大学物理第三版B版张三慧编所有课件力学与电磁学共34页
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)(课后习题 静电场中的导体)【圣才出品】
第9章 静电场中的导体9.1 求导体外表面紧邻处场强的另一方法。
设导体面上某处面电荷密度为σ，在此处取一小面积ΔS，将ΔS 面两侧的电场看成是ΔS 面上的电荷的电场（用无限大平面算）和导体上其他地方以及导体外的电荷的电场（这电场在ΔS 附近可以认为是均匀的）的叠加，并利用导体内合电场应为零求出导体表面紧邻处的场强为σ/ε0（即教材式（8.2））。
解：如图8-1所示，导体表面小面积ΔS 上所带电荷在它的两侧分别产生场强为σ/2ε的电场E'1和E'2，ΔS以外的电荷在ΔS 附近产生的电场为E"，可视为均匀的。
由电场叠加原理，在ΔS 的导体内一侧应有于是在ΔS的导体外一侧，则合电场应为这说明E ex 的大小为2σ/（2ε0）＝σ/ε0，而其方向垂直于导体表面。
图8-19.2 一导体球半径为R1，其外同心地罩以内、外半径分别为R2和R3的厚导体壳，此系统带电后内球电势为φ1，外球所带总电量为Q 。
求此系统各处的电势和电场分布。
解：设内球带电为q 1，则球壳内表面带电将为－q1，而球壳外表面带电为q 1＋Q ，这样就有由此式可解得于是，可进一步求得9.3 在一半径为R1＝6.0 cm 的金属球A 外面套有一个同心的金属球壳B 。
已知球壳B 的内、外半径分别为R2＝8.0 cm ，R3＝10.0 cm 。
设A 球带有总电量QA ＝3×10－8 C ，球壳B 带有总电量QB ＝2×10－8C 。
（1）求球壳B 内、外表面上各带有的电量以及球A 和球壳B 的电势；（2）将球壳B 接地然后断开，再把金属球A 接地。
求金属球A 和球壳B内、外表面上各带有的电量以及球A 和球壳B 的电势。
解：（1）由高斯定律和电荷守恒可得球壳内表面带的电量为球壳外表面所带电量为于是（2）B 接地后断开，则它带的总电量变为然后球A 接地，则φ'a＝0。
设此时球A 带电量为q'A ，则由此解得9.4 一个接地的导体球，半径为R ，原来不带电。
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)(课后习题 刚体的转动)【圣才出品】
对直尺，手刚释放时，由转动定律
在米尺转到竖直位置的过程中，机械能守恒给出
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图 5-7
5.13 从质元的动能表示式
出发，导出刚体绕定轴转动的动能表示式
图 5-4
解：对 AA＇轴的转动惯量为
对 BB＇轴的转动惯量为
5.9 在伦敦的英国议会塔楼上的大本钟的分针长 4.50 m，质量为 100 kg；时针长 2.70 m，质量为 60.0kg。二者对中心轴的角动量和转动动能各是多少？将二者都当成均 匀细直棒处理。
解：对分针，有
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（1）按均匀球面计算，此球形分子对其一个直径的转动惯量是多少？ （2）在室温下一个 C60 分子的自转动能为 6.12×10-21J。求它的自转频率。
解： （2）由
图 5-3 可得频率
5.7
一个氧原子的质量是 2.66×10-26kg，一个氧分子中两个氧原子的中心相距
1.21×10-10m。求氧分子相对于通过其质心并垂直于二原子连线的轴的转动惯量。如果一
解：平均角加速度为
5.4 求位于北纬 40°的颐和园排云殿（以图 5-1 中 P 点表示）相对于地心参考系的线 速度与加速度的数值和方向。
图 5-1 解：如图 5-1 所示，所求线速度的大小为
方向垂直于地轴向东。
