《大学物理学》第十一十二十三章练习题(解答)

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张三慧《大学物理学:力学、电磁学》(第3版)(B版)(章节题库 磁 力)【圣才出品】

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第13章 磁 力

一、选择题

1.取一闭合积分回路L ,使三根载流导线穿过L 所围成的面,如图

13-1所示,现改变三根导线之间的相互间隔,但不越出积分回路,则( )。

A .回路L

内的不变,L 上各点的B 不变B .回路L 内的

不变,L 上各点的B 改变C .回路L

内的改变,L 上各点的B 不变D

.回路L 内的改变,L 上各点的B 改变

图13-1

【答案】B

【解析】

首先,不变,根据毕奥-萨伐尔定律,L 上各点B 改变。

r 发生变化,故B 变化。

2.两个同心圆线圈,大圆半径为R ,通有电流;小圆半径为r ,通有电流,方向如图13-2。若r≤R(大线圈在小线圈处产生的磁场近似为均匀磁场),当它们处在同一平

面内时小线圈所受磁力矩的大小为(

)。

图13-2

A .

B .

C

.D .0

【答案】D

3

.载流i 的方形线框,处在匀强磁场

中,如图13-3所示,线框受到的磁力矩是(

)。图13-3

A .向上

B .向下

C .由纸面向外

D .由纸面向内

【答案】A

二、填空题

1.如图

13-4所示,圆回路L 和圆电流I 同心共面,则磁感应强度沿L 的环流为______。

图13-4

【答案】

0【解析】因为L 上B 处处与d l 垂直,则

故圆回路环流为0。

2.如图13-5所示,在真空中有一半径为

a 的3/4圆弧形的导线,其中通以稳恒电流I

,导线置于均匀外磁场B 中,且B 与导线所在平面垂直,则该载流导线

所受的磁力大

小为______。图13-5

【答案】

3.每单位长度的质量为0.009kg/m 的导线,取东西走向放置在赤道的正上方,如图

大学物理课本答案习题 第十三章习题解答

大学物理课本答案习题 第十三章习题解答

习题十三

13-1 如题图13-1所示,两条平行长直导线和一个矩形导线框共面,且导线框的一个边与长直导线平行,到两长直导线的距离分别为1r ,

2r 。已知两导线中电流都为0sin I I t ω=,其中I 0和ω为常数,t 为

时间。导线框长为a ,宽为b ,求导线框中的感应电动势。 解:无限长直电流激发的磁感应强度为02I

B r

μ=

π。取坐标Ox 垂直于

直导线,坐标原点取在矩形导线框的左边框上,坐标正方向为水平向右。取回路的绕行正方向为顺时针。由场强的叠加原理可得x 处的磁感应强度大小

00122()

2()

I

I

B r x r x μμ=

+

π+π+

方向垂直纸面向里。

通过微分面积d d S a x =的磁通量为

00m 12d d d d 2()2()I I B S B S a x r x r x μμΦππ⎡⎤

=⋅==+⎢⎥++⎣⎦

通过矩形线圈的磁通量为

00m 01

2d 2()2()b I I a x r x r x μμΦ⎡⎤=+⎢⎥π+π+⎣⎦⎰012012ln ln sin 2a r b r b I t r r μω⎛⎫

++=+ ⎪π⎝⎭ 感生电动势

0m 12012d ln ln cos d 2i a r b r b I t t r r μωΦεω⎛⎫

++=-

=-+ ⎪π⎝⎭ 012012()()ln cos 2a

r b r b I t r r μωω⎡⎤

++=-

⎢⎥π⎣⎦

0i ε>时,回路中感应电动势的实际方向为顺时针;0i ε

为逆时针。

13-2 如题图13-2所示,有一半径为r =10cm 的多匝圆形线圈,匝数N =100,置于均匀磁场B 中(B =0.5T )。圆形线圈可绕通过圆心的轴O 1O 2转动,转速1

