山东科技大学大学物理学习指导11-22章例题...
山东科技大学 大学物理 必考题目
214()d roQ r r r πρ=⎰11d s o Q Φε=⋅=⎰E S 24r o r E k ε=r <R 12301d 44d R r s o E r k r r Φππε=⋅=⋅=⎰⎰E S 4204r R E k r ε=,r >R 。
12-1 d 0L ⋅=⎰E r , 单位正电荷在静电场中沿任何闭合路径绕行一周,电场力所做的功为零,保守12-3 (1) 204QR πε, 0;(2) 04QR πε, 024Qr πε12-4 o 点总电势:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-π==⎰⎰⎰++l a a la a x x a x dU U d d 400ελ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-π=a l a a l ln 400ελ(1) 球心处的电势为两个同心带电球面各自在球心处产生的电势的叠加,即12001214q q U r r πε⎛⎫=+ ⎪⎝⎭()210r r +=εσ 2100r r U +=εσ=8.85×10-9 C / m2(2) ()221222441r q r r r πσσπσ⎛⎫''=-=+ ⎪⎝⎭()21200244r r r U r πσπε=+==6.67×10-9 C15-5某一半径为ρ 的圆环的磁场为 )2/(d d 0ρμi B =而 ρσωρωρρσd )]2/([d 2d =π⋅π=i ∴ ρσωμρρσωρμd 21)2/(d d 00==B 正电部分产生的磁感强度为 r B r2d 2000σωμρσωμ==⎰+ 负电部分产生的磁感强度为 )(2d 200r R B Rr-==⎰-σωμρσωμ今 -+=B B ∴ r R 2=15-10 解:建立坐标系,应用安培环路定理,左边电流产生的磁感应强度x2IB 01πμ=; 方向向里 右边电流产生的磁感应强度)x a 3(2IB 02-πμ=; 方向向外应用磁场叠加原理可得磁场分布为,)3(2200x a IxIB -π+π=μμ )252(a x a ≤≤B的方向垂直x 轴及图面向里.16-6 解:在直线电流2I 上任意取一个小电流元dl I 2,此电流元到长直线的距离为x ,无限长直线电流1I 在小电流元处产生的磁感应强度为:012I B xμπ=⊗,再利用d F I Bdl =,考虑到0cos60d x dl =,有:01202cos60I I d xd F x μπ=⋅, ∴0120120ln 2cos60b a I I I I d xb F x aμμππ=⋅=⎰。
大学物理课后习题详解(第十一章)中国石油大学
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 20Q 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20B 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 SQ E 02ε=电势差为 SQdEd 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 -QQ故板间电场强度为 SQ E 0ε=电势差为 SQdEd U 0AB ε==11-4 如图所示,有三块互相平行的导体板,上导体板到中间导体板的距离为5.0cm ,上导体板到下导体板的距离为8.0cm ,外面的两块用导线连接,原来不带电。
中间一块两面上带电,其面电荷密度之和为25m C 103.1-⨯=σ。
求每块板的两个表面的面电荷密度各是多少(忽略边缘效应)?[解] 因忽略边缘效应,可把三个导体板看作无限大平板,由例1知32σσ-= (1) 45σσ-= (2)忽略边缘效应,则导体板可看成无限大的,具有屏蔽性,在相邻导体板之间的电场只由相对于二表面上电荷决定。
2020年智慧树知道网课《理论力学(山东科技大学)》课后章节测试满分答案
绪论单元测试1【判断题】(25分)哥白尼提出了地心说。
A.对B.错2【判断题】(25分)理论力学的研究对象为微观分子的运动。
A.错B.对3【判断题】(25分)理论力学的研究对象为低速宏观物体的机械运动。
A.错B.对4【判断题】(25分)理论力学的基础理论依据是牛顿三定律。
A.错B.对第一章测试1【单选题】(20分)人拉车前进时,人拉车的力________车拉人的力?A.远大于B.大于C.小于D.等于2【多选题】(20分)在下述原理中,只适用于刚体的有____?A.力的可传性原理B.二力平衡原理C.作用与反作用定理D.加减平衡力系原理3【单选题】(20分)若作用在A点的两个大小不等的和,沿同一直线但方向相反。
则其合力可以表示为________?A.B.C.D.4【单选题】(20分)作用在一个刚体上的两个力,满足的条件,则该二力可能是____ __________?A.一对平衡的力或一个力偶B.作用力和反作用力或一对平衡的力C.作用力和反作用力或一个力偶D.一对平衡的力或一个力和一个力偶5【判断题】(20分)若有的两个力,作用在同一刚体上,则此二力是作用力和反作用力,或者是一对平衡的力。
A.对B.错第二章测试1【单选题】(20分)已知为作用于刚体上的平面共点力系,其力矢关系如图所示为平行四边形,由此可知________。
A.力系简化为一个力和一个力偶B.力系可合成为一个力偶C.力系可合成为一个力D.力系的合力为零,力系平衡2【单选题】(20分)图示系统只受作用而平衡。
欲使A支座约束力的作用线与AB成角,则斜面的倾角应为_______________。
A.B.C.D.3【单选题】(20分)杆AF,BE,CD,EF相互铰接、并支承如图所示。
今在AF杆上作用一力偶(),若不计各杆自重,则A支座处约束力的作用线___________。
A.沿AH直线B.沿AG直线C.过A点平行力D.过A点平行BG连线4【单选题】(20分)A.136.6和25.9B.86.6和63.7C.86.6和70.1D.136.6和70.75【单选题】(20分)A.1kN和0.414kNB.1kN和0.707kNC.kN和0.707kND.1kN和0.4kN第三章测试1【单选题】(20分)已知一正方体,各边长a,沿对角线BH作用一个力,则该力在z1轴上的投影为___ ________。
山东科技大学 大学物理学习指导1-5章答案
第一章 质点运动学【例题精讲】例1-1 2)3(-=y x 2s m 8-⋅ i例1-2 [ D ] 例1-3 [ D ]例1-4 (1)、(3)和(4)不可能例1-5 3031Ct +v 400121Ct t x ++v 例1-6 [ C ]例1-7【解】如图所示,取沿地面方向的轴为Ox 轴。
人从路灯正下方点O 开始运动,经时间t 后其位置为OA x =,而人头顶影子的位置为x '。
由相似三角形关系,有h H H x x OAOC -='=,h H Hx x -=',故头顶影子的移动速度为hH H dt x d -='='vv 。
例【证明】 因为2d d d d d d d d v x v v t x x v t v k -==⋅= 所以x k d d -=vv⎰⎰-=x x k 0d d 10v v vv , kx -=0ln v v故 )exp(0kx -=v v 例1-9 [ B ]【习题精练】1-1 [ C ]1-2【解】设质点在x 处的速度为v , 62d d d d d d 2x txx t a +=⋅==v v ()x x xd 62d 02⎰⎰+=v v v则质点在任意位置处的速度为() 2213 x x +=v1-3【解】 已知加速度=a d v /d t 4=t ,例1-7图d v 4=t d t⎰⎰=vv 0d 4d tt t v 2=t 2又因为v d =x /d t 2=t 2t t x txx d 2d 020⎰⎰=则质点位置和时间的关系式为x 2=t 3/3+10 (SI) 1-4 [ D ]1-5 【解】 已知运动学方程为 223t +=θ 角速度 t t4d d ==θω 法向加速度22216Rt R Ra n ===ωv 角加速度 2-2s rad 4d d ⋅===ωωβR t(注意:答案中缺单位) 1-6 1 s 1.5 m 1-7 [ C ]第二章 运动和力【例题精讲】例2-1 [ D ] 例2-2 [ A ] 例2-3 [ C ]例2-4 【答】 (1) 不正确。
山东科技大学822工程流体力学2005--2009,2011--2019年考研真题
