大學(xué)物理學(xué)習(xí)指中導(dǎo) 王世范 答案詳解

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1、第十一章 靜電場(chǎng)例題答案：111. B； 112. B； 113. B114. ；從O點(diǎn)指向缺口中心點(diǎn)115. ； ；沿矢徑OP 116. D117. 向右 ; 向右 118. (見(jiàn)書上)119. D； 1110. C； 1111. C1112. 45 V 15 V1113-14. (見(jiàn)書上) 1115. 無(wú)答案練習(xí)題答案：Lddqx(L+dx)dExO111. 證明：設(shè)桿的左端為坐標(biāo)原點(diǎn)O，x軸沿直桿方向帶電直桿的電荷線密度為l=q/L，在x處取一電荷元dq =ldx = qdx/L， （2分）它在P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)： 總場(chǎng)強(qiáng)為： 112. Q / e0， 0113. s / (2e0)， 3s /

2、 (2e0)114. B115. 解：在任意位置x處取長(zhǎng)度元dx，其上帶有電荷dq=l0 (xa)dx 它在O點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì) O點(diǎn)總電勢(shì)： 116. 解：在圓盤上取一半徑為rrdr范圍的同心圓環(huán)其面積為 dS=2prdr其上電荷為 dq=2psrdr 它在O點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)為 總電勢(shì) 117. 解：設(shè)導(dǎo)線上的電荷線密度為l，與導(dǎo)線同軸作單位長(zhǎng)度的、半徑為r的(導(dǎo)線半徑R1r圓筒半徑R2)高斯圓柱面，則按高斯定理有 2prE =l / e0 得到 E = l / (2pe0r) (R1rR2 ) 方向沿半徑指向圓筒 導(dǎo)線與圓筒之間的電勢(shì)差 則 代入數(shù)值，則： (1) 導(dǎo)線表面處 2.54 106 V/

3、m (2) 圓筒內(nèi)表面處 1.70104 V/m118. 解：設(shè)小球滑到B點(diǎn)時(shí)相對(duì)地的速度為v，槽相對(duì)地的速度為V小球從AB過(guò)程中球、槽組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒 mvMV0 對(duì)該系統(tǒng)，由動(dòng)能定理 mgREqRmv2MV2 、兩式聯(lián)立解出 方向水平向右 方向水平向左119. 解：設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，則A、B兩點(diǎn)電勢(shì)分別為 q由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力作功 注：也可以先求軸線上一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，用場(chǎng)強(qiáng)線積分計(jì)算 1110. 解： (1) 球心處的電勢(shì)為兩個(gè)同心帶電球面各自在球心處產(chǎn)生的電勢(shì)的疊加，即 8.8510-9 C / m2 (2) 設(shè)外球面上放電后電荷面密度為，則應(yīng)有 = 0即 外球面上應(yīng)變成帶負(fù)

4、電，共應(yīng)放掉電荷 6.6710-9 C 第十二章 導(dǎo)體電學(xué)例題答案：121. D122. C123. (C)沒(méi)答案124. q， 球殼外的整個(gè)空間125. ， 126. ， 127. C128-9. (見(jiàn)書上)練習(xí)題答案：121. C=712Uf（沒(méi)過(guò)程）122 解：三塊無(wú)限大平行導(dǎo)體板，作高斯面如圖，知：E1=s1 e0，E2=s2 e0左邊兩極板電勢(shì)差U1=s1d1 e0，右邊兩極板電勢(shì)差U2=E2d2=s2d2 e0，而U1=U2，則s1 s2= d2 d1。123. D124. C125. 證明：在導(dǎo)體殼內(nèi)部作一包圍B的內(nèi)表面的閉合面,如圖設(shè)B內(nèi)表面上帶電荷Q2，按高斯定理，因?qū)w內(nèi)部

5、場(chǎng)強(qiáng)E處處為零，故 根據(jù)電荷守恒定律，設(shè)B外表面帶電荷為，則 由此可得 第十三章 電介質(zhì)例題答案：131. B132. （B）133. （C）134. e r ， e r135. (見(jiàn)書上)136. C練習(xí)題答案：131 = 147 kV 解：設(shè)圓柱形電容器單位長(zhǎng)度上帶有電荷為l，則電容器兩極板之間的場(chǎng)強(qiáng)分布為 設(shè)電容器內(nèi)外兩極板半徑分別為r0，R，則極板間電壓為 電介質(zhì)中場(chǎng)強(qiáng)最大處在內(nèi)柱面上，當(dāng)這里場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到E0時(shí)電容器擊穿，這時(shí)應(yīng)有 適當(dāng)選擇r0的值，可使U有極大值，即令得 顯然有 0， 故當(dāng) 時(shí)電容器可承受最高的電壓 = 147 kV 132 解：因?yàn)樗鶐щ姾杀３植蛔儯孰妶?chǎng)中各點(diǎn)的電位移

