由于要学习电磁学这门课程,因此也会记录一些电磁学的思考题
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法。你可以用丝绸摩擦过的玻璃棒,但不使它和两球接触。你所使用的方法是否要求大小相等?
首先让两个小球接地以使它们不带电,然后将它们靠在一起,这就类似静电感应实验,将玻璃棒接近其中一个球,然后两个球,离玻璃棒近的那端就会带与玻璃棒电荷极性相反的电荷,即负电荷,而远的就带极性相同的电荷,即正电荷,然后将两个球分开,再移去玻璃棒,就会使两个球带等量异号的电荷。
这个方法不需要大小相等,根据电荷守恒定律,静电感应时,不管两球大小相同与否,总电荷量都是为零。而我的另一个理解是大小只影响分布密度,不影响数量
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
木屑接近棒的时候,静电感应导致木屑带与棒上电荷极性相反的电荷,因此木屑会被吸引,但是木屑接触到棒以后又会带上和棒极性相同的电荷,因此会相互排斥,而木屑多且比较轻,所以会剧烈跳离
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。为什么两种情况会有不同的结果?
手握住铜棒的时候摩擦出来的电荷都通过人体流到地上了。
4.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?
必须是朝下
5. 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?若大导体球带负电,情况如何?
q0不是足够小的情况下,会影响大导体球上电荷分布。由于静电感应,大导体球上正电荷会因为试探电荷的排斥而远离P点,所以大球上部分正电荷与p点距离与q0很小时相比变大,因此F减小,而此时F/q0是大导体球上电荷重新排布后得到的,所以F/q0比P点的场强E小。带负电则相反。
所以F/q0一定会比p点场强小
6.两个点电荷相距一定距离,已知在这两点电荷连线中心处电场强度为0,你对这两个点电荷的电荷量和符号可得出什么结论?
假设两个电荷电荷量分别是q1,q2,这里暂不假设符号,同时它们距离是l
那么q1在中点处产生的场强为4kq1/l^2
而q2在中点处产生的场强为4kq2/l^2
而根据场强叠加定理以及题意,我们知道 4kq1/l^2+4kq2/l^2=4k(q1+q2)/l^2=0
所以 q1=-q2
也就是说,电荷符号必须是相反,并且是等大
7.一半径为R的圆环,其上均匀带电,圆环中心的电场强度如何?其轴线上场强的方向如何?
由对称性知,圆环中心场强为0。轴线上场强方向在轴线上,如果圆环带正电,则沿轴线向外,反之沿轴线向内
8.一般说来,电场线代表点电荷在电场中的运动轨迹吗?
不代表
除非点电荷在电场线中受到场强方向和速度在同一直线上
9.空间里的电场线为什么不相交?
电场线切线方向代表场强方向,如果相交,在交点上会出现两个场强方向
10.一个点电荷q放在球形高斯面的中心处,试问在下列情况下,穿过这高斯面的电场强度通量是否改变?
(1)如果第二个点电荷放在高斯球面外附近
不改变,高斯面内电荷总量不变
(2)如果第二个点电荷放在高斯球面内
改变
(3)如果将原来的点电荷移离了高斯球面的圆心,但仍在高斯球面内
不改变,总电荷量不变
11.(1)如果上题中高斯球面被一个体积减小一半的立方体表面所代替,而点电荷在立方体的中心,则穿过该高斯面的电场强度通量如何变化?
不变,因为高斯面内电荷量不变
(2)通过这立方体六个表面之一的电场强度通量是多少?
总通量/6=q/6e