2014级西南交大大物答案10
2014级西南交大大物答案9
©西南交大物理系_2015_02《大学物理AI 》作业No. 09 磁感应强度班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、判断题：（用“T ”和“F ”表示）[ F ] 1．穿过一个封闭面的磁感应强度的通量与面内包围的电流有关。
解：穿过一个封闭面的磁感应强度的通量为0。
[ F ] 2．磁感应线穿过磁场中单位面积上的磁感应线的条数等于磁感应强度的通量。
解：穿过垂直于磁场中单位面积上的磁感应线的条数等于磁感应强度的大小。
[ F ] 3．无限长载流螺线管内磁感应强度的大小由导线中电流的大小决定。
解：无限长载流螺线管内磁感应强度的大小为：nI B 0μ=，除了与电流的大小有关，还与单位上的匝数有关。
[ T ] 4．做圆周运动的电荷的磁矩与一个载流圆线圈的磁矩等效。
[ F ] 5．在外磁场中，载流线圈受到的磁力矩总是使其磁矩转向外场方向。
解：根据B P M m⨯=，可知上述叙述正确。
二、选择题：1．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，则半径a 1与边长a 2之比a 1∶a 2为 [D](A) 11:(B) 12:π (C)42:π(D)82:π解：圆电流在其中心产生的磁感应强度1012a I B μ=正方形线圈在其中心产生的磁感应强度2020222)135cos 45(cos 244a I a IB πμπμ=-⨯⨯=磁感强度的大小相等，8:2:22221201021ππμμ=⇒=⇒=a a a Ia IB B所以选D 。
2．若要使半径为m 1043-⨯的裸铜线表面的磁感应强度为T 100.75-⨯， 其铜线中需要通过的电流为(170A m T 104--⋅⋅⨯=πμ) [ B ](A) 0.14A (B) 1.4A (C) 14A(D) 2.8A解：由圆形电流磁场分布有铜线表面磁感应强度大小为RIB πμ20=，所以 铜线中需要通过的电流为()A 4.1104107104227530=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=---ππμπBR I3．一个载流圆线圈通有顺时针方向的电流，放在如图所示的均匀磁场中，则作用在该线圈上的磁力矩的方向[ D ] (A) 垂直纸面向里 (B) 垂直纸面向外(C) 向上(D) 向下 (E) 合力矩为零 解：m P 方向垂直于纸面朝里，即⊗，而B 向右，根据B P M m⨯=,判断出磁力矩M的方向向下。
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。
西南交大大物作业答案
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。
2014机西南交大大物答案7
©西南交大物理系_2014_02《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：2210π41r q q F ε=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q F E /= 知, 与检验电荷电量成反比。
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。
解：内∑⎰⎰=⋅q S E S 01d ε ，注意高斯定理描述的是穿过封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S 1 和S 2 , 其位置如图所示 ，设通过S 1 和S 2 的电场强度分别为 Φ1 和Φ2 ，通过整个球面的电场强度通量为Φs ，则[ ] (A) Φ1 > Φ2 , Φs = q /ε0 (B) Φ1 < Φ2 , Φs = 2q /ε0(C) Φ1 = Φ2 , Φs = q /ε0(D) Φ1 < Φ2 , Φs = q /ε0 解：根据高斯定理∑⎰=⋅0ε/d q S E S和场强叠加原理有在小面积S 1 处，01=E ，01=Φ；在小面积S 2 处，02≠E ，0222>⋅=ΦS E，所以21Φ<Φ， 而通过整个球面的电场强度通量 0/d εq S E Ss =⋅=Φ⎰故选D2．面积为S 的空气平行板电容器，极板上分别带电量±q ，若不考虑边缘效应，则两极板间的相互作用力为[ ] (A) Sq 02ε(B) S q 022ε(C) 2022S q ε(D) 202S q ε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0022qE Sσεε==于是- q 板受+ q 板作用力大小为Sq q E q E F 022d d ε===⎰⎰， 故选B 3．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。
