大学物理B1(09.6)(甲)
同济大学大学物理B上静电场中的导体和电介质答案公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件
(D)EA增大, EB减小
-+ A
-+ B
CB rCB
同 q CV E V d
CA CB VB VA EB EA
第7页
选择题6: 两个半径不同带电量相同导体球,相距很远。今用 一细长导线将它们连接起来,两球带电量重新分派结果是:
(A)各球所带电量不变; (B)半径大球带电量多; (C)半径大球带电量少; (D)无法确定哪一个导体球带电量多。
EP1= Q0 / 40rr12 , EP2= Q0 / 40r12 ,
D 4 r2 Q0
r1 P1
r
r2 P2
D
Er1 0r
Er2
D
0
第16页
填空题7:如图所表示,两块很大导体平板平行放
置,面积都是S,两导体平板带电量分别是Q1和Q2 。 若不计边沿效应,则A、B、C、D四个表面上电荷
面密度分别
(1)金属球上感应电荷在球心处产生电场强度。
(2)若取无穷远处为电势零点,金属球电势为多少?
(3)若将金属球接地,球上净电荷是多少?
+
R
+O
+
解:(1)设点电荷+q在O点产生场强为
E1,球面上感应电荷在O点产生场强为 E2, O点总场强为E,有
-
-r -
+q
E E1 E2 0
E
q
40r 2
第22页
介质中相距为r2时互相作用力,则该电介质相对
介电常数 r =
。
q1q2
4 0 r12
q1q2
40 2r22
r
r12 r22
第12页
填空题3:一空气平行板电容器,两极板间距为d ,
大物B课后题06-第六章静电场精品文档6页
习题解析6-7 在坐标原点及0)点分别放置电量61 2.010Q C -=-⨯及62 1.010Q C -=⨯的点电荷,求1)P -点处的场强。
解 如图6.4所示,点电荷1Q 和2Q 在P 产生的场强分别为 而12123,,2,1r i j r j r r =-=-==,所以6-8 长为15l cm =的直导线AB 上,设想均匀地分布着线密度为915.0010C m λ--=⨯⋅,的正电荷,如图6.5所示,求:(1)在导线的延长线上与B 端相距1 5.0d cm =处的P 点的场强;(2)在导线的垂直平分线上与导线中点相距2 5.0d cm =处的Q 点的场强。
解 (1)如图6.5(a )所示,以AB 中点为坐标原点,从A 到B 的方向为x 轴的正方向。
在导线AB 上坐标为x 处,取一线元dx ,其上电荷为 它在P 点产生的场强大小为方向沿x 轴正方向。
导线AB 上所有线元在P 点产生的电场的方向相同,因此P 点的场强大小为 方向沿x 轴正方向。
(2)如图6.5(b )所示,以AB 中点为坐标原点,从A 到B 的方向为x 轴正方向,垂直于AB 的轴为y 轴,在导线AB 上坐标为x 处,取一线元dx ,其上的电荷为 它在Q 点产生的电场的场强大小为 方向如图6.5(b )所示。
在导线AB 上坐标为-x 处取另一线元dx ,其上电荷为 它在Q 点产生的电场场强大小为方向与坐标x 处电荷元在Q 点产生的电场方向相对与y 轴对称,因此1dE 与2dE 的合场强dE 的大小为方向沿y 轴正方向,因此Q 点的场强的大小为 方向沿y 轴正方向。
补充 一根玻璃棒被弯成半径为R 的半圆形,其上电荷均匀分布,总电量为q ,求半圆中心O 点的场强。
解 建立如图6.6所示的坐标系,在弧线上取线元dl 其上电荷为qdq dl Rπ=,它在Q 点处产生的场强由于半圆形上电荷对y 轴呈对称性分布,电场分布也对y 轴呈对称性,所以6-9 一根细有机玻璃棒被弯成半径为R 的半圆形,上半截均匀带有正电荷,电荷线密度为λ;下半截均匀带有负电荷线密度为λ-,如图6.7所示。
大学物理B1复习题
一、选择题1.一质点作直线运动,其运动学方程为)(31232m t t x -+=,则在t=〔 A 〕秒时,质点的速度到达最大值。
〔A 〕1 ;〔B 〕3 ;〔C 〕2 ;〔D 〕4 。
2.一质量为m 的质点,从*高处无初速地下落,设所受阻力与其速率的一次方成正比,即υ k f -=,则其收尾速度的大小为〔 B 〕。
〔A 〕k m / ;〔B 〕k mg /;〔C 〕0 ;〔D 〕∞。
3.一质量为4kg 的质点,在变力)(ˆsin 2N it F ππ= 作用下由静止开场作直线运动,则此力持续作用2秒后质点的速率大小为〔 C 〕1-ms 。
〔A 〕1 〔B 〕2 〔C 〕0 〔D 〕44.均匀细杆OM 能绕O 轴在竖直平面自由转动,如图1所示。
今使细杆OM从水平位置开场摆下,在细杆摆动到竖直位置时,其角速度ω、角加速度α的值分别为( D )。
(A)0,0==αω;(B)0,0≠≠αω;(C)0,0≠=αω;(D) 0,0=≠αω。
