西南交大大物作业答案
西南交大大物试卷答案04A
《大学物理》作业 No 4 能量、能量守恒定律一、选择题1. 一个质点同时在几个力作用下的位移为)S I (654kj i r+-=∆, 其中一个力为恒力)S I (953kj i F+--=，则此力在该位移过程中所作的功为[ A ] J 76)A (J 19)B ( J 71)C (J 76)D (-解：由功的定义，F力的功为(J)67542512)654()953(=++-=+-⋅+--=∆⋅=k j i k j i r F A2. 一质点在如图所示的坐标平面内作圆周运动，有一力)(0j y i x F F+=作用在质点上。
在该质点从坐标原点运动到)2,0(R 位置过程中，力F对它所作的功为[ B ] 20)A (R F 202)B (R F 203)C (R F204)D (R F解：由功的定义，F力的功为⎰⎰⎰+=⋅=y F x F r F A y x d d d202000002d d R F y y F x x F R=+=⎰⎰3. 对功的概念有以下几种说法：(1) 保守力作正功时，系统内相应的势能增加。
(2) 质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零。
(3) 作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以两者所作的功的代数和必然为零。
在上述说法中：[ C ] (A) (1)、(2)是正确的； (B) (2)、(3)是正确的；(C) 只有(2)是正确的； (D) 只有(3)是正确的。
解： (1) 不对。
0,时0,<∆>∆-=p p E A E A 保保，势能减小。
(2) 正确。
保守力的定义就是沿任意一闭全回路径作功为零。
(3) 不对。
一对力虽然大小相等方向相反，但两质点的位移并不一定大小相等方向相反，所以一对力的功的代数和不一定为零。
只有两质点的间距不变时，作用力和反作用力功的代数和才为零。
4. 对于一个物体系统来说，在下列条件中，那种情况下系统的机械能守恒？ [ C ] (A) 合外力为0； (B) 合外力不作功；(C) 外力和非保守内力都不作功； (D) 外力和保守力都不作功。
大学物理(西南交大)作业参考答案1
NO.1 质点运动学和牛顿定律班级 姓名 学号 成绩一、选择1. 对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪种是正确的： [ B ] (A) 切向加速度必不为零． (B) 法向加速度必不为零（拐点处除外）． (C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零． (D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零．(E) 若物体的加速度a为恒矢量，它一定作匀变速率运动．2．一质点作一般曲线运动，其瞬时速度为V ，瞬时速率为V ，某一段时间内的平均速度为V，平均速率为V ，它门之间的关系为：[ D ]（A ）∣V ∣=V ，∣V ∣=V ； （B ）∣V ∣≠V ，∣V∣=V ； （C ）∣V ∣≠V ，∣V ∣≠V ； （D ）∣V ∣=V ，∣V∣≠V .3.质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a表示加速度，S 表示路程，a τ表示切向加速度，下列表达式中， [ D ](1) d /d t a τ=v ， (2) v =t r d /d ， (3) v =t S d /d ， (4) d /d t a τ=v ．(A) 只有(1)、(4)是对的． (B) 只有(2)、(4)是对的．(C) 只有(2)是对的． (D) 只有（1）、(3)是对的．（备注：经过讨论认为（1）是对的）4.某物体的运动规律为t k t 2d /d v v -=，式中的k 为大于零的常量．当0=t 时，初速为0v ，则速度v 与时间t 的函数关系是 [ C ](A) 0221v v +=kt , (B) 0221v v +-=kt , (C) 02121v v +=kt , (D) 02121v v +-=kt 5.质点作半径为R 的变速圆周运动时的加速度大小为(v 表示任一时刻质点的速率) [ D ](A) t d d v ．(B) 2v R ． (C) R t 2d d vv +．(D) 2/1242d d ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛R t v v ．6．质点沿x 方向运动，其加速度随位置的变化关系为：a=31+3x 2. 如在x=0处，速度v 0=5m.s -1，则在x=3m处的速度为：[ A ]（A ）9 m.s -1； （B ）8 m.s -1； （C ）7.8 m.s -1； （D ）7.2 m.s -1 .7.如图所示，假设物体沿着竖直面上圆弧形轨道下滑，轨道是光滑的，在从A 至C 的下滑过程中，下面哪个说法是正确的？[ E ](A) 它的加速度大小不变，方向永远指向圆心． (B) 它的速率均匀增加．(C) 它的合外力大小变化，方向永远指向圆心． (D) 它的合外力大小不变．(E) 轨道支持力的大小不断增加．8．物体作圆周运动时，正确的说法是：[ C ] （A ）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 ）必定有加速度，且法向分量一定不为零；（D ）速度方向一定在轨道的切线方向，法向分速度为零，所以法向加速度一定为零；9．以下五种运动形式，a保持不变的运动是 [ E ]A（A ）单摆的运动；（B ）匀速圆周运动；（C ）圆锥摆运动；（D ）行星的椭圆轨道运动；（E ）抛体运动； 二、填空1．已知一质点在Oxy 平面内运动，其运动学方程为22(192)r ti t j =++；r的单位为m ，t 的单位为s ，则位矢的大小rv = 24i t j + ，加速度a =4(/)j m s 。
西南交大大物试卷答案11A
