大学物理计算题11
《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
大学物理第11章电磁感应期末试题及参考答案
第11章电磁感应期末试题及参考答案
一、填空题
1、在竖直放置的一根无限长载流直导线右侧有一与其共面的任意形状的平面线圈。直导线中的电流由下向上，当线圈平行于导线向右运动时，线圈中的感应电动势方向为___________(填顺时针或逆时针)，其大小 (填>0，<0或=0 (设顺时针方向的感应电动势为正)
2、如图所示，在一长直导线L 中通有电流I ，
ABCD 为一矩形线圈，它与L 皆在纸面内，且AB 边与L 平行，矩形线圈绕AD 边旋转，当BC 边已离开纸面正向里运动时，线圈中感应动势的方向为___________。（填顺时针或逆时针）
3、金属杆AB 以匀速v 平行于长直载流导线运动， 导线与AB 共面且相互垂直，如图所示。已知导线载有电流I ，则此金属杆中的电动势为 电势较高端为____。
4、金属圆板在均匀磁场中以角速度ω 绕中心轴旋转 均匀磁场的方向平行于转轴，如图所示，则盘中心的电势 （填最高或最低）
5、一导线被弯成如图所示形状，bcde 为一不封口的正方形，边长为l ，ab 为l 的一半。若此导线
放在匀强磁场B 中，B 的方向垂直图面向内。导线以角速度ω在图面内绕a 点匀速转动，则此导线中的电势为 ；最高的点是__________。
6、如图所示，在与纸面相平行的平面内有一载有向上方向电流的无限长直导线和一接有电压表的矩形线框。当线框中有逆时针方向的感应电流时，直导线中的电流变化为________。(填写“逐渐增大”或“逐渐减小”或“不变”)
I
V
O O ′ B B
A
C 7、圆铜盘水平放置在均匀磁场中，B 的方向垂直盘面向上。当磁场随时间均匀增加时，从下往上看感应电动势的方向为_______（填顺或逆时针）
大学物理第十一章气体动理论习题详细答案
第十一章 气体动理论习题详细答案
一、选择题
1、答案：B
解：根据速率分布函数()f v 的统计意义即可得出。()f v 表示速率以v 为中心的单位速率区间内的气体分子数占总分子数的比例，而dv v Nf )(表示速率以v 为中心的dv 速率区间内的气体分子数，故本题答案为B 。 2、答案：A
解：根据()f v 的统计意义和p v 的定义知，后面三个选项的说法都是对的，后面三个选项的说法都是对的，而只有而只有A 不正确，气体分子可能具有的最大速率不是p v ，而可能是趋于无穷大，所以答案A 正确。正确。 3、答案： A 解：2rms 1.73
RT v v M ==，据题意得2222
2222
1,16H O H H H O O O T T T M M M T M ===，
所以答案A 正确。正确。 4、 由理想气体分子的压强公式2
3
k p n e =可得压强之比为：可得压强之比为：
A p ∶
B p ∶
C p ＝n A kA e ∶n B kB e ∶n C kC e ＝1∶1∶1 5、 氧气和氦气均在标准状态下，二者温度和压强都相同，而氧气的自由度数为
5，氦气的自由度数为3，将物态方程pV RT n =代入内能公式2
i
E RT n =可得
2i
E pV =，所以氧气和氦气的内能之比为5 : 6，故答案选C 。
6、 解：理想气体状态方程PV RT
n =，内能2i
U RT n =
(0
m M n =
)。由两式得
2
U
i
P V =，A 、B 两种容积两种气体的压强相同，A 中，3i =；B 中，5i =，所以答案A 正确。正确。
大学物理习题11
习题11
11-1．直角三角形ABC 的A 点上，有电荷C 108.19
1-⨯=q ，B 点上有电荷
C 108.492-⨯-=q ，试求C 点的电场强度(设0.04m BC =，0.03m AC =)。
解：1q 在C 点产生的场强：
1
12
04AC
q E i
r πε=v v ，
2q 在C 点产生的场强：2
22
04BC q E j r πε=
v v ，
∴C 点的电场强度：
4412 2.710 1.810E E E i j =+=⨯+⨯v v v v v ； C 点的合场强：224
1
2
3.2410V
E E E m =+=⨯，
方向如图： 1.8
arctan 33.73342'
2.7α===o o 。
11-2．用细的塑料棒弯成半径为cm 50的圆环，两端间空隙为cm 2，电量为C 1012.39
-⨯的正电荷均匀分布在棒上，求圆心处电场强度的大小和方向。
解：∵棒长为2 3.12l r d m π=-=，
∴电荷线密度：9
