大学物理习题册袁玉珍答案
大学物理课后习题答案(上下册全)武汉大学出版社 习题3详解
3-1 有一半径为R 的水平圆转台,可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动,转动惯量为J ,开始时转台以匀角速度ω0转动,此时有一质量为m 的人站在转台中心,随后人沿半径向外跑去,当人到达转台边缘时,转台的角速度为 [ ] A.2ωmR J J + B. 02)(ωR m J J+ C.02ωmR JD. 0ω 答案:A3-2 如题3-2图所示,圆盘绕O 轴转动。
若同时射来两颗质量相同,速度大小相同,方向相反并在一直线上运动的子弹,子弹射入圆盘后均留在盘内,则子弹射入后圆盘的角速度ω将:[ ]A. 增大.B. 不变.C. 减小.D. 无法判断. 题3-2 图 答案: C3-3 芭蕾舞演员可绕过脚尖的铅直轴旋转,当她伸长两手时的转动惯量为J 0,角速度为ω0,当她突然收臂使转动惯量减小为J 0 / 2时,其角速度应为:[ ] A. 2ω0 . B. ω0 . C. 4ω0 . D. ω 0/2. 答案:A3-4 如题3-4图所示,一个小物体,位于光滑的水平桌面上,与一绳的一端相连结,绳的另一端穿过桌面中心的小孔O . 该物体原以角速度ω 在半径为R 的圆周上绕O 旋转,今将绳从小孔缓慢往下拉.则物体:[ ]A. 动量不变,动能改变; 题3-4图B. 角动量不变,动量不变;C. 角动量改变,动量改变;D. 角动量不变,动能、动量都改变。
答案:D3-5 在XOY 平面内的三个质点,质量分别为m 1 = 1kg, m 2 = 2kg,和 m 3 = 3kg,位置坐标(以米为单位)分别为m 1 (-3,-2)、m 2 (-2,1)和m 3 (1,2),则这三个质点构成的质点组对Z 轴的转动惯量J z = .答案: 38kg ·m 23-6 如题3-6图所示,一匀质木球固结在一细棒下端,且可绕水平光滑固定轴O 转动,今有一子弹沿着与水平面成一角度的方向击中木球并嵌于其中,则在此击中过程中,木球、子弹、细棒系统对o 轴的 守恒。
大学物理学第四版课后习题答案解析(上册)
习题11.1选择题(1) 一运动质点在某瞬时位于矢径),(y x r的端点处,其速度大小为(A)dtdr(B)dt r d(C)dtr d ||(D) 22)()(dt dy dt dx +[答案:D](2) 一质点作直线运动,某时刻的瞬时速度s m v /2=,瞬时加速度2/2s m a -=,则一秒钟后质点的速度(A)等于零 (B)等于-2m/s (C)等于2m/s (D)不能确定。
[答案:D](3) 一质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动,每t 秒转一圈,在2t 时间间隔中,其平均速度大小和平均速率大小分别为(A)t R t R ππ2,2 (B) tRπ2,0 (C) 0,0 (D) 0,2tRπ[答案:B]1.2填空题(1) 一质点,以1-⋅s m π的匀速率作半径为5m 的圆周运动,则该质点在5s 内,位移的大小是 ;经过的路程是 。
[答案: 10m ; 5πm](2) 一质点沿x 方向运动,其加速度随时间的变化关系为a=3+2t (SI),如果初始时刻质点的速度v 0为5m ·s -1,则当t 为3s 时,质点的速度v= 。
[答案: 23m ·s -1](3) 轮船在水上以相对于水的速度1V 航行,水流速度为2V,一人相对于甲板以速度3V 行走。
如人相对于岸静止,则1V 、2V和3V 的关系是 。
[答案: 0321=++V V V]1.3 一个物体能否被看作质点,你认为主要由以下三个因素中哪个因素决定:(1) 物体的大小和形状; (2) 物体的内部结构; (3) 所研究问题的性质。
解:只有当物体的尺寸远小于其运动范围时才可忽略其大小的影响,因此主要由所研究问题的性质决定。
1.4 下面几个质点运动学方程,哪个是匀变速直线运动?(1)x=4t-3;(2)x=-4t 3+3t 2+6;(3)x=-2t 2+8t+4;(4)x=2/t 2-4/t 。
给出这个匀变速直线运动在t=3s 时的速度和加速度,并说明该时刻运动是加速的还是减速的。
《大学物理学》(袁艳红主编)下册课后习题答案
第9章 静电场习 题一 选择题9-1 两个带有电量为2q 等量异号电荷,形状相同的金属小球A 和B 相互作用力为f ,它们之间的距离R 远大于小球本身的直径,现在用一个带有绝缘柄的原来不带电的相同的金属小球C 去和小球A 接触,再和B 接触,然后移去,则球A 和球B 之间的作用力变为[ ](A)4f (B) 8f (C) 38f (D) 16f答案:B解析:经过碰撞后,球A 、B 带电量为2q,根据库伦定律12204q q F r πε=,可知球A 、B 间的作用力变为8f。
9-2关于电场强度定义式/F E =0q ,下列说法中哪个是正确的?[ ] (A) 电场场强E 的大小与试验电荷0q 的大小成反比 (B) 对场中某点,试验电荷受力F 与0q 的比值不因0q 而变 (C) 试验电荷受力F 的方向就是电场强度E 的方向 (D) 若场中某点不放试验电荷0q ,则0=F ,从而0=E 答案:B解析:根据电场强度的定义,E 的大小与试验电荷无关,方向为试验电荷为正电荷时的受力方向。
因而正确答案(B )9-3 如图9-3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[ ](A) 穿过S 面的电场强度通量改变,O 点的场强大小不变 (B) 穿过S 面的电场强度通量改变,O 点的场强大小改变习题9-3图(C) 穿过S 面的电场强度通量不变,O 点的场强大小改变 (D) 穿过S 面的电场强度通量不变,O 点的场强大小不变 答案:D解析:根据高斯定理,穿过闭合曲面的电场强度通量正比于面内电荷量的代数和,曲面S 内电荷量没变,因而电场强度通量不变。
O 点电场强度大小与所有电荷有关,由点电荷电场强度大小的计算公式204q E r πε=,移动电荷后,由于OP =OT ,即r 没有变化,q 没有变化,因而电场强度大小不变。
因而正确答案(D )9-4 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场强度通量为 [ ](A) q /ε0 (B) q /2ε0 (C) q /4ε0 (D) q /6ε0 答案:D解析:根据电场的高斯定理,通过该立方体的电场强度通量为q /ε0,并且电荷位于正立方体中心,因此通过立方体六个面的电场强度通量大小相等。
大学物理(第四版)课后习题及答案 静电场
题7.1:1964年,盖尔曼等人提出基本粒子是由更基本的夸克构成,中子就是由一个带e 32的上夸克和两个带e 31-下夸克构成,若将夸克作为经典粒子处理(夸克线度约为10-20 m ),中子内的两个下夸克之间相距2.60⨯10-15 m 。
求它们之间的斥力。
题7.1解:由于夸克可视为经典点电荷,由库仑定律r r 220r 2210N 78.394141e e e F ===r e r q q πεπεF 与r e 方向相同表明它们之间为斥力。
题7.2:质量为m ,电荷为-e 的电子以圆轨道绕氢核旋转,其动能为E k 。
证明电子的旋转频率满足42k20232me E εν=其中是0ε真空电容率,电子的运动可视为遵守经典力学规律。
题7.2分析:根据题意将电子作为经典粒子处理。
