大学物理一计算题111

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大学普通物理物理经典例题

大学普通物理物理经典例题

例: 在一长直螺线管中部放一 同轴小线圈(面积 面积S,匝数N, 同轴小线圈 面积 ,匝数 , 总电阻R), 总电阻 ,磁场以 B = B0e−t /τ 下降到零, 下降到零,求εmax和通过小线 圈截面的感生电荷q。 圈截面的感生电荷 。
dF = BIdl
方向沿法线向外, 方向沿法线向外, 由于对称性, 由于对称性 各电流元所受力在 x方向的分量相互抵消 只有 方 方向的分量相互抵消, 方向的分量相互抵消 只有y方 向的分量对合力才有贡献 故整段导线所受力F 方向, 故整段导线所受力 沿 y 方向
×
dF
×
×
Idl ×
y
× ×
B ×
dF
§11-3 毕奥 萨伐尔定律的应用 毕奥-萨伐尔定律的应用
1. 载流圆线圈轴线上的磁场 载流圆
圆形线圈半径为R, 电流为I, 为轴线上一点, 点的磁场. 圆形线圈半径为 电流为 P 为轴线上一点 求 P点的磁场 点的磁场 解:选OP为 x 轴正向 为 轴正向, 任取一电流元 Idl , 点的位矢为r 它到 P点的位矢为 , 点的位矢为 它在 P 点产生的磁场 µ 0 Id l × r dB = 4π r3 µ 0 Idl 有:dB = 4π r 2 dl ×r 的方向即 的方向 的方向即dB的方向 而 dB=dB⊥+ dB//
µ0I sin θ dl =∫ L 4π r 2

南开大学大学物理重点例题

南开大学大学物理重点例题

重点例题

第一章

·书中的例题1.1, 1.4(P.6;P.15)

一质点作匀速圆周运动,半径为r,角速度为ω,

·书中例题:1.2, 1.6(p.7;p.17)(重点)

直杆AB两端可以分别在两固定且相互垂直的直导线槽上滑动,已知杆的倾角φ=ωt随时

间变化,其中ω为常量。

求:杆中M点的运动学方程。

·习题指导P9. 1.4(重点)

在湖中有一小船,岸边有人用绳子跨过一高处的滑轮拉船靠岸,当绳子以v 通过滑轮时, 求:船速比v 大还是比v 小? 若v 不变,船是否作匀速运动? 如果不是匀速运动,其加速度是多少?

·书中例题1.3, 1.5, 1.7(p.7;p.16;p.18)

已知:运动学方程:x = -0.31t 2+7.2t +28 y = 0.22t 2-9.1t +30 求:t =15s 时的位置矢量和方向。

·例题:

已知:a =100-4t 2,且t =0时,v =0,x =0 求:速度v 和运动学方程

x

第二章

·例题:

飞机着陆时受到的阻力为F=-ct,(c为常数)

且t=0时,v=v0。

求:飞机着陆时的速度。

·例题:(重点)

质量为m的物体以速度v0投入粘性流体中,受到阻力f=-cv (c为常数)而减速,若物体不受其它力,求:物体的运动速度。

·例题:(重点)

光滑的桌面上一质量为M,长为L的匀质链条,有极小一段被推出桌子边缘。

求:链条刚刚离开桌面时的速度。

·例:有一个小球通过一根细线挂在车顶,当车静止时小球铅直向下,当车以加速度a

开动时与铅垂线夹角θ。

求:加速度与θ之间的关系。

典型例题

·书中例题 2.9(p76 )(非质点问题的处理方法)

物理计算题20道 答案

物理计算题20道 答案

物理计算题20道

1、一弹簧秤的秤盘质量m

1

=1.5kg,盘内放一质量为m2=10.5kg的物体P,弹簧质量不计,其劲度系数为k=800N/m,系统处于静止状态,如图6所示。现给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速直线运动,已知在最初0.2s内F是变化的,在0.2s 后是恒定的,求F的最大值和最小值各是多少?(g=10m/s2)

答案:

()N

g

a

m

F168

2

max

=

+

=

()N

a

m

m

F72

2

1

min

=

+

=

2. 如图所示,水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车,管的底部有一质量m=0.2g 、

电荷量q=8×10-5C 的小球,小球的直径比管的内径略小.在管口所在水平面MN 的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度B 1= 15T 的匀强磁场,MN 面的上方还存在着竖直向上、场强E=25V/m 的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度B 2=5T 的匀强磁场.现让小车始终保持v=2m/s 的速度匀速向右运动,以带电小球刚经过场的边界PQ 为计时的起点,测得小球对管

侧壁的弹力F N 随高度h 变化的关系如图所示.g 取10m/s 2

,不计空气阻力.求: (1)小球刚进入磁场B 1时的加速度大小a ; (2)绝缘管的长度L ; (3)小球离开管后再次经过水平面MN 时距管口的距离△x .

解析:(1)以小球为研究对象,竖直方向小球受重力和恒定的洛伦兹力f 1,故小球在管中竖

直方向做匀加速直线运动,加速度设为a ,则2112m/s f mg qvB mg

a m m

--===

(2)在小球运动到管口时,F N =2.4×10-

大学物理习题

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自测题八

一、选择题:(共24分)

1. 有三个直径相同的金属小球.小球1和2带等量同号电荷,两者的距离远大于小球直径,

相互作用力为F .小球3不带电,装有绝缘手柄.用小球3先和小球1碰一下,接着又

和小球2碰一下,然后移去.则此时小球1和2之间的相互作用力为( )

(A)F /2 (B)F /4. (C)3F /4. (D)3F /8.

题8-1-2图

4. 如题8-1-2图所示,电流由长直导线1沿ab 边方向经a 点流入一电阻均匀分布的正方形

框,再由c 点沿dc 方向流出,经长直导线2返回电源.设载流导线1,2和正方形框在

框中心O 点产生的磁感应强度分别用B 1,B 2和B 3表示,则O 点的磁感应强度大小( )

(A)B =0,因为B 1=B 2=B 3=0.

(B)B =0,因为虽然B 1≠0,B 2≠0;但B 1+B 2=0,B 3=0.

(C)B ≠0,因为虽然B 1+B 2=0,但B 3≠0.

(D)B ≠0,因为虽然B 3=0,但B 1+B 2≠0

题8-1-3图

5. 如题8-1-3图所示,有两根载有相同电流的无限长直导线,分别通过*1=1,*2=3点,且平

行于y 轴,则磁感应强度B 等于零的地方是( )

(A)在*=2的直线上. (B)在*>2的区域.

(C)在*<1的区域. (D)不在O*y 平面上.

6. 如题8-1-4图所示,直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中,磁场B 平行于ab 边,bc

的长度为l 当金属框架绕ab 边以匀角速度ω转动时,abc 回路中的感应电动势ε和

大学物理计算题(东莞理工)

大学物理计算题(东莞理工)

物理计算题

8-11 半径为1R 和2R (2R >1R )的两无限长同轴圆柱面,单位长度上分别带有电量λ和-λ,试求:(1)r <1R ;(2) 1R <r <2R ;(3) r >2R 处各点的场强. 解: 高斯定理0

d ε∑⎰=

⋅q S E s

取同轴圆柱形高斯面,侧面积rl S π2=

则 rl E S E S

π2d =⋅⎰

对(1) 1R r < 0,0==∑E q (2) 21R r R << λl q =∑ ∴ r

E 0π2ελ

=

沿径向向外

(3) 2R r > 0=∑q

∴ 0=E

题8-12图

8-12 两个无限大的平行平面都均匀带电,电荷的面密度分别为1σ和2σ,试求空间各处场强.

解: 如题8-12图示,两带电平面均匀带电,电荷面密度分别为1σ与2σ, 两面间, n E

)(21210

σσε-=

1σ面外, n E

)(21210

σσε+-= 2σ面外, n E

)(21210

σσε+=

n

:垂直于两平面由1σ面指为2σ面.