5.一质点作直线运动,其运动学方程为2246,3t t y t t x ++=+=〔长度以m 计,时间以s计〕,则质点初速度的大小为〔 B 〕m/s 。
〔A 〕3; 〔B 〕5 ; 〔C 〕4 ; 〔D 〕7。
6.一质量为m 的质点,作初速为0υ的直线运动,因受阻力作用速度逐渐变小。
设质点所受阻力的大小与质点速率的一次方成正比,方向与速度方向相反,即υmk f -=,则质点的速率从0υ减小到021υ,所需的时间为〔 C 〕s 。
〔A 〕k /2ln 2;〔B 〕2;〔C 〕k /2ln ;〔D 〕4。
7.一质点的质量为2kg ,受变力t F ππ2cos 12=〔N 〕作用作初速为0的直线运动,则在t=0.25s 时质点速度的大小为( D )m/s 。
〔A 〕0; 〔B 〕6; 〔C 〕4; 〔D 〕3。
8.如图1所示,在一质量为M 半径为R 的匀质薄圆盘的边缘放一质量为m 的物体,设二者一起以角速度ω绕中心轴以角速度ω匀速转动,则系统对中心轴的角动量的大小为〔 A 〕。
大学物理B1
T m1 g m1 ( a a r )
T
T m2 g m2 ( a ar )
解此方程组得到:
m1 m2 ar (a g ) m1 m2
2 m1m2 T (a g ) m1 m2
T
a1
m1
a2
m2
m1g
m2 g
讨论:
由(2)的结果,令a=0,即得到(1)的结果
(二)应用牛顿定律求解质点动力学问题的一般步骤
1、选取研究对象(学会用隔离体法) 2、分析受力情况画出受力图(找出全部力) 3、选取坐标系 4、列方程求解 5、讨论
1、常力作用下的连接体问题:
例: 设电梯中有一质量可以忽略的滑轮,在滑轮两侧用轻
绳悬挂着质量分别为m1和m2的重物A和B,已知m1>m2 。 当电梯 (1) 匀速上升,(2) 匀加速上升时,求绳中的张力 和物体A相对于电梯的加速度。
2
得:
k v x ln m v0
k x m
v e v0
e
k x
v v0 e
(证毕)
k x
上面介绍的是牛顿第二定律的微分形式,它是 力与加速度的瞬时关系,用起来有时不够方便, 经常是要通过积分才能求得最终结果,为使牛 顿运动定律应用起来更方便,下面介绍两种牛 顿第二定律的积分形式 integral form:
l v
2
积分:
2 l v ( l x ) gdx l vdv 得: l g g l 0 0 2 2
2
l g g
2
l v l 2 2
2
2
2
(2 ) gl v
2 v gl
《大学物理学》第二版下册习题解答
第九章 静电场中的导体9.1 选无穷远处为电势零点,半径为R 的导体球带电后,其电势为U 0,则球外离球心距离为r 处的电场强度的大小为(A) 302rU R . (B) R U 0. (C) 20rRU . (D) r U 0. [ C ] 9.2如图所示,一厚度为d 的“无限大”均匀带电导体板,电荷面密度为σ ,则板的两侧离板面距离均为h 的两点a 、b 之间的电势差为:(A) 0. (B)2εσ. (C) 0εσh . (D) 02εσh. [ A ]9.3 一个未带电的空腔导体球壳,内半径为R .在腔内离球心的距离为d 处( d < R ),固定一点电荷+q ,如图所示. 用导线把球壳接地后,再把地线撤去.选无穷远处为电势零点,则球心O 处的电势为 (A) 0 . (B)dq04επ.(C)R q 04επ-. (D) )11(4Rd q -πε. [ D ]9.4 在一不带电荷的导体球壳的球心处放一点电荷,并测量球壳内外的场强分布.如果将此点电荷从球心移到球壳内其它位置,重新测量球壳内外的场强分布,则将发现: (A) 球壳内、外场强分布均无变化. (B) 球壳内场强分布改变,球壳外不变. (C) 球壳外场强分布改变,球壳内不变.(D) 球壳内、外场强分布均改变. [ B ]9.5在一个孤立的导体球壳内,若在偏离球中心处放一个点电荷,则在球壳内、外表面上将出现感应电荷,其分布将是:(A) 内表面均匀,外表面也均匀. (B) 内表面不均匀,外表面均匀. (C) 内表面均匀,外表面不均匀.(D) 内表面不均匀,外表面也不均匀. [ B ]9.6当一个带电导体达到静电平衡时: (A) 表面上电荷密度较大处电势较高. (B) 表面曲率较大处电势较高. (C) 导体内部的电势比导体表面的电势高.(D) 导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零. [ D ]9.7如图所示,一内半径为a 、外半径为b 的金属球壳,带有电荷Q ,在球壳空腔内距离球心r 处有一点电荷q .设无限远处为电势零点,试求: (1) 球壳内外表面上的电荷. (2) 球心O 点处,由球壳内表面上电荷产生的电势. (3) 球心O 点处的总电势.解:(1) 由静电感应,金属球壳的内表面上有感生电荷-q ,外表面上带电荷q +Q .