(重力加速度取g=9.8N/kg,水的密度取ρ=1000kg/m3)一、填空题(每空3分,共30分)1、在连续性假设中,认为构成流体的基本单位是①。
2、水的动力黏度随温度的升高而②。
3、流体力学中把符合③定律的流体称为牛顿流体。
4、水在圆管中流动,雷诺数为1890,则其流态为④。
5、在流束或者总流中,与所有流线都垂直的截面称为⑤。
6、发生在缓变流整个流程中的能量损失称为⑥。
7、某水流速度是2.5m/s,则其速度水头是⑦mH2O。
8、压力体是曲面和计示压强为⑧的自由液面或者其延长面所包围的体积。
9、作用于流体上的力按其性质可以分为⑨和质量力。
10、管内流体做湍流流动时,若黏性底层完全淹没管壁的粗糙突出部分,则这种情况的管内流动称为⑩流动。
一、简答题(每题8分,共40分)1.为什么要提出理想流体这个假设?它与热力学中的理想气体有什么区别?2.什么是流体的压缩性?什么是流体的膨胀性?它们的大小如何度量?3.什么叫做流线?它有什么性质?4.输水管道的流量一定时,管径增加,雷诺数是增加还是减少?为什么?5.边界层分离现象是怎样产生的?三、计算题(共80分)1、(10分)面积A=0.5m2的平板,水平地放在厚度为h=10mm的油膜上。
用F=4.8N 的水平力拉平板,使其以μ=0.8m/s的速度移动。
若油的密度ρ=856kg/m3,求油的动力黏度和运动黏度。
2、(10分)测压装置如图1所示,试对下列两种情况求A 液体中M 点处的表压:(1)A 液体是水,B 液体是水银(密度取13600kg/m 3),y =60cm ,z =30cm ;(2)A 液体是相对密度为0.8的油,B 液体是相对密度为1.25的氯化钙溶液,y =80cm ,z =20cm 。
图13、(10分)如图2所示为一等加速向下运动的盛水容器,水深h =4m ,加速度为a =4.9m/s 2,已知大气压强P a 为101325Pa ,试确定:(1)容器底部的流体绝对压强。
09年 山东科技大学 电路
一、单项选择题(本大题共20个小题,每小题都是4分,共计80分),下列各题中,每小题四个答案,将其中唯一的正确答案写到答题纸上,不要写在试卷上。
1. 图示电路中,7 V电压源吸收功率为(答案必须写到答题纸上)A. 14B. -7 WC. -14 WD. 7 W2. 图示电路中,若使I增加为2I,8Ω电阻应换为(答案必须写到答题纸上)A. 0 ΩB. 3 ΩC. 2 ΩD. 1 Ω3. 图示电路中N为线性含源网络,当U=10V时,测得I=2A;U S=20VS时,测得I=6A;则当U=-20V时,I应为(答案必须写到答题纸上)SA. -6 AB. -10 AC. 8 AD. -8 A4. RC 充电电路如图示,电流源S ()i t I =,0t ≥,电容电压由零到达某一电压U 所需的时间为(答案必须写到答题纸上) A. ln(1)U RC RI - B. ln(1)U RC RI--C. RCD. ln RC U5. 若冲激电压()()V u t t δ=,则该冲激电压的强度为 (答案必须写到答题纸上)A. 1 VB. ∞C. 1 GD. 1 Wb6. 若一阶电路的时间常数为2s ,则零输入响应每经过2s 将衰减为原来值的(答案必须写到答题纸上)A. 50%B. 36.8%C. 25%D. 13.5%7.二阶电路电流i 的微分方程为22d 0d i i t+=,则电流i 随时间t 变化的形式可表示为(答案必须写到答题纸上)A. cos()A t ψ+B. cos 3A tC. cos A tD. 12cos 3sin 3A t A t +8. 如图示正弦RC 串联电路中,电压C u 与电流i 的相位关系为 (答案必须写到答题纸上)A. i 超前C u 角90°B. i 滞后C u 角90°C. i 超前C u 某一小于90°的角度D. i 滞后C u 某一小于90°的角度9.已知图示正弦电压u t ω=V,1u t ω=V ,则图中电压表的读数应等于(答案必须写到答题纸上) A. 1V B. 7V C. 5VVB8-610. 如图示正弦交流电路,角频率1rad/s ω=时,(复)阻抗Z 为 (答案必须写到答题纸上)A. (2j2)+ΩB. (2j2)-ΩC.45Ω°D.45-Ω°11. 如图示无源二端网络N 的平均功率20P =W ,功率因数cos 0.8λϕ==(滞后),则其无功功率Q 等于(答案必须写到答题纸上) A. 12varB. 12-varC. 15varD. 15-var12. 某负载所取的功率为72kW ,功率因数为0.75(电感性,滞后),则其视在功率为(答案必须写到答题纸上)A. 72kVB. 4kVAC. 96kVAD. 81.6kVA13. RLC 串联谐振电路的电感增至原来的4倍时,谐振频率应为原来的 (答案必须写到答题纸上)A. 4倍B. 2倍C.12倍 D.14倍14. 若20∶1理想降压变压器的次级线圈中0.6Ω电阻的电压为6V ,则该变压器的次级电流和初级电流为(答案必须写到答题纸上) A. 10A ,5AB. 5A ,10AC. 10A ,0.5AD. 0.5A ,10A15. 正弦稳态电路如图示,电源()u t 1的角频率10rad/s ω=,要使正弦电压u 2为最大,则电容C 应为(答案必须写到答题纸上) A. 0.01 F B. 2 F C. 0.005 FD. ∞16. 在图中,若已知某对称三相电路线电压AC 173.230U =∠- °V ,线电流B2150I =∠- °A ,则该电路的三相功率P 等于(答案必须写到答题纸上) A. 0 B. 300W C. 433W D. 520WB11-417. 对称三相电源的A 相电压u t t A sin sin3=+()22021102ωωV ,星形联结时线电压的有效值为(答案必须写到答题纸上)A. 380VB. 426VC. 220VD. 245V18. 若i=12i i +,且i t 110=sin ωA ,210i =()sin 290t ω+°A ,则i 的有效值为(答案必须写到答题纸上)A. 20AB. 202AC. 10AD.19. 如图示正弦全波整流波形i 的有效值为10A ,半波整流波形i 1的有效值为(答案必须写到答题纸上) A.102AB.AC.A D.104A20. 如图示三相电路,已知三相电源对称,三个线电流有效值均相等I A =I B =I C =10A ,则中线电流有效值I N 等于(答案必须写到答题纸上) A. 10A B. 0 C. 14.14A D. 7.32A二、(15分) 试求图示电路中的电流I 。
山东科技大学工程力学训练题集答案吐血总结
沙漠集团军第三装甲师 绝密参考答案轴向拉伸和压缩一、选择题 1、(D ) 02、(B )3、(B )4、(C ) 5、(A ) 6、(B ) 二、填空题 1、2、1/2/();3/()Fl EA Fl EA ⨯ 3、a c c 。
4、切应力 5.用料相等 三、计算题 1、[][]max ()/(c o s )/(c o s )2/(sin 2)NBD AB F Fl h A Fl h V Al Fl θθσσσ===体积=当sin2θ=1时,V 最小即重量最轻,故θ=/445π=︒ 2、[][][]12121110,cos 600,sin sin 138.6N X A A Y F F A KN σθσθθσθ∑===︒∑====03、04、平衡方程:210,32cos 0mA N N F F a F ∑=--= 变形协调条件:21221221/cos 2/cos 22cos N N N N l l F l F l F F ααα∆=∆== 剪 切一、选择题 1、(C ) 2、(B ) 3、(B ) 4、(B ) 5、(D ) 6、(D ) 二、填空题1、()[]()[]24/,/0.6P d P dh πσπσ≤≤∴在正应力和剪应力都达到各自许用应力时有()()()()24///1/0.6/ 2.4P d P dh d h ππ==2、τ=2P/()()2;/bs d p td πσ=。
3、(1)铆钉被剪断;(2)钢板或铆钉被挤压破坏;(3)钢板端部被剪坏; (4)钢板被拉断。
4、 1;c-c ;()11/2F bt dt σ=-。
5、()()2/2;2/bs F td F d στπ==。
6、1/21212/2;/2d d ττ==。
7、()()/;/bs F bl F ab τσ==。
8、剪切面面积为ab ;挤压面面积为bc ;拉断面面积为(h-c )b/2。
9、()()22/;4/bs F dh F D d τπσπ==-。
智慧树知道网课《物理化学(山东科技大学)》课后章节测试满分答案
第1章测试1【判断题】(2分)状态函数改变,状态一定改变;反之,状态改变,各状态函数也一定改变。