8-13 半径为R 的均匀带电球体内的电荷体密度为ρ,若在球内挖去一块半径为r <R 的小球体,如题8-13图所示.试求:两球心O 与O '点的场强,并证明小球空腔内的电场是均匀的.

解: 将此带电体看作带正电ρ的均匀球与带电ρ-的均匀小球的组合,见题8-13图(a).

(1) ρ+球在O 点产生电场010=E

ρ- 球在O 点产生电场'd

π4π343

03

20OO r E ερ

= ∴ O 点电场'd

3303

0OO r E ερ=

(2) ρ+在O '产生电场'd

π4d 3

大学物理习题与答案解析

大学物理习题与答案解析

dvy dt
kv
2 y
v dvy kdt
2 y
设入水时为计时起点,水面为坐标原点, 0 时,y=0, v y v0 , t 运动过程中t时刻速度为 v y ,将上式两侧分别以 v y和t为积分变量, k 以 和 y 2 为被积函数作积分得: v
v v0 (kv0 t 1)
V人-地
V风-人 V风-地 答:C
大学物理
二、填空题:
1、一质点沿oy轴作直线运动,它在t时刻的坐标为 y 3t 2 2t 3 ,式中y以米计,t以秒计,则它在最 2m 初1.5s内质点所通过的路程是 米. 解:
dy v 6t 6t 2 dt
令v=0得t=1s,即t=1s时质点开始改变运动方向。 0-1秒内 s y y 1m
t Rc b c

ds b ct 解: v dt 2 b ct 2 v dv an a c R R dt 2 Rc b b ct 解得: t a an , c
R
c
大学物理
三、计算题:
2t 2t 1. 质点运动学方程为 r e i e j 2k(米),(1)
(A)位移和路程都是3m. (B) 位移和路程都是-3m .
(C)位移是-3m,路程是5m . (D) 位移是3m,路程是5m . 解:位移:x x(3) x(0) 32 4 3 5 5 3m

大学物理(普通物理学第六版)111第十一章(二)

大学物理(普通物理学第六版)111第十一章(二)

一. 选择题

[ B ]自测4. 一个动量为p 的电子,沿图示方向入射并能穿过一个宽度为D 、磁感

强度为B

(方向垂直纸面向外)的均匀磁场区域,则该电子出射方向和入射方向间的夹角为

(A) p eBD 1cos -=α. (B) p

eBD 1sin -=α.

(C) ep BD 1

sin

-=α. (D) ep

BD 1cos -=α. 提示:

[ D ]2. A 、B 两个电子都垂直于磁场方向射入一均匀磁场而作圆周运动.A 电子的速率是B 电子速率的两倍.设R A ,R B 分别为A 电子与B 电子的轨道半径;T A ,T B 分别为它们

各自的周期.则 (A) R A ∶R B =2,T A ∶T B =2. (B) R A ∶R B 2

1

=,T A ∶T B =1. (C) R A ∶R B =1,T A ∶T B 2

1

=

. (D) R A ∶R B =2,T A ∶T B =1. 提示:

[ C ]3. 如图所示,在磁感强度为B 的均匀磁场中,有一圆形载流导线,a 、b 、c

是其上三个长度相等的电流元,则它们所受安培力大小的关系为 (A) F a > F b > F c . (B) F a < F b < F c . (C) F b > F c > F a . (D) F a > F c > F b .

提示:

[

A ]4. 如图,无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内,若长直导线

固定不动,则载流三角形线圈将 (A) 向着长直导线平移. (B) 离开长直导线平移. (C) 转动. (D) 不动.

大学物理试题及答案

大学物理试题及答案

《大学物理》试题及答案

一、填空题(每空1分,共22分)

1.基本的自然力分为四种:即强力、、、.

2.有一只电容器,其电容C=50微法,当给它加上200V电压时,这个电容储存的能量是______焦耳。

3.一个人沿半径为R 的圆形轨道跑了半圈,他的位移大小为,路程为。

4.静电场的环路定理公式为: 。5.避雷针是利用的原理来防止雷击对建筑物的破坏。

6.无限大平面附近任一点的电场强度E为

7.电力线稀疏的地方,电场强度。稠密的地方,电场强度 . 8.无限长均匀带电直导线,带电线密度+λ.距离导线为d处的一点的电场强度为。

9.均匀带电细圆环在圆心处的场强为。

10.一质量为M=10Kg的物体静止地放在光滑的水平面上,今有一质量为m=10g的子弹沿水平方向以速度v=1000m/s射入并停留在其中。求其后它们的运动速度为________m/s.