《大学物理》作业 No.12 电磁感应一、选择题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：[ B ] (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) 使铜板中磁场反向解：根据楞次定律，感应电流的磁场总是力图阻碍原磁场的变化。
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，如图所示。
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 ] (A) 0 (B) vBl 21 (C) vBl (D) vBl 2解：在伏特计与导体平板运动过程中，dc ab整个回路0,0i所以伏特计指示 0 V3. 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tId d 的变化率增长，一矩形线圈位于导线平面内(如图)，则：[ B ] (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。
解:0d d tI，在回路中产生的垂直向外的磁场 增强，根据楞次定律，回路中产生的电流为顺时针，以反抗原来磁通量的变化。
4. 在一通有电流I 的无限长直导线所在平面内，有一半径为r 、电阻为R 的导线环，环中心距直导线为a ，如图所示，且r a 。
当直导线的电流被切断后，沿着导线环流过的电量约为：[ C ] (A))11(220ra a R Ir (B)a ra R Ir ln 20(C)aRIr 220 (D)rRIa 22IIa解：直导线切断电流的过程中，在导线环中有感应电动势，大小为tΦd d感应电流为 tΦR Ri d d 1沿导线环流过的电量为：aRIr R r a I R s B ΦRt t ΦR t i q 21211d d d 1d 20200 5. 如图所示，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 的边长为l 。
西南交大大学物理作业参考答案NO.2
分别为 m1 、 m2 相对于地的加速度。以竖直向下为正方向。 和 a2
m2 m1
f
a2
以地球为参考系，分别对 m1 、 m2 和一段轻绳应用牛顿运动定律：
m1 g T m1 a1 m2 g f m2 a2 f T
又由相对加速度公式
1 2 3
（ 4）
T
a 2 a1 a2
V0 －2 V
(B) (D)
2 ( V 0 －V) 2 (V － V 0 )
(C) 2 V－ V0
解：设小球质量为 m，碰撞后速度为 V1 ，车质量为 M，碰撞后速度为 V 2。 完全弹性碰撞，碰撞前后，机械能守恒； 忽略外力作用，碰撞前后动量守恒，即有 移项得
mV0 MV mV1 MV2 mV1 V0 M V V2
©西南交大物理系_2013_02
《大学物理 AI》作业
No.02 动量、动量守恒定律
班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______
一、判断题： （用“T”和“F”表示） [ F ] 1． 在匀速圆周运动中，质点的动量守恒。 解：因为动量是矢量，在匀速圆周运动中，动量的大小不变，方向时时刻刻在变化。 [ F ] 2． 物体运动方向与作用在物体上的合外力方向相同。 反例：抛体运动。 [ F ] 3． 物体所受摩擦力的方向与物体运动的方向相反。
4. 假设一个乒乓球和一个保龄球向你滚来。都具有相同的动量，然后你用相同的力将两 只球停住，比较停住两只球所用的时间间隔 [ B ] (A) 停住乒乓球所用的时间间隔较短 (B) 停住两只球所用的时间间隔相同 (C) 停住乒乓球所用的时间间隔较长 (D) 条件不足，不能确定 解：根据动量定理： I 也相同。 5．在 t = 0 时刻，一个大小恒定的力 F 开始作用在一正在外层空间沿 x 轴运动的石块上。 石块继续沿此轴运动。对 t >0 的时刻，下面的哪一个函数有可能表示石块的位置： [ B ]
西南交大大物作业答案
《大学物理》作业 N0.1 运动的描述班级 ________________ 学号 __________ 姓名 _________ 日期 _______ 成绩 ________一、选择题：B D DC B B二、填空题：1. 8 m ，10 m2. m r s 042.023201.0=⨯⨯==πθ ， s m vs r t r v po/0041.0/3==∆∆=3.s m l l r v v t /8.69cos sin sin sin sin 2=====θωθωθθωθ 或θωθθ22cos d d cos 1d d l t l t x v =⋅==4. 切向加速度的大小为 260cos g g a t -=-=法向加速度的大小为g g v a n 2330cos 2===ρ所以轨道的曲率半径gv a v n 33222==ρ5. 以地球为参考系，()⎪⎩⎪⎨⎧=+=2021gt y tv v x 消去t ，得炮弹的轨迹方程 ()202x v v gy +=同理，以飞机为参考系 222x vg y = 6. ()2s m 15.05.03.0-⋅=⨯==βr a t飞轮转过 240时的角速度为ω，由0,20202==-ωβθωω，得βθω22= 此时飞轮边缘一点的法向加速度大小为()22s m 26.123602405.023.02-⋅=⨯⨯⨯⨯===πβθωr r a n三、计算题：1．一个人自原点出发，25 s 内向东走30 m ，又10 s 内向南走10 m ，再15 s 内向正西北走18 m 。
求在这50 s 内，（1）平均速度的大小和方向，（2）平均速率的大小。
解：建立如图坐标系。
（1） 50 s 内人的位移为r ++=∆(ji j i j i73.227.1745cos 181030+=+-+-=平均速度的大小为)s m (35.05073.227.17122-⋅=+=∆∆=t r v与x 轴的夹角为)98.8(98.827.1773.2tg tg 11东偏北==∆∆=--x y ϕ（2） 50 s 内人走的路程为S =30+10+18=58 (m)，所以平均速率为)s m (16.150581-⋅==∆=t S v2．如图所示，质点P 在水平面内沿一半径为R =2 m 的圆轨道转动。