()A.错B.对2【判断题】(2分)升高温度,系统一定吸热;温度不变,系统既不吸热也不放热。
()A.对B.错3【判断题】(2分)理想气体在恒温可逆压缩过程中,环境对系统作功最大。
()A.错B.对4【判断题】(2分)无论是理想气体还是实际气体,经节流膨胀过程后焓不变。
()A.错B.对5【判断题】(2分)根据物质标准摩尔生成焓的定义,。
()A.错B.对6【判断题】(2分)不可逆过程一定是自发过程。
()A.对B.错7【判断题】(2分)熵增加的过程一定是自发过程。
()A.错B.对8【判断题】(2分)实际气体节流膨胀过程熵变大于零。
()A.对B.错9【判断题】(2分)在恒温恒压只做体积功的相变过程中一定等于零。
()A.错B.对10【判断题】(2分)、体积一定的封闭系统中,热力学能随熵的增加而增加。
()A.对B.错•第2部分•总题数:1011【单选题】(4分)隔离系统中发生任意变化后,正确的是()。
A.ΔU=0,ΔH<0B.ΔU=0,ΔH=0C.ΔU=0,ΔH不确定D.ΔU=0,ΔH>012【单选题】(4分)1mol双原子理想气体在恒压下温度升高1K,过程的ΔU=()J。
A.B.C.D.13【单选题】(4分)一定量的理想气体从同一始态出发,分别经恒温可逆和绝热可逆两个过程膨胀到相同压力的终态,两个终态的体积和热力学能分别为(V1、U1)和(V2、U2),则()。
A.V1<V2,U1<U2B.V1>V2,U1<U2C.V1>V2,U1>U2D.V1=V2,U1=U214【单选题】(4分)100℃、101.325kPa的液体水在真空条件下蒸发为100℃、101.325kPa的水蒸气,正确的是()。
A.B.C.D.15【单选题】(4分)卡诺(Carnot)循环(工作介质为理想气体)由恒温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、恒温可逆压缩和绝热可逆压缩四个过程组成,各过程的热力学能变化依次为、、和,关系正确的是()。
山东科技大学2011-2012大学物理(上册)考试原题
山东科技大学2011—2012学年第二 学期《大学物理1》试卷答案及评分标准(A 卷)一、选择题(每题3分,共24分) 题号1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D B A A B D B A二、填空题(每题4分,共24分)1、4t 3-3t 2 (rad/s) (2分) 12t 2-6t (m/s 2) (2分)2、m ω ab (2分) 0 (2分)3、g / l (2分) g / (2l ) (2分)4、4000 m ·s -1 (2分) 1000 m ·s -1 (2分)5、b / 2π (2分) 2π / d (2分)6、c (2分) c (2分)三、证明题(共6分)1、证明:考虑相对论效应,以地球为参照系,μ子的平均寿命:620106.31)/(1−×=−=c v ττ s (3分)则μ 子的平均飞行距离: =⋅=τv L 9.46 km . μ 子的飞行距离大于高度,有可能到达地面. (3分)四、问答题(共6分)1、答物体是作简谐振动。
(3分)当小物体偏离圆弧形轨道最低点θ 角时,其受力如图所示. 切向分力 θsin mg F t −= ∵θ 角很小, ∴ sin θ ≈θg K 牛顿第二定律给出 即t t ma F =22d /)(d t R m mg θθ=− 物体是作简谐振动. (3分)θωθθ222//d d −=−=R g t 五、计算题(每题10分,共40分)1、解:图所示,设l 为弹簧的原长,O 处为弹性势能零点;x 0为挂上物体后的伸长量,O '为物体的平衡位置;取弹簧伸长时物体所达到的O ″由题意得物体在O '处的机械能为:(212001x mg kx E E K ++=在O ″ 处,其机械能为:2222121kx m E +=v (4由于只有保守力做功,系统机械能守恒,即:2202002121sin )(21kx m x x mg kx E K +=−++v α (3分)在平衡位置有: mg sin α =kx 0 ∴ k mg x αsin 0= (1分) 代入上式整理得: kmg kx mgx E m K 2)sin (21sin 212202αα−−+=v (2分) 2、解:各物体的受力情况如图所示.由转动定律、牛顿第二定律及运动学方程,可出以下联立方程: T 1R =J 1β1=12121βR M T 2r -T 1r =J 2β2=2β 2121r M mg -T 2=ma , a =R β1=r β2 , v 2=2ah (5分)求解联立方程,得 ()42121=++=m M M mga m/s 2(2分) ah 2=v =2 m/s T 2=m (g -a )=58 N T 1=a M 121=48 N (3分) 3、解:(1) T a = p a V 2/R =400 K T b = p b V 1/R =636 KT c = p c V 1/R =800 K T d = p d V 2/R =504K (4分) (2) E c =(i /2)RT c =9.97×103 J (2分)(3) b -c 等体吸热 Q 1=C V (T c −T b )=2.044×103 Jd -a 等体放热 Q 2=C V (T d −T a )=1.296×103 JW =Q 1−Q 2=0.748×103 J (2分)4、解:(1) 由波数 k = 2π / λ 得波长 λ = 2π / k = 1 m由 ω = 2πν 得频率 ν = ω / 2π = 2 Hz 波速 u = νλ= 2 m/s (5分) (2) 波峰的位置,即y = A 的位置.由 有 1)24(cos =+πx t π=+πk x t 2)24( ( k = 0,±1,±2,…)解上式,有 . 当 t = 4.2 s 时, t k x 2−=)4.8(−=k x m .所谓离坐标原点最近,即| x |最小的波峰.在上式中取k = 8,可得 x = -0.4 的波峰离坐标原点最近. (5分)21N2。
大学物理学习指导答案Word版
大学物理学习指导习题详解目录第一章质点运动学................................................................... (1)第二章牛顿定律................................................................... . (3)第三章动量守恒定律和能量守恒定律 (5)第四章刚体的转动................................................................... (8)第五章热力学基础................................................................... .. (11)第六章气体动理论................................................................... .. (13)第七章静电场................................................................... . (15)第八章静电场中的导体和介质................................................................... (21)第九章稳恒磁场................................................................... (28)第十章磁场中的磁介质................................................................... (35)第十一章电磁感应................................................................... (36)第十二章机械振动................................................................... (43)第十三章机械波................................................................... (45)第十四章 电磁场普遍规律..................................................................................49 第十五章 波动光学..............................................................................................51 第十六章 相对论..................................................................................................55 第十七章 量子力学. (57)第一章 质点运动学1. 由dtdy v dt dx v y x ==,和速度的矢量合成可知,质点在(x,y )处的速度大小2/122⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=dt dy dt dx v 。