1
1.010
q
C m
l λ--==⨯⋅
心处场强等于闭合线圈产生电场再减去m d 02.0=长的带电棒在该点产生的场强，即所求问题转化为求缺口处带负电荷的塑料棒在O 点产生的场强。 解法1：利用微元积分：
2
1cos 4O x Rd dE R λθ
θ
πε=
⋅
，
∴
2000cos 2sin 2444O d
E d R R R α
α
λλλθθααπεπεπε-==
⋅≈⋅=⎰10.72V m -=⋅；
解法2：直接利用点电荷场强公式：
由于d r <<，该小段可看成点电荷：
11
2.010q d C λ-'==⨯， 则圆心处场强：119
《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
大学物理习题11
作业 1 1
1.载流长直螺线管内充满相对磁导率为r μ的均匀抗磁质，则螺线管内中部的磁感应强度B 和磁场强度H 的关系是[ ]。
A. 0B H μ>
B. r B H μ=
C. 0B H μ=
D. 0B H μ< 答案：【D 】
解：对于非铁磁质，电磁感应强度与磁场强度成正比关系
抗磁质：1≤r μ，所以，0B H μ<
2.在稳恒磁场中，关于磁场强度H →的下列几种说法中正确的是[ ]。
A. H →仅与传导电流有关。
B.若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的H →必为零。
C.若闭合曲线上各点H →均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零。
D.以闭合曲线L 为边界的任意曲面的H →通量相等。
答案：【C 】
解：安培环路定理∑⎰=⋅0I l d H L ρρ，是说：磁场强度H ρ的闭合回路的线积分只与传导电流有关，并不是说：磁场强度H ρ本身只与传导电流有关。A 错。 闭合曲线内没有包围传导电流，只能得到：磁场强度H ρ的闭合回路的线积分为零。并不能说：磁场强度H ρ本身在曲线上各点必为零。B 错。 高斯定理0=⋅⎰⎰S
S d B ρρ，是说：穿过闭合曲面，场感应强度B ρ的通量为零，或者说，.以
闭合曲线L 为边界的任意曲面的B ρ通量相等。对于磁场强度H ρ，没有这样的高斯定理。不能说，穿过闭合曲面，场感应强度H ρ的通量为零。D 错。 安培环路定理∑⎰=⋅0I l d H L
ρρ，是说：磁场强度H ρ的闭合回路的线积分等于闭合回路包
围的电流的代数和。C 正确。
3.图11-1种三条曲线分别为顺磁质、抗磁质和铁磁质的B H -曲线，则Oa 表示 ；Ob 表示 ；Oc 表示 。
第1章质点的运动与牛顿定律练习题(大学物理11)
第1章质点的运动与牛顿定律
一、选择题
易１、对于匀速圆周运动下面说法不正确的是
（）
（A）速率不变；（B）速度不变；（C）角速度不变；（D）周期不变。
易：２、对一质点施以恒力，则；（）
（A）质点沿着力的方向运动；（ B）质点的速率变得越来越大；
（C）质点一定做匀变速直线运动；（D）质点速度变化的方向与力的方向相同。
易：３、对于一个运动的质点，下面哪种情形是不可能的（）
(A)具有恒定速率，但有变化的速度；(B)加速度为零，而速度不为零；
(C)加速度不为零，而速度为零。 (D) 加速度恒定(不为零)而速度不变。
中：４、试指出当曲率半径
≠0时，下列说法中哪一种是正确的（）
(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线方向，法线分速度恒等于零，因此法问加速度也一定等于零；
(D) 物体作曲线运动时，一定有加速度，加速度的法向分量一定不等于零。
难：５、质点沿x方向运动，其加速度随位置的变化关系为:
．如在x = 0处，速度
，那么x=3m处的速度大小为
(A)
；(B)
；(C)
；(D)
。
易：６、一作直线运动的物体的运动规律是
，从时刻
到
间的平
均速度是
(A)
；(B)
；
(C)
；(D)
。
中7、一质量为m的物体沿X轴运动，其运动方程为
，式中
、
均为正的常量，t为时间变量，则该物体所受到的合力为：（）（A）、
；（B）、
；
（C）、
；（D）、
。
中：８、质点由静止开始以匀角加速度
沿半径为R的圆周运动．如果在某一时刻此质点的总加速度
大学物理实验计算题
1．用50分度游标卡尺测量铜环的内径K=6次，测量数据如下，d i =，，，，，，单位毫米，计算测量结果，并用不确定度表示测量结果。
()
%
2.097.19/0
3.003.097.1903.002.002.002.0102.0197.192
22