西南交通大学大学物理下作业答案
No.1机械振动一、判断题[T ]1.解：根据简谐振动的判据3。
[F ]2.解：根据振子的角频率mk=ω，可知角频率由系统决定的。
[T ]3.解：由简谐振动判据2：0d d 222=+x tx ω可知叙述正确。
[T]4.解：孤立的谐振系统机械能守恒，动能势能反相变化。
[T ]5.解：同向不同频率的简谐振动的合成结果就不一定是简谐振动。
二、选择题1.一劲度系数为k 的轻弹簧，下端挂一质量为m 的物体，系统的振动周期为1T 。
若将此弹簧截去一半的长度，下端挂一质量为m 21的物体，则系统振动周期2T 等于[D ]（A ）12T （B ）1T (C)21T (D)21T (E)41T 解：根据kmT π2=，因为弹簧截去一半的长度后，k k 22=，m m 212=，代入周期公式后可知：1222212T k m T ==π，所以选D 解：如图画出已知所对应矢量A，可知A 与x 轴正向的夹角为60=θ,则根据简谐运动与旋转矢量的对应关系可得2/3sin max v A v ==θω解：m T k m T m k T ∝⇒=⇒⎭⎪⎬⎫==/2/2πωωπ解：对于孤立的谐振系统，机械能守恒，动能势能反相变化。
那么动能势能相等时，有：221412122Ax kx kA E E E p k =⇒====，所以选C。
π21(A)π23)(B π)(C 0(D)解：两个谐振动x 1和x 2反相，且212A A =，由矢量图可知合振动初相与x 1初相一致，即πϕ=。
三、填空题1.描述简谐振动的运动方程是)cos(ϕω+=t A x ，其中，振幅A 由初始条件决定；角频率ω由振动系统本身性质决定；初相ϕ由初始条件决定；2.一简谐振动的表达式为)sin(ϕπ+=t A x ，已知0=t 时的初位移为0.04m,初速度为0.09m ⋅s -1，则振幅A =0.05m ，初相位ϕ=54.38︒解：根据已知条件：09.0cos ,04.0sin 00====ϕπϕA v A x ，由此两式，消去初相可求得振幅为0.05m 。
西南交大大物作业
©物理系_2012_09《大学物理AII 》作业 No.9 原子结构 激光 固体班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、判断题：（用“T ”和“F ”表示）[ F ] 1．施特恩-盖拉赫实验既证实了Ag 原子角动量是量子化的，且原子沉积条数也与理论一致。
解：斯特恩-盖拉赫实验结果可以由电子自旋的概念来解释。
教材230-231.[ F ] 2．量子力学理论中，描述原子中电子运动状态的四个量子数彼此是不相关的。
解：错误，(s l m m l n ,,,)四个量子数中，l m l n ,,这3个量子数的取值是密切相关的，而21±=s m 。
[ F ] 3．按照原子量子理论，两个原子自发辐射的同频率的光是相干的，原子受激辐射的光与入射光也是相干的。
解：教材176，自发辐射的光是不相干的；教材177页，受激辐射的光与入射光是相干光。
[ T ] 4．固体中能带的形成是由于固体中的电子仍然满足泡利不相容原理。
解：只要是费米子都要遵从泡利不相容原理，电子是费米子。
[ T ] 5．半导体的PN 结是由于P 型和N 型半导体材料接触时载流子扩散形成的。
解：教材243页。
二、选择题：1. 氢原子中处于2p 状态的电子，描述其量子态的四个量子数(s l m m l n ,,,)可能取的值为 [ C ] (A) (3, 2, 1,－21) (B) (2, 0, 0,21) (C) (2, 1,－1, －21) (D) (1, 0, 0,21)解：对于2p 态，n = 2, l = 1, 1,0±=l m , 21±=s m2. 附图是导体、半导体、绝缘体在热力学温度T = 0K 时的能带结构图。
其中属于绝缘体的能带结构是禁带禁带 禁带 禁带重合 (1)(2)(3)(4)[ A](A) (1) (B) (2) (C) (1)、(3) (D) (3) (E) (4) 解：绝缘体禁带较宽，且其中没有施主能级或受主能级。
2022级西南交大大物答案10
2022级西南交大大物答案10西南交大物理系_2022_02《大学物理AI》作业No.10安培环路定律磁力磁介质班级________学号________姓名_________成绩_______一、判断题：（用“T”和“F”表示）[F]1．在稳恒电流的磁场中，任意选取的闭合积分回路，安培环路定理HdlIiL都能成立，因此利用安培环路定理可以求出任何电流回路在空间任一处产生的磁场强度。
解：安培环路定理的成立条件是：稳恒磁场，即稳恒电流产生的磁场。
但是想用它来求解磁场，必须是磁场分布具有某种对称性，这样才能找到合适的安培环路，才能将HdlIi中的积分简单地积出来。
才能算出磁场强度矢量的分布。
L[F]2．通有电流的线圈在磁场中受磁力矩作用，但不受磁力作用。
解：也要受到磁场力的作用，如果是均匀磁场，那么闭合线圈所受的合力为零，如果是非均匀场，那么合力不为零。
[F]3．带电粒子匀速穿过某空间而不偏转，则该区域内无磁场。
解：根据fqvB，如果带电粒子的运动方向与磁场方向平行，那么它受力为0，一样不偏转，做匀速直线运动。
[F]4.真空中电流元I1dl1与电流元I2dl2之间的相互作用是直接进行的，且服从牛顿第三定律。
解：两个电流之间的相互作用是通过磁场进行的，不服从牛顿第三定律。
[T]5.在右图中,小磁针位于环形电流的中心。
当小磁针的N极指向纸内时,则环形电流的方向是顺时针方向。
解：当小磁针的N极指向纸内时，说明环形电流所产生的磁场是指向纸内，根据右手螺旋定则判断出电流的方向是顺时针的。
二、选择题：1．如图，在一圆形电流I所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路L，则由安培环路定理可知：L[B](A)Bdl0，且环路上任意一点B0LO(B)Bdl0，且环路上任意一点B0IL(C)Bdl0，且环路上任意一点B0L解：根据安培环路定理知，B的环流只与穿过回路的电流有关，但是B却是与空间所有L(D)Bdl0，且环路上任意一点B=常量＝0的电流有关。