大学物理11-22章例题习题答案
第十一章 静电场 例题答案:11-1 (B ) 11-2(B ) 11-3(B )11-4. ()30220824Rqdd R R qd εεπ≈-ππ;从O 点指向缺口中心点 11-5. 0/ελd ;()2204d R d-πελ ;沿矢径OP 11-6(D) 11-7.02εσ 向右 ; 023εσ向右 11-8 (1)o 2r 4r k E ε=,r <R ; (2) 204r r4R k E ε=,r >R 。
[解](1)作与球体同心、而半径r <R 的球面S 1。
球体内电荷密度ρ随r 变化,因此,球面S 1内包含的电荷()dr r r 4Q ro 21⎰ρπ=。
根据高斯定理和已知的电荷体密度ρ(r ),可求得球体内任意点的场强。
即()⎰⎰ρπε=⋅=Φr 02s o r dr r r 41s d E 1 ,得:o2r 4r k E ε=,r <R 。
(2)作与球体同心、半径r >R 的球面S 2,因R 外电荷为零,故S 2内的电荷Q 2=Q 1,根据高斯定理得:Φ=()⎰⎰ρπε=⋅R 02s 0r dr r r 41s d E 2 =4πr 2E r =⎰πεR30dr kr 41,∴204r r 4R kE ε=,r >R 。
11-9(D) 11-10(C) 11-11.d 0L⋅=⎰ E l 单位正电荷在静电场中沿任意闭合路径绕行一周,电场力作功等于零有势(或保守力)11-12. 45 V —15 V 11-13. -2000V 11-14. (B) 11-15.20R 4Q πε,0,R4Q 0πε,20r 4Qπε。
11-16()()a b b c R R R R /ln /ln 21=λλ [解]:设B 上带正电荷,内表面上电荷线密度为λ1,外表面上电荷线密度为λ2,而A 、C 上相应地感应等量负电荷,如图所示.则A 、B 间场强分布为E 1=λ1 / 2πε0r ,方向由B 指向AB 、C 间场强分布为 E 2=λ2 / 2πε0r ,方向由B 指向CB 、A 间电势差11100ln 22E r d d a a bbR R b BA R R aR r r R λλεε=⋅=-=ππ⎰⎰U B 、C 间电势差 22200ln 22E r d d c c bbR R c BC R R bR r U r R λλεε=⋅=-=ππ⎰⎰因U BA =U BC ,得到 ()()a b b c R R R R /ln /ln 21=λλ 练习详解:11-1. (1)E 0=0;(2)E 0=0;(3)0E=k2a q 4i ;(4)0E = k 2aq 2i[解](1)如图(a )所示,各点电荷在点o 处产生的场强两两对应相消,所以,点o 处场强E 0=0(2)取图中(b )所示坐标。
大学物理(2)(山东联盟)智慧树知到课后章节答案2023年下山东科技大学
大学物理(2)(山东联盟)智慧树知到课后章节答案2023年下山东科技大学山东科技大学第一章测试1.答案:D2.答案:B3.答案:B4.一平行板电容器充电后仍与电源连接,若用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大,则极板上的电荷Q、电场强度的大小E和电场能量W将发生如下变化()答案:Q减小,E减小,W减小5.如果对某一闭合曲面的电通量为,以下说法正确的是()答案:S面内的电荷代数和为零第二章测试1.答案:C2.答案:D3.答案:D4.答案:C5.一载有电流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,两螺线管单位长度上的匝数相等。
设R = 2r,则两螺线管中的磁感应强度大小B R和B r应满足()答案:B R = B r第三章测试1.电磁波在自由空间传播时,电场强度电E和磁场强度H()答案:它们的方向互相垂直,且都垂直于传播方向2.在一个塑料圆筒上紧密地绕有两个完全相同的线圈aa′和bb′,当线圈aa′和bb′如图(1)绕制时其互感系数为M1,如图(2)绕制时其互感系数为M2,M1与M2的关系是( )答案:M1 ≠M2,M2 ≠03.真空中两只长直螺线管1和2,长度相等,单层密绕匝数相同,其直径之比为d1/d2=3。
当它们通以相同电流时,两螺线管贮存的磁能之比W1/W2为()。
答案:94.在圆柱形空间内有一磁感强度为B的均匀磁场,如图所示,B的大小以速率d B/d t变化。
在磁场中有A、B两点,其间可放直导线AB和弯曲的导线ACB,则()。
答案:直导线AB中的电动势小于弯曲的导线ACB中的电动势5.如图所示,在两个永久磁极中间放置一圆形线圈,线圈的大小和磁极大小约相等,线圈平面和磁场方向垂直。
今欲使线圈中产生逆时针方向(俯视)的瞬时感应电流i,可选择下列哪种方法?()答案:把两磁极靠近第四章测试1.用白光光源进行双缝实验,若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()答案:不产生干涉条纹2.两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。
大学物理(石大)第2章(1)-new
m
F F
牛顿在第转二动 定参律考解系释中这观一察现,象小,球必受须力引为入-惯Kx性,小力球静Fi止 ,,m为a了用 方向与 a 的方向相反,叫惯性离心力。
3)地球自转对物体重量的影响
一般认为地面为较好的惯性参考系。但由于地球的公转
与自转,严格地说,地球是一个非惯性系。精确地研究地
面上物体运动时,应考虑惯性力。
二、非惯性系中的力学定律、惯性力
1、惯性力:为了使牛顿定律在非惯性系中形式上成立,
而引入的假想的力。
定义:
f惯 ma
m 为研究对象的质量;
其中: a 为非惯性系相对于惯性系的加速度
f惯的 方 向 与 非 惯 性 系 的 加速 度 反 向 。
注意 惯性力不是真实力,无施力物体,无反作用力。
2、非惯性系中的力学规律
g
ar
(M m) sin M m sin2
g
N
mMg cos M m sin2
物体相对地面的加速度
M cos sin aAx -ar cos ae - M m sin2 g
(M m) sin2 aAy -ar sin - M m sin2 g
M cos sin (M m) sin2 aA - M m sin2 gi - M m sin2 gj
分析:已知初始条件求速率和路程,需先求出加速度。
结论:用牛顿运动定律求出加速度后,问题变成已知加速 度和初始条件求速度方程或运动方程的第二类运动学问题。
解
1)以桌面为参考系,建立自然坐标系
2)分析受力,其中竖直方向重力与桌面 的支持力相互平衡,与运动无关。
R O
v
N
设物体的质量为m 3) 应用牛顿第二定律
大学物理学习指导 王世范 答案详解精品文档11页
