- 物理静电场难题
以下是几个物理静电场难题:
1. 在一个带电体系的电场中,有一个带电微粒,它只在电场力作用下运动,但运动轨迹却和电场线处处重合。根据这个现象,可以推断此带电微粒可能是什么?
2. 两个完全相同的金属小球A和B,带电量分别为QA=+6.0×10-8C和QB=-3.0×10-8C,两球接触后放回原处,则它们之间的相互作用力变化情况是:
A. 变大
B. 变小
C. 接触前库仑力是斥力,接触后再放回原处,库仑力仍是斥力
D. 接触前库仑力是引力,接触后再放回原处,库仑力仍是引力
3. 两个点电荷相距为r,相互作用力为F,改变它们之间的距离,使之变为r/3,为使相互作用力仍为F,下列方法可行的是:
A. 将其中一个电荷的电量加倍
B. 保持两个电荷的电量不变,将其中一个电荷与另一个电荷的距离减半
C. 将两个电荷的电量都增大为原来的3倍
D. 将其中一个电荷与另一个电荷的距离减半的同时,将该电荷的电量增大为原来的3倍
以上问题涉及静电学的核心知识点,需要运用相关的物理规律进行深入分析和求解。
相关例题:
题目:
在一块均匀的导体球壳内部存在内表面电荷,电荷分布均匀,球壳外部有空间。已知球壳内部电荷在球壳内表面产生的场强为E0,求球壳外部空间的电势。
分析:
1. 静电场的性质:静电场是由静止电荷产生的,其电场强度与电荷的位置有关,而与电荷的分布无关。电势是描述电场能量分布的物理量,它与电场强度和位置有关,但与电荷的分布无关。
2. 静电场的边界条件:在静电场中,电场强度在边界上必须满足一定的条件,称为边界条件。对于导体球壳,其内部和外部空间的电势是相等的,即电势边界条件。
解答:
根据高斯定理,我们可以求出球壳外部空间的电场强度。由于球壳是导体,内部电荷产生的电场会在球壳上产生感应电荷,使得球壳外部空间的电场与内部电荷产生的电场相同。因此,我们可以得到球壳外部空间的电场强度为E = E0。
接下来,我们需要求出球壳外部空间的电势。根据电势的定义,电势是单位电荷在空间中某点所产生的电势能为1V时的位置。由于球壳是导体,内部电荷产生的电场会在球壳上产生感应电荷,这些感应电荷在空间中产生的电场与外部空间的电场相同。因此,我们可以得到球壳外部空间的电势为V = 0。
综上所述,我们得到了答案:静电场中均匀导体球壳内部电荷在球壳内表面产生的场强为E0时,球壳外部空间的电势为V = 0。
这个问题的难点在于理解静电场的性质和边界条件,以及如何应用高斯定理求解静电场的电场强度和电势。
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