(2) 不论球壳内表面上的感生电荷是如何分布的,因为任一电荷元离O 点的 距离都是a ,所以由这些电荷在O 点产生的电势为adqU q 04επ=⎰-aq04επ-=(3) 球心O 点处的总电势为分布在球壳内外表面上的电荷和点电荷q 在O 点产生的电势的代数和q Q q q O U U U U +-++=r q 04επ=a q 04επ-b q Q 04επ++ )111(40b a r q +-π=εbQ04επ+9.8有一"无限大"的接地导体板 ,在距离板面b 处有一电荷为q 的点电荷.如图所示,试求: (1) 导体板面上各点的感生电荷面密度分布.(2) 面上感生电荷的总电荷.解:(1) 选点电荷所在点到平面的垂足O 为原点,取平面上任意点P ,P 点距离原点为r ,设P 点的感生电荷面密度为σ.在P 点左边邻近处(导体内)场强为零,其法向分量也是零,按场强叠加原理,()024cos 0220=++=⊥εσεθb r q E P π 2分 ∴ ()2/3222/b r qb +-=πσ 1分(2) 以O 点为圆心,r 为半径,d r 为宽度取一小圆环面,其上电荷为 ()2/322/d d b r qbrdr S Q +-==σ总电荷为 ()q brrdrqb dS Q S-=+-==⎰⎰∞2/322σ 2分O9.9 如图所示,中性金属球A ,半径为R ,它离地球很远.在与球心O 相距分别为a 与b 的B 、C 两点,分别放上电荷为q A 和q B 的点电荷,达到静电平衡后,问: (1) 金属球A 内及其表面有电荷分布吗?(2) 金属球A 中的P 点处电势为多大?(选无穷远处为电势零点)B解:(1) 静电平衡后,金属球A 内无电荷,其表面有正、负电荷分布,净带电荷为零. (2) 金属球为等势体,设金属球表面电荷面密度为σ. ()()0004///4/d εεσπ++π⋅==⎰⎰a q a q R S U U B A S P A∵0d =⋅⎰⎰AS S σ∴ ()()04///επ+=a q a q U B A P9.10三个电容器如图联接,其中C 1 = 10×10-6 F ,C 2 = 5×10-6 F ,C 3 = 4×10-6 F ,当A 、B 间电压U =100 V 时,试求:(1) A 、B 之间的电容;(2) 当C 3被击穿时,在电容C 1上的电荷和电压各变为多少?解:(1) =+++=321321)(C C C C C C C 3.16×10-6 F(2) C 1上电压升到U = 100 V ,电荷增加到==U C Q 111×10-3 C第十章 静电场中的电介质10.1 关于D的高斯定理,下列说法中哪一个是正确的? (A) 高斯面内不包围自由电荷,则面上各点电位移矢量D为零.(B) 高斯面上处处D为零,则面内必不存在自由电荷.(C) 高斯面的D通量仅与面内自由电荷有关.(D) 以上说法都不正确. [ C ]10.2一导体球外充满相对介电常量为εr 的均匀电介质,若测得导体表面附近场强为E ,则导体球面上的自由电荷面密度σ为(A) ε 0 E . (B) ε 0 ε r E .(C) ε r E . (D) (ε 0 ε r - ε 0)E . [ B ]10.3 一平行板电容器中充满相对介电常量为εr 的各向同性均匀电介质.已知介质表面极化电荷面密度为±σ′,则极化电荷在电容器中产生的电场强度的大小为:(A) 0εσ'. (B) r εεσ0'. (C) 02εσ'. (D)rεσ'. [ A ]10.4一平行板电容器始终与端电压一定的电源相联.当电容器两极板间为真空时,电场强度为0E ,电位移为0D,而当两极板间充满相对介电常量为εr 的各向同性均匀电介质时,电场强度为E ,电位移为D,则(A) r E E ε/0 =,0D D =. (B) 0E E =,0D D rε=.(C) r E E ε/0 =,r D D ε/0 =. (D) 0E E =,0D D=. [ B ]10.5如图所示, 一球形导体,带有电荷q ,置于一任意形状的空腔导体中.当用导线将两者连接后,则与未连接前相比系统静电场能量将 (A) 增大. (B) 减小.(C) 不变. (D) 如何变化无法确定. [ B ]q10.6将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压后,断开电源.再将一块与极板面积相同的各向同性均匀电介质板平行地插入两极板之间,如图所示. 则由于介质板的插入及其所放位置的不同,对电容器储能的影响为:(A) 储能减少,但与介质板相对极板的位置无关. (B) 储能减少,且与介质板相对极板的位置有关. (C) 储能增加,但与介质板相对极板的位置无关.(D) 储能增加,且与介质板相对极板的位置有关. [ A ]介质板10.7静电场中,关系式 P E D+=0ε(A) 只适用于各向同性线性电介质. (B) 只适用于均匀电介质. (C) 适用于线性电介质.(D) 适用于任何电介质. [ D ]10.8一半径为R 的带电介质球体,相对介电常量为εr ,电荷体密度分布ρ = k / r 。