第十一章 静电场例题答案:11—1. B ; 11—2. B ; 11—3. B 11—4.()30220824R qdd R R qd εεπ≈-ππ;从O 点指向缺口中心点11—5. 0/ελd ;()2204d R d-πελ ;沿矢径OP 11—6. D 11—7.02εσ 向右 ; 023εσ向右 11—8. (见书上)11—9. D ; 11—10. C ; 11—11. C 11—12. 45 V —15 V 11—13-14. (见书上) 11—15. 无答案 练习题答案:11—1. 证明:设杆的左端为坐标原点O ,x 轴沿直杆方向.带电直杆的电荷线密度为λ=q /L ,在x 处取一电荷元d q =λd x = q d x /L , (2分) 它在P 点的场强: ()204d d x d L q E -+π=ε()204d x d L L xq -+π=ε 总场强为:⎰+π=Lx d L xL q E 020)(d 4-ε()d L d q +π=04ε 11—2. Q / ε11—3. -σ / (2ε0), 3σ / (2ε0) 11—4. B11—5. 解:在任意位置x 处取长度元d x ,其上带有电荷d q =λ0 (x -a )d x它在O 点产生的电势 ()xxa x U 004d d ελπ-=O 点总电势:11—6. 解:在圆盘上取一半径为r →r +d r 范围的同心圆环.其面积为 d S =2πr d r其上电荷为 d q =2πσr d r它在O 点产生的电势为 002d 4d d εσεrr q U =π=总电势 02d 2d εσεσRr U U RS ===⎰⎰11—7. 解:设导线上的电荷线密度为λ,与导线同轴作单位长度的、半径为r 的(导线半径R 1<r <圆筒半径R 2)高斯圆柱面,则按高斯定理有 2πrE =λ / ε得到 E = λ / (2πε0r ) (R 1<r <R 2 ) 方向沿半径指向圆筒. 导线与圆筒之间的电势差 ⎰⎰⋅π==2121d 2d 012R R R R rrr E U ελ 120ln 2R R ελπ= 则 ()1212/ln R R r U E =代入数值,则:(1) 导线表面处 ()121121/ln R R R U E ==2.54 ×106 V/m(2) 圆筒内表面处 ()122122/ln R R R U E ==1.70×104 V/m11—8. 解:设小球滑到B 点时相对地的速度为v ,槽相对地的速度为V .小球从A →B 过程中球、槽组成的系统水平方向动量守恒 m v +MV =0 ①对该系统,由动能定理 mgR -EqR =21m v 2+21MV 2 ②①、②两式联立解出 ()()m M m qE mg MR +-=2v 方向水平向右.()()m M M qE mg mR M m V +--=-=2v 方向水平向左. 11—9. 解:设无穷远处为电势零点,则A 、B 两点电势分别为q 由A 点运动到B 点电场力作功注:也可以先求轴线上一点场强,用场强线积分计算.11—10. 解: (1) 球心处的电势为两个同心带电球面各自在球心处产生的电势的叠加,即2100r r U +=εσ=8.85×10-9 C / m 2(2) 设外球面上放电后电荷面密度为σ',则应有 ()2101r r U σσε'+='= 0即 σσ21r r -=' 外球面上应变成带负电,共应放掉电荷 ()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+π='-π='212222144r r r r q σσσ()20021244r U r r r εσπ=+π==6.67×10-9 C第十二章 导体电学例题答案: 12—1. D 12—2. C 12—3. (C)没答案12—4. –q , 球壳外的整个空间 12—5.)(21B A q q -, S d q q B A 02)(ε- 12—6.C Fd /2, FdC 212-7. C12-8-9. (见书上) 练习题答案:12—1. C=712Uf (没过程)12—2 解:三块无限大平行导体板,作高斯面如图,知:E 1=σ1 / ε0,E 2=σ2/ ε0∴左边两极板电势差U 1=σ1d 1 / ε0,右边两极板电势差U 2=E 2d 2=σ2d 2 / ε0,而U 1=U 2,则σ1 / σ2= d 2 / d 1。
理论力学_山东科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
理论力学_山东科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.在图示蒸汽机车驱动系统中,轮O1,O2沿直线轨道作无滑动的滚动,则:AB杆作________________运动。
【图片】参考答案:平面运动2.一个具有质量对称面的定轴转动刚体,当其质心在转轴上时,不存在撞击中心,即撞击中心到转轴的距离h趋向无穷大。
参考答案:正确3.三个质量相同的质点,在相同的力【图片】作用下。
若初始位置都在坐标原点O(如图示),但初始速度不同,则三个质点的运动方程________________;【图片】参考答案:不同;4.当考虑摩擦时,支承面对物体的法向约束力和摩擦力的合力与法线的夹角j称为摩擦角。
参考答案:错误5.不管质点系作什么样的运动,也不管质点系内各质点的速度为何,只要知道质点系的总质量和质点系质心的速度,即可求得质点系的动量。
参考答案:正确6.将大小为100N的力【图片】沿x、y方向分解,若【图片】在X轴上的投影为86.6N,而沿X方向的分力的大小为115.47N,则【图片】在Y轴上的投影为﹍﹍﹍﹍。
【图片】参考答案:07.有一圆盘在光滑的水平面上向右平行移动,若圆盘平面上再受一力偶作用时,则圆盘质心C的运动状态将____________。
参考答案:保持原来的运动状态;8.两均质圆盘A,B,质量相等,半径相同,放在光滑水平面上,分别受到【图片】和【图片】的作用,由静止开始运动,若【图片】,则任一瞬时两圆盘的动量相比较是__________________。
【图片】参考答案:pA=pB;9.质点受到的力越大,运动的速度也一定越大。
参考答案:错误10.只要已知作用在某质点上的所有力,就可以完全确定该质点的运动规律。
参考答案:错误11.碰撞冲量是一个矢量,它的大小等于碰撞力【图片】和碰撞时间t的乘积。
参考答案:错误12.量为m的汽锤以速度【图片】打在桩顶上,经时间t后,汽锤的速度为v,若锤受到的碰撞冲量为【图片】,根据碰撞过程的动量定理,可写出如下方程______________。
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第十章 热力学【例题精选】例10-1两个完全相同的气缸内盛有同种气体,设其初始状态相同,今使它们分别作绝热压缩至相同的体积,其中气缸1内的压缩过程是非准静态过程,而气缸2内的压缩过程则是准静态过程.比较这两种情况的温度变化:(A) 气缸1和2内气体的温度变化相同. (B) 气缸1内的气体温度变化较大. (C) 气缸1内的气体的温度变化较小. (D) 两气缸内的气体的温度无变化. [ B ]例10-2 某理想气体状态变化时,内能随体积的变化关系如图中AB 直线所示.A →B 表示的过程是(A) 等压过程.(B) 等体过程.(C) 等温过程.(D) 绝热过程. [ A ]例10-3用公式T C E V ∆=∆ν(式中V C 为定体摩尔热容量,视为常量,ν 为气体摩尔数)计算理想气体内能增量时,此式(A) 只适用于准静态的等体过程. (B) 只适用于一切等体过程. (C) 只适用于一切准静态过程. (D) 适用于一切始末态为平衡态的过程.[ D ]例10-4 如图,bca 为理想气体绝热过程,b 1a 和b 2a 是任意过程,则上述两过程中气体作功与吸收热量的情况是: (A) b 1a 过程放热,作负功;b 2a 过程放热,作负功. (B) b 1a 过程吸热,作负功;b 2a 过程放热,作负功.(C) b 1a 过程吸热,作正功;b 2a 过程吸热,作负功.(D) b 1a 过程放热,作正功;b 2a 过程吸热,作正功. [ B ] 例10-5 、一定量理想气体,从A 状态 (2p 1,V 1)经历如图所示的直线过程变到B 状态(2p 1,V 2),则AB 过程中系统作功W = ;内能改变∆E = .1123V p 0 例10-6 一定量理想气体,从同一状态开始使其体积由V 1膨胀到2V 1,分别经历以下三种过程:(1) 等压过程;(2) 等温过程;(3)绝热过程.其中: 过程气体对外作功最多; 过程气体内能增加最多.等压 等压例10-7 比热容比γ=1.40的理想气体进行如图所示的循环.已知状态A 的温度为300 K .求:(1) 状态B 、C 的温度; (2) 每一过程中气体所吸收的净热量. (普适气体常量R =8.31 11K mol J --⋅⋅)Vp p 2p(m 3)解:由图得 p A =400 Pa , p B =p C =100 Pa , V A =V B =2 m 3,V C =6 m 3. (1) C →A 为等体过程,据方程p A /T A = p C /TCT C = T A p C / p A =75 KB →C 为等压过程,据方程V B /T B =V C T C 得 T B = T C V B / V C =225 K(2) 根据理想气体状态方程求出气体的物质的量(即摩尔数)ν 为ν = p A V A /RT A =0.321 mol 由γ=1.4知该气体为双原子分子气体,R C V 25=,R C P 27= B →C 等压过程吸热 1400)(272-=-=B C T T R Q ν J .C →A 等体过程吸热1500)(253=-=C A T T R Q ν J .