11.一质量M=10Kg的物体,正在以速度v=10m/s运动,其具有的动能是_____________焦耳

12.一细杆的质量为m=1Kg,其长度为3m,当它绕通过一端且垂直于细杆

的转轴转动时,它的转动惯量为_____Kgm2。

13.一电偶极子,带电量为q=2×105-库仑,间距L=0.5cm,则它的电距为________库仑米。

14.一个均匀带电球面,半径为10厘米,带电量为2×109-库仑。在距球心

6厘米处的电势为____________V。

15.一载流线圈在稳恒磁场中处于稳定平衡时,线圈平面的法线方向与磁场强度B的夹角等于 .此时线圈所受的磁力矩最 .

16.一圆形载流导线圆心处的磁感应强度为1B,若保持导线中的电流强度不

电磁感应习题(有答案)

电磁感应习题(有答案)

大学物理6丫头5

《大学物理AI 》作业 No.11 电磁感应

班级 ________________ 学号 ______________ 姓名 ____________ 成绩 ___________

一、选择题:(注意:题目中可能有一个或几个正确答案) 1.一块铜板放在磁感应强度正在增大的磁场中时,铜板中出现涡流(感应电流),则涡流将: (A)加速铜板中磁场的增加 (B)减缓铜板中磁场的增加

(C)对磁场不起作用 (D)使铜板中磁场反向

[ B ] 解:根据愣次定律,感应电流的磁场总是力图阻碍原磁场的变化。

故选B

2.一无限长直导体薄板宽度为l ,板面与Z 轴垂直,板的长度方向沿Y 轴,板的两侧与一个伏特

计相接,如图。整个系统放在磁感应强度为B

的均匀磁场中,B

的方向沿Z 轴正方向,如果伏特

计与导体平板均以速度v

向Y 轴正方向移动,则

伏特计指示的电压值为

(A) 0 (B)

vBl 2

1

(C) vBl (D) vBl 2

[ A ]

解:在伏特计与导体平板运动过程中,dc ab εε=,整个回路0=∑ε,0=i ,所以伏特计

指示0=V 。

故选A

3.两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I ,I 以t

I

d d 的变化率增长,一矩形线圈位于导线平面内(如

图),则: (A)线圈中无感应电流。

(B)线圈中感应电流为顺时针方向。 (C)线圈中感应电流为逆时针方向。

(D)线圈中感应电流方向不确定。

[ B ]

解:0d d >t I ,在回路产生的垂直于纸面向外的磁场⊗增强,根据愣次定律,回路中产生的

电流为顺时针,用以反抗原来磁通量的变化。故选B

大学物理练习册答案

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第十章

练习一

一、选择题

1、下列四种运动(忽略阻力)中哪一种是简谐振动?()

(A)小球在地面上作完全弹性的上下跳动

(B)细线悬挂一小球在竖直平面上作大角度的来回摆动

(C)浮在水里的一均匀矩形木块,将它部分按入水中,然后松开,使木块上下浮动 (D)浮在水里的一均匀球形木块,将它部分按入水中,然后松开,使木块上下浮动

2、质点作简谐振动,距平衡位置2.0cm 时,加速度a=4.0cm/s 2

,则该质点从一端运动到另一端的时间为( )

(A)1.2s (B)2.4s (C)2.2s (D)4.4s

3、如图下所示,以向右为正方向,用向左的力压缩一弹簧,然后松手任其振动,若从松手时开始计时,则该弹簧振子的初相位为()