大学物理学_(第3版.修订版)_北京邮电大学出版社_下册__第十一章_习题11_答案

大学物理学_(第3版.修订版)_北京邮电大学出版社_下册__第十一章_习题11_答案

习题11

11.1选择题

(1)一圆形线圈在磁场中作下列运动时,那些情况会产生感应电流() (A )沿垂直磁场方向平移;(B )以直径为轴转动,轴跟磁场垂直; (C )沿平行磁场方向平移;(D )以直径为轴转动,轴跟磁场平行。

[答案:B]

(2)下列哪些矢量场为保守力场() (A ) 静电场;(B )稳恒磁场;(C )感生电场;(D )变化的磁场。

[答案:A]

(3) 用线圈的自感系数 L 来表示载流线圈磁场能量的公式22

1LI W m

=()

( A )只适用于无限长密绕线管; ( B ) 只适用于一个匝数很多,且密绕的螺线环; ( C ) 只适用于单匝圆线圈; ( D )适用于自感系数L 一定的任意线圈。

[答案:D]

(4)对于涡旋电场,下列说法不正确的是():

(A )涡旋电场对电荷有作用力; (B )涡旋电场由变化的磁场产生; (C )涡旋场由电荷激发; (D )涡旋电场的电力线闭合的。

[答案:C]

11.2 填空题

(1)将金属圆环从磁极间沿与磁感应强度垂直的方向抽出时,圆环将受到 。

[答案:磁力]

(2)产生动生电动势的非静电场力是 ,产生感生电动势的非静电场力是 ,激发感生电场的场源是 。

[答案:洛伦兹力,涡旋电场力,变化的磁场]

(3)长为l 的金属直导线在垂直于均匀的平面内以角速度ω转动,如果转轴的位置在 ,这个导线上的电动势最大,数值为 ;如果转轴的位置在 ,整个导线上的电动势最小,数值为 。

[答案:端点,2

2

1l B ω;中点,0]

11.3一半径r =10cm B =0.8T 的均匀磁场中.回路平面与B

《大学物理学》第十一、十二、十三章练习题(解答)

《大学物理学》第十一、十二、十三章练习题(解答)

《大学物理学》第十一、十二、十三章练习题解答

可能用到的物理量:1222

08.8510/C m N ε-=⨯⋅,

9220

19.010/4m N C πε=⨯⋅

一、选择题:

1. 两个均匀带电的同心球面,半径分别为R 1、R 2(R 1

(A) (B) (C) (D)

2. 如图所示,任一闭合曲面S 内有一点电荷q ,O 为S 面上任一点,若将q 由闭合曲面内的P 点移到T 点,且OP =OT ,那么 ( D )

(A) 穿过S 面的电通量改变,O 点的场强大小不变;

(B) 穿过S 面的电通量改变,O 点的场强大小改变; (C) 穿过S 面的电通量不变,O 点的场强大小改变; (D) 穿过S 面的电通量不变,O 点的场强大小不变。

3.如图所示,在点电荷q +的电场中,若选取图中P 为电势零点,则M 点的电势为:( D ) (A)

04q a

πε;(B)

08q a

πε ;(C) 04q a

πε-

;(D) 08q a

πε-

。 4.

在边长为a 的正立方体中心有一个电量为q 的点电荷,则通过该立方体任一面的电通量为 ( D ) (A)

q

ε; (B)

02q ε ; (C) 04q ε; (D) 0

6q ε。

5. 如图所示,a 、b 、c 是电场中某条电场线上的三个点,由此可知 ( C ) (A) E a >E b >E c ; (B) E a U b >U c ; (D) U a

6. 关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是 ( C )

(A) 如果高斯面内没有自由电荷,则高斯面上E ϖ

处处为零; (B) 如果高斯面上电位移矢量D v

《大学物理》(8-13章)练习题

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《大学物理》(8-13章)练习题

(2022年12月)

第八章气体运动论

1.气体温度的微观或统计意义是什么?

2.理想气体状态方程的三种形式?PV=N KT, p=nkT, (n=N/V)

3.气体的最概然速率、方均根速率、平均速率的关系是什么?

4.气体分子的平均平动动能的表达式及其意义?

5.理想气体的内能?

6.气体分子的平均自由程是指?

7.单原子分子、刚性双原子分子气体的自由度数目各是多少?