2014级学分认定考试答案(物理)
2014级学分认定考试参考答案（物理学科）1、A2、D3、BD4、B5、A6、ACD7、C8、BD9、B 10、AD 11、（4分）D 12、（1）、（3分）CBEDFAGH （2）（3分） 13、（12分）（1）（2）以封闭气体为研究对象，初态压强：p 1＝p 0＋mgS ＝1.2×105 Pa 初状态体积：V 1＝L 1S ＝20S 末状态压强：p 2＝p 0＝1.0×105 Pa气体发生等温变化，由玻意耳定律得：p 1V 1＝p 2V 2 即1.2×105×20S ＝1×105×L 2S 解得：L 2＝24 cm活塞移动距离：d ＝L 2－L 1＝4 cm（2）因为气体体积变大，对外做功，而气体温度不变，内能不变，所以气体吸热14、（12分）（1）最大值：,瞬时值：从转至平行磁感线开始计时（2）电动势有效值： U V = = （3）I平均=E 平均/( R +r )=∴电量Q = I 平均△t ==15 （12分）①活塞整体受力平衡，则有p 1S 1＋p 0S 2＝p 0S 1＋p 1S 2＋Mg (4分) 代入数据，得M ＝2 kg (1分) ②A 靠近D 处时，气体发生等压变化 (2分)由等压变化有(S 1＋S 2)L T 1＝S 2·2LT 2 (3分)代入数据得T 2＝400 K (2分)16、（14分）解析 (1)到达水平面之前已经开始匀速运动,设最大速度为v感应电动势E ＝BL v (1分) 感应电流I ＝ER ＋r(1分) 安培力F ＝BIL(1分) 匀速运动时，mg sin θ＝F (1分) 解得v ＝1.0 m/s(1分) (2)金属棒在摩擦力作用下做匀减速直线运动，有F f ＝ma (1分) 金属棒在水平面做匀减速直线运动，有v 2＝2ax (1分) 解得μ＝0.04(1分)(用动能定理同样可以得分)(3)下滑的过程中，由动能定理可得： mgh －W ＝12m v 2(2分) 安培力所做的功等于电路中产生的焦耳热W ＝Q (1分) 电阻R 上产生的热量：Q R ＝RR ＋rQ(2分)联立解得：Q R ＝3.8×10－2 J(1分)。
详细版大学物理学-习题解答习题10.doc
第十章10-1 无限长直线电流的磁感应强度公式为B ＝μ0I2πa ，当场点无限接近于导线时(即a →0)，磁感应强度B →∞，这个结论正确吗？如何解释？答：结论不正确。
公式aIB πμ20=只对理想线电流适用，忽略了导线粗细，当a →0，导线的尺寸不能忽略，电流就不能称为线电流，此公式不适用。
10-2 如图所示，过一个圆形电流I 附近的P 点，作一个同心共面圆形环路L ，由于电流分布的轴对称，L 上各点的B 大小相等，应用安培环路定理，可得∮L B ·d l ＝0，是否可由此得出结论，L 上各点的B 均为零？为什么？ 答：L 上各点的B 不为零. 由安培环路定理∑⎰=⋅ii I l d B 0μ得 0=⋅⎰l d B，说明圆形环路L 内的电流代数和为零，并不是说圆形环路L 上B 一定为零。
10-3 设题10-3图中两导线中的电流均为8A ，对图示的三条闭合曲线a ,b ,c ，分别写出安培环路定理等式右边电流的代数和．并讨论：(1)在各条闭合曲线上，各点的磁感应强度B的大小是否相等?(2)在闭合曲线c 上各点的B是否为零?为什么? 解： ⎰μ=⋅al B 08d⎰μ=⋅bal B 08d⎰=⋅cl B 0d(1)在各条闭合曲线上，各点B的大小不相等．(2)在闭合曲线C 上各点B 不为零．只是B的环路积分为零而非每点0=B ．题10-3图习题10-2图10-4 图示为相互垂直的两个电流元，它们之间的相互作用力是否等值、反向？由此可得出什么结论？答：两个垂直的电流元之间相互作用力不是等值、反向的。