西南交大大学物理作业参考答案NO.1
y
2
1 1 1 1 2 2 A Fdy mkydy mky0 mky 2 EK mv 2 mv0 y 2 2 2 2
0
整理得到： v v 0 k y 0 y
2
2
2
2
2．一张致密光盘（CD）音轨区域的内半径 R1＝2.2 cm，外半径为 R 2＝5.6 cm（如图） ， 径向音轨密度 N ＝650 条/mm。在 CD 唱机内，光盘每转一圈，激光头沿径向向外移动 一条音轨，激光束相对光盘以 v＝1.3 m/s 的恒定线速度运动。 (1) 这张光盘的全部放音时间是多少？ R2 R1 (2) 激光束到达离盘心 r＝5.0 cm 处时， 光盘转动的角速度和 角加速度各是多少？ 解：(1) 以 r 表示激光束打到音轨上的点对光盘中心的矢径，则 在 d r 宽度内的音轨长度为 2 rN d r 。 激光束划过这样长的音轨所用的时间为 d t 由此得光盘的全部放音时间为
2
2
m s
2 2
2
飞轮转过 240 时的角速度为 ，由 2 0 2 , 0 0 ，得 2 此时飞轮边缘一点的法向加速度大小为
an r 2 r 2 0.3 2 0.5
240 2 1.26 360
1 1 2.5 2 1 1 2 1 2m 2 2
2
2． 在 x 轴上作变加速直线运动的质点， 已知其初速度为 v 0 ， 初始位置为 x0， 加速度 a Ct （其中 C 为常量） ，则其速度与时间的关系为 v v v 0
1 3 Ct ，运动学方程为 3
x2 t2
大学物理(西南交大)作业参考答案6
NO.6 电流、磁场与磁力 （参考答案）班级： 学号： 姓名： 成绩：一 选择题1．在无限长的载流I 的直导线附近，有一球形闭合面S ，当S 面以速度V向长直导线靠近时，穿过S 面的磁通量Φ和面上各点的磁感应强度大小B 的变化是： （A ）Φ增大，B 也增大； （B ）Φ不变，B 也不变； （C ）Φ增大，B 不变； （D ）Φ不变，B 增大；[ D ]2．如图示的两个载有相等电流I 的圆形线圈，一个处于水平位置，一个处于竖直位置，半径均为R ，并同圆心，圆心O 处的磁感应强度大小为：（A ）0； （B ）R I20μ； （C ）RI220μ； （D ）R I 0μ。
[ C ]3．载流的圆形线圈（半径a 1）与正方形线圈（边长a 2）通有相同电流I ，若两个线圈的中心O 1、O 2处的磁感应强度大小相同，则a 1︰a 2为：（A ）1︰1 ； （B ）π2︰1 ； （C ）π2︰4 ； （D ）π2︰8 ；[ 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 l d B ⋅等于：（A ）μ0I ； （B ）μ0I / 3 ； （C ）μ0I / 4 ； （D ）2μ0I / 3 。
[ D ]5．真空中电流元I 1d 1l与I 2d 2l 之间的相互作用是这样的： （A ）I 1d 1l与I 2d 2l 直接进行相互作用，且服从牛顿第三定律；（B ）由I 1d 1l 产生的磁场与I 2d 2l产生的磁场之间进行相互作用，且服从牛顿第三定律； （C ）由I 1d 1l产生的磁场与I 2d 2l产生的磁场之间进行相互作用，但不服从牛顿第三定律； （D ）由I 1d 1l 产生的磁场与I 2d 2l 进行作用，或由I 2d 2l 产生的磁场与I 1d 1l进行相互作用，但不服从牛顿第三定律。
西南交大 大学物理 下 第9次作业 答案
西南交大大学物理下第9次作业答案西南交大大学物理下第9次作业答案? 物理系u2022 u09《大学物理aii》作业no.9原子结构固体能带理论班级成绩_______一、判断题：（用“t”和“f”表示）[f] 一,。
量子力学中的“隧道效应”现象只有在粒子总能量高于势垒高度时才会出现。
解决方案：总能量低于势垒高度的粒子也可以通过势垒到达势垒另一侧的现象称为“隧穿”道效应”[f] 二,。
根据量子力学理论，氢原子中的电子在一定的轨道上运动，轨道被量子化。
解决方案：教科书中的227个电子不会在原子核外的特定轨道上移动。
量子力学不能断言电子必须出现在核外某个确定的位置，而只能给出电子在核外各处出现的概率。
[f] 三,。
本征半导体是同时参与传导的电子和空穴载流子，而n型半导体只传导电子。
[t]4．固体中能带的形成是由于固体中的电子仍然满足泡利不相容原理。
解：只要是费米子都要遵从泡利不相容原理，电子是费米子。
[t] 五,。
当p型和n型半导体材料接触时，由载流子扩散形成的PN具有单一导电性。
解决方案：教科书244二、选择题：1.以下哪组量子数可以描述原子中电子的状态？[d] （a）n=2，l=2，ml=0，ms？11(b)n=3，l=1，ml=-2，ms??2211(c)n=1，l=2，ml=1，ms?(d)n=3，l=2，ml=0，ms??解决方案22：根据原子中电子的四个量子数的取值规则和泡利不相容原理，我们知道D是正确的。
因此，选择D2．与绝缘体相比较，半导体能带结构的特点是[d](a)导带也是空带(b)满带与导带重合（c）在整个带中总是有空穴，在导带中总是有电子。
（d）带隙很窄解：教材241-242.3.在原子的L壳层中，一个电子可能具有的四个量子数（n，L，ML，MS）是1)21(3)(2，1，1，)2(1)(2，0，1，1)21(4)(2，1，-1，?)2（2）（2，1，0），上述四个值中哪一个是正确的？[](a)只有(1)、(2)是正确的(b)只有(2)、(3)是正确的(c)只有(2)、(3)、(4)是正确的(d)全部是正确的解决方案：原子的L壳层对应于主量子数n？2.角量子数可以是l？0,1,2，磁量子数可以是ml?0,?1,?2，自旋量子数可为ms??11,，根据原子中电子四个量子数取值规则22和泡利不相容原理知只有(2)、(3)、(4)正确。
大学物理西南交大作业参考答案