大学物理b试题库及答案详解
大学物理b试题库及答案详解大学物理B试题库及答案详解在大学物理B的课程学习中,学生往往需要通过大量的练习来加深对物理概念的理解和应用能力。
本文将提供一套大学物理B试题库及答案详解,以帮助学生更好地掌握物理知识。
一、选择题1. 某物体的质量为2kg,受到的重力大小为多少牛顿?A. 19.6 NB. 20 NC. 20.4 ND. 21 N答案:B解析:根据重力公式 \( F = mg \),其中 \( m \) 为物体的质量,\( g \) 为重力加速度(取9.8 m/s²),计算得 \( F = 2 \times 9.8 = 19.6 \) N。
由于选项中没有19.6 N,故选择最接近的20 N。
2. 光在真空中的传播速度是多少?A. 299792 km/sB. 299792.458 km/sC. 300000 km/sD. 299792.5 km/s答案:B解析:光在真空中的传播速度精确值为 \( 299792.458 \) km/s。
二、填空题1. 牛顿第二定律的表达式为 ________ 。
2. 根据能量守恒定律,一个物体的动能与其势能之和在没有外力作用下保持不变,这被称为________。
答案:1. \( F = ma \)2. 机械能守恒定律解析:1. 牛顿第二定律描述了力与加速度之间的关系,即 \( F = ma \),其中 \( F \) 是作用在物体上的力,\( m \) 是物体的质量,\( a \) 是物体的加速度。
2. 机械能守恒定律是能量守恒定律在宏观物体运动中的应用,它指出在没有外力作用的情况下,一个系统的总机械能(动能加势能)是守恒的。
三、简答题1. 简述什么是电磁感应现象,并给出一个应用实例。
答案:电磁感应现象是指当导体在变化的磁场中移动时,导体中会产生感应电动势和感应电流的现象。
这一现象是由法拉第电磁感应定律所描述的。
一个常见的应用实例是发电机,它利用电磁感应原理将机械能转换为电能。
大学生物理竞赛b类试题及答案
大学生物理竞赛b类试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 光在真空中的传播速度是多少?A. 2.99×10^8 m/sB. 3.00×10^8 m/sC. 3.01×10^8 m/sD. 3.02×10^8 m/s答案:B2. 根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用力和物体质量的关系是?A. 加速度与作用力成正比,与质量成反比B. 加速度与作用力成反比,与质量成正比C. 加速度与作用力成正比,与质量成正比D. 加速度与作用力成反比,与质量成反比答案:A3. 以下哪种物质的比热容最大?A. 水B. 铁C. 铜D. 铝答案:A4. 电磁波谱中,波长最长的是?A. 无线电波B. 微波C. 红外线D. 可见光答案:A5. 根据能量守恒定律,以下哪种情况是可能的?A. 一个封闭系统内,能量可以被创造B. 一个封闭系统内,能量可以被消灭C. 一个封闭系统内,能量可以从一个物体转移到另一个物体D. 一个封闭系统内,能量可以从一个物体转移到另一个物体,但其总量保持不变答案:D6. 以下哪种力是保守力?A. 摩擦力B. 重力C. 弹力D. 空气阻力答案:B7. 根据热力学第一定律,系统内能的变化等于系统吸收的热量与对外做功的差值,用公式表示为?A. ΔU = Q - WB. ΔU = Q + WC. ΔU = W - QD. ΔU = W + Q答案:A8. 以下哪种物质的导电性最好?A. 橡胶B. 玻璃C. 铜D. 石墨答案:C9. 根据麦克斯韦方程组,变化的磁场可以产生?A. 恒定电场B. 变化的电场C. 恒定磁场D. 变化的磁场答案:B10. 以下哪种现象不是由量子力学效应引起的?A. 光电效应B. 电子的波动性C. 超导现象D. 布朗运动答案:D二、填空题(每题4分,共20分)1. 根据库仑定律,两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
大学物理B上习题册答案
习题2.2答案
01 习题2.2-2答案
02 正确答案
03
此题考查了动能定理的基本应用,通过分析物体的受
力情况,结合动能定理可求得物体运动的高度。
习题2.2答案
公式
$W_{F} - W_{G} = Delta E_{k}$
答案
$h = frac{W_{F} - W_{G}}{mg} = frac{30 - ( - 40)}{10 times 10}m = 7m$
内容概述
章节安排