6
1
==±==+===⨯==
=--=
=∑=E mm d mm
U U U mm
U mm
n t
U mm
n d
d
mm
d B A d B d A i
i d σσ解：
2．用流体静力称衡法测固体密度的公式为：ρ=[m/(m-m1)] ρ0，若测得m=（±）g ，m 1=（±）g,
ρ0=（±）g/cm 3,求：ρ±U ρ
3
3
013
2
0212122
1122211202
02
12
122/02.091.2/91.2/02.0)())
(())((
cm g cm
g m m m cm g U m m m U m m m U m m m U U U U p m m m m m m ±==⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡-==-+--+--=⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛∂∂+⎪
⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=ρρρρρρ
ρρρ解：
3．用有效数字运算规则计算下列各式：
⑴．1.02000.10.5000.400.2⨯+⨯+⨯
⑵．201080.63
-⨯
⑶．
()00
.2989.52.2480.2⨯-
解：（1）601.02000.10.5000.400.2=⨯+⨯+⨯
（2）3
3
1078.6201080.6⨯=-⨯ （3）()9.600
.2989.52.2480.2=⨯-
4．（1）=-+12.93.20475.8 （2）=⨯-⨯2
大学物理课答案11章
习题11
11-1．测量星体表面温度的方法之一是将其看作黑体，测量它的峰值波长m λ，利用维恩定律便可求出T 。已知太阳、北极星和天狼星的m λ分别为6
0.5010
m -⨯，60.4310m -⨯和
60.2910m -⨯，试计算它们的表面温度。
解：由维恩定律：m T b λ=，其中：3
10898.2-⨯=b ，那么：
太阳：3
6
2.8981057960.510
m b
T K λ--⨯===⨯； 北极星：3
6
2.8981067400.4310m b
T K λ--⨯===⨯；
天狼星：3
6
2.8981099930.2910m b
T K λ--⨯===⨯。
11-2．宇宙大爆炸遗留在宇宙空间的均匀背景辐射相当于温度为K 3的黑体辐射，试计算： （1）此辐射的单色辐出度的峰值波长； （2）地球表面接收到此辐射的功率。
解：（1）由m T b λ=，有3
42.898109.66103
m b m T λ--⨯==
=⨯； （2）由4M T σ=，有：42
4P T R σπ=⨯地，那么：
328494(637010) 5.67103 2.3410P W π-=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯。
11-3．在加热黑体过程中，其单色辐出度对应的峰值波长由0.69μm 变化到0.50μm ，求总辐出度改变为原来的多少倍？
解：由 b T m =λ 和 4
T M σ=可得，
63.3)5
.069.0()()(4
40400====m m T T M M λλ
11-4．已知000K 2时钨的辐出度与黑体的辐出度之比为259.0。设灯泡的钨丝面积为
大学物理考题及答案
一、简答题：（每小题6分，共5题，合计30分） 1、简谐运动的概念是什么？
参考答案：如果做机械振动的质点，其位移与时间的关系遵从正弦（或余弦）函数规律，这样
的振动叫做简谐运动，又名简谐振动。因此，简谐运动常用sin()x A t ωϕ=+作为其运动学定义。其中振幅A ，角频率ω，周期T ，和频率f 的关
系分别为： 2T
π
ω=
、2f ωπ= 。 2、相干光的概念是什么？相干的条件是什么？
参考答案：频率相同，且振动方向相同的光称为相干光。或满足相干条件的光也可称为相干光。 相干条件如下
这两束光在相遇区域；振动方向相同；振动频率相同；相位相同或相位差保持恒定； 那么在两束光相遇的区域内就会产生干涉现象。
3、高斯定理的定义是什么？写出其数学公式
通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的所有电荷量的代数和。 1
01
n
e i
i E dS q ε=Φ=
⋅=∑⎰
4、什么叫薄膜干涉？什么叫半波损失？
参考答案：由薄膜两表面反射光或透射光产生的干涉现象叫做薄膜干涉；