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加速度的大小为
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解：以 ri 表示质元 Δmi 到转轴的垂直距离，此质元的速率为 υi＝riω，于是整个刚体 的动能为
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)(章节题库 动量与角动量)【圣才出品】
第3章 动量与角动量一、选择题1．A 、B 两质点m A ＞m B ，受到相等的冲量作用，则（ ）。
A ．A 比B 的动量增量少B ．A 与B 的动能增量关系无法确定C ．A 比B 的动量增量大D ．A 与B 的动量增量相等【答案】D【解析】由冲量定理，可得2．质点在恒力作用下由静止开始作直线运动，如图3-1。
已知在时间Δt 1内，速率由0增加到υ；在Δt 2内，由υ增加到2υ。
设该力在Δt 1内，冲量大小为I 1，所做的功为A 1；在Δt 2内，冲量大小为I2，所做的功为 A2，则（）。
图3-1A．B ．C ．D ．【答案】D二、填空题1．一船浮于静水中，船长5m ，质量为M 。
一个质量也为M 的人从船尾走到船头，不计水和空气阻力，则在此过程中船将______。
【答案】后退2.5m 2．质量为m 的小球，以水平速度υ与竖直放置的钢板发生碰撞后，以同样大小的速度反向弹回，选如图3-2所示的坐标系，则碰撞过程中，钢板受到的冲量为=______。
图3-2【答案】3．如图3-3所示，劲度系数为k 的弹簧，一端固定在墙上，另一端连接一质量为m ＇的容器，容器可在光滑的水平面上运动，当弹簧未变形时，容器位于O 点处，今使容器自O 点左边x 0处从静止开始运动，每经过O 点一次，就从上方滴管中滴入一质量为m 的油滴，则在容器第一次到达O 点油滴滴入前的瞬间．容器的速率υ＝______；当容器中刚滴入了n 滴油后的瞬间，容器的速率υ＝______．图3-3【答案】4．有一质量为m 的小球，系在一细绳的下端，作如图3-4所示的圆周运动．圆的半径为R ，运动的速率为υ，当小球在轨道上运动一周时，小球所受重力冲量的大小为______．图3-4【答案】2πRmg/υ．三、简答题1．用细线把一重球悬挂起来，球下系一同样的细线，用力拉球下细线并逐渐加大力量，哪段细线先断?为什么?如用较大力量突然拉球下细线，哪段细线先断?为什么?答：无论何种拉法，细线之所以断，是因其所受拉力大于它所能承受的极限张力．（1）上段细线先断．因为缓慢的加大力量拉球下细线时，拉力通过重球均匀地作用于球上方的细线，而上方的细线除受拉力外，还受球对它的作用力（大小等于球的重力）．因此在逐渐加大拉力的过程中，球上方细线中的张力因先达到极限而被拉断．（2）下段细线先断．因为用较大力量突然拉下面细线，意味着作用力较大而作用时间较短，该拉力就是冲力．冲力通过细线首先作用于重球，但由于重球质量很大，动量改变极小，在冲力尚未通过重球的位移传给球上之细线前，球下细线所受冲力已大于其所能承受的极限，因此下段细线先断．2．物体的质心和重心有何区别?答：（1）物体的质心和重心是两个不同的概念．（2）重心是地球对物体各部分引力的合力（即重力）的作用点．不受重力，也就无所谓重心，在失重环境中，重心自然失去意义，而质心无论何时都是有意义的．对于地球上体积不太大的物体，重心和质心的位置可认为是重合的．3．跳伞运动员临着陆时用力向下拉降落伞，这是为什么?答：人用力向下拉降落伞时，降落伞对人可以产生一个向上的作用力，以致减小人着陆的速度，减轻地面对人的冲力．4．试分析下面的叙述是否正确?（1）作用于质点的力不为零，质点所受的力矩也总不为零．（2）一定质量的质点，在运动中某时刻的加速度一经确定，则质点所受的合力就可以确定了．