习题册按照大学物理B的章节顺序 编排,涵盖了力学、热学、电磁 学、波动与光学等主要内容。
题目类型
包括选择题、填空题、计算题和 问答题等多种题型,以满足不同 知识点的考察需求。
难度分布
习题册难度逐步提升,从基础知 识点到综合应用,帮助学生逐步 提高解题能力。
02 第一章答案
习题1.1答案
习题1.2答案
习题1.2.1答案
正确
该题考查了动量定理的基本概念, 通过分析物体的受力情况,可以 得出物体的动量变化量,进而求 出物体的运动情况。根据题意, 物体受到的合外力为$F = -3N$, 时间为$t = 5s$,因此物体的动 量变化量为$Delta P = Ft = -3 times 5 = -15kg cdot m/s$,方 向与初速度方向相反。
01
习题1.1.1答案
02
正确
03
该题考查了牛顿第二定律的基本概念, 通过分析物体的受力情况,可以得出物 体的加速度,进而求出物体的运动情况。 根据题意,物体受到的合外力为$F = 2N$,加速度为$a = frac{F}{m} = frac{2}{1} = 2m/s^2$,因此物体的速 度将均匀增加,$t = 5s$时刻的速度为 $v = at = 2 times 5 = 10m/s$。
大学物理b习题含答案
大学物理B2习题 (一、电磁学部分1、如图所示,真空中一长为L 的均匀带电细直杆,总电荷为q ,试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d 的P 点的电场强度和电势.2、一半径为R 的均匀带电半圆环,电荷线密度为λ,求换新处O 点的电场强度和电势。
3、实验证明,地球表面上方电场不为0,晴天大气电场的平均场强约为120V/m ,方向向下,这意味着地球表面上有多少过剩电荷?试以每平方厘米的额外电子数表示。
(526.6410/cm ⨯个)解 设想地球表面为一均匀带电球面,总面积为S ,则它所总电量为 单位面积带电量为 E Sq0εσ==单位面积上的额外电子数为4、地球表面上方电场方向向下,大小可能随高度变化,设在地面上方100m 高处场强为150N/C ,300m 高处场强为100N/C ,试由高斯定理求在这两个高度之间的平均体电荷密度,以多余的或缺少的电子数密度表示。
(缺少,721.3810/m ⨯个)5、如图所示,电量1q 均匀分布在半径为1R 的球面上,电量2q 均匀分布在同心的半径为2R 的球面上,2R >1R 。
(1)利用高斯定理求出r <1R ,1R <r <2R ,r >2R 区域的电场强度(2)若r >2R 区域的电场强度为零,则?1=qq ,1q 与2q 同号还是异号? 6、二个无限长同轴圆筒半径分别为1R 和2R ,单位长度带电量分别为λ+和λ-。
求内筒的内部、两筒间及外筒外部的电场分布。
解 由对称性分析可知,E分布具有轴对称性,即与圆柱轴线距离相等的同轴圆柱面上各点场强大小相等,方向均沿径向。
如解用图,作半径为r ,高度为h 、与两圆柱面同轴的圆柱形高斯面,则穿过圆柱面上下底的电通量为零,穿过整个高斯面的电通量等于穿过圆柱形侧面的电通量。
若10R r<<,0i iq =∑,得若21R r R <<,i iq h λ=∑ 得若2R r>,0i iq =∑得 0=E112020(0)(2π0()r R E R r R r r R λε⎧<<⎪⎪=<<⎨⎪⎪>⎩)(垂直中心轴线向外)7、一厚度为d 的无限大平板,平板体积内均匀带电,体电荷密度0ρ>.设板内、外的介电常数均为0ε.求平板内、外电场分布.8、两半径分别为R 1和R 2(R 2>R 1)带等值异号电荷的无限长同轴圆柱面,线电荷密度为λ和-λ,求: 两圆柱面间的电势差V. 9、(27页例9.14)如图所示,在一个接地的导体球附近有一电量为q 的点电荷,已知球的半径为R ,点电荷到球心的距离为l ,求导体球表面感应电荷的总电量q '. 10、(10分)一根很长的圆柱形铜导线,半径为R ,载有电流I ,设电流均匀分布于横截面。
扬州大学2009年物理B卷详解
P 2 v d P
1 2 1 2
P n kT
Z 2 2Z 1
8、如图所示,一个电荷为 q 的点电荷位于立方体的A角上, 则通过侧面 abcd 的电场强度通量等于( )
解:将A作为中心,再扩展七个同样的立方体。
q 由高斯定理 E dS ε0 q 大高斯面的电通量为 Φe E dS ε0
解:电容器充电后与电源断开,
故极板上电量Q 不变
Q D 不变 D 不变 故 E 不变 S 0 r
板间距d 变大 U Ed 变大
1 Q2 0 r S 变大 C 变小 W 2 C d
11. 一个以恒定角加速度转动的圆盘,如果在某一时刻的 角速度为1=20 rad/s,再转 60转后角速度为2=30 rad /s,则角加速度 =_____________,转过上述60转 所需的时间Δt=________________.