B l Id F d⨯= 20ˆ4rr l Id B d ⨯= πμ 2212122110221212201112)ˆ(4ˆ4r rl d I l d I r r l d I l d I F d ⨯⨯=⨯⨯=πμπμ 2121211220212121102212)ˆ(4ˆ4r rl d I l d I r r l d I l d I F d ⨯⨯=⨯⨯=πμπμ ))ˆ()ˆ((4212121221************r r l d l d r r l d l d I I F d F d ⨯⨯+⨯⨯-=+πμ 2122112210212112221212102112)(ˆ4))ˆ()ˆ((4r l d l d rI I r l d r l d l d r l d I I F d F d⨯⨯=⋅-⋅=+πμπμ 一般情况下 02112≠+F d F d由此可得出两电流元（运动电荷）之间相互作用力一般不满足牛顿第三定律。
西南交大大物AI作业答案10
度大小 H = I
(2πr ), 磁感应强度的大小 B = uH =
uI
( 2πr )
。
解：由安培定律及 B = µH 可得到上述结果。
1 (B) u 0 I 3
(D) u 0 I
a
I1
I
b
I2 R2
R1
120o
解：电流I从b点分流，I＝I1 + I2。设铁环总电阻为R，
l 由电阻公式 R = ρ , s
又
2 R1 = R , 3
1 R2 = R 3
2 1 2 U b = U c , 即 RI 1 = RI 2，得I 2 = I 3 3 3 r r 2u 0 I 所以 B⋅dl = ∫ 3 L
FAC = FBC = ∫ BI 2 d l = ∫
式中 l 为三角形边长，力方向如图所示，可见三角形不可能移动，合力为：
∑F
y
=0 u0 I 1 I 2 l 2 3 3 l [ − ln(1 + ⋅ )] 2π a 3 2 a
− ∑ Fx = FAB − 2 FAC cos 60o = 令 l = λ (λ > 0), a u II 2 3 = − 0 1 2 [1 − + 2π 3
∩
c
a
r
r
I
O
a
b
2aBI
。
v B
解：在均匀磁场中，圆弧电流所受的磁力与通过同样电流的弧线 bc 所 受的磁力相等，其大小为由安培定律可得： F = BI 2a =
2aBI
5. 图示为三种不同的磁介质的 B ~ H 关系曲线，其中虚线表示的是 B = µ 0 H 的关系。说明 a、b、c 各代表哪一类磁介质的 B ~ H 关系曲线： a 代表 b 代表 c 代表 解： µ = 铁磁质 顺磁质 抗磁质 的 B ~ H 关系曲线。 的 B ~ H 关系曲线。 的 B ~ H 关系曲线。
西南交大大学物理试卷
2014-2015年度第一学期 《大学物理》 阶段测试2（A 卷）班级： 学号： 姓名： 成绩：一、选择题（每题5分，答案请写在答案框内）1. 光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程。
在以下几种理解中，正确的是 [ ](A) 两种效应中电子与光子两者组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律 (B) 两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程(C) 两种效应都属于电子吸收光子的过程(D) 光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应则相当于光子和电子的弹性碰撞过程解：由光电效应和康普顿效应的理论解释知D 正确。
故选D2．根据玻尔氢原子理论，巴耳末线系中谱线最小波长与最大波长之比为 [ ](A) 95 (B) 94(C) 97 (D) 92解：由巴耳末公式：()∞=⎪⎭⎫ ⎝⎛-== ,4,3121~122n n R νλ有最小波长满足22min21211R R =⎪⎭⎫ ⎝⎛∞-=λ最大波长满足⎪⎭⎫ ⎝⎛-=22max31211R λ所以 95941213121222maxmin=-=-=λλ 故选A3．在康普顿散射中，如果反冲电子的速度为光速的60%，则因散射使电子获得的能量是其静止能量的[ ](A) 2倍 (B) 1.5倍 (C) 0.5倍 (D) 0.25倍解：因散射电子获得的能量（动能）应等于该电子总能量减去该电子的静止能量即 202c m mc E E k -==∆，而201⎪⎭⎫ ⎝⎛-=c v m m ，所以25.016.0112202020=--=-=∆c m c m mc E E 故选D4. 