同时，作用于质点的力矩也可以确定了．（3）作用于质点系的外力矢量和为零，外力矩之和也为零．（4）质点系的动量为零，则质点系的角动量也为零；质点系的角动量为零，则质点系的动量也为零．（5）质点作圆周运动必受到力矩的作用；质点作直线运动必定不受力矩作用．答：（1）不正确．因为力矩是位矢和力的矢积，当作用于质点的力和位矢相互平行时，质点所受的力矩为零．（2）不正确．因为，一定质量的质点在运动中某时刻的加速度一经确定，则质点所受的合力就可以确定了；但是，作用于质点的力矩与力和质点相对于参考点的位矢有关，对于不同的参考点，其力矩不同，所以，在位矢未知的情况下，作用于质点的力矩不能确定．（3）不正确．因为，作用于质点的外力矩与力和质点相对于参考点的位矢有关，虽然作用于质点系的外力矢量和为零，但其外力矩之和不一定为零．（4）不正确．因为，角动量不但与质点的动量有关，还与质点相对于参考点的位置有关，虽然质点系的动量为零，但质点系的角动量不一定零；反之，质点系的角动量为零，质点系的动量也不一定零．（5）不正确．因为，质点作匀速圆周运动时可以不受力矩作用；质点作直线运动所受的力矩与所选的参考点有关，如果参考点不在该直线上，则质点所受的力矩不为零．5．能否利用装在小船上的风扇搧动空气使小船前进?答：能．假定风扇固定在小船上．当船上的风扇持续地向船尾搧动空气时，风扇同时也受到了空气的反作用力．该反作用力是向着船头、通过风扇作用于船身的．根据动量定理可知，该力持续作用于船身的效果，使船向前运动的动量获得增量．（1）若该作用力大于船向前运动时所受的阻力，小船就可向前运动；（2）若将风扇转向船头搧动空气，则将使小船后退．6．在匀速圆周运动中，质点的动量是否守恒?角动量呢?答：（1）动量不守恒．因为，在匀速圆周运动中，质点的速度大小不变但方向始终在变，因此它的动量不守恒。
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)【课后习题】(1-6章)【圣才出品】
（1）求质点运动的轨道方程并画出轨道曲线；
（2）求
和
时，质点的位置、速度和加速度。
图 1-1
解：（1）在运动函数中消去 t，可得轨道方程为 1-1 所示。
（2）由
轨道曲线为一抛物线如图
可得在 t＝1 s 时， 在 t＝2 s 时，
1.8 男子排球的球网高度 2.43 m，球网两侧的场地大小都是 9.0 m×9.0 m。一运动 员采用跳发球姿势，其击球点高度为 3.5 m，离网的水平距离是 8.5 m。
由此可知θ无实数解，所以该目标不在可能的轨道上，所以不能被石头击中。 只有当
时，θ才有解，由此得 所以在 L＝50 m 这个距离上，他能击中的目标的最高高度为 12.3 m。附带算出相应的
1.11 为迎接香港回归，柯受良 1997 年 6 月 1 日驾车飞越黄河壶口瀑布（见图 1-4）。 东岸跑道长 265 m，柯驾车从跑道东端起动，到达跑道终端时速度为 150 km/h，他随即 以仰角 5°冲出，飞越跨度为 57 m，安全落到西岸木桥上。
，他能击中一个与他的手水平距离 L
＝50 m，高 h＝13 m 处的一个目标吗？在这个距离内他能击中的目标的最高高度是多少？
解：如图 1-3 所示，石头的轨道方程为
图 1-3
以
代入可得
能击中该目标的θ角需满足上式，即条件为
将已知数据代入后，可得根号下的值
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第1篇 力 学
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第 1 章 质点运动学
1.1 木星的一个卫星——木卫 1——上面的珞玑火山喷发出的岩块上升高度可达 200