电子、氢核的大小约为10-15 m ,轨道半径约为10-10 m ,故电子、氢核都可视作点电荷。
点电荷间的库仑引力是维持电子沿圆轨道运动的向心力,故有220241r e r v m πε= 由此出发命题可证。
证:由上述分析可得电子的动能为re mv E 202k 8121πε==电子旋转角速度为30224mr e πεω=由上述两式消去r ,得43k 20222324me E επων== 题7.3:在氯化铯晶体中,一价氯离于Cl -与其最邻近的八个一价格离子Cs +构成如图所示的立方晶格结构。
(1)求氯离子所受的库仑力;(2)假设图中箭头所指处缺少一个铯离子(称作品格缺陷),求此时氯离子所受的库仑力。
题7.3分析:铯离子和氯离子均可视作点电荷,可直接将晶格顶角铯离子与氯离子之间的库仑力进行矢量叠加。
为方便计算可以利用晶格的对称性求氯离子所受的合力。
解:(l )由对称性,每条对角线上的一对铯离子与氯离子间的作用合力为零,故01=F (2)除了有缺陷的那条对角线外,其它铯离子与氯离子的作用合力为零,所以氯离子所受的合力2F 的值为N 1092.134920220212-⨯===ae rq q F πεπε2F 方向如图所示。
【精品】生物物理学课后习题及答案详解袁观宇编著
第一章1为何蛋白质的含氮量能表示蛋白质相对量?实验中又是如何依此原理计算蛋白质含量的?2.答:因为蛋白质中氮的含量一般比较恒定,平均为16%.这是蛋白质元素组成的一个特点,也是凯氏定氮测定蛋白质含量的计算基础。
蛋白质的含量计算为:每克样品中含氮克数×6。
25×100即为100克样品中蛋白质含量(g%)。
(P1)3.蛋白质有哪些重要的生物学功能?蛋白质元素组成有何特点?4.答:蛋白质是生命活动的物质基础,是细胞和生物体的重要组成部分。
构成新陈代谢的所有化学反应,几乎都在蛋白质酶的催化下进行的,生命的运动以及生命活动所需物质的运输等都需要蛋白质来完成.蛋白质一般含有碳、氢、氧、氮、硫等元素,有些蛋白质还含有微量的磷、铁、铜、碘、锌和钼等元素.氮的含量一般比较恒定,平均为16%。
这是蛋白质元素组成的一个特点。
(P1)5.组成蛋白质的氨基酸有多少种?如何分类?6.答:组成蛋白质的氨基酸有20种。
根据R的结构不同,氨基酸可分为四类,即脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环族氨基酸、杂环亚氨基酸。
根据侧链R的极性不同分为非极性和极性氨基酸,极性氨基酸又可分为极性不带电荷氨基酸、极性带负电荷氨基酸、极性带正电荷氨基酸。
(P5)7.举例说明蛋白质的四级结构.答:蛋白质的四级结构含有两条或更多的肽链,这些肽链都成折叠的α—螺旋。
它们相互挤在一起,并以弱键互相连接,形成一定的构象。
四级结构的蛋白质中每个球状蛋白质称为亚基。
亚基通常由一条多肽链组成,有时含有两条以上的多肽链,单独存在时一般没有生物活性。
以血红蛋白为例:P11—12。
5、举例说明蛋白质的变构效应。
蛋白质的变构效应:当某种小分子物质特异地与某种蛋白质结合后,能够引起该蛋白质的构象发生微妙而有规律的变化,从而使其活性发生变化,P13。
血红蛋白(Hb)就是一种最早发现的具有别构效应的蛋白质,它的功能是运输氧和二氧化碳,运输氧的作用是通过它对O2的结合与脱结合来实现.Hb有两种能够互变的天然构象,一种为紧密型T,一种为松弛型R。
大学物理学(课后答案)第5-6章
第5章 机械振动一、选择题5-1 一个质点作简谐振动,振幅为A ,在起始时刻质点的位移为2A-,且向x 轴的正方向运动,代表这个简谐振动的旋转矢量图为[ ]分析与解 图中旋转矢量投影点的运动方向指向Ox 轴正向,同时矢端在x轴投影点的位移为2A-,满足题意,因而选(D)。
5-2 作简谐振动的物体,振幅为A ,由平衡位置向x 轴正方向运动,则物体由平衡位置运动到32Ax =处时,所需的最短时间为周期的几分之几[ ] (A) 1 /2 (B) 1/4 (C) 1/6 (D) 1/12分析与解 设1t 时刻物体由平衡位置向x 轴正方向运动,2t 时刻物体第一次运动到32A x =处,可通过旋转矢量图,如图5-2所示,并根据公式2t T ϕπ∆∆=得31226t T T T ϕπππ∆∆===,,因而选(C)。
5-3 两个同周期简谐振动曲线如图5-3(a)所示,1x 的相位比2x 的相位[ ]O O OO A Axxx(A) (B)(D)(C)A /2-A /2 A /2 -A /2A Aωωωωx习题5-1图习题5-2图(A) 落后2π(B) 超前2π(C) 落后π (D) 超前π分析与解 可通过振动曲线作出相应的旋转矢量图(b ),正确答案为(B )。
5-4 一弹簧振子作简谐振动,总能量为E ,若振幅增加为原来的2倍,振子的质量增加为原来的4倍,则它的总能量为[ ](A) 2E (B) 4E (C) E (D) 16E 分析与解 因为简谐振动的总能量2p k 12E E E kA =+=,因而当振幅增加为原来的2倍时,能量变为原来的4倍,因而答案选(B)。
5-5 两个同振动方向、同频率、振幅均为A 的简谐振动合成后,振幅仍为A ,则这两个简谐振动的相位差为[ ](A) 60 (B) 90 (C) 120 (D) 180分析与解 答案(C )。
由旋转矢量图可知两个简谐振动的相位差为 120时,合成后的简谐运动的振幅仍为A 。
大学物理习题答案解答第三章功和能
即
(3-7)
再应用在第二次击打的过程,有
即
(3-8)
联立(3-7)和(3-8),可解
所求第二次击打,能将铁钉击入
4、机车受到四个力的作用,分别为牵引力 ,重力 ,路轨对它的支持力 和摩擦力 ,由动能定理,有
第三章功和能
一、填空题
1、考察货物自静止开始随汽车匀加速运动4秒内的过程,显然,初速率 ,而4秒末的速率为
在该过程中,货物受到3个力的作用,即:重力 ,车厢底板对它的支持力 和静摩擦力 ,对货物使用动能定理,合外力 做功为
所以摩擦力做功为
2、考察物体以 的恒定加速度下落一段距离 的过程。设初速率为 ,末速率 满足
设水的密度为则这薄层水的质量为将其抽出池塘抽水机至少需做功所以把池塘的水全部抽完抽水机至少做功2设所求时间为因抽水机的电功率以效率转化为抽水功率故所求时间3取铁钉进入木板的方向为x轴依题设当铁钉进入木板的深度为时受到木板对铁钉的阻力考察第一次击钉的过程在此过程中设质量为的铁钉从锤子获得的速度为钉子从木板表面进入到深度为的位置对铁钉应用动能定理有即37再应用在第二次击打的过程有即38联立37和38可解所求第二次击打能将铁钉击入4机车受到四个力的作用分别为牵引力重力路轨对它的支持力和摩擦力由动能定理有机车的牵引力做功所以机车的平均功率5对斜面上的物体进行受力分析如图35所示有所以斜面对物体的摩擦力对于高长的斜面有1考察物体自斜面顶端滑至斜面底端的过程对物体使用动能定理有图35而和所以物体滑到斜面底端的速率为2考察物体自斜面底端沿水平面滑行至静止的过程由动能定理有而所以所求物体在水平面上滑行的最大距离为6一般地设炮弹以仰角和初速发射则依据运动叠加原理可将炮弹的运动视为水平方向作的匀速直线运动与竖直方向作初速为的上抛运动的合成
大学物理学下册课后答案(袁艳红主编)讲课稿
第9章 静电场习 题一 选择题9-1 两个带有电量为2q 等量异号电荷,形状相同的金属小球A 和B 相互作用力为f ,它们之间的距离R 远大于小球本身的直径,现在用一个带有绝缘柄的原来不带电的相同的金属小球C 去和小球A 接触,再和B 接触,然后移去,则球A 和球B 之间的作用力变为[ ](A)4f (B) 8f (C) 38f (D) 16f答案:B解析:经过碰撞后,球A 、B 带电量为2q,根据库伦定律12204q q F r πε=,可知球A 、B 间的作用力变为8f。
