大连理工大学大学物理作业及答案详解
作业1(静电场一)
1.关于电场强度定义式,下列说法中哪个是正确的?
A.场强E的大小与试探电荷q0的大小成反比。B.对场中某点,试探电荷受力F与q0的比值不因q0而变。C.试探电荷受力F的方向就是场强E的方向。D.若场中某点不放试探电荷q0,则F0,从而E0。
答案:【B】解定义。场强的大小只与产生电场的电荷以及场点有关,与试验电荷无关,A错;如果试验电荷是负电荷,则试验电荷受的库仑力的方向与电场强度方向相反,C错;电荷产生的电场强度是一种客观存在的物质,不因试验电荷的有无而改变,D错;试验电荷所受的库仑力与试验电荷的比值就是电场强度,与试验电荷无关,B正确。2.一个质子,在电场力作用下从A点经C点运动到B点,其运动轨迹如图所示,已知质点运动的速率是递增的,下面关于C点场强方向的四个图示哪个正确?
解qEma,质子带正电且沿曲线作加速运动,有向心加速度和切线加速度。
存在向心加速度,即有向心力,指向运动曲线弯屈的方向,因此质子受到的库仑力有指向曲线弯屈方向的分量,而库仑力与电场强度方向平行(相同或相反),因此A和B错;质子沿曲线ACB运动,而且是加速运动,所以质子受到的库仑力还有一个沿ACB方向的分量(在C点是沿右上方),而质子带正电荷,库仑力与电场强度方向相同,所以,C错,D正确。3.带电量均为q的两个点电荷分别位于X轴上的a和a位置,如图所示,则
答案:
【D】
Y轴上各点电场强度的表示式为E,场强最大值的位置在yqyj,ya2答案:E3
。
20a2y22
解E
E1E2E1E2
q40a2y2
关于y轴对称:Ex0Ey2E1cos
fEEyj
qy
2322
j
20aydE沿y轴正向的场强最大处0dy
dE3a2y22ya2y222ydy235
ya2
ya2处电场最强。
4.如图所示,在一无限长的均匀带点细棒旁垂直放置一均匀带电的细棒MN。且二棒共面,若二棒的电荷线密度均为,细棒MN长为l,且M端距长直细棒也为l,那么细棒MN受到的电场力为。
答案:
解坐标系建立如图:MN上长为dx的元电荷dqdx受力dFEdq。无限长带电直线场强E
2l
2,方向沿MN20
,方向:沿x轴正向。20x
FdF
2l
l
5.用不导电的细塑料棒弯成半径为R的圆弧,两端间空隙为llR,r