ΔE =0,整个循环过程净吸热 600))((21=--==C B C A V V p p W Q J .∴ A →B 过程净吸热: Q 1=Q -Q 2-Q 3=500 J例10-8 如图所示,体积为30L 的圆柱形容器内,有一能上下自由滑动的活塞(活塞的质量和厚度可忽略),容器内盛有1摩尔、温度为127℃的单原子分子理想气体.若容器外大气压强为1标准大气压,气温为27℃,求当容器内气体与周围达到平衡时需向外放热多少?(普适气体常量 R = 8.31 J ·mol -1·K -1) 解:开始时气体体积与温度分别为 V 1 =30×10-3 m 3,T 1=127+273=400 K∴气体的压强为 p 1=RT 1/V 1 =1.108×105 Pa 大气压p 0=1.013×105 Pa , p 1>p 0 可见,气体的降温过程分为两个阶段:第一阶段等体降温,直至气体压强p 2 = p 0,此时温度为T 2,放热Q 1;第二阶段等压降温,直至温度T 3= T 0=27+273 =300 K ,放热Q 2 (1) )(23)(21211T T R T T C Q V -=-=365.7 K∴ Q 1= 428 J(2) )(25)(32322T T R T T C Q p -=-==1365 J ∴ 总计放热 Q = Q 1 + Q 2 = 1.79×103 J例10-9 一热机从温度为 727℃的高温热源吸热,向温度为 527℃的低温热源放热.若热机在最大效率下工作,且每一循环吸热2000 J ,则此热机效率为 ;热机每一循环作功 J .20% 400例10-10 两个卡诺热机的循环曲线如图所示,一个工作在温度为T 1与T 3的两个热源之间,另一个工作在温度为T 2 与T 3的 两个热源之间,已知这两个循环曲线所包围的面积相等.则: (A) 两个热机的效率一定相等.(B) 两个热机从高温热源所吸收的热量一定相等. (C) 两个热机向低温热源所放出的热量一定相等.(D) 两个热机吸收的热量与放出的热量(绝对值)的差值一定相等. [ D ]例10-11 温度分别为 327℃和27℃的高温热源和低温热源之间工作的热机,理论上的最大效率为 (A) 25% (B) 50% (C) 75% (D) 91.74% [ B ] 例10-12 热力学第二定律表明: (A) 不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的功. (B) 在一个可逆过程中,工作物质净吸热等于对外作的功.(C) 摩擦生热的过程是不可逆的.(D) 热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体. [ C ] 例10-13 “理想气体和单一热源接触作等温膨胀时,吸收的热量全部用来对外作功.”对此说法,有如下几种评论,哪种是正确的?(A) 不违反热力学第一定律,但违反热力学第二定律. (B) 不违反热力学第二定律,但违反热力学第一定律.(C) 不违反热力学第一定律,也不违反热力学第二定律.(D) 违反热力学第一定律,也违反热力学第二定律. [ C ] 例10-14 一绝热容器被隔板分成两半,一半是真空,另一半是理想气体.若把隔板抽出,气体将进行自由膨胀,达到平衡后(A) 温度不变,熵增加. (B) 温度升高,熵增加.(C) 温度降低,熵增加. (D) 温度不变,熵不变. [ A ]【练习题】10-1 质量为0.02 kg 的氦气(视为理想气体),温度由17℃升为27℃.若在升温过程中,(1) 体积保持不变;(2) 压强保持不变;(3) 不与外界交换热量;试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功.(普适气体常量R =8.31 11K mol J --⋅) 解:氦气为单原子分子理想气体,3=i(1) 等体过程,V =常量,W =0据 Q =∆E +W 可知 )(12T T C M ME Q V m o l-=∆==623 J(2) 定压过程,p = 常量, )(12T T C M MQ p mol-==1.04×103 J ∆E 与(1) 相同. W = Q - ∆E =417 J (3) Q =0,∆E 与(1) 同 W = -∆E=-623 J (负号表示外界作功)10-2 温度为25℃、压强为1 atm 的1 mol 刚性双原子分子理想气体,经等温过程体积膨胀至原来的3倍.(1) 计算这个过程中气体对外所作的功.(2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍,那么气体对外作的功又是多少? (普适气体常量R =8.31 1--⋅⋅K mol J 1,ln 3=1.0986)解:(1) 等温过程气体对外作功为 ⎰⎰===333ln d d V V V V RT V VRTV p W =8.31×298×1.0986 J = 2.72×103 J(2) 绝热过程气体对外作功为 V V V p V p W V V V V d d 03003⎰⎰-==γγRT V p 1311131001--=--=--γγγγ=2.20×103 J10-3 ν 摩尔的某种理想气体,状态按p a V /=的规律变化(式中a 为正常量),当气体体积从V 1膨胀到V 2时,气体所作的功W = ;气体温度的变化T 1─T 2= .).V /1V /1(a 212- ).V 1V 1(R a 212-ν (SI)10-4 一定量的刚性双原子分子理想气体,开始时处于压强为 p 0 = 1.0×105 Pa ,体积为V 0 =4×10-3 m 3,温度为T 0 = 300 K 的初态,后经等压膨胀过程温度上升到T 1 = 450 K ,再经绝热过程温度降回到T 2 = 300 K ,求气体在整个过程中对外作的功. 解:等压过程末态的体积 101T T V V =等压过程气体对外作功 )1()(01000101-=-=T TV p V V p W =200 J根据热力学第一定律,绝热过程气体对外作的功为 W 2 =-△E =-νC V (T 2-T 1) 这里00RT V p =ν,R C V 25=,则500)(2512002==--=T T T V p W J 气体在整个过程中对外作的功为 W = W 1+W 2 =700 J .10-5 一定量的单原子分子理想气体,从A 态出发经等压过程膨胀到(m 3)p 1×4×B 态,又经绝热过程膨胀到C 态,如图所示.试求这全过程中气体对外所作的功,内能的增量以及吸收的热量.解:由图可看出 p A V A = p C V C 从状态方程 pV =νRT 可知T A =T C ,因此全过程A →B →C∆E =0.B →C 过程是绝热过程,有Q BC = 0. A →B 过程是等压过程,有 )(25)( A A B B A B p AB V p V p T T C Q -=-=ν=14.9×105 J . 故全过程A →B →C 的 Q = Q BC +Q AB =14.9×105 J .根据热一律Q =W +∆E ,得全过程A →B →C 的 W = Q -∆E =14.9×105 J .10-6 一定量的某种理想气体,开始时处于压强、体积、温度分别为p 0=1.2×106 Pa ,V 0=8.31×10-3m 3,T 0=300K 的初态,后经过一等体过程,温度升高到T 1=450K ,再经过一等温过程,压强降到p =p 0的末态.已知该理想气体的等压摩尔热容与等体摩尔热容之比C p /C V =5/3.求:(1) 该理想气体的等压摩尔热容C p 和等体摩尔热容C V .(2) 气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量. (普适气体常量R = 8.31 J·mol -1·K -1)解:(1) 由35=V pC C 和 R C C V p =- 可解得 R C p 25= 和 R C V 23=(2) 该理想气体的摩尔数 ==000RT Vp ν 4 mol在全过程中气体内能的改变量为 △E =ν C V (T 1-T 2)=7.48×103 J 全过程中气体对外作的功为 011ln p p RT W ν= 式中p 1 ∕p 0=T 1 ∕T 0 则 30111006.6ln⨯==T T RT W ν J . 全过程中气体从外界吸的热量为 Q = △E +W =1.35×104 J .10-7 一定量的单原子分子理想气体,从初态A 出发,沿图示直线过程变到另一状态B ,又经过等容、等压两过程回到状态A . (1) 求A →B ,B →C ,C →A 各过程中系统对外所作的功W ,内能的增量∆E 以及 所吸收的热量Q .