8、理想气体的微观模型是什么?

综合练习

1. 在某容积固定的密闭容器中,盛有A、B、C三种理想气体,处于平衡状态。A种气体的分子数密度为n1,它产生的压强为p1,B种气体的分子数密度为2n1,C种气体的分子数密度为3n1,则混合气体的压强p为( )

A. 4p1. ;

B. 5p1;

C. 6p1;

D. 8p1.

2. 若理想气体的体积为V,压强为p,温度为T,一个分子的质量为m,k为玻尔兹曼常量,R为普适气体常量,则该理想气体的分子数为( )

A. pV

m

⁄; B.pV mT

⁄; C. pV kT

⁄; D. pV RT

⁄.

3. 压强为p、体积为V的氢气(视为刚性分子理想气体)的内能为( )

A. 5

2pV; B. 3

2

pV; C. pV; D. 1

2

pV。

4 刚性双原子分子气体的自由度数目为()。

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

5.气体温度的微观物理意义是:温度是分子平均平动动能的量度;温度是表征大量分子热运动激烈程度的宏观物理量,是大量分子热运动的集体表现;在同一温度下各种气体分子平均平动动能均相等。

6. 设v̅代表气体分子运动的平均速率,v p代表气体分子运动的最概然速率,(v2̅̅̅)12代表气体分子运动的方均根速率。处于平衡状态下理想气体,三种速率关系为( )

大学物理第11章习题答案(供参考)

大学物理第11章习题答案(供参考)
解:取回路绕行正方向为逆时针方向,则回路所围面积的正法线方向即为图示的方向
任意时刻穿过回路面积的磁通量为

表明电动势方向与所规定绕行正方向相反,即沿顺时针方向.
例3图
例4两根平行长直导线,横截面的半径都是 ,中心相距为 ,两导线属于同一回路.设两导线内部的磁通可忽略不计,证明:这样一对导线长度为 的一段自感为
6理解互感现象和互感系数的定义及物理意义,能计算简单导体回路间的互感系数。
7理解磁能(磁场能量)和磁能密度的概念,能计算一些简单情况下的磁场能量。
8了解位移电流的概念以及麦克斯韦方程组(积分形式)的物理意义。
11.2 基本概念
1电动势ε:把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时,非静电力所作的功,即
11.3一矩形线框长为 宽为 ,置于均匀磁场中,线框绕 轴,以匀角速度 旋转(如图所示).设 时,线框平面处于纸面内,则任一时刻感应电动势的大小为()
(A)
(B)
(C)
(D)
解正确答案(D)
任意时刻穿过线圈平面的磁通量 ,有电磁感应定律得知
,故选择(D)
11.4在尺寸相同的铁环和铜环所包围的面积中穿过相同变化率的磁通量,则两环中()
6自感电动势 :当通过回路的电流发生变化时,在自身回路中所产生的感应电动势。
7互感系数 :
8互感电动势 :当线圈2的电流 发生变化时,在线圈1中所产生的感应电动势。

《大学物理学》习题解答(第12章 静电场中的导体和电介质)(1)

《大学物理学》习题解答(第12章 静电场中的导体和电介质)(1)

习题 12-4 图
解上面的方程组得:
qBL q AL q AR qCR
故有
VBA
Qd1 Qd 2 ; VAC 2 0 S 2 0 S
(2)B、C 两导体接地, U BC 0 ,则有
qBL qCR 0 ; q AL q AR Q ; qBR q AL ; qCL q AR ; d 2Q ; d1 d 2 U AC
O
r
习题 12-5 图
V
q 4 0 r

S
dq ' q 1 dq ' 0 4 0 R 4 0 r 4 0 R S q ' dq '
S
由此求得感应电荷总量
R q r
【12.6】 地球和电离层可当作一个球形电容器, 它们之间相距约为 100 km, 试估算地球电离层系统的电容, 设地球与电离层之间为真空。 【12.8 解】地球半径为 R1 6.37 10 m ;电离层半径 R2 1.00 10 m+R1 6.47 10 m
第 12 章
静电场中的导体和电介质
【12.1】半径为 R1 的金属球 A 位于同心的金属球壳内,球壳的内、外半径分别为 R2、R3 ( R2 R3 ) 。 现在使金属球 A 带电量为 Q ,则此球壳的电势为多少? 【12.1 解】根据高斯定理,可求得 B 球壳外的电场强度: E

