大學物理第五版馬文蔚電磁學習題答案_第1頁
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文檔簡介

1、第五章第五章靜電場5-1電荷面密度均為+σ的兩塊“無限大”均勻帶電的平行平板如圖(A)放置,其周圍空間各點電場強度E(設電場強度方向向右為正、向左為負)隨位置坐標x變化的關系曲線為圖(B)中的()分析與解分析與解“無限大”均勻帶電平板激發(fā)的電場強度為,方向沿帶電02εσ平板法向向外,依照電場疊加原理可以求得各區(qū)域電場強度的大小和方向.因而正確答案為(B).5-2下列說法正確的是()(A)閉合曲面上各點電場強度都為零時,曲面內一定沒有電荷

2、(B)閉合曲面上各點電場強度都為零時,曲面內電荷的代數和必定為零(C)閉合曲面的電通量為零時,曲面上各點的電場強度必定為零(D)閉合曲面的電通量不為零時,曲面上任意一點的電場強度都不可能為零分析與解分析與解依照靜電場中的高斯定理,閉合曲面上各點電場強度都為零時,曲面內電荷的代數和必定為零,但不能肯定曲面內一定沒有電荷;閉合曲面的電通量為零時,表示穿入閉合曲面的電場線數等于穿出閉合曲面的電場線數或沒有電場線穿過閉合曲面,不能確定曲面上各點

3、的電場強度必定為零;同理閉合曲面的電通量不為零,也不能推斷曲面上任意一點的電場能凈電荷是多少?若將原子視作質點,試比較兩個氧原子間的庫侖力和萬有引力的大小.分析分析考慮到極限情況,假設電子與質子電量差值的最大范圍為210-21e,中子電量為10-21e,則由一個氧原子所包含的8個電子、8個質子和8個中子可求原子所帶的最大可能凈電荷.由庫侖定律可以估算兩個帶電氧原子間的庫侖力,并與萬有引力作比較.解一個氧原子所帶的最大可能凈電荷為??eq

4、21max10821?????二個氧原子間的庫侖力與萬有引力之比為1108.2π46202max??????GmεqFFge顯然即使電子、質子、中子等微觀粒子帶電量存在差異,其差異在10-21e范圍內時,對于像天體一類電中性物體的運動,起主要作用的還是萬有引力.5-61964年,蓋爾曼等人提出基本粒子是由更基本的夸克構成,中子就是由一個帶的上夸克和兩個帶的下夸克構成.若將夸克作為經典e32e31?粒子處理(夸克線度約為10-20m),中

5、子內的兩個下夸克之間相距2.6010-15m.求它們之間的相互作用力.解由于夸克可視為經典點電荷,由庫侖定律??rrrreεrqqεeeeFN78.3π41π412202210???F與徑向單位矢量er方向相同表明它們之間為斥力.5-7質量為m,電荷為-e的電子以圓軌道繞氫核旋轉,其動能為Ek.證明電子的旋轉頻率滿足4320232meEεk?v其中ε0是真空電容率,電子的運動可視為遵守經典力學規(guī)律.分析分析根據題意將電子作為經典粒子處理

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