切线方向,运动电荷必定偏离弯曲的电力线。仅当电力线是直线,且不考虑重力影响时,初速度为零的点电荷才能