9-2关于电场强度定义式/F E =0q ,下列说法中哪个是正确的?[ ] (A) 电场场强E 的大小与试验电荷0q 的大小成反比 (B) 对场中某点,试验电荷受力F 与0q 的比值不因0q 而变 (C) 试验电荷受力F 的方向就是电场强度E 的方向 (D) 若场中某点不放试验电荷0q ,则0=F ,从而0=E 答案:B解析:根据电场强度的定义,E 的大小与试验电荷无关,方向为试验电荷为正电荷时的受力方向。
因而正确答案(B )9-3 如图9-3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[ ](A) 穿过S 面的电场强度通量改变,O 点的场强大小不变 (B) 穿过S 面的电场强度通量改变,O 点的场强大小改变(C) 穿过S 面的电场强度通量不变,O 点的场强大小改变 (D) 穿过S 面的电场强度通量不变,O 点的场强大小不变 答案:D解析:根据高斯定理,穿过闭合曲面的电场强度通量正比于面内电荷量的代数和,曲面S 内电荷量没变,因而电场强度通量不变。
O 点电场强度大小与所有电荷有关,由点电荷电场强度大小的计算公式204q E r πε=,移动电荷后,由于OP =OT ,即r 没有变化,q 没有变化,因而电场强度大小不变。
因而正确答案(D )9-4 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场强度通量为 [ ](A) q /ε0 (B) q /2ε0 (C) q /4ε0 (D) q /6ε0 答案:D解析:根据电场的高斯定理,通过该立方体的电场强度通量为q /ε0,并且电荷位于正立方体中心,因此通过立方体六个面的电场强度通量大小相等。
大学物理习题集加答案解析
大学物理习题集(一)大学物理教研室2010年3月目录部分物理常量┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄2练习一库伦定律电场强度┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3练习二电场强度(续)电通量┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄4练习三高斯定理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5练习四静电场的环路定理电势┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄6练习五场强与电势的关系静电场中的导体┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄8练习六静电场中的导体(续)静电场中的电介质┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄9练习七静电场中的电介质(续)电容静电场的能量┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄10练习八恒定电流┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄11练习九磁感应强度洛伦兹力┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄13练习十霍尔效应安培力┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄14练习十一毕奥—萨伐尔定律┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄16练习十二毕奥—萨伐尔定律(续)安培环路定律┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄17练习十三安培环路定律(续)变化电场激发的磁场┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄18练习十四静磁场中的磁介质┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄20练习十五电磁感应定律动生电动势┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄21练习十六感生电动势互感┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄23练习十七互感(续)自感磁场的能量┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄24练习十八麦克斯韦方程组┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄26练习十九狭义相对论的基本原理及其时空观┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄27练习二十相对论力学基础┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄28练习二十一热辐射┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄29练习二十二光电效应康普顿效应热辐射┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄30练习二十三德布罗意波不确定关系┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄32练习二十四薛定格方程氢原子┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄33部分物理常量万有引力常量G=×1011N·m2·kg2重力加速度g=s2阿伏伽德罗常量N A=×1023mol1摩尔气体常量R=·mol1·K1玻耳兹曼常量k=×1023J·K1斯特藩玻尔兹曼常量= ×10-8 W·m2·K4标准大气压1atm=×105Pa真空中光速c=×108m/s基本电荷e=×1019C电子静质量m e=×1031kg质子静质量m n=×1027kg中子静质量m p=×1027kg真空介电常量0= ×1012 F/m真空磁导率0=4×107H/m=×106H/m普朗克常量h = ×1034 J·s维恩常量b=×103m·K说明:字母为黑体者表示矢量练习一库伦定律电场强度一.选择题1.关于试验电荷以下说法正确的是(A) 试验电荷是电量极小的正电荷;(B) 试验电荷是体积极小的正电荷;(C) 试验电荷是体积和电量都极小的正电荷;(D) 试验电荷是电量足够小,以至于它不影响产生原电场的电荷分布,从而不影响原电场;同时是体积足够小,以至于它所在的位置真正代表一点的正电荷(这里的足够小都是相对问题而言的).2.关于点电荷电场强度的计算公式E = q r / (4 0 r3),以下说法正确的是(A) r→0时, E→∞;(B) r→0时,q不能作为点电荷,公式不适用;(C) r→0时,q仍是点电荷,但公式无意义;(D) r→0时,q已成为球形电荷,应用球对称电荷分布来计算电场.3.