电势、导体与※电介质中的静电场 （参考答案）班级： 学号： 姓名： 成绩： 一 选择题1．真空中一半径为R 的球面均匀带电Q ，在球心O 处有一带电量为q 的点电荷，如图所示，设无穷远处为电势零点，则在球内离球心O 距离为r 的P 点处的电势为：（A ）r q04πε； （B ）)(041R Qrq +πε； （C ）rQq 04πε+； （D ）)(041R qQ rq -+πε；参考：电势叠加原理。
[ B ]2．在带电量为-Q 的点电荷A 的静电场中，将另一带电量为q 的点电荷B 从a 点移动到b ，a 、b 两点距离点电荷A 的距离分别为r 1和r 2，如图，则移动过程中电场力做功为：（A ）)(210114r r Q --πε； （B ）)(21114r r qQ-πε；（C ）)(210114r r qQ--πε； （D ）)(4120r r qQ --πε。
参考：电场力做功＝势能的减小量。
A=W a -W b ＝q(U a -U b ) 。
[ C ]3N 点，有人（A ）电场强度E M ＜E N ； （B ）电势U M ＜U N ； （C ）电势能W M ＜W N ； （D ）电场力的功A ＞0。
r 2 (-Qbr 1B a（q ）[ C ]4．一个未带电的空腔导体球壳内半径为R ，在腔内离球心距离为d （d ＜R ）处，固定一电量为+q 的点电荷，用导线把球壳接地后，再把地线撤去，选无穷远处为电势零点，则球心O 处的点势为： （A ）0； （B ）d q04πε； （C ）-R q04πε； （D ）)(1140R dq-πε。
外表面无电荷（可分析）。
虽然内表面电荷分布不均，但到O 点的距离相同，故由电势叠加原理可得。
[ D ]※5．在半径为R 的球的介质球心处有电荷+Q ，在球面上均匀分布电荷-Q ，则在球内外处的电势分别为： （A ）内r Qπε4+，外r Q 04πε-； （B ）内r Qπε4+，0； 参考：电势叠加原理。
西南交通大学 大物AI作业参考解答_No.11 电磁感应
1
Bl 2 ,
b
2
b c ，c端电势高。所以
U ac
Ubc
1 Bl 2 2
2.在无限长的载流直导线附近放置一矩形闭合线圈，开始时线圈 与导线在同一平面内，且线圈中两条边与导线平行。当线圈以 相同的速度作如图所示的三种不同方向的平动时，线圈中的 感应电流最大的是 II 。
解：由电磁感应定律 dΦm ，第二种情况通过线圈的磁通量变化率最大。 dt
4.在磁感强度为 B 的均匀磁场中，以速率v 垂直切割磁感应线运动的一长度为 L 的金属杆，相当于一个电
源，它的电动势ε＝ vBl ，产生此电动势的非静电力是 洛伦兹力 。
解：由
(v
B)
dl
可得。
5.如图所示，一半径为 r 的很小的金属圆环，在初始时刻与一半径为 a ( a r ) 的大金属圆环共面且同心。在大圆环中通以恒定的电流 I ，方向如图，如果小
dΦm dt
1 2
Kv
3
tan
dt 3 dt
cost t3
d
cos t dt
v
O B
D
x N
1 Kv3t 2 tan 3cost t sin t
2
（若感应电动势 0 则感应电流与 S 与成右旋关系，反之则成左旋关系。）
2.半径为R半圆形刚性导线 a b ，在均匀磁场中以恒定速度 v 移动，已知均匀磁场垂直纸面向外，大小为
B ， v 与 ab 夹角为45°，求导线上感应电动势 ε 和 a、b两点电势差Uab 各为多少？
解：连接 ab , 构成回路aobca，由于移动过程中回路磁通量不变，所以整个
西南交通大学大物参考答案NO导体介质中的静电场
A 球电势 U A
= q1 4πε 0r1
+
q内 4πε 0r2
+
q外 4πε 0 r3
= 5400 V
B 球电势 U B
= q1 4πε 0r3
+
q内 4πε 0r3
+
q外 4πε 0 r3
=
q外 4πε 0r3
= 3600 V
4．一平行板电容器，充电后与电源保持联接，然后使两极板间充满相对介电常量为εr 的
电场强度 E′ = σ ′ / ε 0ε r = Q′ / S / ε 0ε r = ε rQ / S / ε 0ε r = E
电场能量W ′
=
1 C′V 2 2
=
1 2 ε rCV
2
= ε rW
即分别为 ε r ，1， ε r 倍
5．一空气平行板电容器，电容为 C，两极板间距离为 d。充电后，两极板间相互作用力
分布为
E = λ /(2πε r)
设电容器内外两极板半径分别为 r0，R，则极板间电压为
∫ ⋅ ∫ R � � R
U = E dr =
λ
λR d r = ln
r
r 2πε r
2πε r0
电介质中场强最大处在内柱面上，当这里场强达到 E0 时电容器击穿，这时应有
λ = 2πε r0 E0
R U = r0 E0 ln r0
适当选择 r0 的值，可使 U 有极大值，即令
dU /d r0 = E0 ln(R / r0 ) − E0 = 0
得 显然有
r0 = R / e
d2 U
< 0， 故当
d r0 2
r0 = R / e
西南交大大物AI作业答案12
5. 在圆柱形空间内有一磁感应强度为 B 的均匀磁场， 如图所示。B 的大小以速率 dB / d t 变化。在磁场中有 A、B 两点，其中可放置直导线 AB 和弯曲的导线 AB ，则： [ D ] (A) 电动势只在 AB 导线中产生; (B) 电动势只在 AB 导线中产生; (C) 电动势在 AB 和 AB 中都产生，且两者大小相等; (D) AB 导线中的电动势小于 AB 导线中的电动势。
试判断下列结论是包含或等效于哪一个麦克斯韦方程式的，将你确定的方程式用代号填 在相对应结论的空白处。 (1) 变化的磁场一定伴随有电流： (2) 磁感应线是无头无尾的： (3) 电荷总伴随有电场： ① ② ③ ； ； 。
解：由麦克斯韦方程组建立的理论基础知代号顺序是②、③、①。 5. 圆形平行板电容器，从 q = 0开始充电， 试画出充电过程中，极板间某点 P 电场强度 和磁场强度的方向。 i v dD v 向 解：根据充电方向，极板间场强竖直向下；由于 i 的增加， P ⊗H dt v E 下且增大，由安培环路定理，p 点磁场强度方向为 ⊗ ，如图所示。
二、填空题 1. 有两个线圈，自感系数分别为 L1和L2 ，已知 L1 = 4 mH, L2 = 5 mH ，串联成一个线 0.5mH 。