静止质量不为零的微观粒子作高速运动，这时粒子物质波的波长λ与速度v 关系式正确的是[ ] (A)v ∝λ(B) v1∝λ(C) 2211c v -∝λ (D) 22v c -∝λ解：由德布罗意公式和相对论质 — 速公式有 2201cv v m mv h p -===λ得粒子物质波的波长22011cv m h-=λ，即2211cv -∝λ 故选C5. 设粒子运动的波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所示，那么其中确定粒子动量的精确度最高的波函数是哪个图？ [ ]解：不确定关系式表明：粒子的位置和动量不能同时准确确定。
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
西南交大大学物理版NO参考答案
1π 2
−0−
2π λ
( 21 λ 4
− 3λ ) =
−4π
Δϕ = 4π
5．一简谐波沿 Ox 轴负方向传播，图中所示为该波 t 时刻的波形图，欲沿 Ox 轴形成驻波， 且使坐标原点 O 处出现波节，在另一图上画出另一简谐波 t 时刻的波形图。
y
u
A
O
x
四、计算题：
1. 一列横波在绳索上传播，其表达式为
式为：
[
] (A) y2 = 2.0 ×10−2 cos [ 2π (t / 0.02 + x / 20) +π / 3 ] (SI)
(B) y2 = 2.0×10−2 cos [ 2π (t / 0.02 + x / 20) + 2π / 3 ] (SI)
(C) y2 = 2.0 ×10−2 cos [ 2π (t / 0.02 + x / 20) + 4π / 3 ] (SI)
2πx λ
cos(ω
t
+
π
2
)
λ 将 P 点坐标 OP
=
6 4
代入上式，得 P 点振动方程
y = −2Acos(ω t + π ) = 2Acos⎜⎛ωt − π ⎟⎞
2
⎝ 2⎠
方法二：
入射波在 P 点引起的振动为：
y = Acos(ω t − 2π ⋅ 6 λ + π ) = Acos(ω t − 5π ) = Acos(ω t − π )
−
π 3
=
π
，所以
ϕ2
=π
+
π 3
=
4π 3
y2
=
2014级西南交大大物答案11
©西南交大物理系_2015_02《大学物理AI 》作业No.11电磁感应班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、判断题：（用“T ”和“F ”表示） [ F ] 1．公式t∆∆Φ-=ε，只适合计算由磁场变化引起感应电动势的情况，不适合计算导体切割磁感应线所产生的感应电动势。
解：都适合。
只是如果遇到导体不闭合的情况，要做辅助线使其成为闭合回路。
[ F ] 2．穿过线圈的磁通量越多,线圈中感应电动势越大。
解：法拉第电磁感应定律：线圈中感应电动势与穿过闭合回路的磁通量的时间变化率成正比。
[ T ] 3．动生电动势的非静电力是洛伦兹力，电动势的方向就是v B ⨯的方向。
解：根据动生电动势动定义()⎰+-⋅⨯=l B vd ε，上述叙述正确。
[ T ] 4．将条形磁铁插入与冲击电流计串联的金属环中时，通过电流计的电荷q 正比于穿过环的磁通变化∆Φ 。
解：()m m m m RR t t R t i q ψψψψ∆-=--=-==⎰⎰11d d d 1d 12，所以上述正确。
[ T ] 5．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
解：根据楞次定律，感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通的变化。
二、选择题：1．如图所示，导体棒AB 在均匀磁场B 中 绕通过C 点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO ' 转动（角速度ω与B 同方向），BC的长度为棒长的31，则[ A ] (A) A 点比B 点电势高 (B) A 点与B 点电势相等(C) A 点比B 点电势低(D) 有稳恒电流从A 点流向B 点答：(A)。
设棒长为L ，因为2()d 23B C B L U U v B l ω⎛⎫-=⨯⋅=⎪⎝⎭⎰，22()d 23A C B L U U v B l ω⎛⎫-=⨯⋅=⎪⎝⎭⎰，所以()()0A B A C B C U U U U U U -=--->，故A 点电势高。