关于电偶极子的概念,其说法正确的是(A) 其电荷之间的距离远小于问题所涉及的距离的两个等量异号的点电荷系统;(B) 一个正点电荷和一个负点电荷组成的系统;(C) 两个等量异号电荷组成的系统;(D) 一个正电荷和一个负电荷组成的系统.(E) 两个等量异号的点电荷组成的系统4.试验电荷q0在电场中受力为f , 其电场强度的大小为f / q0 , 以下说法正确的是(A) E正比于f;(B) E反比于q0;(C) E正比于f 且反比于q0;(D) 电场强度E是由产生电场的电荷所决定的,不以试验电荷q0及其受力的大小决定.5.在没有其它电荷存在的情况下,一个点电荷q1受另一点电荷q2的作用力为f12,当放入第三个电荷Q后,以下说法正确的是(A) f12的大小不变,但方向改变, q1所受的总电场力不变;(B) f12的大小改变了,但方向没变, q1受的总电场力不变;(C) f12的大小和方向都不会改变, 但q1受的总电场力发生了变化;(D) f12的大小、方向均发生改变, q1受的总电场力也发生了变化.二.填空题1.如图所示,一电荷线密度为的无限长带电直线垂直通过图面上的A点,一电荷为Q的均匀球体,其球心为O点,ΔAOP是边长为a的等边三角形,为了使P点处场强方向垂直于OP, 则和Q的数量关系式为,且与Q为号电荷(填同号或异号) .2.在一个正电荷激发的电场中的某点A,放入一个正的点电荷q ,测得它所受力的大小为f1;将其撤走,改放一个等量的点电荷q,测得电场力的大小为f2 ,则A点电场强度E的大小满足的关系式为.3.一半径为R的带有一缺口的细圆环, 缺口宽度为d (d<<R)环上均匀带正电, 总电量为q ,如图所示, 则圆心O处的场强大小E = ,场强方向为.三.计算题1.一“无限长”均匀带电的半圆柱面,半径为R, 设半圆柱面沿轴线单位长度上的电量为,如图所示.试求轴线上一点的电场强度.2.一带电细线弯成半径为R的半圆形, 电荷线密度为= 0 sin, 式中0为一常数, 为半径R与X 轴所成的夹角, 如图所示,试求环心O处的电场强度.练习二电场强度(续)电通量一.选择题1. 以下说法错误的是(A) 电荷电量大,受的电场力可能小;(B)电荷电量小,受的电场力可能大;(C)电场为零的点,任何点电荷在此受的电场力为零;(D)电荷在某点受的电场力与该点电场方向一致.2.在点电荷激发的电场中,如以点电荷为心作一个球面,关于球面上的电场,以下说法正确的是(A) 球面上的电场强度矢量E处处不等;(B) 球面上的电场强度矢量E处处相等,故球面上的电场是匀强电场;(C) 球面上的电场强度矢量E的方向一定指向球心;(D) 球面上的电场强度矢量E的方向一定沿半径垂直球面向外.3.关于电场线,以下说法正确的是(A) 电场线上各点的电场强度大小相等;(B) 电场线是一条曲线,曲线上的每一点的切线方向都与该点的电场强度方向平行;(A) 开始时处于静止的电荷在电场力的作用下运动的轨迹必与一条电场线重合;(D) 在无电荷的电场空间,电场线可以相交.4.如图,一半球面的底面园所在的平面与均强电场E的夹角为30°,球面的半径为R,球面的法线向外,则通过此半球面的电通量为(A)R2E/2 .(B) R2E/2.(C) R2E.(D) R2E.5.真空中有AB两板,相距为d ,板面积为S(S>>d2),分别带+q和q,在忽略边缘效应的情况下,两板间的相互作用力的大小为(A)q2/(40d2 ) .(B) q2/(0 S) .(C) 2q2/(0 S).(D) q2/(20 S) .二.填空题1.真空中两条平行的无限长的均匀带电直线,电荷线密度分别为+ 和,点P1和P2与两带电线共面,其位置如图所示,取向右为坐标X正向,则= ,= .2.为求半径为R带电量为Q的均匀带电园盘中心轴线上P点的电场强度, 可将园盘分成无数个同心的细园环, 园环宽度为d r,半径为r,此面元的面积d S= ,带电量为d q = ,此细园环在中心轴线上距圆心x的一点产生的电场强度E = .3.如图所示,均匀电场E中有一袋形曲面,袋口边缘线在一平面S内,边缘线所围面积为S0,袋形曲面的面积为S ,法线向外,电场与S面的夹角为,则通过袋形曲面的电通量为.三.计算题1.一带电细棒弯曲线半径为R的半圆形,带电均匀,总电量为Q,求圆心处的电场强度E.2.真空中有一半径为R的圆平面,在通过圆心O与平面垂直的轴线上一点P处,有一电量为q 的点电荷,O、P间距离为h ,试求通过该圆平面的电通量.练习三高斯定理一.选择题1.如果对某一闭合曲面的电通量为=0,以下说法正确的是(A) S面上的E必定为零;(B) S面内的电荷必定为零;(C) 空间电荷的代数和为零;(D) S面内电荷的代数和为零.2.如果对某一闭合曲面的电通量0,以下说法正确的是(A) S面上所有点的E必定不为零;(B) S面上有些点的E可能为零;(C) 空间电荷的代数和一定不为零;(D) 空间所有地方的电场强度一定不为零.3.关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是(A) 如高斯面上E处处为零,则该面内必无电荷;(B) 如高斯面内无电荷,则高斯面上E处处为零;(C) 如高斯面上E处处不为零,则高斯面内必有电荷;(D) 如高斯面内有净电荷,则通过高斯面的电通量必不为零;(E) 高斯定理仅适用于具有高度对称的电场.4.图示为一轴对称性静电场的E~r关系曲线,请指出该电场是由哪种带电体产生的(E表示电场强度的大小, r表示离对称轴的距离)(A) “无限长”均匀带电直线;(B) 半径为R的“无限长”均匀带电圆柱体;(C) 半径为R的“无限长”均匀带电圆柱面;(D) 半径为R的有限长均匀带电圆柱面.5.如图所示,一个带电量为q 的点电荷位于立方体的A角上,则通过侧面a b c d 的电场强度通量等于:(A) q / 240.(B) q / 120.(C) q / 6 0 .(D) q / 480.二.填空题1.两块“无限大”的均匀带电平行平板,其电荷面密度分别为( 0)及2 ,如图所示,试写出各区域的电场强度EⅠ区E的大小,方向;Ⅱ区E的大小,方向;Ⅲ区E的大小,方向.2.如图所示,真空中两个正点电荷,带电量都为Q,相距2R,若以其中一点电荷所在处O点为中心,以R为半径作高斯球面S,则通过该球面的电场强度通量= ;若以r0表示高斯面外法线方向的单位矢量,则高斯面上a、b 两点的电场强度的矢量式分别为,.3.点电荷q1、q2、q3和q4在真空中的分布如图所示,图中S为闭合曲面,则通过该闭合曲面的电通量= ,式中的E是哪些点电荷在闭合曲面上任一点产生的场强的矢量和答:是.三.计算题1.厚度为d的无限大均匀带电平板,带电体密度为,试用高斯定理求带电平板内外的电场强度.2.半径为R的一球体内均匀分布着电荷体密度为的正电荷,若保持电荷分布不变,在该球体内挖去半径r的一个小球体,球心为O′ , 两球心间距离= d, 如图所示, 求:(1) 在球形空腔内,球心O处的电场强度E0;(2) 在球体内P点处的电场强度E.设O、O、P三点在同一直径上,且= d .练习四静电场的环路定理电势一.选择题1.真空中某静电场区域的电力线是疏密均匀方向相同的平行直线,则在该区域内电场强度E和电位U是(A) 都是常量.(B) 都不是常量.(C) E是常量, U不是常量.(D) U是常量, E不是常量.2.