波从波疏介质射向波密介质时反射过程中，反射波在离开反射点时的振动方向相对于入射波到达入射点时的振动相差半个周期，这种现象叫做半波损失。 5、元芳，此题你怎么看？
2L
B dl B r π⋅=⎰
0 (r 2I
B r
μπ=
≥即圆柱面外一点的磁场与全部电流都集中在轴线上的一根无限长线电流产生的磁场相同的。
2L
B dl B r π⋅=⎰
0 (r
11
大学物理课后题答案11
习 题 十 一
11-1 如图所示，在点电荷+Q 的电场中放置一导体球。由点电荷+Q 到球心的径矢为r ，在静电平衡时，求导体球上的感应电荷在球心O 点处产生的场强E 。
[解] 静电平衡时，导体内任一点的场强为零，O 点的场强是点电荷+Q 及球面上感应电荷共同贡献的，由场强叠加原理有
0Q 0='+=E E E
r E E 2
0Q 4r Q πε-
=-='
11-2 一带电量为q 、半径为r 的金属球A ，放在内外半径分别为1R 和2R 的不带电金属球壳B 内任意位置，如图所示。A 与B 之间及B 外均为真空，若用导线把A ，B 连接，求球A 的电势。
[解] 以导线把球和球壳连接在一起后，电荷全部分布在球壳的外表面上(或者说导体球的电荷与球壳内表面电荷中和)，整个系统是一个等势体，因此
2
0B A 4R q U U πε=
=
11-3 如图所示，把一块原来不带电的金属板B 移近一块已带有正电荷Q 的金属板A ，平行放置。设两板面积都是S ，板间距为d ，忽略边缘效应，求：(1)板B 不接地时，两板间的电势差；(2)板B 接地时，两板间的电势差。
[解] (1) 由61页例1知，两带电平板导体相向面上电量大小相等符号相反，而相背面上电量大小相等符号相同，因此当板B 不接地，电荷分布为
因而板间电场强度为 S
Q E 02ε=
电势差为 S
Qd
Ed U 0AB 2ε=
= (2) 板B 接地时，在B 板上感应出负电荷，电荷分布为
B A
-Q/2Q/2Q/2Q/2A B -Q
Q
故板间电场强度为 S
Q E 0ε=
大学物理第十一章习题解答..
第十一章：恒定电流的磁场习题解答
1．题号：40941001
分值：10分
如下图所示，是一段通有电流I 的圆弧形导线，它的半径为R ，对圆心的张角为θ。
求该圆弧形电流所激发的在圆心O 处的磁感强度。
解答及评分标准：
在圆弧形电流中取一电流元l Id （1分），
则该电流元l Id 在圆心处的磁感强度为： θπμπμd R I R
Idl dB 490sin 40020==（2分） 其中θRd dl =
则整段电流在圆心处的磁感强度为：
θπμθπμθ
R I d R I dB B 44000===⎰⎰（2分）
2．题号：40941002
分值：10分
一无限长的载流导线中部被弯成圆弧形，如图所示，圆弧形半径为cm R 3=，导线中
的电流为A I 2=。求圆弧形中心O 点的磁感应强度。
解答及评分标准：
两根半无限长直电流在O 点的磁感应强度方向同为垂直图面向外，大小相等，以垂直
图面向里为正向，叠加后得
R
I R I B πμπμ242001-=•-= （3分） 圆弧形导线在O 点产生的磁感应强度方向垂直图面向里，大小为
R I R I B 83432002μμ==
（3分） 二者叠加后得 T R
I R I B B B 500121081.1283-⨯=-=+=πμμ （3分） 方向垂直图面向里。 （1分）
3．题号：40941003
分值：10分
难度系数等级：1
一段导线先弯成图（a ）所示形状，然后将同样长的导线再弯成图（b ）所示形状。在导
线通以电流I 后，求两个图形中P 点的磁感应强度之比。
（a ） （b ）
解答及评分标准：
大学物理习题册答案第11单元 气体动理论
第11单元 气体动理论
一、选择题
【C 】1.在标准状态下, 若氧气（视为刚性双原子分子的理想气体）和氦气的体积比2
121=V V ，则其内能之比21/E E 为： (A) 1/2 (B) 5/3 (C) 5/6 (D) 3/10
【B 】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 为玻耳兹曼常量，R 为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为
(A) pV/m (B) pV/(kT) (C) pV/(RT) (D) pV/(mT)
【D 】3.一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m ．根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量平方的平均值 (A) m kT v x 32= (B)m kT v x 3312= (C) m kT v x 32= (D)m