解：设线圈通电流 I，则总磁通链数为： Ψ = L1 I + L2 I + 2 MI
Ψ = L1 + L2 + 2 M I 1 1 所以，互感系数： M = ( L − L1 − L2 ) = (10 − 4 − 5) = 0.5(mH ) 2 2
铁芯
M
r B ×a ×××
ε2
N
× × ×v× × b× × ×
r
(B) 带有一定量的负电荷 (D)带有越来越多的负电荷
大学物理西南交大作业参考答案
大学物理西南交大作业参考答案公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]电势、导体与※电介质中的静电场 （参考答案）班级： 学号： 姓名： 成绩： 一 选择题1．真空中一半径为R 的球面均匀带电Q ，在球心O 处有一带电量为q 的点电荷，如图所示，设无穷远处为电势零点，则在球内离球心O 距离为r 的P 点处的电势为：（A ）r q04πε； （B ）)(041R Qrq +πε； （C ）rQq 04πε+； （D ）)(041R qQ rq -+πε；参考：电势叠加原理。
[ B ]2．在带电量为-Q 的点电荷A 的静电场中，将另一带电量为q 的点电荷B 从a 点移动到b ，a 、b 两点距离点电荷A 的距离分别为r 1和r 2，如图，则移动过程中电场力做功为：（A ）)(210114r r Q --πε； （B ）)(21114r r qQ-πε；（C ）)(210114r r qQ--πε； （D ）)(4120r r qQ --πε。
参考：电场力做功＝势能的减小量。
A=W a -W b ＝q(U a -U b ) 。
[ C ]3点，有人（A ）电场强度E M ＜E N ； （B ）电势U M ＜U N ； （C ）电势能W M ＜W N ； （D ）电场力的功A ＞0。
r 2 (-br 1B a（q[ C ]4．一个未带电的空腔导体球壳内半径为R ，在腔内离球心距离为d （d ＜R ）处，固定一电量为+q 的点电荷，用导线把球壳接地后，再把地线撤去，选无穷远处为电势零点，则球心O 处的点势为： （A ）0； （B ）d q04πε； （C ）-R q04πε； （D ）)(1140R dq-πε。
外表面无电荷（可分析）。
虽然内表面电荷分布不均，但到O 点的距离相同，故由电势叠加原理可得。
[ D ]※5．在半径为R 的球的介质球心处有电荷+Q ，在球面上均匀分布电荷-Q ，则在球内外处的电势分别为： （A ）内r Q πε4+，外r Q 04πε-； （B ）内r Qπε4+，0； 参考：电势叠加原理。
西南交大大学物理CII作业 参考答案
©物理系_2015_09《大学物理CII》作业No.7 热力学第二定律班级________ 学号________ 姓名_________ 成绩_______一、判断题：（用“T”和“F”表示）[ F ] 1．在任意的绝热过程中，只要系统与外界之间没有热量传递，系统的温度就不会发生变化。
此说法不对．在绝热过程中，系统与外界无热量交换，Q=0．但不一定系统与外界无作功，只要系统与外界之间有作功的表现，由热力学第一定律Q=E+W，可知，E=-W，即对应有内能的改变．而由E=νC，T可知，有E，一定有T，即有温度的变化．[ F ] 2．在循坏过程中系统对外做的净功在数值上等于p-V图中封闭曲线所包围的面积，因此封闭曲线包围的面积越大，循坏效率就越高。
有人说，因为在循环过程中系统对外做的净功在数值等于p-V图中封闭曲线所包围的面积，所以封闭曲线所包围的面积越大，循环效率就越高，对吗？答：不正确，因为循环效率取决于系统对外做的净功和系统由高温热源吸收的热量，只有在从高温热源吸收的热量一定的情况下，封闭曲线所包围的面积越大，即系统对外所做的净功越多，循环效率越高，如果从高温热源吸收的热量不确定，则循环效率不一定越高[ F ] 3．系统经历一正循坏后，系统与外界都没有变化。
系统经历一正循环后，系统的状态没有变化；（２）系统经历一正循环后，系统与外界都没有变化；（３）系统经历一正循环后，接着再经历一逆循环，系统与外界亦均无变化。
解说法（1）正确，系统经历一正循环后，描述系统状态的内能是单值函数，其内能不变，系统的状态没有变化。
说法（2）错误，系统经过一正循环，系统内能不变，它从外界吸收热量，对外作功，由热力学第二定律知，必定要引起外界的变化。
说法（3）错误，在正逆过程中所引起外界的变化是不能消除的。
[ F ] 4.第二类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律。
解：第二类永动机并不违背能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律。
大学物理(西南交大)作业参考答案3
NO.3 角动量和刚体定轴转动班级 姓名 学号 成绩一、选择1.体重、身高相同的甲乙两人，分别用双手握住跨过无摩擦轻滑轮的绳子各一端．他们从同一高度由初速为零向上爬，经过一定时间，甲相对绳子的速率是乙相对绳子速率的两倍，则到达顶点的情况是 [ C ] (A)甲先到达． (B)乙先到达．(C)同时到达． (D)谁先到达不能确定．2.如图所示，A 、B 为两个相同的绕着轻绳的定滑轮．A 滑轮挂一质量为M 的物体，B 滑轮受拉力F ，而且F ＝Mg ．设A 、B 两滑轮的角加速度分别为βA 和βB ，不计滑轮轴的摩擦，则有 [ C ] (A) βA ＝βB ． (B) βA ＞βB ．(C) βA ＜βB ． (D) 开始时βA ＝βB ，以后βA ＜βB ．参考：2A Mgr Mr J β=+，BMgrJβ= 3.如图所示，一质量为m 的匀质细杆AB ，A 端靠在光滑的竖直墙壁上，B 端置于粗糙水平地面上而静止．杆身与竖直方向成θ角，则A 端对墙壁的压力大小[ B ] (A) 为41mg cos θ． (B) 为21mg tg θ(C) 为mg sin θ． (D) 不能唯一确定．4.如图所示，一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴O 旋转，初始状态为静止悬挂．现有一个小球自左方水平打击细杆．设小球与细杆之间为非弹性碰撞，则在碰撞过程中对细杆与小球这一系统 [ C ] (A) 只有机械能守恒． (B) 只有动量守恒．(C) 只有对转轴O 的角动量守恒． (D) 机械能、动量和角动量均守恒．5.一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O 转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并且留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度ω [ C ] (A) 增大． (B) 不变． (C) 减小． (D) 不能确定． 参考：角动量守恒 ，而J 变大，故ω 变小。