西南交大物理II期末真题+复习资料
EBC EDA A
S BC S DA
2. 理想气体的卡诺循环 1） 正循环效率 等温过程：
1 2 Q1 A1 M M
RT1ln V3 V4
V2 V1
34
| Q2 |
RT2 ln
绝热过程：
23 T1V2 1 T2V3 1
V2 V3 V1 V4
4 1
3
一个实际的过程如果进行的很缓慢可以近似看做准静态过程。 4.非准静态过程：中间状态不是平衡态，整个过程不能用状态参量描述。 例如：气体自由膨胀过程压强不均匀，高温到低温温度不均匀。 5.等值过程: 状态参量值始终不变的过程统称为等值过程。例如：等压，等体， 等温。 热力学系统的平衡状态和准静态过程可以用相图（状态参量作为坐标轴）表示， 相图中每一个相点代表系统的一个平衡状态， 任一曲线代表系统经历的一个准静 态过程（平衡过程） 。 例如：P-V、V-T、P-T、E-P、E-T 等，但只有 P-V 相图中曲线下面积值才是该准 静态过程的功值。下图为等压、等体和等温过程在 P-V 相图中的表示。
9
2 1
Q1 A1 M
M
RT1ln V3 V4
V2 V1
43
Q2
RT2 ln
绝热过程：
3 2 T1V2 1 T2V3 1
V2 V3 V1 V4
M 1 4 T1V1
1
T2V4
1
w
Q2 Q2 A Q1 Q2 M RT ln V2 M RT ln V3 2 1 V1 V4
-1
R=8.31J•mol (普适常量或摩尔气体常量) k= =1.38×10-23J·K-1(玻尔兹曼常量)
大学物理电土计半期考试解答
西南交通大学2013－2014学年第(1)学期半期考试课程代码 2101632（4） 课程名称 大学物理BⅡC Ⅱ 考试时间 60分钟填空题（每题0.5分，共10分）1．把单摆摆球从平衡位置向位移正方向拉开，使摆线与竖直方向成一微小角度θ ，然后由静止放手任其振动，从放手时开始计时．若用余弦函数表示其运动方程，则该单摆振动的初相为 0 。
2． 两个质点各自作简谐振动，它们的振幅相同、周期相同．第一个质点的振动方程为x 1 = A cos(ωt + α)．当第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位置时，第二个质点正在最大正位移处．则第二个质点的振动方程为)2cos(2παω-+=t A x 。
解答：旋转矢量法，第二个质点落后第一个质点2π3. 一质点作简谐振动．其运动速度与时间的曲线如图所示．若质点的振动规律用余弦函数描述，则其初相应为5766ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭或 。
解答：旋转矢量法，从速度投影找到初位置矢量。
4. 一弹簧振子，重物的质量为m ，弹簧的劲度系数为k ，该振子作振幅为A 的简谐振动．当重物通过平衡位置且向规定的正方向运动时，开始计时．则其振动方程为：)2cos(π-=t m k A x 。
5. 一质点在x 轴上作简谐振动，振辐A = 4 cm ，周期T = 2 s ，其平衡位置取作坐标原点．若t = 0时刻质点第一次通过x = -2 cm 处，且向x 轴负方向运动，则质点第二次通过x = -2 cm 处的时刻为 32（s ）。
解答：旋转矢量法，ωϕ/∆=∆t6．一物体作简谐振动，振动方程为)41cos(π+=t A x ω．在 t = T /4（T 为周期）时刻，物体的加速度为A 222ω 。
解答：)4cos(2πωω+-==t A x a7. 一简谐振动曲线如图所示．则振动周期是4.2（s ） 。
解答：旋转矢量法，65πϕ=∆v 21班 级 学 号 姓 名密封装订线 密封装订线 密封装订线8．一弹簧振子作简谐振动，总能量为E 1，如果简谐振动振幅增加为原来的两倍，重物的质量增为原来的四倍，则它的总能量E 2变为14E 。
2014_级学分认定考试答案(物理)
绳子上拉力：T=Mg……（2 分） 对 A 根据向心力公式有：Mg=mω2r……（2 分） 解得：ω=20rad/s……（2 分）
当 A 球的角速度为 20rad/s 时，B 物体处于将要离开而尚未离开地面的临
由水平方向位移差 3.6 m，绳子长 6 m，可以求得竖直方向位移差为 h 时绳绷 紧．
h＝
= m＝4.8 m（2 分），
有 h＝gt2－g(t－0.8 s)2＝4.8 m（2 分），得 t＝1 s（2 分）.