电量Q均匀分布在半径为R的球面上,坐标原点位于球心处,现从球面与X轴交点处挖去面元S, 并把它移至无穷远处(如图,若选无穷远为零电势参考点,且将S移走后球面上的电荷分布不变,则此球心O点的场强E0与电位U0分别为(注:i为单位矢量)(A)-i QS/[(4 R2 )20 ];[Q/(40R)][1-S/(4R2)].(B) i QS/[(4 R2 )20 ];[Q/(40R)][1-S/(4R2)].(C) i QS/[(4 R2 )20 ];[Q/(40R)][1-S/(4R2)].(D) -i QS/[(4 R2 )20 ];[Q/(40R)][1-S/(4R2)].3.以下说法中正确的是(A) 沿着电力线移动负电荷,负电荷的电势能是增加的;(B) 场强弱的地方电位一定低,电位高的地方场强一定强;(C) 等势面上各点的场强大小一定相等;(D) 初速度为零的点电荷, 仅在电场力作用下,总是从高电位处向低电位运动;(E) 场强处处相同的电场中,各点的电位也处处相同.4.如图,在点电荷+q的电场中,若取图中P点处为电势零点,则M点的电势为(A) .(B) .(C) .(D) .5.一电量为q的点电荷位于圆心O处,A、B、C、D为同一圆周上的四点,如图所示,现将一试验电荷从A点分别移动到B、C、D各点,则(A) 从A到B,电场力作功最大.(B) 从A到各点,电场力作功相等.(C) 从A到D,电场力作功最大.(D) 从A到C,电场力作功最大.二.填空题1.电量分别为q1 , q2 , q3的三个点电荷分别位于同一圆周的三个点上,如图所示,设无穷远处为电势零点,圆半径为R, 则b点处的电势U = .2.如图,在场强为E的均匀电场中,A、B两点距离为d, AB连线方向与E方向一致, 从A点经任意路径到B点的场强线积分= .3.如图所示,BCD是以O点为圆心, 以R为半径的半圆弧, 在A点有一电量为+q的点电荷, O点有一电量为–q的点电荷, 线段= R, 现将一单位正电荷从B点沿半圆弧轨道BCD移到D点,则电场力所作的功为.三.计算题1.电量q均匀分布在长为2 l的细杆上, 求在杆外延长线上与杆端距离为a的P点的电势(设无穷远处为电势零点) .2.一均匀带电的球层, 其电荷体密度为, 球层内表面半径为R1 , 外表面半径为R2 ,设无穷远处为电势零点, 求空腔内任一点的电势.练习五场强与电势的关系静电场中的导体一.选择题1.以下说法中正确的是(A) 电场强度相等的地方电势一定相等;(B) 电势梯度绝对值大的地方场强的绝对值也一定大;(C) 带正电的导体上电势一定为正;(D) 电势为零的导体一定不带电2.以下说法中正确的是(A) 场强大的地方电位一定高;(B) 带负电的物体电位一定为负;(C) 场强相等处电势梯度不一定相等;(D) 场强为零处电位不一定为零.3. 如图,真空中有一点电荷Q及空心金属球壳A, A处于静电平衡, 球内有一点M, 球壳中有一点N, 以下说法正确的是(A) E M≠0, E N=0 ,Q在M处产生电场,而在N处不产生电场;(B) E M =0, E N≠0 ,Q在M处不产生电场,而在N处产生电场;(C) E M =E N =0 ,Q在M、N处都不产生电场;(D) E M≠0,E N≠0,Q在M、N处都产生电场;(E) E M =E N =0 ,Q在M、N处都产生电场.4.如图,原先不带电的金属球壳的球心处放一点电荷q1, 球外放一点电荷q2,设q2、金属内表面的电荷、外表面的电荷对q1的作用力分别为F1、F2、F3 , q1受的总电场力为F, 则(A) F1=F2=F3=F=0.(B) F1= q1 q2 / ( 4 0d2 ) ,F2 = 0 , F3 = 0, F=F1 .(C) F1= q1 q2 / ( 4 0d2 ) , F2 = 0,F3 = q1 q2 / ( 4 0d2 ) (即与F1反向), F=0 .(D) F1= q1 q2 / ( 4 0d2 ) ,F2 与F3的合力与F1等值反向,F=0 .(E) F1= q1 q2 / ( 4 0d2 ) , F2= q1 q2 / ( 4 0d2 ) (即与F1反向), F3 = 0, F=0 .5.如图,一导体球壳A,同心地罩在一接地导体B上,今给A球带负电Q, 则B球(A)带正电.(B) 带负电.(C) 不带电.(D) 上面带正电,下面带负电.二.填空题1.一偶极矩为P的电偶极子放在电场强度为E的均匀外电场中, P与E的夹角为角,在此电偶极子绕过其中心且垂直于P与E组成平面的轴沿角增加的方向转过180°的过程中,电场力作功为A = .2.若静电场的某个立体区域电势等于恒量, 则该区域的电场强度分布是;若电势随空间坐标作线性变化, 则该区域的场强分布是.3.一“无限长”均匀带电直线,电荷线密度为,在它的电场作用下,一质量为m,带电量为q 的质点以直线为轴线作匀速圆周运动,该质点的速率v = .三.计算题1.如图所示,三个“无限长”的同轴导体圆柱面A、B和C,半径分别为R A、R B、R C,圆柱面B上带电荷,A和C 都接地,求B的内表面上电荷线密度1,和外表面上电荷线密度之比值1/2.22.已知某静电场的电势函数U=-+ ln x(SI) ,求点(4,3,0)处的电场强度各分量值.练习六静电场中的导体(续)静电场中的电介质一.选择题1.一孤立的带正电的导体球壳有一小孔,一直导线AB穿过小孔与球壳内壁的B点接触,且与外壁绝缘,如图、D分别在导体球壳的内外表面上,A、C、D三点处的面电荷密度分别为A、C、D , 电势分别为U A、U C、U D ,其附近的电场强度分别为E A、E C、E D , 则:(A) A>D ,C = 0 , E A> E D , E C = 0 , U A = U C = U D .(B) A>D ,C = 0 , E A> E D , E C = 0 , U A > U C = U D .(C) A=C ,D≠0 , E A= E C=0, E D ≠0 , U A = U C =0 , U D≠0.(D) D>0 ,C <0 ,A<0 , E D沿法线向外, E C沿法线指向C ,E A平行AB指向外,U B >U C > U A .2.如图,一接地导体球外有一点电荷Q,Q距球心为2R,则导体球上的感应电荷为(A)0.(B) Q.(C) +Q/2.(D) –Q/2.3.导体A接地方式如图,导体B带电为+Q,则导体A(A) 带正电.(B) 带负电.(C) 不带电.(D) 左边带正电,右边带负电.4.半径不等的两金属球A、B ,R A = 2R B ,A球带正电Q ,B球带负电2Q,今用导线将两球联接起来,则(A) 两球各自带电量不变.(B) 两球的带电量相等.(C) 两球的电位相等.(D) A球电位比B球高.5. 如图,真空中有一点电荷q , 旁边有一半径为R的球形带电导体,q距球心为d ( d > R ) 球体旁附近有一点P ,P在q与球心的连线上,P点附近导体的面电荷密度为.以下关于P点电场强度大小的答案中,正确的是(A) / (20 ) + q /[40 ( d-R )2 ];(B) / (20 )-q /[40 ( d-R )2 ];(C) / 0 + q /[40 ( d-R )2 ];(D)/ 0-q /[40 ( d-R )2 ];(E)/ 0;(F) 以上答案全不对.二.填空题1.如图,一平行板电容器, 极板面积为S,,相距为d,若B板接地,,且保持A板的电势U A=U0不变,,如图, 把一块面积相同的带电量为Q的导体薄板C平行地插入两板中间, 则导体薄板C的电势U C = .2.