kT v x =2 【解析】m kT v 32=，222231v v v v z y x ===，故m
kT v x =2。 【变式】一定量的理想气体贮于某一容器内，温度为T ，气体分子的质量为m 。根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在x 方向分量的平均值为（ ） 0 D. π38 . C π831 B. π8 A.==⋅==
x x x x m
kT m kT m kT v v v v 解：在热平衡时，分子在x 正反两个方向上的运动是等概率的，故分子速度在x 方向分量的平均值为零。所以答案选D 。 【D 】4.若)(v f 为气体分子速率分布函数，N 为分子总数，m 为分子质量，则
大学物理练习题答案 11
11-1一物体作简谐运动的曲线如图11-1所示，试求其运动方程。 解：设振动方程为)cos(ϕω+=t A x ，m 10
42
-⨯=A
由旋转矢量法知
πϕ4
3
-=，2
5
.04
/π
πω=
=
， )4
3
2cos(1042ππ-⨯=∴-t x
11-2一质量为0.02kg 的弹簧振子沿x 轴作谐振动，振幅为0.12m ，周期为2s 。当t ＝0时，振子位于0.06m 处，并向x 轴正方向运动，试求：（1）试用旋转矢量法确定初位相并写出运动方程；（2）t ＝0.5s 时的位置，速度和加速度；（3）从x ＝－0.06m 处向x 轴负方向运动再回到平衡位置所需时间。
解：（1）由旋转矢量法知
3π
ϕ-
=，πππω===
222T ， )3
cos(12.0π
π-=∴t x
（2）)3sin(12.0dt d πππ--==t x v ，)3
cos(12.0dt d 2π
ππ--==t v a
s 5.0=t ，m 1039.0=x ，m/s 1885.0-=v ，2
m/s 03.1=a （3）s 6
5
6/52/3/==+=
ππωππt
11-3如图11-3所示，水平轻质弹簧一端固定，另一端所系轻绳绕过一滑轮垂挂一质量为m 的物体。若弹
簧劲度系数为k ，滑轮半径为R ，转动量为J 。（1）证明物体作简谐振动；（2）求振动周期；（3）设t ＝0时弹簧无伸缩，物体由静止下落，写出物体的运动方程。 解：（1）取系统的静平衡位置为坐标原点，向下为正。
弹簧的初始变形量 k
mg
x =
0。 分别取重物、滑轮和弹簧为研究对象，则有
大学物理考题11
南京农业大学试题纸
2018-2019学年
1学期
课程类型：必修
试卷类型：A
课程号PHYS2602
课程名物理学ⅡA
学分2
本试卷适应范围工科17级
装订线
装订线
10.关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是：（）
（A ）单缝的作用是获得频率相同的两相干光源（B ）双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源
（C ）光屏上距两缝的路程差等于半个波长的整数倍处出现暗条纹（D ）照射到单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽11.减小劈尖的楔角，则条纹移动的方向和条纹间距
（
）
（A）远离棱边，条纹间距变小；（B）靠向棱边，条纹间距变小；（C）远离棱边，条纹间距变大；（D）靠向棱边，条纹间距变大。
12.对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的
主极大，应该（
）
（A）换一个光栅常数较小的光栅（B）换一个光栅常数较大的光栅（C）将光栅向靠近屏幕的方向移动（D）将光栅向远离屏幕的方向移动二、判断题(每题1分，共6分)
1.在p －V 图上任意一线段下的面积，表示系统在经历相应过程所作的功。
2.简谐振动的振幅和初相是由初始状态决定的，而角频率则由系统本身的固有属性决定。
3.在机械波传播过程中，介质中的质点随波的传播而迁移。
4.驻波现象中，波节两侧对称的质点，振幅相同,相位不同
5.根据惠更斯—菲涅耳原理，衍射也是一种波的相干叠加现象。
6.光栅衍射是多缝干涉受单缝衍射调制的结果。三、填空题(每空1分，共11分)
1．3mol 氮气(2N )和3mol 氦气(He )温度相同，则氮气和氦气的平均平动动能之比_________，氮气和氦气的平均动能之比_________，氮气和氦气的内能之比_______________.