大学物理课后习题答案(上下册全)武汉大学出版社 第12章 习题解答

大学物理课后习题答案(上下册全)武汉大学出版社 第12章 习题解答

第12章 习题与答案

12-1 在真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ,若A 、B 两点相位差为3π,则此路径AB 的光程为[ ]

A. 1.5λ.

B. 1.5λ/n .

C. 1.5n .

D. 3λ. [答案:A ]

12-2 平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为e ,并且n 1<n 2>n 3,λ1为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长,则两束反射光在相遇点的相位差为[ ]

A. 2πn 2e / ( n 1λ1).

B. 4πn 1e / ( n 2λ1)] +π.

C. 4πn 2e / ( n 1λ1) ]+π.

D. 4πn 2e / ( n 1λ1).

[答案: C ]

12-3 两块平玻璃构成空气劈形膜,左边为棱边,用单色平行光垂直入射.若上面的平玻璃以棱边为轴,沿逆时针方向作微小转动,则干涉条纹的[ ]

A. 间隔变小,并向棱边方向平移.

B. 间隔变大,并向远离棱边方向平移.

C. 间隔不变,向棱边方向平移.

D.间隔变小,并向远离棱边方向平移. [答案: A ]

12-4 用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷,当波长为λ的单色平行光垂直入射时,若观察到的干涉条纹如题12-4图所示,每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切,则工件表面与条纹弯曲处对应的部分[ ]

A. 凸起,且高度为4λ.

B. 凸起,且高度为2λ.

C. 凹陷,且深度为2λ.

D. 凹陷,且深度为4λ.

[答案: C ]

12-5 若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃制成的)由空气搬入折射率为1.33的水中,则干涉条纹[ ]

大学物理第十一章波动光学习题答案

大学物理第十一章波动光学习题答案

第十一章 波动光学习题

11-1 在杨氏双缝实验中,双缝间距d =0.20 mm ,缝屏间距D =1.0 m ,若第2级明条纹离屏中心的距离为6.0 mm ,试求:(1)入射光的波长;(2)相邻两明条纹间的距离。

解:(1)由λk d D x =明知, λ22

.01010.63

⨯⨯= 30.610m m 600n m λ-=⨯= (2)3106.02

.010133

=⨯⨯⨯==∆-λd D x mm 11-2 在双缝装置中,用一很薄的云母片(n =1.58)覆盖其中的一条缝,结果使屏幕上的第7级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置。若入射光的波长为550 nm ,求此云母片的厚度。

解:设云母片厚度为e ,则由云母片引起的光程差为e n e ne )1(-=-=δ 按题意 λδ7= ∴610106.61

58.1105500717--⨯=-⨯⨯=-=n e λm 6.6=m μ 11-3 在折射率n 1=1.52的镜头表面涂有一层折射率n 2=1.38的MgF 2增透膜,如果此膜适用于波长λ=550 nm 的光,问膜的最小厚度应取何值?

解:设光垂直入射增透膜,欲透射增强,则膜上、下两表面反射光应满足干涉相消条件,即

λ)2

1(22+=k e n ),2,1,0(⋅⋅⋅=k 222422)21(n n k n k e λλλ+=+=)9961993(38.14550038.125500+=⨯+⨯=k k o A

令0=k ,得膜的最薄厚度为996o A 。

11-4 白光垂直照射在空气中厚度为0.4μm 的玻璃片上,玻璃的折射率为1.50。试问在可见光范围内(λ= 400~700nm ),哪些波长的光在反射中增强?哪些波长的光在透射中增强?