地球表面附近的电场强度约为100N/C ,方向垂直地面向下,假设地球上的电荷都均匀分布在地表面上,则地面的电荷面密度= , 地面电荷是电荷(填正或负).3.如图所示,两块很大的导体平板平行放置,面积都是S,有一定厚度,带电量分别为Q1和Q2,如不计边缘效应,则A、B、C、D四个表面上的电荷面密度分别为、、、.三.计算题1.半径分别为r1 = cm 和r2 = cm 的两个球形导体, 各带电量q = ×108C, 两球心相距很远, 若用细导线将两球连接起来, 并设无限远处为电势零点,求: (1)两球分别带有的电量;(2)各球的电势.2.如图,长为2l的均匀带电直线,电荷线密度为,在其下方有一导体球,球心在直线的中垂线上,距直线为d,d大于导体球的半径R,(1)用电势叠加原理求导体球的电势;(2)把导体球接地后再断开,求导体球上的感应电量.练习七静电场中的电介质(续)电容静电场的能量一.选择题1.极化强度P是量度介质极化程度的物理量, 有一关系式为P = 0(r1)E , 电位移矢量公式为D = 0E + P ,则(A) 二公式适用于任何介质.(B) 二公式只适用于各向同性电介质.(C) 二公式只适用于各向同性且均匀的电介质.(D) 前者适用于各向同性电介质, 后者适用于任何电介质.2.电极化强度P(A) 只与外电场有关.(B) 只与极化电荷产生的电场有关.(C) 与外场和极化电荷产生的电场都有关.(D) 只与介质本身的性质有关系,与电场无关.3.真空中有一半径为R, 带电量为Q的导体球, 测得距中心O为r 处的A点场强为E A =Q r /(40r3) ,现以A为中心,再放上一个半径为,相对电容率为r的介质球,如图所示,此时下列各公式中正确的是(A) A点的电场强度E A=E A / r;(B) ;(C) =Q/0;(D) 导体球面上的电荷面密度= Q /( 4R2 ).4.平行板电容器充电后与电源断开,然后在两极板间插入一导体平板,则电容C, 极板间电压V,极板空间(不含插入的导体板)电场强度E以及电场的能量W将(↑表示增大,↓表示减小)(A) C↓,U↑,W↑,E↑.(B) C↑,U↓,W↓,E不变.(C) C↑,U↑,W↑,E↑.(D) C↓,U↓,W↓,E↓.5.如果某带电体电荷分布的体电荷密度增大为原来的2倍,则电场的能量变为原来的(A) 2倍.(B) 1/2倍.(C) 1/4倍.(D) 4倍.二.填空题1.一平行板电容器,充电后断开电源, 然后使两极板间充满相对介电常数为r的各向同性均匀电介质, 此时两极板间的电场强度为原来的倍, 电场能量是原来的倍.2.在相对介电常数r= 4 的各向同性均匀电介质中,与电能密度w e=2×106J/cm3相应的电场强度大小E = .3.一平行板电容器两极板间电压为U,其间充满相对介电常数为r的各向同性均匀电介质,电介质厚度为d , 则电介质中的电场能量密度w = .三.计算题1.一电容器由两个很长的同轴薄圆筒组成,内外圆筒半径分别为R 1=2cm ,R2= 5cm,其间充满相对介电常数为r的各向同性、均匀电介质、电容器接在电压U=32V的电源上(如图所示为其横截面),试求距离轴线R=处的A点的电场强度和A点与外筒间的电势差.2.假想从无限远处陆续移来微电荷使一半径为R的导体球带电.(1) 球上已带电荷q时,再将一个电荷元dq从无限远处移到球上的过程中,外力作多少功(2) 使球上电荷从零开始加到Q的过程中,外力共作多少功练习八恒定电流一.选择题1.两个截面不同、长度相同的用同种材料制成的电阻棒,串联时如图(1)所示,并联时如图(2)所示,该导线的电阻忽略,则其电流密度J与电流I应满足:(A) I1 =I2 J1 = J2 I1 = I2 J1 = J2.(B) I1 =I2 J1 >J2 I1<I2 J1 = J2.(C) I1<I2 J1 = J2 I1 = I2 J1>J2.(D) I1<I2 J1 >J2 I1<I2 J1>J2.2.两个截面相同、长度相同,电阻率不同的电阻棒R1 、R2(1>2)分别串联(如上图)和并联(如下图)在电路中,导线电阻忽略,则(A) I1<I2 J1<J2 I1= I2 J1 = J2.(B)I1 =I2 J1 =J2 I1= I2 J1 = J2.(C)I1=I2 J1 = J2 I1<I2 J1<J2.(D)I1<I2 J1<J2 I1<I2 J1<J2.3.室温下,铜导线内自由电子数密度为n= × 1028个/米3,电流密度的大小J= 2×106安/米2,则电子定向漂移速率为:(A)×10-4米/秒.(B) ×10-2米/秒.(C) ×102米/秒.(D) ×105米/秒.4.在一个长直圆柱形导体外面套一个与它共轴的导体长圆筒,两导体的电导率可以认为是无限大,在圆柱与圆筒之间充满电导率为的均匀导电物质,当在圆柱与圆筒上加上一定电压时,在长度为l的一段导体上总的径向电流为I,如图所示,则在柱与筒之间与轴线的距离为r 的点的电场强度为:(A) 2rI/ (l2).(B) I/(2rl).(C) Il/(2r2).(D) I/(2rl).5.在如图所示的电路中,两电源的电动势分别为1、2、,内阻分别为r1、r2,三个负载电阻阻值分别为R1、R2、R,电流分别为I1、I2、I3 ,方向如图,则由A到B的电势增量U B-U A为:(A) 2-1-I1 R1+I2 R2-I3 R .(B) 2+1-I1(R1 + r1)+I2(R2 + r2)-I3 R.(C) 2-1-I1(R1-r1)+I2(R2-r2) .(D) 2-1-I1(R1 + r1)+I2(R2 + r2) .二.填空题1.用一根铝线代替一根铜线接在电路中,若铝线和铜线的长度、电阻都相等,那么当电路与电源接通时铜线和铝线中电流密度之比J1:J2 = .(铜电阻率×106·cm , 铝电阻率×106 · cm , )2.金属中传导电流是由于自由电子沿着与电场E相反方向的定向漂移而形成, 设电子的电量为e , 其平均漂移率为v , 导体中单位体积内的自由电子数为n , 则电流密度的大小J = , J的方向与电场E的方向.3.有一根电阻率为、截面直径为d、长度为L的导线,若将电压U加在该导线的两端,则单位时间内流过导线横截面的自由电子数为;若导线中自由电子数密度为n,则电子平均漂移速率为.(导体中单位体积内的自由电子数为n)三.计算题1.两同心导体球壳,内球、外球半径分别为r a , r b,其间充满电阻率为的绝缘材料,求两球壳之间的电阻.2.在如图所示的电路中,两电源的电动势分别为1=9V和2 =7V,内阻分别为r1 = 3和r2= 1,电阻R=8,求电阻R两端的电位差.练习九磁感应强度洛伦兹力一.选择题1.一个动量为p电子,沿图所示的方向入射并能穿过一个宽度为D、磁感应强度为B(方向垂直纸面向外)的均匀磁场区域,则该电子出射方向和入射方向间的夹角为(A) =arccos(eBD/p).(B) =arcsin(eBD/p).(C) =arcsin[BD /(ep)].(D) =arccos[BD/(e p)].2.一均匀磁场,其磁感应强度方向垂直于纸面,两带电粒子在该磁场中的运动轨迹如图所示,则(A)两粒子的电荷必然同号.(B) 粒子的电荷可以同号也可以异号.(C) 两粒子的动量大小必然不同.(D) 两粒子的运动周期必然不同.3.一运动电荷q,质量为m,以初速v0进入均匀磁场,若v0与磁场方向的夹角为,则(A)其动能改变,动量不变.(B) 其动能和动量都改变.(C) 其动能不变,动量改变.(D) 其动能、动量都不变.4.两个电子a和b同时由电子枪射出,垂直进入均匀磁场,速率分别为v和2v,经磁场偏转后,它们是(A)a、b同时回到出发点.