(2)细线刚被拉直时，A 球的水平位移为 4.5×1 m＝4.5 m（2 分），
B 球的水平位移为 4.5×(1－0.8) m＝0.9 m.（2 分）
2014 级学分认定考试参考答案（物理）
第一卷： 1、A 2、C 3、BCD 4、AD 5、BD 6、D 7、C 8、A D 9、C 10、BD
第二卷：
பைடு நூலகம்11、
0.70 m/s
12、1）保证小球沿水平方向抛出；（2）
；解析：（1）因为是利
用单摆验证小球平抛运动的规律，所以小球必须做平抛运动。如果电热丝不在
2
t= 2h = 2500 =10s…………（2 分）
g
10
s= v0t=240×10m=2400m………………（4 分） 答：：飞机应在鱼雷艇后2400m处投下的炸弹，才能击中该艇。
14. 解：物体做平抛运动，水平位移 x=v0t，……（2 分）
竖直位移 y 1 gt2 ，……（2 分） 2
重力等于万有引力，
O 点的正下方，悬线被烧断时小球的速度不是水平，不能做平抛运动。所以只 有在 O 点的正下方才能保证小球做平抛运动。
西南交大大物AI作业及答案2014版
环相对于地面的加速度 环与绳间的摩擦力
a′ 2 =
m1a2 − (m1 − m2 ) g m1 + m2 m m ( 2 g − a2 ) f = 2 1 m1 + m2
3．如图所示，质量为 M 的滑块正沿着光滑水平地面向右滑 动， 一质量为 m 的小球水平向右飞行， 以速度 v1 (对地)与滑 块斜面相碰，碰后竖直向上弹起，速率为 v 2 (对地)。若碰撞 时间为 Δt ，试计算此过程中滑块对地的平均作用力和滑块
解：将雨水和车看成一个系统，整个系统在水平方向受到的外力为 0，所以系统在水平方 向的动量守恒，随着系统质量的增加，而水平方向动量不变，所以系统速度减小。 4．如图所示，圆锥摆的摆球质量为m，速率为v，圆半径为R．当摆 球在轨道上运动半周时，摆球所受重力冲量的大小为
m
R
a =
3．一辆汽车从静止开始加速。这样做使得汽车的动量的绝对值变化一定的量，那么地球 的动量 [ B ] (A) 变化更大的量 (B) 变化相同的量 (C) 变化小一点的量 (D) 答案取决于两者之间的相互作用 解：将汽车和地球看成一个系统，则整个系统不受外力作用，系统动量守恒。地球动量 的变化量与汽车动量的变化量大小相等，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 = FΔt = Δp ，题中乒乓球和保龄球动量的改变量相同，受到的作用 力相同，所以力的作用时间相同。 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 ] (A)
西南交通大学 大物AI作业参考解答_No.10 安培环路定理 磁力 磁介质
《大学物理AI 》作业No.10安培环路定理磁力磁介质参考答案--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------****************************本章教学要求****************************1、理解磁场的高斯定理、磁场安培环路定理的物理意义，能熟练应用安培环路定律求解具有一定对称性分布的磁场磁感应强度；2、掌握洛仑兹力公式，能熟练计算各种运动电荷在磁场中的受力；3、掌握电流元在磁场中的安培力公式，能计算任意载流导线在磁场中的受力；4、理解载流线圈磁矩的定义，并能计算它在磁场中所受的磁力矩；5、理解霍尔效应并能计算有关的物理量；6、理解顺磁质、抗磁质磁化的微观解释，了解铁磁质的特性；7、理解磁场强度H 的定义及H 的环路定理的物理意义，并能利用它求解有磁介质存在时具有一定对称性的磁场分布。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------一、选择题1.在图(a)和(b)中各有一半径相同的圆形回路L 1、L 2，圆周内有电流I 1、I 2，其分布相同，且均在真空中，但在(b)图中L 2回路外有电流I 3，P 1、P 2为两圆形回路上的对应点，则：[B ]（A）2121,d d P P L L B B l B l B （B）2121,d d P P L L B B l B l B（C）2121,d d P P L L B B l B l B（D）2121,d d P P L L B B l B l B解：根据安培环路定理 内I l B L0d，可以判定21d d L L l B l B；而根据磁场叠加原理（空间任一点的磁场等于所有电流在那点产生的磁场的矢量叠加），知21P P B B。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
©西南交大物理系_2015_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∑⎰⋅=i LI l H d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∑⎰⋅=i LI l Hd 中的积分简单地积出来。
才能算出磁场强度矢量的分布。
[ 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B v q f⨯=，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11d l I与电流元22d l I 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) ⎰=⋅L l B 0d ，且环路上任意一点0=B (B) ⎰=⋅L l B 0d ，且环路上任意一点0≠B(C)⎰≠⋅Ll B 0d，且环路上任意一点0≠B(D) ⎰≠⋅Ll B 0d，且环路上任意一点B =常量＝0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v 2 (B) 反比于B ，正比于v 2(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，qB mv R =，所围的面积是圆的面积：22⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==qB mv R S ππ，穿过这个面的磁通量为：B v q m qB mv B BS m 2222⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==ππφ,所以选B 。
