大学物理练习题册答案

3、（C）
4、（B）
5、（B）
4、（A）
解： 。
5、（D）
解： 只与面内电荷有关，而 不仅与面内、面外电荷有关，且与它们的分布有关。
练习十五静电场（三）
1、
2、 ；此系统的电势能 。
3、 - =
4、电势的正负取决于电势零点的选取：
5、（C）
解： 练习十六静电场（四）
1、 ； ； 。
2、 。
3、（C）
4、（A）
5、0点处的电势应是AB弧和BC直线产生场的叠加： （1）
5、（B）
提示：应用光速不变原理和相对性原理。
练习十二狭义相对论（二）
1、
解：S系中观察者测得正方形体积 ；质量是 ；密度 。
2、（C）
利用 求得 ，再利用 求速度 。
3、（C）
；而
4、（A）
解：取 为研究对象，因为 自发地分裂，所以总能量守恒：
上式中： ； ，故有： ，
因为 ， 均大于1，所以 。
练习十三静电场（一）
1、
2、取 轴向右为X轴， 为坐标原点， ； ； ；
3、（A）
如 不是足够小，那么放入 后，在 附近负电荷密度加大，电力线变密，所以场强增大。
4、（B）
5、（B）
练习十四静电场（二）
1、
解： 。
（ ）
2、 ； ； 。
3、（C）
解：均匀带电球面在距离球面R处产生的场相当于一个在球心处的点电荷 在2R处产生的场： 。
三式联立解得
3、（A）
4、（C）
5、系统受重力作用，动量不守恒；摩擦力作功（在地面参照系中），机械能不守恒；合外力矩为0，所以角动量守恒。选（C）。
练习十一狭义相对论（一）
1、K系： ； 系：
2、 ，
3、选（C）
解：S系中测得A、B事件的时间间隔和空间间隔分别为：
由洛伦茨变换 。选（C）
4、（C）
解： ；而飞行的距离
解：在 时间内， ，由 知： 且为负值；在 时间内， ，则 且为正值。
4、（A）
利用公式 计算。
练习二十七磁介质、电磁场
1、 。 。
2、 。前后两个式子分别揭示：随时间变化的电场的空间能激起磁场；随时间变化的磁场的空间能激起电场。
3、（A）
4、（C）
练习二十八电磁振荡、电磁波
1、
2、坡印廷矢量 的物理意义是：电磁波能流密度矢量；其定义式为： 。
4、（C）
练习四质点动力学（一）
1、
2、（A）
3、（C）
4、（A）
练习五质点动力学（二）
1、
2、（A）
3、（B）
4、（C）
5、（1）
（2）
练习六、质点动力学（三）
1、
2、
3、（B）
4、（D）
5、
练习七质点动力学（四）
1、
2、动量、动能、功
3、（B）
4、（B）
练习八刚体绕定轴的转动（一）
1、
解：（1）摩擦力矩为恒力矩，轮子作匀变速转动
（带电圆环在圆心处产生的电势 ）
P点处的电势也应是AB弧和BC直线产生场的叠加：
（2）
联立（1）、（2）式得：
练习十七静电场中的导体和电介质（一）
1、
解：两球相距很远意为忽略两球之间的静电感应，用导线连接后，两球电势相等： = = ，所以有：
2、 。
解：
3、球心处的电势 + 。
4、（A）
练习十八静电场中的导体和电介质（二）
5、选（D）
解：分别取单摆、地球和细棒、地球为系统，摆动过程中，机械能守恒：
（1） ；
（2） ， 。
6、取盘和子弹为系统， ，角动量守恒： ，因为 所以 。选（C）
练习十刚体绕定轴的转动（三）
1、
解：根据机械能守恒定律：
2、
用平动的规律解决平动： （1）
用转动的规律解决转动： （2场区阶段：线框中磁通量的变化为0，无感应电动势。
3）出场区阶段： ，说明 ，磁通量减少，由Lenz定律， 方向与原磁场方向相同（顺时针方向），且磁通量变化率在增大， 。回路中I如同电动势。
4、（B）
解：用排除法：转动过程中， 构成的回路磁通量不变，所以 ，排除（C）、（D）；用右手定则判定 ，所以 ，故选（B）