(B) a、b都不会回到出发点.(C) a先回到出发点.(D) b先回到出发点.5. 如图所示两个比荷(q/m)相同的带导号电荷的粒子,以不同的初速度v1和v2(v1v2)射入匀强磁场B中,设T1、T2分别为两粒子作圆周运动的周期,则以下结论正确的是:(A) T1 = T2,q1和q2都向顺时针方向旋转;(B) T1 = T 2,q1和q2都向逆时针方向旋转(C) T1T2,q1向顺时针方向旋转,q2向逆时针方向旋转;(D) T1 = T2,q1向顺时针方向旋转,q2向逆时针方向旋转;二.填空题1. 一电子在B=2×10-3T的磁场中沿半径为R=2×10-2m、螺距为h=×10-2m的螺旋运动,如图所示,则磁场的方向, 电子速度大小为.2. 磁场中某点处的磁感应强度B=-(T), 一电子以速度v=×106i+×106j (m/s)通过该点,则作用于该电子上的磁场力F= .3.在匀强磁场中,电子以速率v=×105m/s作半径R=的圆周运动.则磁场的磁感应强度的大小B= .三.计算题1.如图所示,一平面塑料圆盘,半径为R ,表面均匀带电,电荷面密度为,假定盘绕其轴线OO以角速度转动,磁场B垂直于轴线OO,求圆盘所受磁力矩的大小。
第11章大学物理 袁艳红
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 =,02IB lπ= (C)01IB lπ=,20B = (D)01I B l π=,02IB lπ=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 )4IB dμθθπ=-,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01IB lπ=,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==,按照右手螺旋定习题11-1图习题11-2图则判断知1B 和2B 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解析:通过半球面的磁感应线线必通过底面,因此2cos m B S R B παΦ=⋅=。
故正确答案为(C )。
11-4 如图11-4所示,在无限长载流直导线附近作一球形闭合曲面S ,当曲面S 向长直导线靠近时,穿过曲面S 的磁通量ΦB 将如何变化?[](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 答案:D解析:根据磁场的高斯定理0SBdS Φ==⎰,通过闭合曲面S 的磁感应强度始终为0,保持不变。
《大学物理学》第二版上册习题解答___中国科学技术大学出版社版本____黄时钟___袁广宇
大学物理学习题答案习题一答案 习题一1.1 简要回答下列问题:(1) 位移和路程有何区别?在什么情况下二者的量值相等?在什么情况下二者的量值不相等?(2) 平均速度和平均速率有何区别?在什么情况下二者的量值相等?(3) 瞬时速度和平均速度的关系和区别是什么?瞬时速率和平均速率的关系和区别又是什么?(4) 质点的位矢方向不变,它是否一定做直线运动?质点做直线运动,其位矢的方向是否一定保持不变? (5) r ∆和r ∆有区别吗?v ∆和v ∆有区别吗?0dvdt =和0d v dt=各代表什么运动? (6) 设质点的运动方程为:()x x t =,()y y t =,在计算质点的速度和加速度时,有人先求出r =drv dt= 及 22d r a dt =而求得结果;又有人先计算速度和加速度的分量,再合成求得结果,即v = 及 a =你认为两种方法哪一种正确?两者区别何在?(7) 如果一质点的加速度与时间的关系是线性的,那么,该质点的速度和位矢与时间的关系是否也是线性的?(8) “物体做曲线运动时,速度方向一定在运动轨道的切线方向,法向分速度恒为零,因此其法向加速度也一定为零.”这种说法正确吗?(9) 任意平面曲线运动的加速度的方向总指向曲线凹进那一侧,为什么?(10) 质点沿圆周运动,且速率随时间均匀增大,n a 、t a 、a 三者的大小是否随时间改变? (11) 一个人在以恒定速度运动的火车上竖直向上抛出一石子,此石子能否落回他的手中?如果石子抛出后,火车以恒定加速度前进,结果又如何?1.2 一质点沿x 轴运动,坐标与时间的变化关系为224t t x -=,式中t x ,分别以m 、s 为单位,试计算:(1)在最初s 2内的位移、平均速度和s 2末的瞬时速度;(2)s 1末到s 3末的平均加速度;(3)s 3末的瞬时加速度。
解:(1) 最初s 2内的位移为为: (2)(0)000(/)x x x m s ∆=-=-= 最初s 2内的平均速度为: 00(/)2ave x v m s t ∆===∆ t 时刻的瞬时速度为:()44dxv t t dt==- s 2末的瞬时速度为:(2)4424/v m s =-⨯=-(2) s 1末到s 3末的平均加速度为:2(3)(1)804/22ave v v v a m s t ∆---====-∆ (3) s 3末的瞬时加速度为:2(44)4(/)dv d t a m s dt dt-===-。
大学物理学(下册)袁艳红主编课后习题答案
第9章 静电场习 题 一 选择题9-1 两个带有电量为2q 等量异号电荷,形状相同的金属小球A 和B 相互作用力为f ,它们之间的距离R 远大于小球本身的直径,现在用一个带有绝缘柄的原来不带电的相同的金属小球C 去和小球A 接触,再和B 接触,然后移去,则球A 和球B 之间的作用力变为[ ](A)4f (B) 8f (C) 38f (D) 16f答案:B解析:经过碰撞后,球A 、B 带电量为2q,根据库伦定律12204q q F r πε=,可知球A 、B 间的作用力变为8f。
9-2关于电场强度定义式/F E =0q ,下列说法中哪个是正确的?[ ](A) 电场场强E 的大小与试验电荷0q 的大小成反比 (B) 对场中某点,试验电荷受力F 与0q 的比值不因0q 而变(C) 试验电荷受力F 的方向就是电场强度E 的方向 (D) 若场中某点不放试验电荷0q ,则0=F ,从而0=E答案:B解析:根据电场强度的定义,E 的大小与试验电荷无关,方向为试验电荷为正电荷时的受力方向。
因而正确答案(B )9-3 如图9-3所示,任一闭合曲面S为S 面上任一点,若将q 由闭合曲面内的P 点移到T OP =OT ,那么[ ] (A) 穿过S 面的电场强度通量改变,O (B) 穿过S 面的电场强度通量改变,O (C) 穿过S 面的电场强度通量不变,O(D) 穿过S 面的电场强度通量不变,O 点的场强大小不变答案:D解析:根据高斯定理,穿过闭合曲面的电场强度通量正比于面内电荷量的代数和,曲面S 内电荷量没变,因而电场强度通量不变。
O 点电场强度大小与所有电荷有关,由点电荷电场强度大小的计算公式204q E r πε=,移动电荷后,由于OP =OT ,即r 没有变化,q 没有变化,因而电场强度大小不变。
因而正确答案(D ) 9-4 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场强度通量为 [ ](A) q /0(B) q /20 (C) q /40 (D) q /6答案:D解析:根据电场的高斯定理,通过该立方体的电场强度通量为q /0,并且电荷位于正立方体中心,因此通过立方体六个面的电场强度通量大小相等。