《大学物理学》习题解答(第13章 稳恒磁场)(1)

《大学物理学》习题解答(第13章 稳恒磁场)(1)

2rB 0, 2rB 0 NI , 2rB 0,
B 0, B
( r a) ( a r b) (r b )
B 0,
0 NI , 2r
【13.11】有两无限大平行载流平面,它们的电流方向相同,在平面内与电流垂直的方向上,单位宽度里 的电流为 j。求: (1)两载流平面之间的磁感强度; (2)两面之外空间的磁感强度。
B 4
2 0 I 0 I 。 (cos 45 cos135) 4a a
习题 13-2 图
习题 13-3 图
【13.3】以同样的导线联接成如图所示的立方形,在相对的两顶点 A 及 C 上接一电源。试求立方形中心的 磁感强度 B 等于多少? 【13.3 解】由对称性可知,相对的两条棱在立方体中心产生的磁感强度相等而方向相反,故中心处的磁感 强度为零。 【13.4】如图所示,半径为 R 的半球上密绕有单层线圈,线圈平面彼此平行。设线圈的总匝数为 N,通过 线圈的电流为 I,求球心处 O 的磁感强度。 【13.4 解】在半球上距球心 y 处取一个宽度为 Rdθ 的园环,其对球心的张角为 θ,半径为 r=Rsinθ,包含 的电流为 dI
2
k
0 j
2
k 0。
(2)在两平面之外,是同在两个平面的左边或右边,故
B合
0 j
2
k
0 j

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第一章 质点运动学

姓名:__________ 学号:_________ 专业及班级:_________

1. 某质点的运动方程为6533

+-=t t x (SI),则该质点作( )

(A)匀加速直线运动,加速度为正值; (B)匀加速直线运动,加速度为负值; (C)变加速直线运动,加速度为正值; (D)变加速直线运动,加速度为负值。

2.一质点沿直线运动,其运动方程为)(62

SI t t x -=,则在t 由0至4s 的时间间隔内, 质点的位移大小为:( )

A m 6;

B m 8;

C m 10;

D m 12。

3.下列说法正确的是( )

A. 在圆周运动中,加速度的方向一定指向圆心

B. 匀速率圆周运动的速度和加速度都恒定不变

C. 物体作曲线运动时,速度方向一定在运动轨道的切向方向,法向分速度恒等于零,因此其法向加速度也一定等于零

D. 物体作曲线运动时,必定有加速度,加速度的法向分量一定不等于零

4.某人以4km/h 的速率向东前进时,感觉风从正北吹来,如将速率增加一倍,则感觉风从东北方向吹来。实际风速与风向为( )

A. 4km/h ,从北方吹来

B. 4km/h ,从西北方吹来

C. 4√2km/h ,从东北方吹来

D. 4√2km/h ,从西北方吹来

5.沿半径为R 的圆周运动,运动学方程为 2

12t θ=+ (SI) ,则t时刻质点的法向加速度大小为n a = 。

6.在XY 平面内有一运动的质点,其运动方程为)(5sin 55cos 5SI j t i t r

+=,则t 时刻其速度=v

《大学物理》习题册题目及答案第12单元 稳恒电流的磁场

《大学物理》习题册题目及答案第12单元 稳恒电流的磁场

第12单元 稳恒电流的磁场

第七章 静电场和恒定磁场的性质(三)

磁感应强度

序号 学号 姓名 专业、班级

一 选择题

[ C ]1.一磁场的磁感应强度为B ai bj ck =++(T ),则通过一半径为R ,开口向z 正方

向的半球壳表面的磁通量的大小是: (A) Wb 2a R π

(B) Wb 2b R π (C) Wb 2c R π

(D) Wb 2abc R π

[ B ]2. 若要使半径为4×103

-m 的裸铜线表面的磁感应强度为7.0×105

- T ,则铜线中需

要通过的电流为(μ

0=4π×10

7

-T ·m ·A

1

-)

(A) 0.14A (B) 1.4A (C) 14A (D) 28A

[ B ]3. 一载有电流I 的细导线分别均匀密绕在半径为R 和r 的长直圆筒上形成两个螺线管(R=2r),两螺线管单位长度上的匝数相等,两螺线管中的磁感应强度大小R B 和r B 应满足: (A) R B =2r B