(2)整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和).解:(1) A →B : ))((211A B A B V V p p W -+==200 J .ΔE 1=ν C V (T B -T A )=3(p B V B -p A V A ) /2=750 J Q =W 1+ΔE 1=950 J .B →C : W 2 =0 ΔE 2 =ν C V (T C -T B )=3( p C V C -p B V B ) /2 =-600 J . Q 2 =W 2+ΔE 2=-600 J . C →A : W 3 = p A (V A -V C )=-100 J . 150)(23)(3-=-=-=∆C C A A C A V V p V p T T C E ν J . Q 3 =W 3+ΔE 3=-250 J(2) W = W 1 +W 2 +W 3=100 J . Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 =100 Jm 3) 510-8 一卡诺热机(可逆的),低温热源的温度为27℃,热机效率为40%,其高温热源温度为 K .今欲将该热机效率提高到50%,若低温热源保持不变,则高温热源的温度应增加 K .500 100 10-9 有一卡诺热机,用290 g 空气为工作物质,工作在27℃的高温热源与 -73℃的低温热源之间,此热机的效率η= .若在等温膨胀的过程中气缸体积增大到2.718倍,则此热机每一循环所作的功为 .(空气的摩尔质量为29×10-3 kg/mol ,普适气体常量R =8.31 11K mol J --⋅⋅)33.3% 8.31×103 J 10-10 1mol 单原子分子理想气体的循环过程如T -V 图所示,其中c 点的温度为T c =600 K .试求:(1) ab 、bc 、c a 各过程系统吸收的热量;(2) 经一循环系统所作的净功;(3) 循环的效率. (循环效率η=W /Q 1,W 为循环过程系统对外作的净功,Q 1为循环过程系统从外界吸收的热量ln2=0.693) 解:(单原子分子的自由度i =3.从图可知,ab 是等压过程,V a /T a = V b /T b ,T a =T c =600 K T b = (V b /V a )T a =300 K(1) )()12()(c b c b p ab T T R i T T C Q -+=-= =-6.23×103 J (放热) )(2)(b c b c V bc T T R iT T C Q -=-= =3.74×103 J (吸热)Q ca =RT c ln(V a /V c ) =3.46×103 J (吸热)(2) W =( Q bc +Q ca )-|Q ab |=0.97×103 J (3) Q 1=Q bc +Q ca , η=W / Q 1=13.4%10-11 1 mol 单原子分子的理想气体,经历如图所示的可逆循环,联结ac 两点的曲线Ⅲ的方程为2020/V V p p =, a 点的温度为T 0 试以T 0 , 普适气体常量R 表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ过程中气体吸收的热量。
机械设计(山东科技大学)智慧树知到答案章节测试2023年
第一章测试1.下列零件中哪些零件属于通用零件( )A:轴B:离合器C:螺栓D:滚动轴承答案:ABCD2.叶轮属于通用零件。
A:错B:对答案:A3.零件是最小的制造单元。
A:错B:对答案:B第二章测试1.一部机器的设计程序主要包括哪几个阶段( )A:技术设计阶段B:技术文件编制阶段C:计划阶段D:方案阶段答案:ABCD2.机器的可靠度是衡量产品质量的重要指标。
A:错B:对答案:B3.零件的表面破坏的主要形式有( )A:断裂B:磨损C:接触疲劳D:腐蚀答案:BCD4.设计机械零件时应满足的基本要求包括( )A:寿命要求B:结构工艺性要求C:质量轻要求D:可靠性要求E:经济性要求答案:ABCDE5.机械零件最基本的设计准则是()A:刚度准则B:强度准则C:可靠性准则答案:B6.当零件可能出现塑性变形时,应按刚度准则计算。
A:对B:错答案:B7.金属材料广泛用于机械零件的原因()A:能满足多用途要求B:力学性能好C:容易获取D:价格便宜答案:ABCD8.塑性材料适用于在有冲击的情况下工作的零件。
A:错B:对答案:B9.零件工作中若有磨损,要提高表面硬度以增强耐磨性。
A:对B:错答案:A10.对机器的经济性要求是( )A:使用费用最低B:制造费用最低C:总费用最低D:设计费用最低答案:C第三章测试1.零件的截面形状一定,如截面尺寸增大,则疲劳强度将()A:不能确定B:降低C:增高D:不会改变答案:B2.两零件的材料和几何尺寸都不相同,以曲面接触受载时,两者的接触应力值()A:相等B:是否相等与材料的性质有关C:不相等答案:A3.零件的形状、尺寸、结构、精度及材料等相同时,精磨加工的零件与精车加工的零件相比,其疲劳强度()A:较高B:无法比较C:较低D:相同答案:A4.提高零件表面接触疲劳强度的有效方法是提高零件表面的粗糙度值。
A:对B:错答案:B5.零件的疲劳断裂不同于一般的静力断裂,而是与应力循环次数有关的断裂。
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第十一章 静电场例题答案:11—1. B ; 11—2. B ; 11—3. B 11—4.()30220824Rqdd R R qd εεπ≈-ππ;从O 点指向缺口中心点 11—5.0/ελd ; ()2204d R d-πελ ;沿矢径OP11—6. D11—7.2εσ 向右 ;23εσ 向右11—8. (见书上)11—9. D ; 11—10. C ; 11—11. C 11—12. 45 V —15 V 11—13-14. (见书上) 11—15. 无答案 练习题答案:11—1. 证明:设杆的左端为坐标原点O ,x 轴沿直杆方向.带电直杆的电荷线密度为λ=q /L ,在x 处取一电荷元d q =λd x = q d x /L , (2分) 它在P 点的场强:()204d d x d L q E -+π=ε()204d x d L L x q -+π=ε总场强为:⎰+π=Lx d L xL q E 020)(d 4-ε()d L d q +π=04ε 11—2. Q / ε0, 011—3. -σ / (2ε0), 3σ / (2ε0) 11—4. B11—5. 解:在任意位置x 处取长度元d x ,其上带有电荷d q =λ0 (x -a )d x它在O 点产生的电势()xxa x U 004d d ελπ-=O 点总电势:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-π==⎰⎰⎰++l a a la a x x a x dU U d d 400ελ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-π=a l a a l ln 400ελd EO11—6. 解:在圆盘上取一半径为r →r +d r 范围的同心圆环.其面积为 d S =2πr d r其上电荷为 d q =2πσr d r 它在O 点产生的电势为02d 4d d εσεrr q U =π=总电势2d 2d εσεσR r U U RS===⎰⎰11—7. 解:设导线上的电荷线密度为λ,与导线同轴作单位长度的、半径为r 的(导线半径R 1<r <圆筒半径R 2)高斯圆柱面,则按高斯定理有 2πrE =λ / ε0得到 E = λ / (2πε0r ) (R 1<r <R 2 ) 方向沿半径指向圆筒. 导线与圆筒之间的电势差⎰⎰⋅π==2121d 2d 012R R R R r rr E U ελ 120ln 2R R ελπ=则()1212/ln R R r U E =代入数值,则:(1) 导线表面处()121121/ln R R R U E ==2.54 ³106 V/m(2) 圆筒内表面处()122122/ln R R R U E ==1.70³104 V/m11—8. 解:设小球滑到B 点时相对地的速度为v ,槽相对地的速度为V .小球从A →B 过程中球、槽组成的系统水平方向动量守恒 m v +MV =0 ①对该系统,由动能定理 mgR -EqR =21m v 2+21MV 2 ②①、②两式联立解出()()m M m qE mg MR +-=2v 方向水平向右.()()m M M qE mg mR M m V +--=-=2v 方向水平向左. 11—9. 