Mmax ISB sin90 I ( R 2 )B
R
M max IB
线圈平面法线即线圈磁 矩方向
此时夹角为 90
侧面 abcd 的与其他小立方体露在外部的侧面相对
以大立方体的表面作为高斯面。
A
于A点地位相同, 设abcd 面积为S,则大立方体总面积 为 4 S 6 24 S 。 未完待续,请继续 关注下载
abcd面的电通量为
q 24ε 0
9、一个平行板电容器,充电后与电源断开,当用绝缘 手柄将电容器两极板间距离拉大,则两极板间的电势差 U12、电场强度的大小E、电场能量W 将怎样变化?
前言: 请同学们先看2010年考卷,再看2009A卷, 之前讲过的 题目2009B卷详解中将不再赘述。
(大学试卷)物理学考B1答案
参考答案及评分标准一.填空题1. 1+2t , 2323t t + 2. 0,3()22ππ-或 3.光矢量振动方向相同,频率相同,相位差恒定,4.32RT ,05.频率相同,振动方向相同,相位差恒定 二.选择题1.D2.C3.A4.D5.D6.B三.计算题1.解: (1)由题意,子弹到枪口时,有0)(=-=bt a F ,得ba t =(4分) (2)子弹所受的冲量⎰-=-=t bt at t bt a I 0221d )( 将b a t =代入,得ba I 22=(3分) (3)由动量定理可求得子弹的质量0202bv a v I m ==(3分) 2.有图可知,波长2m λ=,振幅2A m =,可得角波数222k πππλ===, 2分 有频率250Hz ν=,可得22500Tπωπνπ===, 2分 有p 点向下运动可知,机械波向x 轴负方向传播,所以波函数可写为,2cos(500)y t x ππϕ=++3分有图可知,0t =时,0=x处=y V<0,可得2cos ϕ=,4πϕ=3分所以:2cos(500)4y t x πππ=++3.(1)系统对外所作的功数值上等于线段AB 与v 轴所包围的梯形的面积2(13)1102A +⨯=⨯=200J 内能的增量2555()()(61)10750222B A B B A A m E R T T P V P V M ∆=-=-=-⨯=J 吸收的热量950Q E A =∆+=J6分(2)热机的效率为1A Q η=,A 为系统对外做的净功,1Q 为系统从低温热源收的热量,其中A 在数值上等于三角形ABC 的面积,2112101002A =⨯⨯⨯=J 又因为AB,BC,CA 三个过程只有AB 过程是吸热过程所以,1Q =950J 所以,110010.5%950A Q η===4分 4.以O 点为圆心,作一半径为r 的球面为高斯面,电荷分布具有球对称性, 所以场强沿径向方向(1)r>R ,320434s R E dS E r πρπε⋅==⎰整理得3203R E r ρε=5分 (2)r<1R ,320434s r E dS E r ρππε⋅==⎰整理得03r E ρε=5分 5.()012cos cos 4I B dμθθπ=- 10分 6.(1)21kd r r x k D λ-==有明纹条件 得 D x k d λ=k ,3分 λ22.01010.63⨯⨯=∴4610λ-=⨯mm o A 6000= 3分 (2) 331100.61030.2k D x d λ-⨯∆==⨯⨯=mm 4分 7.根据动生电动势的计算公式()v B dl ε=⨯⎰4分V 垂直于B ,v B ⨯的方向和dl 的方向保持相同v l ω=3分21()2v B dl B L εω=⨯=⎰3分。
大学物理b习题集答案详解
大学物理b习题集答案详解大学物理B习题集答案详解一、引言大学物理B是大学物理课程中的一门重要课程,对于培养学生的科学素养和解决实际问题的能力起着至关重要的作用。
然而,由于其涉及到许多抽象的概念和复杂的计算,很多学生在学习过程中遇到了困难。
为了帮助学生更好地掌握大学物理B的知识,本文将对一些常见的习题进行详细解析。
二、力学1. 问题描述:一个物体以初速度v0沿着水平方向匀速运动,经过时间t后,速度变为v。
求物体所受到的加速度。
解析:根据匀速运动的定义,速度不变,即v = v0。
而加速度的定义是速度的变化率,即a = (v - v0) / t。
代入已知数据,可以得到物体所受到的加速度a = 0。
2. 问题描述:一个质量为m的物体以速度v沿着水平方向运动,在水平地面上受到一个恒定的摩擦力f。
求物体所受到的加速度。
解析:根据牛顿第二定律,物体所受到的合力等于质量乘以加速度,即ΣF = ma。
在这个问题中,物体受到的合力包括摩擦力和重力。
由于物体在水平方向上运动,重力不会对其产生影响,因此ΣF = f。
代入已知数据,可以得到物体所受到的加速度a = f / m。
三、热学1. 问题描述:一个理想气体在等温过程中,体积从V1变为V2。
求气体所做的功。
解析:根据理想气体的状态方程PV = nRT,其中P为气体的压强,V为气体的体积,n为气体的物质的量,R为气体常数,T为气体的温度。
在等温过程中,温度保持不变,即T = 常数。
所以可以得到P1V1 = P2V2。
而功的定义是力乘以位移,即W = F·s。