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)(课后习题 静电场中的电介质)【圣才出品】
第10章 静电场中的电介质10.1 在HCl 分子中，氯核和质子（氢核）的距离为0.128 nm ，假设氢原子的电子完全转移到氯原子上并与其他电子构成一球对称的负电荷分布而其中心就在氯核上。
此模型的电矩多大？实测的HCl 分子的电矩为3.4×10－30C·m ，HCl 分子中的负电分布的“重心”应在何处？（氯核的电量为17e ）解：按假设模型计算，HCl 分子的电矩为此结果比实测数值大。
设如图10-1所示，在HCl分子中负电分布的“重心”在氯核与质子中间离氯核l 距离处。
这时HCL 分子的电矩应为图10-110.2 两个同心的薄金属球壳，内、外球壳半径分别为R1＝0.02 m 和R2＝0.06m 。
球壳间充满两层均匀电介质，它们的相对介电常量分别为εr1＝6和εr2＝3。
两层电介质的分界面半径R ＝0.04 m 。
设内球壳带电量Q ＝﹣6×10－8 C ，求：（1）D 和E 的分布，并画D-r ，E-r 曲线；（2）两球壳之间的电势差；（3）贴近内金属壳的电介质表面上的面束缚电荷密度。
解：（1）由D 的高斯定律可得再由，可得D-r 和E-r曲线如图10-2所示。
图10-2（2）两球壳之间的电势差为（3）10.3 两共轴的导体圆筒的内、外筒半径分别为R1和R2，R2＜2R1。
其间有两层均匀电介质，分界面半径为r0。
内层介质相对介电常量为εr1，外层介质相对介电常量为εr2，εr2＝εr1/2。
两层介质的击穿场强都是Emax 。
当电压升高时，哪层介质先击穿？两筒间能加的最大电势差多大？解：设内筒带电的线电荷密度为λ，则可导出在内外筒的电压为U 时，内层介质中的最大场强（在r ＝R L处）为而外层介质中的最大场强（在r ＝r 0处）为两结果相比由于r 0＜R 2，且R 2＜2R 1，所以总有E 2/E 1＞0，因此当电压升高时，外层介质中先达到E max 而被击穿。
而最大的电势差可由E 2＝Emax 求得为10.4 一平板电容器板间充满相对介电常量为εr 的电介质而带有电量Q 。
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)(课后习题 功和能)【圣才出品】
第4章 功和能4.1 电梯由一个起重间与一个配重组成。
它们分别系在一根绕过定滑轮的钢缆的两端（图4-1）。
起重间（包括负载）的质量M ＝1200 kg ，配重的质量m ＝1000 kg 。
此电梯由和定滑轮同轴的电动机所驱动。
假定起重间由低层从静止开始加速上升，加速度（1）这时滑轮两侧钢缆中的拉力各是多少？（2）加速时间t ＝ 1.0 s ，在此时间内电动机所做功是多少（忽略滑轮与钢缆的质量）？（3）在加速t ＝1.0 s 以后，起重间匀速上升。
求它再上升的过程中，电动机又做了多少功？图4-1解：（1）如图4-1所示，沿竖直方向，分别对M 和m 用牛顿第二定律，可得由此可得（2）在加速t＝1.0 s的过程中，起重间上升的距离为这也就是电动机拖动钢缆的距离，电动机做的功为（3）起重间匀速上升时，滑轮两侧钢缆中的张力分别为拖动钢缆的距离为时电动机又做的功是4.2 一匹马拉着雪橇沿着冰雪覆盖的圆弧形路面极缓慢地匀速移动。
设圆弧路面的半径为R，马对雪橇的拉力总是平行于路面，雪橇的质量为m，与路面的滑动摩擦系数为当把雪橇由底端拉上圆弧时，马对雪橇做功多少？重力和摩擦力各做功多少？解：如图4-2所示，以F表示马拉雪橇的力，则对雪橇，由牛顿第二定律切向：法向：再由可解得由此得马拉雪橇做功重力对雪橇做的功为摩擦力对雪橇做的功为图4-24.3 2001年9月11日美国纽约世贸中心双子塔遭恐怖分子劫持的飞机袭击而被撞毁（图4-3）。
据美国官方发表的数据，撞击南楼的飞机是波音767客机，质量为132 t，速度为942 km／h。