解：轮和皮带间无相对滑动意为两轮边缘一点的线速度相等： 。（1）若 。
（2）
2、
3、天体的自转周期将减少（C），转动动能将增大（A）。
解：引力是内力，球体角动量守恒。 由于球体绕直径的转动惯量 正比于半径平方， 减小， 增大，而 ，所以周期将减小，转动动能 将增大，
4、在上摆过程中，以子弹和木棒为系统，重力为外力，故动量不守恒；上摆过程中，重力作功，所以机械能不守恒；对转轴的合外力矩（重力矩）的功不为零，所以角动量不守恒。选（A）。
练习二十五电磁感应（二）
1、 。
解：长直螺线管通入变化的电流，因而内部的场为变化的磁场，变化的磁场产生涡旋电场，电子受到的是涡旋电场力：
，因为：当 时， ，将 代入 ，再将 代入 即可。由于轴线上 =0，所以 。
2、
解：磁场具有轴对称性， ，所以 。由于 ，所以 方向为逆时针且垂直于 。（ 与 成左螺关系）
因为 ；同理有 。
（2）由 ；
2、
解： ；
解得： 。
3、选（A）
因A、B盘质量和厚度相等，而 ，必有 。圆盘的转动惯量 ，所以 。
4、（C）
解：因为力矩M和角加速度 是瞬时作用关系，撤去M， ，说明有阻力矩存在。
撤去M前： （1）
撤去M后： （2）联立即得： 。
练习九刚体绕定轴的转动（二）
1、A、B两轮转动惯量的比值为1：3和1：9。
1、两板上自由电荷面密度为 ，两介质分界面上 。
2、电位移通量 ；场强 。
3、（A）
。
4、（C）
解：因为B带正电，电势最高，所以排除（Ａ）、（Ｂ）；又因为Ａ导体空腔内电场不为零， ；而 ，所以 。
练习十九静电场中的导体和电介质（三）
1、2倍； 倍。
2、 。
3、（C）
4、（C）
练习二十电流的磁场（一）
3、
解：因为 ，所以 ，又 ，故有 。
4、（C）
解：根据题意，管内只有涡旋电场（变化的磁场产生），而管内的涡旋电场沿垂直于轴线的径向是递增的，即当 时， ，因而均匀地分布着电场的说法是错误的；又因涡旋电场绕任意闭合回路的线积分不为零（有旋场），所以（B）说法也是错误的；由于磁场和涡旋电场都是无源场，所以，对任意封闭曲面的面积分为零。
1、 ；
。方向垂直纸面向里。
2、
3、（A）
4、（D）
练习二十一电流的磁场（二）
1、 ；
2、 ；方向垂直纸面向外。
3、（D）
4、（D）
5、
练习二十二磁场对电流的作用（一）
1、
解：
2、
3、（D）
解： ；方向为 的方向，竖直向上。
4、（A）
练习二十三磁场对电流的作用（二）
1、
解：
2、（A）
3、（B）
4、（C）
解：带电量为q的粒子在磁场内作半径为 的圆周运动，磁通量 。即： 。所以选（C）
练习二十四电磁感应（一）
1、 ， 点电势高。
，b点电势高。
，b点电势高。
2、 ；N端电势高。
3、（B）
整个过程有三个阶段：
1）进入场区阶段： ，说明 ，磁通量增加，由Lenz定律， 方向与原磁场方向相反（逆时针方向），且磁通量变化率在增大， 。回路中I如同电动势；
5、（B）
解： ，所以 - =- 。由Lenz定律，N点电势高，所以 - 。
练习二十六电磁感应（三）
1、把无限长直导线看成是回路1（在无穷远处认为两端是闭合的），矩形线圈为回路2，回路1产生的穿过回路2段磁通 ， 。
长直导线中的感应电动势 。
2、（C）
解：因为 ，而 ，且 ，由题意 ，所以， 。
3、（D）
练习一质点运动学
1、 ， ， ，
2、
所以选（C）
3、因为位移 ，又因为 所以 。所以选（B）
4、选（C）
5、（1）由 ，所以： ，
积分得：
（2）因为 ，即： ，有：
练习二质点运动学（二）
1、平抛的运动方程为 ，两边求导数有： ，那么 ， ， 。
2、
3、（B）
4、（A）
练习三质点运动学
1、
2、
3、（B）