(1.6)--第6章.习题拓展及解答大学物理.pdf

第6章习题拓展及解答

◆问答题

6-1在电场中，某一点的电场强度可以定义为EF/q0，能不能说，一点的电场强度与

放在该点的检验电荷受力成正比，与检验电荷量成反比，为什么？

答案：不能。因为某一点的电场强度与试验电荷以及试验电荷的受力情况无关，电场强

度是电场本身的属性。

6-2在题6-2图中一共有四个正的点电荷q、q、q、q。高斯

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面S包围了其中的两个。试问，对高斯面上的一点P处的电场强

度有贡献的点电荷是哪些？对高斯面上的电通量有贡献的点电荷

是哪些？如果在图中高斯面外再加一个点电荷q5（图中没有画

出），P点的场强有没有变化？S上的电通量有没有变化？题6-2图

答案：q、q、q、q对P点的电场强度有贡献；q、q对高斯面上的电通量有贡献；

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如果在图中高斯面外再加一个点电荷q，P点的场强由空间所有电荷决定，因此会发生

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变化，S上的电通量只与面内的电荷有关，故无变化。

6-3就以下两种情况讨论：将一个带电导体球接地后，导体球上还有没有由电荷？

（1）导体球附近有其它带电体；（2）导体球附近没有其它带电体

答案：（1）将一个带电导体球接地后，如果导体附近有其它带电体，则导体球上会有异

号电荷存在。因为导体静电平衡时，导体内部总的电场强度为零，总的电场强度是由其

它带电体和导体表面电荷共同激发的，所以表面一定感应异号电荷；

（2）如果导体附近没有其它带电体，则导体球上不会有电荷存在。可以通过电场线是

有源的来讨论。假设这时导体带电，周围没有带电体，则在导体和无穷元之间有电场

线，即导体与无穷远间有电势差。而导体是接地的，所以这个假设不成立。

6-4两个半径相同的金属球，其中一个是实心的，另一个是空心的，电容是否相同？

答案：相同导体的电容是一个只与导体的大小、形状和周围介质有关的物理量。在真空

中，一个半径为R的孤立球形导体的电容为C4πεR,只取决于球的半径，所以两个半

0

径相同的金属球，不论是实心还是空心电容都相同。从另一个角度看，电容是储存电荷

的器件儿，金属球带电时，其电荷仅分布在金属球的表面，所以将实心球挖成空心球，

其储存电荷的能力和其他静电性质（如电势）都没有发生变化。

◆计算题

6-5氢原子由一个质子（即氢原子核）和一个电子组成。根据经典模型，在正常状态

下，电子绕核做圆周运动，轨道半径是r=5.2910-11m。已知质子的质量为

e

-27-31

m=1.6710kg，电子质量为m=9.1110kg千克，它们的电荷分别为

e

e=1.6010-19C。万有引力常数为G=6.6710-11Nm2/kg2

求：

（1）电子所受到的库仑力

（2）电子所受到的库仑力是它受的万有引力的多少倍

（3）求电子运动的速度

1e2-8

答案：（1）根据库仑定律可以计算，电子受到的库仑力为F==8.2210N