求该客机的动能，这一能量相当于多少TNT炸药的爆炸能量？图4-3解：将题给数据代入动能公式中即可得该客机的动能为由于1kg TNT爆炸放出能量为（见教材表4.1），所以上述动能相当于的TNT爆炸所放出的能量。
4.4 矿砂由料槽均匀落在水平运动的传送带上，落砂流量q＝50 kg／s。
传送带匀速移动，速率为v＝1.5 m／s。
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60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
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•
件力学与电磁学共32页 26、我们像鹰一样，生来就是自由的，但是为了生存，我们不得不为自己编织一个笼子，然后把自己关在里面。——博莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)(课后习题 电磁感应)【圣才出品】
第15章 电磁感应15.1 在通有电流I ＝5 A 的长直导线近旁有一导线段ab ，长l ＝20 Cm ，离长直导线距离d ＝10 cm （图15-1）。
当它沿平行于长直导线的方向以速度v ＝10 m ／s 平移时，导线段中的感生电动势多大？a，b哪端的电势高？图15-1解：（如图15-1所示）由于所以a 端电势高。
15.2 平均半径为12 cm 的4×103匝线圈，在强度为0.5G 的地磁场中每秒钟旋转30周，线圈中可产生最大感生电动势为多大？如何旋转和转到何时，才有这样大的电动势？解：线圈绕垂直于磁场的直径旋转，当线圈平面法线与磁场垂直时感生电动势出现此最大值。
15.3 如图15-2所示，长直导线中通有电流l＝5.0 A，另一矩形线圈共1×103匝，宽a＝10 cm，长L＝20 cm，以v＝2 m／s的速度向右平动，求当d＝10 cm时线圈中的感生电动势。
图15-2解：如图15-2所示，线圈向右平移时，上下两边不产生动生电动势。
因此，整个线圈内的感生电动势为15.4 习题15.3中若线圈不动，而长导线中通有交变电流，线圈内的感生电动势将为多大？解：通过线圈的磁链为15.5 在半径为R的圆柱形体积内，充满磁感应强度为B的均匀磁场。
有一长为L的金属棒放在磁场中，如图15-3所示。
设磁场在增强，并且已知，求棒中的感生电动势，并指出哪端电势高。
图15-3解：方法一如图15-3所示，考虑△Oba。
以S表示其面积，则通过S的磁通量。
当磁通变化时，感应电场的电场线为圆心在O的同心圆。
由法拉第电磁感应定律可得由此得由于，所以，因而b端电势高方法二直接对感应电场积分。
在棒上dl处的感应电场的大小为，方向如图15-3所示由于，所以b 端电势高。
15.6 在50周年国庆盛典上我FBC-1“飞豹”新型超音速歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向自东向西呼啸而过。
该机翼展12.705m 。
设北京地磁场的竖直分量为0.42×10－4T ，该机又以最大M 数1.70（M 数即“马赫数”，表示飞机航速相当于声速的倍数）飞行，求该机两翼尖间的电势差。
张三慧大学物理《电磁学》PPT课件
资料
原子核表面 中子星表面 目前最强人工磁场 太阳黑子内部 太阳表面 地球表面 人体
15.2 磁通量 磁场中的高斯定理
1. 磁感应线 用磁感应线描述磁场的方法是：在磁场中画一 簇曲线，曲线上每一点的切线方向与该点的磁场方 向一致，这一簇曲线称为磁感应线。
①方向： 曲线上一点的切 线方向和该点的磁场 方向一致。 ②大小：
S
稳恒磁场的高斯定理反映稳恒磁场是无源场。