(B) R B =r

B (C) 2R B =r B (D) R B R=4r B

[ D ]4.如图,两根直导线ab 和cd 沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上,稳恒电流I 从a 端流入而从d 端流出,则磁感

应强度B

沿图中闭合路径L 的积分l B d ⋅⎰等于

(A)I 0μ

(B)I 031μ (C) I 04

1

μ

(D)I 03

2

μ

[ D ]5. 有一由N 匝细导线绕成的平面正三角形线圈,边长为a ,通有电流I ,置于均匀

外磁场 B 中,当线圈平面的法向与外磁场同向时,该线圈所受的磁力矩m

大学物理课后习题详解(第十三章)中国石油大学

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习 题 十 三

13-1 求各图中点P 处磁感应强度的大小和方向。

[解] (a) 因为长直导线对空间任一点产生的磁感应强度为:

()210cos cos 4θθπμ-=

a

I

B 对于导线1:01=θ,2

θ=,因此a I B πμ401=

对于导线2:πθθ==21,因此02=B

a

I

B B B πμ4021p =

+= 方向垂直纸面向外。

(b) 因为长直导线对空间任一点产生的磁感应强度为:

()210cos cos 4θθπμ-=

a

I

B 对于导线1:01=θ,22π

θ=,因此r

I a I B πμπμ44001==,方向垂直纸面向内。

对于导线2:21π

θ=,πθ=2,因此r

I a I B πμπμ44002==,方向垂直纸面向内。

半圆形导线在P 点产生的磁场方向也是垂直纸面向内,大小为半径相同、电流相同的

圆形导线在圆心处产生的磁感应强度的一半,即

r

I

r I B 4221003μμ=

=,方向垂直纸面向内。 所以,r

I

r I r I r I r I B B B B 4244400000321p μπμμπμπμ+=++=++=

(c) P 点到三角形每条边的距离都是

a d 6

3=

o 301=θ,o 1502=θ

每条边上的电流在P 点产生的磁感应强度的方向都是垂直纸面向内,大小都是

()a

I d I

B πμπμ23150cos 30cos 400000=-=

故P 点总的磁感应强度大小为

a

I

B B πμ29300=

= 方向垂直纸面向内。

13-2 有一螺线管长L =20cm ,半径r =2.0cm ,导线中通有强度为I =5.0A 的电流,若在螺线管轴线中点处产生的磁感应强度B =3

《大学物理学》光的干涉练习题(马解答)

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一、选择题:

11-1.在双缝干涉实验中,若单色光源S 到两缝1S 、2S 距离相等,则观察屏上中央明纹中心位于图中O 处,现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置,则( D )

(A )中央明条纹向下移动,且条纹间距不变; (B )中央明条纹向上移动,且条纹间距增大; (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,且条纹间距不变。

【提示:画出光路,找出'S 到光屏的光路相等位置】

11-2.如图所示,折射率为2n ,厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质折射率分别为1n 和3n ,且12n n <,23n n >,若波长为λ的平行单色光垂直入射在薄膜上,则上下两个表面反射的两束光的光程差为( B )

(A )22n e ; (B )22/2n e λ-; (C )22n e λ-; (D )222/2n e λn -。

【提示:上表面反射有半波损失,下表面反射没有半波损失】

11-3.两个直径相差甚微的圆柱体夹在两块平板玻璃之间构成空气劈尖,

如图所示,单色光垂直照射,可看到等厚干涉条纹,如果将两个圆柱

之间的距离L 拉大,则L 范围内的干涉条纹( C )

(A )数目增加,间距不变; (B )数目增加,间距变小; (C )数目不变,间距变大; (D )数目减小,间距变大。

【提示:两个圆柱之间的距离拉大,空气劈尖夹角减小,条纹变疏,但同时距离L 也变大,考虑到两圆柱的高

度差不变,所以条纹数目不变】

4.用白光光源进行双缝试验,如果用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝,用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝,则:( D )