(A) 0 (B) 2

π (C) 2

π

-

(D) π 4、一质量为m 的物体与一个劲度系数为k 的轻弹簧组成弹簧振子,当其振幅为A 时,该弹簧振子的总能量为E 。若将其弹簧分割成两等份,将两根弹簧并联组成新的弹簧振子,则新弹簧振子的振幅为多少时,其总能量与原先弹簧振子的总能量E 相等()

(A)

2A (B) 4A

(C)2

A (D)A 二、填空题

1、已知简谐振动A x =)cos(0ϕω+t 的周期为T ,在2

T

t =

时的质点速度为,加速度为。 2、已知月球上的重力加速度是地球的1/6,若一个单摆(只考虑小角度摆动)在地球上的振动周期为T ,将该单摆拿到月球上去,其振动周期应为。

3、一质点作简谐振动,在同一周期内相继通过相距为11cm 的A,B 两点,历时2秒,速度大小与方向均相同,再经过2秒,从另一方向以相同速率反向通过B 点。 该振动的振幅为,周期为。

大学物理试题及答案

大学物理试题及答案

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一、选择题

1、一块很长的木板,下面装有活动轮子,静止地置于光滑的水平面上,质量分别为m A 的m B 两个人A和B站在板的两头,他们由静止开始相向而行,若m A < m B,A和B 对地的速度大小相同,则木板将

A)向左运动 B)静止不动 C)向右运动 D)不能确定

:C

2、质量为的质点在外力作用下,其运动方程为,式中A、B、ω都是正的常数,则里在 t = 0 到t = π/ (2ω) 这段时间内所作的功为

1222222,, A)m(A,B)B)m(A,B)2 11222222 C)m,(A,B)D)m,(B,A)22

:C

3、三个容器A、B、C中装有同种理想气体,其分子数密度相 111222222 同,而方均根速率之比为: (v):(v):(v),1:2:4ABC

则其压强之比为: p:p:pABC

A)1:2:4B)4:2:1C)1:4:16D)1:4:8

:C

4、一瓶氦气和一瓶氨气密度相同,分子平均平动动能相同,而且它们都处于平衡状态,则它们

A)温度相同,压强相同 pMmol,,B)温度、压强都不相同 RTC)温度相同,但氦气压强大于氨气的压强

D)温度相同,但氦气压强小于氨气的压强

:C

5、轻质弹簧下挂一小盘,小盘作简谐振动,平衡位置为原点,位移向下为正,以余弦表示。小盘处于最低位置时有一小物体落到盘上并粘住。若以新的平衡位置为原点,设新的平衡位置相对原平衡位置向下移动的距离小于原振幅,物体与盘相碰为计时零点,那么新的位移表示式的初相在

A)0~,/2B),/2~,C),~3,/2D)3,/2~2,

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期末考试大学物理试题

一、选择题(每小题3分,共24分)

1. 某质点的运动方程为 3

356x t t =-+(SI 单位制),则该质点作( d )

(A )匀加速直线运动,加速度沿X 轴正方向;

(B )匀加速直线运动,加速度沿X 轴负方向;(C )变加速直线运动,加速度沿X 轴正方向;(D )变加速直线运动,加速度沿X 轴负方向.

2. 某物体作一维运动,其运动规律为

t kv dt

dv

2-=,式中k 为常数. 当t =0时,初速为0v ,则该物体速度大小与时间的关系为( a ) (A)

021

211v kt v +=; (B) 02211v kt v +-=;

(C)

21

211v kt v +-=; (D) 0221v kt v +=.

3. 力i t F

12=(N)作用在质量m=2kg 的物体上,使物体由原点从静止开始运动,则它在3s 末的速度为

( b )

(A) s m i /27 -; (B) s m i /27 ; (C) s m i /54 -; (D) s m i /54

4. 一质点作简谐振动,当其偏离平衡位置的位移为振幅的八分之一时,其振动动能为振动总能量的 ( d )

(A )1/8;(B ) 1/64;(C ) 49/64;(D ) 63/64. 5. 图示为一平面简谐波在t 时刻的波形曲线,若此时A 点处媒质质元的振动动能在增大,则:(b )

(A)A 点处质元的弹性势能减小;

(B)波沿x 轴负方向传播;

(C)B 点处质元的振动动能减小;(D)各点的波的能量都不随时间变化.