又称磁通密度 (magnetic flux density)
直线电流的磁感应线
I I
B
圆电流的磁感应线
B
I
I
通电螺线管的磁感应线
I
中子星的磁感应线
2. 磁通量（magnetic flux） 通过磁场中任一面积的磁感应线数称为通过 该面的磁通量，用m 表示。 ①均匀磁场，磁感应线垂直通过S
m B dS BdS cos
3.磁场中的高斯定理
高斯定理的微分形式
B 0
m B dS 0
S
─穿过任意闭合曲面的磁通量为零。 这是无磁单极的必然结果。
C 型、 U 型 永磁体的外部磁 感应线
m B dS 0
4、奥斯特实验
5、平行电流间的相互作用力
I F I F
二、磁力与电荷的运动的关系 在上述磁的基本现象中，平行电流的相互作用可 以说是运动电荷之间的相互作用，因为电流是电荷 的定向运动形成的，其他的都是永磁体。为什么说 他们也是运动电荷的相互作用呢？这是因为永磁体 也是由分子和原子组成的，在分子内部，电子和质 子等带电粒子的运动也形成微小的电流，叫做分子 电流。当成为磁体时，其内部的分子电流的方向按 一定的方式排列起来了。因此他们之间的相互作用 也是运动电荷之间的相互作用的表现。 结论：在所有情况下，磁力都是运动电荷之间 的相互作用的表现。
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1、平动加速参考系的(平移)惯性力
设：地面参考系为惯性系 y y
火系车加参速考平系动相,加对速地度面为参a考。
火车 地面
质点在火车参考系中运动的加速度为
a
a
a
x
x
在地面参考系中可使用牛顿第二定律
F
m(a
a)
（1）
在火车参考系中形式上使用牛顿第二定律
F
ma
4
二、牛顿第二定律
定义质点动量：
P
m
某时刻质点受的合力为
F
,则合力与动量
的变化率有关系：
F
dP
dt
在牛顿力学范围内由于质量测量与运动 无关，所以常见到关系是：
F ma
5
F
dP
dt
F ma
两式统一的证明:
F
dP
d
m
m
d
ma 0
mg
建立如图所示坐标系
y
x
以M为参考系（非惯性系） 根据牛顿二定律对m 列方程
ma0 cos mg sin mamM
y
x
N地M
NmM ma0 sin mg cos 0
a NmM
0
以地面为参考系对M列方程
M
Mg
NmM sin Ma0
结果为：
amM
(M m)sin M msin2
a an2 at2 g 1 3sin2
tg 1 an tg 1 2g sin
at
g cos
讨论
1）是普遍解,适用于任意位置。
第12章磁场和它的源_大学物理张三慧第三版
例2：一载流圆环半径为R 通有电流为 I，求圆环轴 线上一点的磁感应强度 B。 解：将圆环分割为无限多个电流元Idl； 电流元在轴线上产 生的磁感应强度 dB 为： y
0 I dl sin 90 dB 4 r2
dl er
0
Idl
er
r
dB
I
R
o
x
0Idl dB 4r 2
P
x
将dB 沿 x 轴和 y 轴分解。 Idl
由对称性可知，dl 和 dl’ 在 P 点产生的 dB 在 x 方向大小相等方向相同， I y 方向大小相等方向相反， 相互抵消。
2 B Bx2 By Bx
R
o
Idl '
r
dB y
x
dB x
dBx ' P dB y ' dB '
切线方向表示B的方向 2.特点:与电流互锁铰链(右手关系)， 不中断，是无头无尾的闭合线。
B
I I
B
磁场的存在
铁屑因受到磁棒的作用而排列成特殊的图形。
四.磁通量
：通过该面积的磁感线的总条数
•对dS:
d m B dS BdS cos
n B
S
韦伯
•对曲面S： m B dS
S
dS
•对闭合曲面： B dS 0
S
磁场的高斯定理
B ds 0
比较
S
B
穿过任意闭合曲面的磁通量 等于零, 称为磁场的高斯定理
?