大学物理学下册答案第11章
第11章 稳恒磁场
习 题
一 选择题
11-1 边长为l 的正方形线圈，分别用图11-1中所示的两种方式通以电流I （其中ab 、cd 与正方形共面），在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感应强度的大小分别为：[ ]
（A ）10B =，20B = （B ）10B =
，02I
B l
π= （C
）01I
B l π=，20B = （D
）01I B l π=
，02I
B l
π= 答案：C
解析：有限长直导线在空间激发的磁感应强度大小为012(cos cos )4I
B d
μθθπ=
-，并结合右手螺旋定则判断磁感应强度方向，按照磁场的叠加原理，可计
算
01I
B l
π=
，20B =。故正确答案为（C ）。 11-2 两个载有相等电流I 的半径为R 的圆线圈一个处于水平位置，一个处于竖直位置，两个线圈的圆心重合，如图11-2所示，则在圆心O 处的磁感应强度大小为多少
（A ）0 （B ）R I 2/0μ （C ）R I 2/20μ （D ）R I /0μ 答案：C
习题11-1图
习题11-2图
解析：圆线圈在圆心处的磁感应强度大小为120/2B B I R μ==，按照右手螺旋定
则判断知1B v 和2B v
的方向相互垂直，依照磁场的矢量叠加原理，计算可得圆心O
处的磁感应强度大小为0/2B I R =。
11-3 如图11-3所示，在均匀磁场B 中，有一个半径为R 的半球面S ，S 边线所在平面的单位法线矢量n 与磁感应强度B 的夹角为α，则通过该半球面的磁通量的大小为[ ]
（A ）B R 2π （B ）B R 22π （C ）2cos R B πα （D ）2sin R B πα 答案：C
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三、计算题
1如图所示，一个半径为R 1的均匀球体，总电荷为Q 1，球体外同心罩一个半径为R 2的均匀带电球面，总电荷为Q 2，试求：⑴ 用高斯定理求各区域电场的分布；⑵ 用场强积分球体与球面间的电势分布（R 1＜r 2.如图所示，一个均匀带电球壳的内、外半径分别为1R 和2R （1R <2R ），带电球壳的电荷体密度为ρ，求：⑴ 用高斯定理求各区域电场的分布；⑵ 用场强积分公式求21R r R <<区域的电势分布（写出积分表达式即可）。 3、如左下图所示，在一半径为1R 的均匀带电球体A 外面套有一个同心的金属球壳B （已知导体球壳B 的内、外半径分别为2R 和3R ）。设A 球带电量为1Q ，球壳B 带电量为2Q 。（1）利用高斯定理求各区域的电场分布；（2）利用电势定义求C （21R r R <<）和D （3R r >）两点的电势。 4、如左下图所示装置，均质圆盘形定滑轮C 的质量为m 、半径为r ，滑轮两边分别悬挂质量为1m 和2m 的物体A 、B 。A 置于倾角为θ的斜面上，它和斜面间的摩擦因数为μ。当B 向下作加速运动时，求：（1）两物体的线加速度的大小；（2）水平和竖直两段绳索的张力大小。（设绳的质量和伸长略去不计，绳与滑轮间无相对滑动，滑轮与转轴间的摩擦略去不计。）（注：只需列出足够的方程，不必写出结果） 5、一个质量为M 、半径为R 的定滑轮（当作均质圆盘）上面绕有细绳。绳的一端在滑轮边缘上，另一端挂一质量为m 的物体。忽略轴处摩擦，求物体m 由静止下落h 高度时的速度和此时滑轮的角速度。 6、一细而轻的绳索跨过一质量为M ，半径为R 的定滑轮C ，绳的两端分别系有质量为1m 和2m 的物体，且1m >2m ，绳的质量、轮轴间的摩擦不计且绳与轮间无相对滑动。轮可视为圆盘，求物体的加速度的大小和绳的张力。 