大学物理上册习题

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大学物理上册习题Last revision on 21 December 2020

练习一 位移 速度 加速度

一. 选择题

1. 以下四种运动,加速度保持不变的运动是 (A) 单摆的运动; (B) 圆周运动; (C) 抛体运动; (D) 匀速率曲线运动.

2. 质点在y 轴上运动,运动方程为y =4t 2-2t 3,则质点返回原点时的速度和加速度分别为:

(A) 8m/s, 16m/s 2. (B) -8m/s, -16m/s 2. (C) -8m/s, 16m/s 2. (D) 8m/s, -16m/s 2.

3. 物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v 1=10m/s, v 2=15m/s,若物体作直线运动,则在整个过程中物体的平均速度为

(A) 12 m/s .

(B) m/s . (C) m/s .

(D) m/s . 4. 质点沿X 轴作直线运动,其v - t 图象为一曲线,如图所示,则以下说法正确的是

(A) 0~t 3时间内质点的位移用v - t 曲线与t 轴所围面积绝对值之和表示, 路程用v - t 曲线与t 轴所围面积的代数和表示;

(B) 0~t 3时间内质点的路程用v - t 曲线与t 轴所围面积绝对值之和表示, 位移用v - t 曲线与t 轴所围面积的代数和表示;

(C) 0~t 3时间内质点的加速度大于零; (D)

t 1时刻质点的加速度不等于零.

5. 质点沿XOY平面作曲线运动,其运动方程为:x=2t, y=19-2t2.则质点位置矢量与速度矢量恰好垂直的时刻为

(A) 0秒和秒.

贵州大学电技111热力学统计物理简答证明计算

贵州大学电技111热力学统计物理简答证明计算

贵州⼤学电技111热⼒学统计物理简答证明计算

简答题

1. 简述热⼒学第⼀定律、热⼒学第⼆定律、热⼒学第三定律。

2.简述熵判据、⾃由能判据、吉布斯判据。

3.简述不同温度下⽓体的等温压缩液化。

4. 简述固体热容量的爱因斯坦理论中的⾼温极限和低温极限。

5、简述热⼒学三⼤定律以及热⼒学第三定律

6、简述获得低温的⽅法

7、简述近独⽴粒⼦的三种统计分布及其微观状态数

8、简述固体热容量的爱因斯坦理论的假设及由此得出的结论

9、卡诺定理的内容

10、函数熵有那些明显的性质

证明题

1. 证明:22V T V C p T V T = ? ?,22p P T

C V T p T =- ? ? 并由此求导出:0202V V V V V p C C T dV T =+ ??,0202p

p p p p V C C T dp T =- ?? 根据以上两式证明,理想⽓体的定容热容量和定压热容量只是温度T 的函数。

2、试证明,对于⼀维⾃由粒⼦,在长度L 内,在ε到ε+dε的能量范围内,量⼦态数为

1/22()2L m D d d h εεεε??=

3、求证:

(a ),,;V n T V S T n µ=- ? ? (b ),,.T p

t n V p n µ= ? ?