1 E ds qi s 0
静电场: 稳恒磁场:
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12.2 高压输电线在地面上空 25 m 处，通过电流为
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（1）求在地面上由这电流所产生的磁感应强度多大？
（2）在上述地区，地磁场为
问输电线产生的磁场与地磁场相比如何？
解：（1） （2）
12.3 在汽船上，指南针装在相距载流导线 0.80 m 处，该导线中电流为 20 A。
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图 12-5
12.8 根据长直电流的磁场公式（
），用积分法求：
（1）无限长圆柱均匀面电流 I 内外的磁场分布；
（2）无限大平面均匀电流（面电流密度 j）两侧的磁场分布。
解：（1）如图 12-6（a）所示，圆柱面电流为
在柱面内任取一点 P。在 P
点对顶的两微小角度 截取两面电流
（2）通过图中斜线所示面积的磁通量
图 12-3 解：（1）在两导线所在平面内与两导线等距离处的磁场为
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（2）所求磁通量为
12.6 如图 12-4 所示，求半圆形电流 I 在半圆的轴线上离圆心距离 x 处的 B。
（1）该电流在指南针所在处的磁感应强度多大？（导线作为长直导线处理。）
（2）地磁场的水平分量（向北）为
由于导线中电流的磁场作用，指南
针的指向要偏离正北方向。如果电流的磁场是水平的而且与地磁场垂直，指南针将偏离正
北方向多少度？求在最坏情况下，上述汽船中的指南针偏离正北方向多少度？
解：（1） （2）当 B 与地磁场垂直时，指南针偏离北方的角度为
得圆柱面电流在 P 点的磁场沿 OP 方向的分量为零。所以只是 和 的垂直于 OP 方向 的分量对 P 点的总磁场 B 有贡献。这一分量为
大学物理张三慧第三版复习PPT课件
1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
2
本学期教学内容
第1章：1.1－1.8
第2章：2.1、2.2、2.4
力 第3章：3.1、3.2、3.6、3.7 学 第4章：4.1－4.3、4.6、4.7
第5章：5.1－5.5
•p
⑵dq激发的dE:
dE
ld 40r2
ar
1
dl
大小方向均各异
2
⑶整段棒激发的E：
E dxE x12d4lE d0r 2 cos
E y dEy 12 d4ldE 0r 2 s24 in
l ctg
a
d lacs2cd E
•
a sin
r
r2a2cs2c1
ar
l
2
Ex
l 2 40a1
E
n
Q
4
0r2
r
（4）电场叠加原理： E Ei
i 1
7
（5）连续带电体q的电场
a）取元dq b）求dE: C）求E :
dE
dq
4 0r2
eˆr
1）将dE分解为dEx，dEy，dEz 2）对同一方向的分量求和:
Ex dEx Ey dEy Ez dEz
8
qi
（6）高斯定律 E dS S 内
解题步骤： S
0
1)分析对称性,明确E的4)代入高斯定律
常见对称类型：
qi
E dS S内
S
0
球对称、柱对称、面对称等
9
（7）静电平衡
1.定义: 导体内部有自由电子，受静电场作用作 定向运动. 稳定后，导体上电荷静止不动。
大学物理第三版B版张三慧编所有课件
书中不仅有理论阐述，还有大量的实验和应用案例，有助于读者将理 论知识与实践相结合。
习题丰富
每章都配有丰富的习题，有助于读者巩固所学知识，提高解题能力。
展望
更新内容
随着物理学的发展，有些理论和公式需要更新， 以反映最新的研究成果。
强化实验环节
可以加强实验环节，提供更多实验指导和实验数 据，帮助读者更好地理解和掌握物理知识。
大学物理第三版b版张三慧编
目 录
• 引言 • 内容概述 • 教学方法与技巧 • 课程评价与反馈 • 总结与展望
01 引言
课程简介
课程目标
课程特点
本课程旨在培养学生掌握物理学的基 本原理、定律和概念，培养其分析和 解决问题的能力，为后续的专业课程 学习打下坚实的基础。
本课程注重理论与实践相结合，强调 物理学的实际应用和与其他学科的交 叉融合，同时注重培养学生的科学素 养和创新精神。
04 课程评价与反馈
学生评价
内容难度适中
大部分学生认为课程内容难度适中，适合大学物理课程的学习要 求。
实践性强
学生普遍认为课程注重实践应用，通过实验和习题练习加深对物 理概念和原理的理解。