在这个问题中,气体所受到的力是压强乘以面积,即F = P·A。
代入已知数据,可以得到气体所做的功W = P1V1·ln(V2 / V1)。
2. 问题描述:一个物体的质量为m,初始温度为T1,最终温度为T2。
求物体所吸收的热量。
解析:物体所吸收的热量可以通过热容量来计算,即Q = mcΔT,其中Q为热量,m为物体的质量,c为物体的比热容,ΔT为温度的变化。
大学物理课后习题答案第六章-大学物理第六章
第6章 真空中的静电场 习题及答案1. 电荷为q +和q 2-的两个点电荷分别置于1=x m 和1-=x m 处。
一试验电荷置于x 轴上何处,它受到的合力等于零?解:根据两个点电荷对试验电荷的库仑力的大小及方向可以断定,只有试验电荷0q 位于点电荷q +的右侧,它受到的合力才可能为0,所以200200)1(π4)1(π42-=+x qq x qq εε故 223+=x2. 电量都是q 的三个点电荷,分别放在正三角形的三个顶点。
试问:(1)在这三角形的中心放一个什么样的电荷,就可以使这四个电荷都达到平衡(即每个电荷受其他三个电荷的库仑力之和都为零)?(2)这种平衡与三角形的边长有无关系?解:(1) 以A 处点电荷为研究对象,由力平衡知,q '为负电荷,所以2220)33(π4130cos π412a q q a q '=︒εε故 q q 33-=' (2)与三角形边长无关。
3. 如图所示,半径为R 、电荷线密度为1λ的一个均匀带电圆环,在其轴线上放一长为l 、电荷线密度为2λ的均匀带电直线段,该线段的一端处于圆环中心处。
求该直线段受到的电场力。
解:先求均匀带电圆环在其轴线上产生的场强。
在带电圆环上取dl dq 1λ=,dq 在带电圆环轴线上x 处产生的场强大小为)(4220R x dqdE +=πε根据电荷分布的对称性知,0==z y E E23220)(41cos R x xdqdE dE x +==πεθR Oλ1λ2lxy z式中:θ为dq 到场点的连线与x 轴负向的夹角。
⎰+=23220)(4dq R x xE x πε232210)(24R x Rx+⋅=πλπε232201)(2R x xR +=ελ下面求直线段受到的电场力。
在直线段上取dx dq 2λ=,dq 受到的电场力大小为dq E dF x =dx R x xR 2322021)(2+=ελλ 方向沿x 轴正方向。
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大学物理B1甲卷 - 1 -
注意事项:1.请在本试卷上直接答题. 2.密封线下面不得写班级,姓名,学号等.
教师姓名__________________ 作业序号_________ 专业__________________ 学号__________________姓名________________
…………………………………………………08~09学年第二学期………………………密封装订线………………………09年6月29日9:00~11:00……
安徽工业大学08级《大学物理B 1》期末考试试卷 (甲卷)
一、选择题: 请将你所选的各题答案的序号填入下表(每题3分,共36分).
1、一个质点同时在几个力作用下的位移为:k j i r
654+-=∆ (SI)
其中一个力为恒力k j i F
953+--= (SI),则此力在该位移过程中所作的
功为
(A) -67J .
(B) 67J .
(C) 17J .
(D) 91J .
2、若氧分子[O 2]气体离解为氧原子
[O]气后,其热力学温度提高一倍,则氧原子的平均速率是氧分子的平均速率的
(A) 1 /2倍. (B) 2倍. (C) 2倍. (D) 4倍. 3、如图所示,一定量理想气体从体积V 1,膨胀到体积V 2分别经历的过程是:A →B 等压过程,A →C 等温过程;A →D 绝热过程,
其中吸热量最多的过程
(A) 是A →B. (B) 是A →C.
(C) 是A →D. (D) 既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。
4、麦克斯韦速率分布曲线如图所示,图中A 、B 两部分面积相等,则该图表示
(A) v 0为最可几速率. (B) v 0为平均速率. (C) v 0为方均根速率.
(D ) 速率大于和小于 v 0的分子数各占一半.
5、一质点作简谐振动,已知振动周期为T ,则其振动动能变化的周期是
(A) T /4. (B) 2/T . (C) T . (D) 2 T .
6、图中所画的是两个简谐振动的振动曲线.若这两个简谐振动可叠加,则合成的余弦振动的初相为
(A) π23. (B) π. (C) π2
1. (D) 0. 7、如图所示, 两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L ,夹在两块平晶的中间,形成空气劈尖, 当单色光垂直入射时, 产生等厚干涉条纹, 如果滚柱之间的距离L 变小, 则在L 范围内干涉条纹的
(A) 数目减少, 间距变大. (B) 数目减少, 间距不变. (C) 数目增加, 间距变小. (D) 数目不变, 间距变小.