B 7、如左下图所示，均质定滑轮的质量为m，半径为r，一绳跨过定滑轮将物体 m 1和 m连接。若1m置于摩擦系数为μ的平台上，求2m下落的加速度大小和绳的张2 力。（不计绳的质量，绳已张直，绳不可伸长，绳与滑轮间无相对滑动，不计滑轮与转轴间的摩擦。） 8、如左下图所示，已知两物体A、B的质量均为kg =，物体A以加速度 m0.3 2 m a运动，求物体B与桌面间的摩擦力。(滑轮与连接绳的质量不计)（10 =s 0.1- ⋅ 分） B A 9、如图所示，一长直导线中通有电流I 1，其旁有一矩形线圈abcd 与它共面，ab 边与长直导线平行。已知线圈的边长l 1，l 2，ab 边与直导线相距l ，线圈中的电流I 2 。求线圈各边受的安培力及线圈所受的合力。 10、如图所示. 质量为 m 的物体, 以速度v 向光滑的轨道物体M 运动，求m 能够运动到的最大高度h max 。 v m M 光滑 光滑 11、如左下图所示，质量为M 的均匀细棒，长为l ，可绕端点O 的水平轴在竖直面内转动。当棒竖直下垂时，有一质量为m 的小球飞来，垂直击中棒的中点。由于碰撞，小球自由下落，而细棒碰撞后的最大偏角为 。求小球击中细棒前的速度值。（不计O 点处摩擦力矩）（8分） O 2l l b 1l c I 1 a I 2 d x 12、质量为m 的子弹以速率v 0水平射入沙土中，设子弹所受阻力与速度反向，大小与速度成正比，比例系数为Ｋ，忽略子弹的重力，求： (1) 子弹射入沙土后，速度随时间变化的函数式； (2) 子弹进入沙土的最大深度． 13、已知在半径为R 的光滑球面上，一物体自顶端静止下滑, 问物体在何处脱离球面? 14、如图，质量为m ，长为 l 的均匀细棒，可绕垂直于棒一端的水平轴转动，如将此棒放在水平位置，然后任其自由下落，求：（1）开始转动时的角加速度；（2）（3）棒下落到竖直位置时的角速度。 15、两无限长直导体圆筒，内、外半径分别为1R 和2R （筒壁厚度可忽略不计），电流I 沿内筒流去，沿外筒流回，如左下图所示。试求：（1）小圆筒内、两圆 筒间、大圆筒外任一点的磁感应强度B ；（2）通过长为L 的一段截面（图中阴影区）的磁通量m φ。（10分） 16. 如左下图所示，一长直导线横截面半径为a ，导线外同轴地套一半径为b 的导体薄圆筒，设导线单位长度的电荷为λ+，取外导体筒为参考零电势，求两导体之间任意一点P （b r a <<）的电场强度大小和电势。 17、试证明：一条任意长度的载流圆弧导线（见左下图）在均匀磁场中所受到的磁场力，与其始点和终点相同的载流直导线所受的磁场力相等。 18、一长直导线通有电流1I ，其旁有一矩形线圈ABCD 与它共面，AB 边与长直导线平行，线圈的边长AB =l ，AC =b ，AB 边与长直导线的垂直距离为d 。求该线圈在垂直于导线方向上以速率v 向右移动，在图示位置处线圈中的感应电动势的大小和方向。 B I R 19、如左下图所示，一质量为m 的小球最初位于如图所示的A 点，然后沿半径为r 的光滑圆轨道ADCB 下滑。试求：小球到达C 点时的角速度和对圆轨道的作用力。 20、如左下图所示，长为l 、质量为m 1的均匀细杆，可绕水平光滑固定点O 转动，另一质量为m 2的小球，用长也为l 的轻绳系于上述的点O 上。开始时杆静止在竖直位置上，现将小球拉开一定角度，然后使其自由摆下与杆相碰。假设碰撞是完全弹性的，结果使杆的最大偏角为600。试列出足够的方程，以求小 球最初拉开的角度θ。 21、如左下图所示，通有电流I 的载流导线CD 被弯成半径为R 的41 圆弧，放在 磁感强度为B 的均匀磁场中，求导线CD 所受磁场作用力的大小和方向。若DO 和OC 为导线，且与导线CD 构成一个闭合线圈，求闭合线圈CDOC 所受磁场力与磁力矩。 x C 2