大学物理课后习题答案(高教版 共三册)(2020年7月整理).pdf
即∶
1 e2 = m v 2 ,由此得
4 0 a02
a0
v=
e
2 m 0a0
v
O
②电子单位时间绕原子核的周数即频率
4
学海无涯
= v = e
1
2a0 4a0 m 0a0
由于电子的运动所形成的圆电流
i = e = e2
1
4a0 m 0a0
因为电子带负电,电流 i 的流向与 v 方向相反
③i 在圆心处产生的磁感强度
d
x
=
r 0 I 4
= 10 −6
Wb
11、2006 一无限长圆柱形铜导体(磁导率0),半径为 R,通有均匀分 布 的电流 I.今取一
矩形平面 S (长为 1 m,宽为 2 R),位置如右图中画斜线部分所示,求通过该矩形平面的磁
通量. 解:在圆柱体内部与导体中心轴线相距为 r 处的磁感强度
的大小,由安培环路定律可得: B = 0 I r (r R) 2R 2
解:⑴设 x 轴上、下导线在 P 点产生的磁感应强度分别为 B1, B2 a
p
X
X
I
利用安培环路定理得, B1
=
B2
=
0I 2r
=
0I 2
(a 2
1
1
+ x2)2
,
方向如图所示。P 点的总磁感应强度 B = B1 + B2
Bx
=
B1x
+ B2x
=
2B1 cos
=
0 (a 2
Ia +x
2
)
,
B
y
y 轴的分量: By =
dBy =
dBsin =
大学物理学(下册)袁艳红主编课后习题答案
第9章 静电场习 题一 选择题9-1 两个带有电量为2q 等量异号电荷,形状相同的金属小球A 和B 相互作用力为f ,它们之间的距离R 远大于小球本身的直径,现在用一个带有绝缘柄的原来不带电的相同的金属小球C 去和小球A 接触,再和B 接触,然后移去,则球A 和球B 之间的作用力变为[ ](A)4f (B) 8f (C) 38f (D) 16f答案:B解析:经过碰撞后,球A 、B 带电量为2q,根据库伦定律12204q q F r πε=,可知球A 、B 间的作用力变为8f。
9-2关于电场强度定义式/F E =0q ,下列说法中哪个是正确的?[ ] (A) 电场场强E 的大小与试验电荷0q 的大小成反比 (B) 对场中某点,试验电荷受力F 与0q 的比值不因0q 而变 (C) 试验电荷受力F 的方向就是电场强度E 的方向 (D) 若场中某点不放试验电荷0q ,则0=F ,从而0=E 答案:B解析:根据电场强度的定义,E 的大小与试验电荷无关,方向为试验电荷为正电荷时的受力方向。
因而正确答案(B )9-3 如图9-3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[ ](A) 穿过S 面的电场强度通量改变,O 点的场强大小不变 (B) 穿过S 面的电场强度通量改变,O 点的场强大小改变 (C) 穿过S 面的电场强度通量不变,O 点的场强大小改变习题9-3图(D) 穿过S 面的电场强度通量不变,O 点的场强大小不变 答案:D解析:根据高斯定理,穿过闭合曲面的电场强度通量正比于面内电荷量的代数和,曲面S 内电荷量没变,因而电场强度通量不变。
O 点电场强度大小与所有电荷有关,由点电荷电场强度大小的计算公式204q E r πε=,移动电荷后,由于OP =OT ,即r 没有变化,q 没有变化,因而电场强度大小不变。
因而正确答案(D )9-4 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场强度通量为 [ ](A) q/0(B) q/20 (C) q/40 (D) q/6答案:D解析:根据电场的高斯定理,通过该立方体的电场强度通量为q /0,并且电荷位于正立方体中心,因此通过立方体六个面的电场强度通量大小相等。
大学物理课后习题答案14电磁场习题_图文_图文
习题总目录
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)EyBy
+
(1
v2 c2
)EzBz
=ExBx+EyBy+EzBz = E .B
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(2) E´2 c2B´2=
= E´x 2+E´y2+E´z 2 c2B´x2 c2B´y2 c2B´z2
= Ex2 c Bx2
+ g 2 Ey2+v2Bz2 2EyBz + Ez2+v2By2+2EzBy
c2( cv42Ey2 + Bz2
cosω
t
结束 目录
14-8 已知无限长载流导线在空间任一点 的磁感应强度为:m0I/2pr 。试证明满足方 程式
.B
=
Bx x
+
By y
+
Bz z
=0
结束 目录
证明: Bx = =
.B
=
Bx x
+
By y
+
Bz z
=0
m0I
2pr
sinq
m0Iy
2pr2
=
m0Iy
2p(x2+y2)
g
2pf
=
5.7×107
8.85×10-12×2p×3×1011
= 2.0×1016
结束 目录
14-5 有一平板电容器,极板是半径为R 的圆形板,现将两极板由中心处用长直引线 连接到一远处的交变电源上,使两极板上的 电荷量按规律q=q0sinω t变化。略去极板边 缘效应,试求两极板间任一点的磁场强度。
By
=
m0Ix
2p(x2+y2)
Bz =0
大学物理(第四版)课后习题及答案-分子运动教学文案
大学物理(第四版)课后习题及答案-分子运动分子运动题5.1:一打足气的自行车内胎,在7.0 ℃时,轮胎中空气的压强为Pa 100.45⨯,则当温度变为37.0 ℃时,轮贻内空气的压强为多少?(设内胎容积不变) 题5.1分析:胎内空气可视为一定量的理想气体,其始末均为平衡态(即有确定的状态参量p 、V 、T 值)由于气体的体积不变,由理想气体物态方程RT MmpV =可知,压强p 与温度T 成正比。
由此即可求出末态的压强。
解:由分析可知,当C 0.372ο=T 时,轮胎内空气压强为Pa 1043.451122⨯==T p T p 可见当温度升高时,轮胎内气体压强变大,因此,夏季外出时自行车的车胎不宜充气太足,以免爆胎。
题5.2:在水面下50.0 m 深的湖底处(温度为4.0 ℃),有一个体积为1.0⨯10-5 m 3的空气泡升到湖面上来,若湖面的温度为17.0 ℃,求气泡到达湖面的体积。
(取大气压强为p 0 = 1.013⨯105 Pa )题5.2分析:将气泡看成是一定量的理想气体,它位于湖底和上升至湖面代表两个不同的平衡状态。
利用理想气体物态方程即可求解本题。
位于湖底时,气泡内的压强可用公式gh p p ρ+=0求出,其中ρ为水的密度(常取ρ = 1.0⨯103 kg·m -3)。
解:设气泡在湖底和湖面的状态参量分别为(p 1,V 1,T 1)和(p 2,V 2,T 2)。
由分析知湖底处压强为gh p gh p p ρρ+=+=021。
利用理想气体的物态方程可得空气泡到达湖面的体积为()3510120121212m 1011.6-⨯=+==T p V T gh p T p V T p V ρ题5.3:氧气瓶的容积为32m 102.3-⨯,其中氧气的压强为71030.1⨯Pa ,氧气厂规定压强降到61000.1⨯Pa 时,就应重新充气,以免经常洗瓶。
某小型吹玻璃车间,平均每天用去0.40 m 3压强为51001.1⨯Pa 的氧气,问一瓶氧气能用多少天?(设使用过程中温度不变)题5.3分析:由于使用条件的限制,瓶中氧气不可能完全被使用。