8、双缝干涉实验如图所示,若单色光源S 到两缝
S 1、S 2距离相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O 处.现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置,则
(A) 中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变. (B) 中央明条纹向上移动,且条纹间距不变. (C) 中央明条纹向下移动,且条纹间距增大. (D) 中央明条纹向上移动,且条纹间距增大. 9、波长为λ的单色平行光垂直入射到一狭缝上,若第一级暗纹的位置对应的衍射角为θ= π / 6,则缝宽的大小为
(A) λ / 2. (B) λ.
(C) 2λ. (D) 3 λ .
10、一平面简谐波在弹性媒质中传播时,某一时刻媒质中某质元在负的最大位移处,则它的能量是
(A) 动能为零,势能最大. (B) 动能为零,势能为零. (C) 动能最大,势能最大. (D) 动能最大,势能为零.
11、一火箭的固有长度为L ,相对于地面作匀速直线运动的速度为v 1,火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为v 2的子弹.在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是:(c 表示真空中光速)
(A)
2
1v v +L . (B) 2v L . (C)
12v v -L . (D) 211)
/(1c L v v -
12、在某地发生两件事,静止位于该地的甲测得时间间隔为3 s ,若相对于
甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5 s ,则乙相对于甲的运动速度是(c 表示真空中光速) (A) (4/5) c . (B) (3/5) c . (C) (2/5) c . (D) (1/5) c .
二、填空题:(共 33 分) . A 和B 质量相等,正被绳牵着以ω0=4
的角速度绕竖直轴转动,二球与轴的距离r 1=15 cm .现在把轴上环C 下移,使得两
r 2=5 cm .则钢球的角速度
__________.
2、下面给出理想气体的几种状态变化的关系,指出它们各表示什么过程.
(1) p d V = (M / M mol )R d T 表示____________________过程.
(2) V d p = (M / M mol )R d T 表示____________________过程.
(3) p d V +V d p = 0 表示____________________过程.
3、如图所示,一定量的理想气体经历a →b →c 过程 ,
在此过程中气体从外界吸收热Q ,系统内能变化∆E , 则Q , ∆E 。
(空格内填上>0或<0或=0)
4、一质点作简谐振动,速度最大值v m = 5 cm/s ,振幅A = 2 cm .若令速度具有负最大值的那一时刻为t = 0,则振动表达式为_______________________.
( 反面还有试题 )
V 12
S S '
A/ -
5、如图所示,波源S1和S2发出的波在P点相遇,P
点距波源S1和S2的距离分别为λ 和7 λ / 6 ,λ 为两列
波在介质中的波长,若P点的合振幅总是极大值,波
源S2 的相位比S1 的相位领先_________________.
、一横波沿绳子传播,其波的表达式为
)
2
100
c o s(
05
.0x
t
yπ
-
π
=(SI),则此波的振幅为;
波速为;频率为
;波长为。
λ的单色光垂直入射在宽度a
=5 λ的
单缝上.对应于衍射角ϕ的方向上若单缝处波面恰好可分成5个半波带,
则衍射角ϕ=______________________________.
8、用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时,波长为λ1=440 nm的第3
级光谱线将与波长为λ2=________nm的第2级光谱线重叠.(1 nm =10 –9 m)
9、一束自然光从空气投射到玻璃表面上(空气折射率为1),当折射角为30°
时,反射光是完全偏振光,则此玻璃板的折射率等于____________.
10、一电子以0.99c的速率运动,则电子的总能量为J;电子
的相对论动能为J。
(电子静质量:m e=9.11×10 -31kg )
三、计算题:要求写出解题主要步骤(共31分).
1.(10分)一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程.已知气体在
A的温度为T A=300 K,求
(1) 气体在状态B、C的温度;
(2) 各过程中气体对外所作的功;
(3) 经过整个循环过程,气体从外界吸收的总热量(各过程吸热
).
2、(8分)双缝干涉实验装置如图所示,波长λ=550 nm的单色平行光垂
d=2×10-4m的双缝上,屏到双缝的距离D=2
.求:
(1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距;
用一厚度为e=6.6×10 -6m、折射率为n=1.58的玻璃片覆盖图
中的S1缝后面,求零级明纹的坐标x。
(1 nm = 10 -9 m)
3、(6分)在单缝夫琅禾费衍射实验中,垂直入射的光有两种波长,λ1=400
,λ2=760 nm (1 nm=10-9 m).已知单缝宽度a=1.0×10-2 cm,
f=50 cm.求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离.
4、(7分)如图所示为一平面简谐波在t = 0 时刻的波形图,设此简谐波的
250 Hz,且此时质点P的运动方向向下,求该波的表达式。
……………………………………………………………此线以下答题无效…………………………………………………………
P
S
S
p (Pa)
V (m3)
100
200
300
大学物理B1甲卷- 2 -
A2甲卷3。