《大学物理学》第十一十二十三章练习题解答

《大学物理学》第十一十二十三章练习题解答
半无限长导线 在O点的场强: ,
半无限长导线 在O点的场强: ,
AB圆弧在O点的场强: ,
则总场强: 。
5.在半径为 ,电荷体密度为 的均匀带电球内,若保持电荷分布不变,在该球体中挖去半径为 的一个小球体,球心为 ,两球心间距离 ,且 ,如图所示。试求:两球心 点的场强。
(提示:可利用代偿法,将没有电荷的小球看成同时
《大学物理学》第十一、十二、十三章练习题解答
可能用到的物理量: ,
一、选择题:
1.两个均匀带电的同心球面,半径分别为R1、R2(R1<R2),小球带电Q,大球带电-Q,下列各图中哪一个正确表示了电场的分布(D)
(A)(B)(C)(D)
2.如图所示,任一闭合曲面S内有一点电荷q,O为S面上任一点,若将q由闭合曲面内的P点移到T点,且OP=OT,那么(D)
(A) ;(B) ;(C) ;(D) 。
18.如果在空气平行板电容器的两极百度文库间平行地插入一块与极板面积相同的金属板,则由于金属板的插入及其相对于极板所放的位置的不同,对电容器电容的影响为:(C)
(A)使电容减少,但与金属板相对极板所放的位置无关;
(B)使电容减少,且与金属板相对极板所放的位置有关;
(C)使电容增大,但与金属板相对极板所放的位置无关;
(A)如果高斯面内没有自由电荷,则高斯面上 处处为零;
(B)如果高斯面上电位移矢量 为零,则该面内必无电荷;

《大学物理》第11章 角动量:转动

《大学物理》第11章 角动量:转动

rv
ω
角动量的方向沿轴的正向或负向,所以可 用代数量来描述.
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二、刚体角动量定理
牛顿第二运动定律
F ma 或者写成动量形式
F dp dt
类比写出刚体沿转轴方向力矩和角动量的关系
I
I

I
d
dt

d(I)
dt

dL
dt
d dt
dLdt
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§11-3 角动量守恒


dL dt
由上式可知合外力矩为零时,角动量守恒,即:
当 0时,L I 常数
角动量守恒定律:当物体合外力矩为零时,转 动物体的角动量守恒,即转动物体总角动量保 持恒定不变。
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例如:花样滑冰运动员 的“旋”动作 再如:跳水运动员的“团 身--展体”动作
R12
R
2 2


R2
v1 R1

R12
R
2 2


v1
R1 R2


2.4m/s

0.80m 0.48m


4.0m/s
可见当小球旋转半径减小时,速度增加
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例题11-2 离合器 一个简单的离合器包括两个圆盘,通过压紧 可实现传动。这两块圆盘的质量分别是MA = 6.0 kg,MB = 9.0 kg,半径均为Ro = 0.60 m。最初两圆盘分开(如图所示)。圆 盘MA的角速度从0增加到 1=7.2 rad/s,所需时间Δt=2s。计算 (a)MA的角动量;(b)MA角速度从0增加到7.2 rad/s所需要的 力矩;(c)圆盘MB最初在无摩擦力作用的情况下可以自由旋 转,将其与另一个自由旋转圆盘MA紧密连接,两个圆盘都以一 个恒定的角速度 旋2转, 大大低于 ,1为什么会发生这种现象? 等于多2少?
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《大学物理学》第十一、十二、十三章练习题解答

可能用到的物理量:1222

08.8510/C m N ε-=⨯⋅,

9220

19.010/4m N C πε=⨯⋅

一、选择题:

1. 两个均匀带电的同心球面,半径分别为R 1、R 2(R 1

(A) (B) (C) (D)

2. 如图所示,任一闭合曲面S 内有一点电荷q ,O 为S 面上任一点,若将q 由闭合曲面内的P 点移到T 点,且OP =OT ,那么 ( D )

(A) 穿过S 面的电通量改变,O 点的场强大小不变;

(B) 穿过S 面的电通量改变,O 点的场强大小改变; (C) 穿过S 面的电通量不变,O 点的场强大小改变; (D) 穿过S 面的电通量不变,O 点的场强大小不变。

3.如图所示,在点电荷q +的电场中,若选取图中P 为电势零点,则M 点的电势为:( D ) (A)

04q a

πε;(B)

08q a

πε ;(C) 04q a

πε-

;(D) 08q a

πε-

。 4.