6、矢量保持不變，又 因?yàn)榻橘|(zhì)均勻，電場(chǎng)總能量 133解：設(shè)某瞬時(shí)球上帶電q，電勢(shì)為u，將dq自處移至球面，外力做功等于的電勢(shì)能增量dw，即dw=udq。球上電量由q=0Q，外力作的總功為球末態(tài)的電勢(shì)能(即球帶電Q的總靜電能)。所以W=。134（1）U=1000V，= 510-6J （2）DWe= 5.010-6J由于把帶電的兩面三刀極板拉開(kāi)時(shí)外力需克服電場(chǎng)力作功，這部分外力所作的功就轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能量了4. 解 (1)電容器充電后斷開(kāi)電源，則極板上所帶的電量不變。故極板間的電勢(shì)差和電場(chǎng)能量分別為=1000V，510-6J。(2)設(shè)極板原間距為d，增大為2d時(shí)，相應(yīng)的電容量要變小，其值為C=e0S2d

7、=C2。而此時(shí)極板所帶電量仍然不變。電場(chǎng)總能量改變?yōu)閃e=Q2 2C= Q2 C 1.010-5J，電場(chǎng)能量的增加量為DWe= WeWe=5.010-6J，由于把帶電的兩面三刀極板拉開(kāi)時(shí)，外力需克服電場(chǎng)力作功，這部分外力所作的功就轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能量了。135 Vmax= =。解(1)設(shè)該球形電容器帶有電量，則兩球殼間場(chǎng)強(qiáng)分布為r1rr2由此可知，當(dāng)r趨近于r1時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)值增大。要使電容器不被擊穿，E0時(shí)，i與選定的正方向相反；否則 i與選定的正方向相同例16-6：解：在距O點(diǎn)為l處的dl線元中的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為 de e 的方向沿著桿指向上端例16-7：D； 例16-8：D例16-9：解：(1) 無(wú)限長(zhǎng)

8、載流直導(dǎo)線在與其相距為r處產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為： 以順時(shí)針為線圈回路的正方向，與線圈相距較遠(yuǎn)和較近的導(dǎo)線在線圈中產(chǎn)生的磁通量為： 總磁通量 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為： 由e 0，所以e 的繞向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，線圈中的感應(yīng)電流亦是順時(shí)針?lè)较蚶?6-10：D； 例16-11：C習(xí)題解答16-1：D16-2：解：螺線管中的磁感強(qiáng)度 ， 通過(guò)圓線圈的磁通量 取圓線圈中感生電動(dòng)勢(shì)的正向與螺線管中電流正向相同，有 在0 t T / 4內(nèi)， ， 16-2圖在T / 4 t 3T / 4內(nèi)， ， 在3T / 4 t T內(nèi)， ， 16-4圖e t曲線如圖16-2 16-3：C16-4：解：建立如圖16-4所示坐標(biāo)系，x處磁感應(yīng)強(qiáng)

9、度；方向向里 在x處取微元，高l寬dx，微元中的磁通量： 磁通量： 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 方向：順時(shí)針 16-5：解： n =1000 (匝/m) =p210-1 sin 100 pt (SI) p210-1 A = 0.987 A 16-6：ADCBA繞向 ADCBA繞向16-7：1.1110-5 V A端16-8圖16-8：解：建立坐標(biāo)(如圖16-8)則： ， ， 方向 de 16-11圖感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)镃D，D端電勢(shì)較高 16-9：B； 16-10：D16-11：證明：建立如圖16-11所示坐標(biāo)，設(shè)電流為I，則在兩長(zhǎng)直導(dǎo)線的平面上兩線之間的區(qū)域中B的分布為 穿過(guò)單位長(zhǎng)的一對(duì)導(dǎo)線所圍面積（如圖中陰影所示）的磁通為 16-12：0.400 H 28.8J16-13：C； 16-14：C17-1：垂直 相同13