4、试证明,对于玻⾊或费⽶统计,玻⽿兹曼关系成⽴,即

ln .S k Ω=

5.取压强P 及V 为独⽴变量,内能U 可表⽰为

(

)(P)V P C C dU dp dV V

καα=+-,其中1()P V V T α?=?,1()T V V P κ?=-? 6.已知B-E 统计的热⼒学概率为()(1)!!1!i i i

大学物理111简谐振动课件

大学物理111简谐振动课件

3)微分方程
d2x dt 2
2
x
0
以上1)、2)、3)中任一条成立即可判定为 简谐振动。
简谐振动的三种表示方法
解析法: x Acos(t 0)
曲线法:x——t 曲线
旋转矢量法:
旋转矢量 A
角速度=圆频率
长度=振幅A
初始角=初相0
旋转矢量图与简谐运动的x-t图的对应关系
简谐振动的三个特征量
1 mv2 1 kx2 1 kA2
2
2
2
1 mv2 1 kx2 C
2
2
振动能量和时间的关系(设初相位为零)
E
oT
x4
o
T 2
3T 2
T
T
E
Ek
Ep
1 2
kA2
Ep
1 2
kA2
cos2
t
Ek
1 2
kA2
sin2 t
t
动能和势能的变 化频率是位移振
t 动频率的2倍
讨论
1 mv2 1 kx2 1 kA2
ω 2π 2π/ 3 4π/ 3 rad/s
于是 x 2 cos(4t / 3 2 / 3) cm
五、简谐振动的能量 考虑一水平弹簧振子 以弹簧原长为势能零点
k
m mx 0x
Ek
1 mv2 2

大学物理习题集——电磁学部分

大学物理习题集——电磁学部分

大学物理习题集——电磁学部分

102、氢原子电一个质子和一个电子组成。根据经典模型,在正常状态下,电子绕核作圆周运动,轨道半径是110 5.2910r m -=⨯。质子的质量27

1.6710

p m kg -=⨯,电子的质量

31

9.1110

e m kg -=⨯,它们的电荷量为19

1.6010e C ±=⨯。求:

(1)电子所受的库仑力;

(2)电子所受库仑力是质子对它的万有引力的多少倍; (3)求电子绕核运动的速率。

103、计算一个直径为1.56cm 的铜球所含的正电荷量。

104、有两个点电荷,电荷量分别为75.010C -⨯和82.810C -⨯,相距15cm 。求 (1)一个电荷在另一个电荷处产生的电场强度; (2)作用在每个电荷上的力。

105、求电相距l 的q ±电荷所组成的电偶极子,在下面的两个特殊空间内产生的电场强度:(1)轴的延长线上距轴心为r 处,并且r >>l ;

(2)轴的中垂线上距轴心为r 处,并且r >>l 。

106、有一均匀带电的细棒,长为L,所带总电荷量为q 。求:

(1) 细棒延长线上到棒中心的距离为a 处的电场强度,并且a>>L ; (2) 细棒中垂线上到棒中心的距离为a 处的电场强度,并且a>>L ;

107、一个半径为R 的圆环均匀带电,电荷线密度为λ。求过环心并垂直于环面的轴线上与环心相距a 的P 点的电场强度。

108、一个半径为R 的圆盘均匀带电,电荷面密度为σ。求过盘心并垂直于盘面的轴线上与盘心相距a 的P 点的电场强度。

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1、均匀带电细线ABCD 弯成如图所示的形状,其线电荷密度为λ,试求圆心O 处的电势。

解:

两段直线的电势为 2ln 42

1πελ

=V 半圆的电势为 ππελ

24=

V , O 点电势)2ln 2(40

ππελ

+=

V 2、有一半径为 a 的半圆环,左半截均匀带有负电荷,电荷线密度为-λ,右半截均匀带有正电荷,电线密度为λ ,如图。试求:环心处 O 点的电场强度。

解:如图,在半圆周上取电荷元dq a

a

dE dE E E a dq

dE ad dl dq x x 02

02

02d cos 212cos 41πελ

θθλ

πεθ

πεθ

λλπ

-

=-=-======⎰⎰⎰由对称性

3、一锥顶角为θ的圆台,上下底面半径分别为R 1和R 2,在

它的侧面上均匀带电,电荷面密度为σ,求顶点O 的电势。(以无穷远处为电势零点)

解::以顶点O 作坐标原点,圆锥轴线为X 轴向下为正. 在任意位置x 处取高度为d x 的小圆环, 其面积为

xdx

dx r dS θθ

πθπcos tan 2cos 2==

其上电量为

xdx

tg dS dq θθ

πσσcos 2==

它在O 点产生的电势为

2

204x r dq

dU +=

πε

022202tan tan 4cos tan 2εθσθπεθθπσdx x x xdx

=

+=

总电势 ⎰⎰-=

==0

1202)(tan 221

εσθεσ

R R dx dU U x x

A B

C

D

O

4、已知一带电细杆,杆长为l ,其线电荷密

度为λ = cx ,其中c 为常数。试求距杆右端距离为a 的P 点电势。

解:考虑杆上坐标为x 的一小块d x

d x 在P 点产生的电势为

x a l xdx

c x a l dx dU -+=

-+=00441πελπε 求上式的积分,得P 点上的电势为

])ln()[(44000l a a l a l c x a l xdx c U l -++=-+=⎰πεπε

5、有一半径为 a 的非均匀带电的半球面,电荷面密度为σ = σ0

cos θ,σ0为恒量 。试求:球心处 O 点的电势。

解:

6、有一半径为 a 的非均匀带电的半圆环,电荷线密度为λ =λ0 cos θ,λ0为恒量 。试求:圆心处 O 点的电势。

解:

7、有宽度为a 的直长均匀带电薄板,沿长度方向单位长度的

带电量为λ , 试求:与板的边缘距离为b 的一点P 处的电场强度 (已知电荷线密度为λ的无限长直线的电场强度为

r

E 02πελ=)。

O

020********sin cos 4sin 24sin 2sin 2εσεθθθσπεθ

θπσπεθθπσσθθπππR d R R Rd R dU U R dq dU Rd R ds dq Rd R ds =⋅⋅=⋅⋅===

⋅⋅==⋅⋅=⎰

⎰⎰圆环的电势 上取一圆环,

y

⎰⎰

======-0022

000

24cos 4πελπεθθλθλλπεπ

πd dU U ad dl dq ,

a dq

dU dq ,在半圆上取电荷元P

·

解:

8、有一瓦楞状直长均匀带电薄板,面电荷密度为σ,瓦楞

的圆半径为 a ,试求:轴线中部一点P 处的电场强度。(已知

荷线密度为λ的无限长直线的电场强度为r

E 02πελ

=)

解:

9、电荷以相同的面密度σ分布在半径分别为R 1 =10 cm 和R 2 = 20 cm 两个同心球

面上。设无限远处电势为零,球心处的电势为V 0 = 300 V 。 (1)求电荷面密度σ;(2)若要使球心处的电势也为零,外球面上的电荷面密度σ’应为多少?( εo = 8.85×10-12 C 2N -1m -2)

b b a a x b a dx a dE E x b a dx a dE dx a dx ,a +=-+==-+=⎰⎰

ln 2)(2)(2000

0πελπελ

πελ

λ

度整个带电薄板的电场强公式,有由无限长带电直线电场电荷线密度为视为无限长带电直线,的窄条为研究对象,取宽为如图

O

000

00

0 sin 2sin 0 cos 2cos 2πεσθπεθσθθπεθ

σθπεθσθσσλππ-=-=-==-=-=====⎰

⎰⎰

⎰d dE dE E d dE dE E d dE ad dl dl y y x x

=为带电直线,电荷线密度限长的窄条为对象,视为无如图,顶视图,取宽为

解:(1)

1

1104R q U πε=

2

2204R q U πε=

)

(4421221120100R R R q R q U U U +=+=+=εσ

πεπε

2

9210/1085.8)(m c R R U -⨯=+=εσ (2) 0

10、如图,长直圆柱面半径 为R ,单位长度带电为λ,试用高斯定理计算圆柱面外的电场强度。

解:0

ε

∑⎰=⋅i

q s d E

0=∴E

(R r ≤≤0 )

r

E πελ

2=

(∞≤≤r R ) 11、电荷Q 均匀分布在长为l 的细杆AB 上,P 点位于

AB 的延长线上,且与B 相距为d ,求P 点的电场强度。 解:

12、电荷Q 均匀分布在长为l 的细杆AB 上,P 点位于AB 的延长线上,且与B 相距为d ,求P 点的电势。

解:

13、电荷Q 均匀分布在半径为R 的半圆周上,求曲率中心O 处的电场强度。

解:如图,在圆周上取电荷元dq

A

B

P

⎰+-===)11(444122

l d d l Q x dx E x dx

dE πεπελλπε A

B

P

dx l

Q q =d x dq

U 04d πε=⎰

++==l d d d l d l Q x dq U ln 4400πε

πε

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