在边长为a 的正立方体中心有一个电量为q 的点电荷,则通过该立方体任一面的电通量为 ( D ) (A)

q

ε; (B)

02q ε ; (C) 04q ε; (D) 0

6q ε。

5. 如图所示,a 、b 、c 是电场中某条电场线上的三个点,由此可知 ( C ) (A) E a >E b >E c ; (B) E a U b >U c ; (D) U a

6. 关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是 ( C )

(A) 如果高斯面内没有自由电荷,则高斯面上E ϖ

处处为零; (B) 如果高斯面上电位移矢量D v

为零,则该面内必无电荷;

(C) 如果高斯面内有净电荷,则通过该面的电通量必不为零; (D) 如果高斯面上电通量为零,则该面内必无电荷。

7. 电荷分布在有限空间内,则任意两点P 1、P 2之间的电势差取决于 ( D )

1212

12

21•

q

+P

M

(A) 从P 1移到P 2的试探电荷电量的大小; (B) P 1和P 2处电场强度的大小; (C) 试探电荷由P 1移到P 2的路径; (D) 由P 1移到P 2电场力对单位正电荷所作的功。 8.下面说法正确的是 ( D ) (A) 等势面上各点的场强大小都相等; (B) 在电势高处电势能也一定大; (C) 场强大处电势一定高; (D) 场强的方向总是从高电势指向低电势。

9.如图所示,绝缘带电导体上a 、b 、c 三点,

电荷密度是( A ); 电势是( D ): (A) a 点最大; (B) b 点最大; (C) c 点最大; (D)一样大。

10.当一个带电导体达到静电平衡时:( D )

(A)表面上电荷密度较大处电势较高; (B)表面上曲率较大处电势较高;

(C)导体内部的电势比导体表面电势高; (D)导体内任一点与其表面上任一点的电势差为零。 11.一个中性空腔导体,腔内有一个带正电的带电体,当另一中性导体接近空腔导体时, (1)腔内各点的场强:(A) 变化; (B) 不变; (C) 不能确定。( B )

(2)腔内各点的电势:(A) 升高; (B) 降低; (C) 不变; (D) 不能确定。( B ) 12.一个半径为R 带有电量为Q 的孤立导体球电容的决定式为:( D ) (A)04Q C R

πε=

; (B) 2

04Q C R πε=

; (C) 0

4C R

επ=

; (D) 04C R πε=。 13.对于带电的孤立导体球: ( B ) (A) 导体内的场强与电势大小均为零。(B) 导体内的场强为零,而电势为恒量。

(C) 导体内的电势比导体表面高。 (D) 导体内的电势与导体表面的电势高低无法确定。 14.忽略重力作用,两个电子在库仑力作用下从静止开始运动,由相距r 1到相距r 2,在此

期间,两个电子组成的系统哪个物理量保持不变 ( C ) (A) 动能总和; (B) 电势能总和; (C) 动量总和; (D )电相互作用力。

15.一长直导线横截面半径为a ,导线外同轴地套一半径为b 的薄圆筒,两者相互绝缘,并

且外筒接地,如图所示,设导线单位长度的电荷为λ+,并设接地的电势为零,则两导体间的P 点(OP = r )的场强大小和电势分别为:( D ) (A)204E r λπε=

,0ln 2b

U a λπε=;

(B) 204E r λπε=

,0ln 2b

U r

λπε=;

(C) 02E r λπε=

,0ln 2a

U r

λπε=

; (D) 02E r λπε=,0ln 2b

U r

λπε=

。 16.极板间为真空的平行板电容器,充电后与电源断开,将两极板用绝缘工具拉开一些距离,

则下列说法正确的是 ( D ) (A) 电容器极板上电荷面密度增加; (B) 电容器极板间的电场强度增加; (C) 电容器的电容不变; (D) 电容器极板间的电势差增大。

17.有一平行板电容器,板间距离为d ,接着电源上,将两板距离由d 调到2d

后,两板间