授课方式生动
部分学生提到老师授课方式生动有趣，能够吸引学生的注意力， 提高学习兴趣。
教师评价
课程结构合理
教师认为课程结构合理，内容安排得当，符合大学物理的教学规 律。
学习技巧
笔记法
及时记录课堂要点和自己的思考，有 助于加深理解和记忆。
归纳法
将所学知识进行分类、整理，形成系 统化的知识体系。
学习技巧
• 练习法：多做习题，巩固所学知识， 提高解题能力。
学习技巧
制定计划
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)(课后习题 质点运动学)【圣才出品】
第1章 质点运动学1.1 木星的一个卫星——木卫1——上面的珞玑火山喷发出的岩块上升高度可达200km ，这些石块的喷出速度是多大？已知木卫1上的重力加速度为，而且在木卫1上没有空气。
解：1.2 一种喷气推进的实验车，从静止开始可在1.80s 内加速到1600km/h 的速率。
按匀加速运动计算，它的加速度是否超过了人可以忍受的加速度25g ？这1.80s内该车跑了多长距离？解：实验车的加速度为基本上超过了25g 。
1.80 s 内实验车跑的距离为1.3 一辆卡车为了超车，以90 km/h 的速度驶入左侧逆行道时，猛然发现前方80 m 处一辆汽车正迎面驶来。
假定该汽车以65 km/h的速度行驶，同时也发现了卡车超车。
设两司机的反应时间都是0.70 s （即司机发现险情到实际刹车所经过的时间），他们刹车后的减速度都是，试问两车是否会相撞？如果会相撞，相撞时卡车的速度多大？解：已知。
两车开始刹车时，它们之间的距离为卡车到停止需继续开行的距离汽车到停止需继续开行的距离因为，所以二车会相撞。
以t 表示二车刹车后到相撞所用的时间，则有代入已知数，为解此方程可得t ＝1.62 s ，4.11 s （舍去）由此得碰撞时卡车的速度为1.4 跳伞运动员从1200 m 高空下跳，起初不打开降落伞作加速运动。
由于空气阻力的作用，会加速到一“终极速率”200 km/h 而开始匀速下降。
下降到离地面50 m 处时打开降落伞，很快速率会变为18 km/h 而匀速下降着地。
若起初加速运动阶段的平均加速度按g/2计，此跳空运动员在空中一共经历了多长时间？解：运动员加速下落的时间加速下落的距离以速率匀速下落的时间以速率匀速下落的时间运动员在空中总共经历的时间为1.5 由消防水龙带的喷嘴喷出的水的流量是q＝280 L/min ，水的流速若这喷嘴竖直向上喷射，水流上升的高度是多少？在任一瞬间空中有多少升水？解：水流上升的高度同一滴水在空中运动的时间在时间t内喷嘴喷出的水即在任一瞬间空中所有的水。
大学物理张三慧第三版-45页精选文档
导体是等势体 或:
导体表面是等势面。
3.静电平衡时导体的电荷分布
1）导体内部没有净电荷，净电荷只分布
在导体表面上。 2）带电导体表面场强
E
nˆ
2、电势
（1）静电场是保守场 Edl 0
l
def 2
（2）电势差 12 E dl 1
Ex dEx Ey dEy Ez dEz
（ 内
解题步骤： S
0
1)分析对称性,明确E的方向;
2)选恰当的闭合高斯面S;
3)求S内的qi ;
4)代入高斯定律
常见对称类型：
E dS
qi
S内
S
0
球对称、柱对称、面对称等
（7）静电平衡
1.定义: 导体内部有自由电子，受静电场作用作 定向运动. 稳定后，导体上电荷静止不动。
（3）电势：选2为零势点，则
零势点
1 E dl
1
某点的电势＝将单位正电荷移到无穷远 处（零势点）电场力做的功。
（4）电势叠加原理 1）离散点电荷 2）连续带电体
Qi
40ri
1.取电荷元 dq
2.dq产生电势为 d dq 4 0r
3.整个带电d体Q在P点d的q电势：
40r
（5）静电势能： W q
F xdxF IB sin 0co dsx
3）写Fy出总的dF 安yF 培F 力Ix： B sF iyn 0s整磁从的i个场起直n d 弯力点导曲的到线y 导总终通线和点过受等连相的于起同 电流时受的磁场力
6 磁力矩
M F d B2lI 1sli n
BISsinBm sin
S Seˆn
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15、机会是不守纪律的。——雨果
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
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11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。