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。
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：B P M m⨯= 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C4．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(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H 通量均相等，穿过以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的H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DA5．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1/2解：由于导线长度不变，那么：2''22RR R R =⇒=ππ,圆电流的在圆心处的磁场为：R I B 20μ=,B RIR I NB 42'2'00===μμ 线圈的磁矩为：2R I IS P mπ==，m m P R I R I IS P 2142'2'2'22====ππ 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，l Bd ⋅⎰分别等于：_______I 0μ ____（对于环路a ）。
_________0________（对于环路b ）。
_________I 02μ_____（对于环路c ）。
解：根据安培环路定理，∑⎰=⋅内I l B L0d μ对于a ： I l B L0d μ=⋅⎰对于b ： 0)(d 0=-=⋅⎰I I l B Lμ对于c ： I I I l B L002)(d μμ=+=⋅⎰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，自此两处电子的速率之比=cbv v 21。
解： 因电子在匀强磁场中作圆周运动的半径为v eBmvR ∝=而从b 处射出的电子半径为：ab R b 21=，从c 处射出的电子半径ab R c =， 所以 ，自此两处电子的速率之比21==c b c b R R v v 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直，与j平行线圈所受磁力矩为_____________________，受力为________________。
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m p垂直半圆形刚性线圈向里，由B p M⨯=m 有 与j平行半圆形刚性线圈所受磁力矩为00sin 212=⨯= B I R M π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。
4．在均匀磁场中放置一半径为R 的半圆形导线，电流强度为I ，导线两端连线与磁感应强度方向夹角α=30°，则此段圆弧电流受的磁力大小为 BIR F =。
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。
BIR R BI BIL F =⋅⋅==030sin 2sin α5．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μ的均匀磁介质。
则介质中离中心轴距离为r 的某点处的磁场强度大小=H r Iπ2 ，磁感应强度的大小=B r Iπμ2 。
解：以轴线为圆心，r 为半径作一圆形回路，由有磁介质时安培环路定律∑⎰=⋅内0d I l H L可得：I r H l H L=⋅=⋅⎰π2dIIRj于是r 处磁场强度大小为： rI H π2=又H B μ=，故r 处磁感应强度大小为：rIH B πμμ2==。
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σ+，其余部分均匀带负电荷，面电荷密度为σ-，当圆盘以角速度ω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ξ，宽为ξd 的圆环，其上电流ξσωξπωξπξσd 2d 2d =⋅=i 它在中心O 产生的磁感应强度为：ξσωμξμd 212d d 00==i B 正电荷部分产生的磁场为：r B r⎰==+00021d 21σωμξσωμ 负电荷部分产生的磁场为：)(21d 2100r R B R r -==⎰-σωμξσωμ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σ，该筒以角速度ω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；σωπωσπR R i =⋅=22 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ω 一致（若σ<0，则相反）。
圆筒外0=B。
作如图所示的安培环路L ，由安培环路定理：i ab ab B l B L⋅=⋅=⋅⎰0d μ得圆筒内磁感应强度大小为：ωσμμR i B 00==写成矢量式：ωσμR B 0=3．一线圈由半径为m 2.0的41圆弧和相互垂直的二直线组成，通以电流A 2，把它放在磁感应强度为T 5.0的均匀磁场中（磁感应强度B的方向如图所示）。
求： （１）线圈平面与磁场垂直时，圆弧⋂AB 所受的磁力。
（２）线圈平面与磁场成︒60角时，线圈所受的磁力矩。
解：（１）在均匀磁场中，弦线AB 所受的磁力与弧线⋂AB 通一同样的电流所受的磁力相等。
由安培定律得： )N (283.05.022.022=⨯⨯⨯===⋂RIB F F AB AB方向与⋂AB 弧线垂直，与OB 夹角为︒45，如图所示。
（２）线圈的磁矩：n n n IS P m 221022.0412-⨯=⨯⨯==ππn与B 夹角为︒=︒-︒30)6090(，所受磁力大小为)m N (1057.1215.010230sin 22⋅⨯=⨯⨯⨯=︒=-- πB P M mM 的方向将驱使线圈法线n转向与B 平行BA。