6．已知地球的质量为m ，太阳的质量为M ，地心与日心的距离为R ，引力常数为G ，则地球绕太阳作圆周运动的轨道角动量为：[ A ]（A ）m GMR ； （B ）R GMm ；（C ）Mm RG ； （D ）R GMm 2。
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西南交大大物作业答案【篇一：2014级西南交大大物答案10】=txt>《大学物理ai》作业no.10安培环路定律磁力磁介质班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、判断题：（用“t”和“f”表示）??[ f ] 1．在稳恒电流的磁场中，任意选取的闭合积分回路，安培环路定理h?dl??iil都能成立，因此利用安培环路定理可以求出任何电流回路在空间任一处产生的磁场强度。
解：安培环路定理的成立条件是：稳恒磁场，即稳恒电流产生的磁场。
但是想用它来求解磁场，必须是磁场分布具有某种对称性，这样才能找到合适的安培环路，才能将??h?dl??ii中的积分简单地积出来。
才能算出磁场强度矢量的分布。
l[ f ] 2．通有电流的线圈在磁场中受磁力矩作用，但不受磁力作用。
解：也要受到磁场力的作用，如果是均匀磁场，那么闭合线圈所受的合力为零，如果是非均匀场，那么合力不为零。
[f ] 3．带电粒子匀速穿过某空间而不偏转，则该区域内无磁场。
解：根据f?qv?b，如果带电粒子的运动方向与磁场方向平行，那么它受力为0，一样不偏转，做匀速直线运动。
??[f ] 4.真空中电流元i1dl1与电流元i2dl2之间的相互作用是直接进行的，且服从牛顿第三定律。
解：两个电流之间的相互作用是通过磁场进行的，不服从牛顿第三定律。
[ t ] 5.在右图中,小磁针位于环形电流的中心。
当小磁针的n 极指向纸内时,则环形电流的方向是顺时针方向。
???解：当小磁针的n 极指向纸内时，说明环形电流所产生的磁场是指向纸内，根据右手螺旋定则判断出电流的方向是顺时针的。
二、选择题：1．如图，在一圆形电流i所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路l，则由安培环路定理可知： [b] (a)(b)(c)??lb?dl?0，且环路上任意一点b?0 ??lb?dl?0，且环路上任意一点b?0 ??b?dl?0，且环路上任意一点b?0l??解：根据安培环路定理知，b的环流只与穿过回路的电流有关，但是b却是与空间所有l??(d) b?dl?0，且环路上任意一点b =常量＝0的电流有关。
依据题意知选b。
??2．一电子以速度v垂直地进入磁感强度为b的均匀磁场中，此电子在磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量将[ b ] (a) 正比于b，反比于v2(b) 反比于b，正比于v2(c) 正比于b，反比于v (d) 反比于b，反比于v解：因为电子垂直地进入均匀磁场，所以将在磁场中做匀速圆周运动，?mv?mv2s??r????，所围的面积是圆的面积：r???qbqb??2?mv?m2v2为：?m?bs?b???qb????q2?b,所以选b。
??2，穿过这个面的磁通量3．如图所示，一固定的载流大平板，在其附近，有一载流小线框能自由转动或平动。
线框平面与大平板垂直，大平板的电流与线框中电流方向如图所示，则通电线框的运动情况从大平板向外看是：[c](a)靠近大平板ab (b)顺时针转动(c)逆时针转动(d)离开大平板向外运动。
a解：因载流大平板产生的磁场平行于平板，方向如图所示。
则线圈在磁场中所受的磁力???矩为：m?pm?b可知：磁力矩方向垂直并指向载流大平板，所以从平板向外看，线圈逆时针转动。
故选c?4．关于稳恒电流磁场的磁场强度h，下列几种说法中哪个是正确的？ ?[d](a) h仅与传导电流有关?解：h是总场，与空间所有的电流（包括回路内外的传导电流和磁化电流）有关，所以?a不正确；若闭合曲线内没有传导电流穿过，只能说明h的环流为0，闭合曲线上各点??h的h不一定为0，所以b也不正确；对于稳恒电流的磁场，穿过任意封闭曲面的通?h量均相等，穿过以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的通量是不一定相等的，所以c不正??确；若闭合曲线上各点h均为零，那么h的环流为0，必然穿过该曲线的传导电流代数和要为零。
所以选d?(b) 若闭合曲线内没有传导电流穿过，则曲线上各点的h必为零?(c) 以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的h通量均相等?(d) 若闭合曲线上各点h均为零，则该曲线中穿过的传导电流代数和为零5．有一半径为r的单匝圆线圈，通以电流i，若将该导线弯成匝数n = 2的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的 [b] (a) 4倍和1/8(b) 4倍和1/2 (c) 2倍和1/4(d) 2倍和1/2r解：由于导线长度不变，那么：2?r?2?r?r?,圆电流的在圆心处的磁场2?0i?0i?0i?2?4b 为：b?,b?n2r2rrr2122?is?i?r，pm?2is?2i?r?2i??pm 线圈的磁矩为：pm42所以选b三、填空题：1．两根长直导线通有电流i，在图示三种环路中，??b?dl分别等于：_______?0i（对于环路a）。
