物理教材习题答案(1) - 图文(10)

图6-5 pn结内部结构图

图片6- 20 太阳能电池

请分析：

1．太阳能电池产生电能的条件。

2．提高太阳能电池光电转换效率的途径与方法。

参考答案：1．当光线照射太阳能电池表面时，电池材料吸收一部分光子；

光子的能量传递给原子，使原子外层电子发生跃迁成为自由电子,并在PN结两侧集聚形成电势差；当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。因此太阳能电池产生电能的条件是：入射光的频率应不小于PN结中性区电子跃迁的临界频率。

2．提高太阳能电池光电转换效率的途径与方法（1）提高入射光的频率；（2）研发新材料，降低电子的逸出功。

第七章 静电场

习题解答

一.分析题

1. 如果在静电场中作一封闭曲面，曲面内没有净电荷，下面说法哪个正确。 (A) 通过封闭曲面的电场强度通量一定为0，场强一定为0；(B) 通过封闭曲面的电场强度通量不一定为0，场强一定为0；(C) 通过封闭曲面的电场强度通量一定为0，场强不一定为0；(D) 通过封闭曲面的电场强度通量不一定为0，场强不一定为0。

答：(C)

??1根据高斯定理: ?E??dS?S1?0?q,曲面的电场强度通量只与曲面内的电荷

is有关,曲面上任意一点的电场强度与曲面内外的电荷都有关系.当曲面内没有静电荷时,曲面的电场强度通量一定为0,但是曲面外部不一定没有电荷,所以曲面上的电场强度不一定为0。

2. 如习题图7-1所示，点电荷Q被曲面S所包围，曲面外有两个点电荷电量均为q，现将其中一个q移入曲面内，下面说法哪个正确。 (A) 曲面S的电场强度通量不变，曲面上各点场强变化；(B) 曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强不变；(C) 曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强变化；(D) 曲面S的电场强度通量不变，曲面上各点场强不变。

习题图7-1 QS q q 答：(C)

根据高斯定理: ????1E?dS?S1?0?qsi,曲面的电场强度通量只与曲面内的电荷

有关,曲面上任意一点的电场强度与曲面内外的电荷都有关系.所以当一个点电荷从曲面外移近取面内后,曲面的通量要发生变化,曲面上的电场强度与电荷的位置有关,所以曲面上的电场强度也要发生变化。

3.关于电场线，以下说法哪个正确。 (A) 电场线上各点的电场强度大小相等；(B) 电场线是一条曲线，曲线上的每一点的切线方向都与该点的电场强度方向平行；(C) 匀强电场中开始处于静止的电荷，在电场力的作用下运动的轨迹必与一条电场线重合；(D) 在无电荷的电场空间，电场线可以相交。

答：(C)

电场线上任意点的切线方向为该点处电场强度的方向；电场线密度表针该点处电场强度的大小；电场为有源场,任意电场线不相交；在均匀场中,电场强度处处相等；电荷在均匀电场中静止开始运动,其运动轨迹必沿与一条电场线运动。

4．如习题图7-2所示，点电荷?q位于圆心O处，A、B、C为同一圆周上的三点。现将试验电荷从A点分别移动到B，C点，则从A点到C点电场力做功最大。请分析是否正确。

答：错误。

点电荷在空间产生的电场成球对称分布，A、B、C三点离点电荷的距离相等，所以试探电荷在三点的

电势相等，从而将一试验电荷从A点分别移动到B和C点，电场力做功都为0。

5．如习题图7-3所示，在一个原来不带电的外表面为球形的空腔导体B内，放置一带有?Q电荷的导体A，A -q A O B C 习题图7-2 则空腔导体B的内表面不带电。请分析是否正确。 答：错误。

根据静电感应，当导体达到静电平衡时，导体内部电场强度处处为0，根据高斯定理，导体内表面所带电荷与空腔导体包围的电荷代数和为0，所以内表面带-Q的电量。

+Q B 习题图7-3