解:设无穷远处为电势零点,则A 、B 两点电势分别为220432ελελ=+=RR RU A220682ελελ=+=RR RU Bq 由A 点运动到B 点电场力作功()0001264ελελελq q U U q A B A =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=注:也可以先求轴线上一点场强,用场强线积分计算.11—10. 解: (1) 球心处的电势为两个同心带电球面各自在球心处产生的电势的叠加,即⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+π=22110041r q r q U ε⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛π-ππ=22212104441rr r r σσε()210r r +=εσ2100r r U +=εσ=8.85³10-9 C / m 2(2) 设外球面上放电后电荷面密度为σ',则应有()2101r r U σσε'+='= 0即σσ21r r -='外球面上应变成带负电,共应放掉电荷()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+π='-π='212222144r r r r q σσσ()20021244r U r r r εσπ=+π==6.67³10-9 C第十二章 导体电学例题答案: 12—1. D 12—2. C 12—3. (C)没答案12—4. –q , 球壳外的整个空间12—5.)(21B A q q -, Sdq q B A 02)(ε-12—6. CFd /2,FdC 212-7. C12-8-9. (见书上) 练习题答案:12—1. C=712Uf (没过程)12—2 解:三块无限大平行导体板,作高斯面如图,知:E 1=σ1 / ε0,E 2=σ2 / ε0∴左边两极板电势差U 1=σ1d 1 / ε0,右边两极板电势差U 2=E 2d 2=σ2d 2 / ε0,而U 1=U 2,则σ1 / σ2= d 2 / d 1。
12—3. D 12—4. C12—5. 证明:在导体壳内部作一包围B 的内表面的闭合面,如图.设B 内表面上带电荷Q 2′,按高斯定理,因导体内部场强E 处处为零,故0/)(d 021='+=⎰⋅εQ Q S E S∴12Q Q -='根据电荷守恒定律,设B 外表面带电荷为2Q '',则 222Q Q Q =''+' 由此可得21222Q Q Q Q Q +='-='' 第十三章 电介质例题答案: 13—1. B 13—2. (B ) 13—3. (C ) 13—4. ε r , ε r 13—5. (见书上) 13—6. C 练习题答案: 13—1e RE U /0max = = 147 kV[解]:设圆柱形电容器单位长度上带有电荷为λ,则电容器两极板之间的场强分布 为)2/(r E ελπ=设电容器内外两极板半径分别为r 0,R ,则极板间电压为2E r d d RRrrr r λε==π⋅⎰⎰U 0ln 2r R ελπ=电介质中场强最大处在内柱面上,当这里场强达到E 0时电容器击穿,这时应有002E r ελπ=00lnr RE r U = 适当选择r 0的值,可使U 有极大值,即令0)/ln(/d d 0000=-=E r R E r U得 e R r /0=显然有22d d r U < 0, 故当e R r /0= 时电容器可承受最高的电压e RE U /0max = = 147 kV13—2r W W ε/0=[解]:因为所带电荷保持不变,故电场中各点的电位移矢量D 保持不变,又rr r w D D DE w εεεεε0200202112121====因为介质均匀,∴电场总能量r W W ε/0=13—3[解]:设某瞬时球上带电q ,电势为u ,将dq 自∝处移至球面,外力做功等于的电势能增量dw ,即dw=udq 。
球上电量由q=0→Q ,外力作的总功为球末态的电势能(即球带电Q 的总静电能)。
所以W==⎰⋅Q 0dq u =⎰⋅πεQdq R4q=R 8Q 2πε。
13—4(1)U=1000V ,e W = 5⨯10-6J (2)∆W e = 5.0⨯10-6J由于把带电的两面三刀极板拉开时外力需克服电场力作功,这部分外力所作的功就转化为电场能量了4. [解] (1)电容器充电后断开电源,则极板上所带的电量不变。
故极板间的电势差和电场能量分别为CQU ==1281010100.1--⨯⨯=1000V ,()=⨯⨯⨯==--12282e 10102100.1C 2Q W 5⨯10-6J 。
(2)设极板原间距为d ,增大为2d 时,相应的电容量要变小,其值为C '=ε0S /2d=C /2。
而此时极板所带电量仍然不变。
电场总能量改变为W 'e =Q 2 / 2C '= Q 2 / C()=⨯⨯=--12281010100.1 1.0⨯10-5J ,电场能量的增加量为∆W e = W 'e –W e =5.0⨯10-6J ,由于把带电的两面三刀极板拉开时,外力需克服电场力作功,这部分外力所作的功就转化为电场能量了。
13—5 V max =⎪⎪⎭⎫⎝⎛-2121b r 1r 1r E e W =2b 2131r 0E r r 1r 2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-επε。
[解](1)设该球形电容器带有电量,则两球壳间场强分布为02r 0r r 4q Eεπε=r 1≤r ≤r 2由此可知,当r 趋近于r 1时,场强值增大。
要使电容器不被击穿,E <E b ,在取极限值E=E b 时,有E b =21r 0r 4q επε 得:r021b 4qr E επε=,两球间所允许的最大电势差为:V max =⎰⋅r d E =dr r4q 211r r2r 0⎰επε==⋅⎰dr r 1r E 21r r221b ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-2121b r 1r 1r E 。
(2)方法一:在r 1≤r ≤r 2内取半径r 厚度dr 的薄层壳内电能密度w e =1εE 2=4412b r2r E ε均匀分布在薄层中,此薄球壳能量,dW=4πr 2dr ⋅w e ,电容器能贮存的最大静电能为W e =dV E 212ε⎰=dr r 4r 4q 2121r r 222r 0r 0⎰π⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛επεεε=2b 2131r 0E r r 1r 2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-επε。
方法二:此电容C=1221r r r r 4-πε,∴W e =C 2q 2=2112r r 8r r πε-(E b 4πεr 12)2=2b 2131r 0E r r 1r 2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-επε 第十四章例题答案:例14-1:解:令1B 、2B 、acb B 和ab B分别代表长直导线1、2和三角形框ac 、cb 边和ab 边中的电流在O 点产生的磁感强度.则 ab acb B B B B B+++=211B :由于O 点在导线1的延长线上,所以1B= 0.2B :由毕-萨定律)60sin 90(sin 402︒-︒π=dIB μ式中6/330tan 21l l Oe d =︒⋅==)231(34602-⋅π=l IB μ)332(40-π=l I μ 方向:垂直纸面向里.acb B 和ab B:由于ab 和acb 并联,有 a c ba cb ab ab R I R I ⋅=⋅ 又由于电阻在三角框上均匀分布,有21=+=cb ac ab R R acb ab ∴ acb ab I I 2= 由毕奥-萨伐尔定律,有ab acbB B =且方向相反.∴)332(402-π==lIB B μ,B的方向垂直纸面向里.例14-2:解:利用无限长载流直导线的公式求解. (1) 取离P 点为x 宽度为d x 的无限长载流细条,它的电流x i d d δ=(2) 这载流长条在P 点产生的磁感应强度xiB π=2d d 0μxxπ=2d 0δμ方向垂直纸面向里.(3) 所有载流长条在P 点产生的磁感强度的方向都相同,所以载流平板在P 点产生的磁感强度==⎰B B d ⎰+πb a bx dx x 20δμb ba x +π=ln 20δμ 方向垂直纸面向里.例14-3:解: λωR I =,2/32230)(2y R R B B y +==λωμ。