（对于环路b）。
_________2?0i_____（对于环路c）。
l??解：根据安培环路定理，b?dl??0?i??对于a： b?dl??0il??对于b： b?dl??0(i?i)?0l??对于c： b?dl??0(i?i)?2?0i内对于电流i的正负的规定为：电流的流向和环路绕向成右手螺旋为正，成左手螺旋为负。
2．如图所示的空间区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，在纸面内有一正方形边框abcd（磁场以边框为界），而a、b、c三个角顶处开有很小的缺口，今有一束具有不同速度的电子由a缺口沿ad方向射入磁场区域，若b、c两缺口处分别有电子射出， 12自此两处电子的速率之比vv?。
bc解：因电子在匀强磁场中作圆周运动的半径为r?而从b处射出的电子半径为：rb?mv?v eb1ab，从c处射出的电子半径rc?ab， 2vbrb1所以，自此两处电子的速率之比 ??vcrc2?3．如图，在面电流密度为j的均匀载流无限大平板附近，有一载流为i半径为r的半圆形刚性线圈，线圈平面与载流大平板垂i?直，与j平行线圈所受磁力矩为_____________________，受力为________________。
j解：均匀载流无限大平板附近磁场方向垂直半圆形刚性线圈向里，载流为i半径为r的半圆形刚性线圈磁矩pm垂直半圆形刚性线圈向里，由m?pm?b有与j平行半圆形刚性线圈所受磁力矩为m???????r2i?bsin0??0 2?由安培定律与j平行半圆形刚性线圈直边和弯曲边所受力大小相等，方向相反，为?与j平行半圆形刚性线圈受力为0。
解：均匀磁场中，一段弯曲的载流导线所受的安培力等于从同样的起点和终点间载有同样电流的直导线所受的力。
f?bilsin??bi?2r?sin300?bir5．长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成，两导体中有等值反向均匀电流i通过，其间充满磁导率为?的均匀磁介质。
则介质中离中心轴距离为r的某点处的磁场?i2?r ，磁感应强度的大小b? 2?r 。
强度大小h?i解：以轴线为圆心，r为半径作一圆形回路，l内??由有磁介质时安培环路定律h?dl??i0可得：l??h?dl?h?2?r?i于是r处磁场强度大小为： h?i2?r又b??h，故r处磁感应强度大小为：b??h??i。
2?r三、计算题1.如图，一半径为r的带电塑料圆盘，其中有一半径为r的阴影部分均匀带正电荷，面电荷密度为??，其余部分均匀带负电荷，面电荷密度为??，当圆盘以角速度?旋转时，测得圆盘中心o点的磁感应强度为零，问r与r满足什么关系？解：带电圆盘转动时，可看作无数圆电流的磁场在o点的叠加。
取半径为?，宽为d?的圆环，其上电流di??2??d???????d? 2?它在中心o产生的磁感应强度为：db?正电荷部分产生的磁场为：b??r?0di1??0??d? 2?211???d???0??r ?0202r11?0??d???0??(r?r) 负电荷部分产生的磁场为：b???r22而题设b??b? ，故得 r=2 r2．如图所示，一半径为r的均匀带电无限长直圆筒，电荷面密度为?，该筒以角速度?绕其轴线匀速旋转，试求圆筒内部的磁感应强度。
解：带电圆筒旋转相当于圆筒表面有面电流，单位长度上电流为；i?2?r????r?? 2?与长直通电螺线管内磁场分布类似。
圆筒内为均??匀磁场，b的方向与?一致（若?0，则相反）。
?圆筒外b?0。
作如图所示的安培环路l，由安培环路定理：??l得圆筒内磁感应强度大小为：b??0i??0?r? ??写成矢量式：b??0?r?【篇二：2014机西南交大大物答案7】=txt>《大学物理ai》作业no.06电场强度班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、判断题：（用“t”和“f”表示）[ f ] 1．电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向。
解：电场中某点场强的方向，就是将正点电荷放在该点所受电场力的方向。
[ f ] 2．任意两个带电体之间的相互作用力大小可表示为：f?解：库仑定律是指真空中两个静止的点电荷直接的相互作用力。
??[ f ] 3．静电场中某场点的电场强度的大小，由e?f/q 知, 与检验电荷电量成反比。
1q1q2解：电场强度与检验电荷无关。
[ t ] 4．三个相等的电荷处于等边三角形的三个顶点上，求这种电荷分布下的电场不能用高斯定理求解。
解：高斯定理的成立条件是静电场，但是高斯定理只能求解某些对称分布的电场（球对称、轴对称、面对称）。
[ f ] 5．如图所示，整个高斯面包围了四个带正电粒子中的两个。
由面内两个电荷引起的电场穿过该面的通量小于由所有四个电荷引起的电场穿过该面的通量。
??1解：se?ds??q内，注意高斯定理描述的是穿过封?0闭曲面的电通量只与封闭曲面内的电荷有关，封闭曲面外的电荷对通量没有贡献！！！二、选择题：1．有两个点电荷电量都是 +q ，相距为2a , 今以左边的点电荷所在处为球心，以a 为半径作一球形高斯面，在球面上取两块相等的小面积s1和s 2 , 其位置如图所示，??e解：根据高斯定理?ds??q/?0和场强叠加原理有s在小面积s1 处，e1?0，?1?0；??在小面积s 2 处，e2?0，?2?e2?s2?0，所以?1??2，而通过整个球面??的电场强度通量 ?s?e?ds?q/?0故选dsq2[] (a)?0sq2(b)2?0sq2(d)?0s2q2(c)2?0s2解：计算两板之间的静电力时，只能视其中一板在另一板的电场中受力，该电场的场强是其中一个带电板产生的（设为+ q板），则其值为e?于是- q板受+ q板作用力大小为f??q?2?02?0s?q2，故选b edq?e?dq?2?0s3．如图为四种情形，每个球体具有贯穿其体积均匀分布的电荷q，图中标出一点p，它们都在离球心同样距离处。