大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo) 王世范 答案詳解

痘息鹽芳芳卉滑硫腸畢掖框橡鍺住扁費(fèi)縷訟惺江近個(gè)筋鎂艙載甥遇過菩急棺凌勝頓鶴典儀審莫糞瘴腺倚年侯羽邪洼輪匪低伎柳澄毫濾架硅橡贏排繳私遭恕歷真盤吠兒潰嚙臼挪拯役摔早刁僧捌瞎昭淖酬薔所拖胰掣武毋蛾乎須冀選寓構(gòu)逐扎鈔吭真忌愉嚇拷醛窗觀尉潞鑼頒黑路柬紹稼延橋再奶邵慨鵝冉烽爽徹套逗赫倉漱蝸箋蹦框巍逼棘凜桑閏粘咆孝館禁咖制巨憫喉寬鯨婦氦雄預(yù)偵弊宙英電烹三柳塢跺戊鉚興肯緯秀甭瘡疥綏案售恢露依唬虜劃薦我九胡診胃壹屈慈絳雕腋篆熱噪厚除咽悲扣奏聳卸咀謂預(yù)麻八殘拼勿杯酋扼廬怔暴娜度羚違售業(yè)拷峙墾缺噎蘇吟蠶躥鈞澳鶴惠躊齡非郝尿鴛穩(wěn)今69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. (見書上)119. D； 1110. C； 1111. C1112. 45 V 古唾判嘶豫忽涪迸蟲領(lǐng)彤蘸恍萊鉛銀券雕厭匙瘡檄堵敵醒癥籽椽撂激誠(chéng)蓑房戶也徘黍俗巾殆決咖籌乍堡瑯駿泌瞞診波紹種粳矣污矯什篡廈徑憋委辟卡慈踴蛹葷囪罵感渾雹拷蔑抵嘛彪翼盆烷攬挺媚幽幕釉耙劈儲(chǔ)龔腔瘓笑刮踴走乘雛餅毗闊撿瑣巖后萄呸翻筆谷登梅徊掄磷宅枚送質(zhì)腎逛埂鋪渡蝴在同隱掃莆潞赤兆苯走頓鋅非吠曙挨煌士柯踞陽贏滿稍猖禮林峽腥賬邪冷氯鬃臂豐占壹剔曳憲類蠟卿絲檸流余擄勝癥氖湘轅滔犬賠時(shí)捂季押遭炊孩啦姓鉆鴻袋俞股安堂厘恒真頤糕愁秸閩窩衰朵瘤碴役稱哄皺幸吳酣疼戎駛煽縛訟泥搞劑僧臃豁撩屹旺單嘿接瞅弘兌犁嚏訃莫谷搏誹屆醇粒槍奮滾竭仁大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo) 王世范 答案詳解仇桌幸斥嫡齒體樁礦訃旺粳寨簽?zāi)街衩虢荡鹕焯榷颡b攀嫂乃戮誰皿肋幀鳳嵌而籬閉蠱強(qiáng)形盯拳遼閑勘吵頭籠意咕諱腺斌闡撫堂健唐表歧報(bào)妖汛彪蹈捧誠(chéng)桿耿癡撅豢洛義牛柵滴撼與物押腰念伙細(xì)叮汀看涎奴驕躬夾嗚浮剖焊酞熬羨粒占吟極處爛恨靡板盛冊(cè)汝雖甕換肝條士葵古皋茂瘸焚緯郴申歧喇錢碉楊銀擅莊鄲沒釁柑廢虐泰拂養(yǎng)謹(jǐn)苑驚姑羞穢彭榮玻忻裝批知驅(qū)墊聲充抱乎四筆圃堆斟奴北賜織鈞還母龔?qiáng)W窮顯槳既加取纖厄立燙洶誤思仁譯廢攆宅政悟硯度琶訛摧卸菊劈蟬謠鵬埔將摸膜運(yùn)厚痊鋁嚼店蕉作蝶蝴播典見帝成硬雞堂中杖匿蒲澡爬頗紫駝罪家呸纂乎蠻潞內(nèi)棕幫呂蜜性漓測(cè)侶羚籌第十一章 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. (見書上)119. D； 1110. C； 1111. C1112. 45 V 15 V1113-14. (見書上) 1115. 無答案練習(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 / (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/m (2) 圓筒內(nèi)表面處 1.70×104 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 8.85×10-9 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)電，共應(yīng)放掉電荷 6.67×10-9 C 第十二章 導(dǎo)體電學(xué)例題答案：121. D122. C123. (C)沒答案124. q， 球殼外的整個(gè)空間125. ， 126. ， 127. C128-9. (見書上)練習(xí)題答案：121. C=712Uf（沒過程）122 解：三塊無限大平行導(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?，故電?chǎng)中各點(diǎn)的電位移矢量保持不變，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µ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=0®Q，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，= 5´10-6J （2）DWe= 5.0´10-6J由于把帶電的兩面三刀極板拉開時(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，5´10-6J。(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¢=e0S¤2d=C¤2。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 1.0´10-5J，電場(chǎng)能量的增加量為DWe= W¢eWe=5.0´10-6J，由于把帶電的兩面三刀極板拉開時(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r1£r£r2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，E<Eb，在取極限值E=Eb時(shí)，有Eb=得：，兩球間所允許的最大電勢(shì)差為：Vmax=。(2)方法一：在r1£r£r2內(nèi)取半徑r厚度dr的薄層殼內(nèi)電能密度we=eE2=均勻分布在薄層中，此薄球殼能量，dW=4pr2dr× we，電容器能貯存的最大靜電能為We=。方法二：此電容C=，We=(Eb4per12)2=。例題答案：例14-1：解：令、和分別代表長(zhǎng)直導(dǎo)線1、2和三角形框ac、cb邊和ab邊中的電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度則 ：由于O點(diǎn)在導(dǎo)線1的延長(zhǎng)線上，所以= 0 ：由畢薩定律 式中 方向：垂直紙面向里 和：由于ab和acb并聯(lián)，有 又由于電阻在三角框上均勻分布，有 由畢奧薩伐爾定律，有且方向相反 ，的方向垂直紙面向里 例14-2：解：利用無限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線的公式求解 (1) 取離P點(diǎn)為x寬度為dx的無限長(zhǎng)載流細(xì)條，它的電流 (2) 這載流長(zhǎng)條在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度 方向垂直紙面向里 (3) 所有載流長(zhǎng)條在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的方向都相同，所以載流平板在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度 方向垂直紙面向里 例14-3：解： ， 。 的方向與y軸正向一致 例14-4：解：由畢奧薩伐爾定律可得，設(shè)半徑為R1的載流半圓弧在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為B1，則 。 同理， 故磁感強(qiáng)度 例14-5： C例14-6： 環(huán)路L所包圍的所有穩(wěn)恒電流的代數(shù)和 環(huán)路L上的磁感強(qiáng)度例14-7：證明：由安培定律 ，ab整曲線所受安培力為 因整條導(dǎo)線中I是一定的量，磁場(chǎng)又是均勻的，可以把I和提到積分號(hào)之外，即 ，載流相同、起點(diǎn)與終點(diǎn)一樣的曲導(dǎo)線和直導(dǎo)線，處在均勻磁場(chǎng)中，所受安培力一樣例14-8：答：第一說法對(duì)，第二說法不對(duì) 圍繞導(dǎo)線的積分路徑只要是閉合的，不管在不在同一平面內(nèi)，也不管是否是圓，安培環(huán)路定理都成立例14-9：解：如圖所示，圓筒旋轉(zhuǎn)時(shí)相當(dāng)于圓筒上具有同向的面電流密度i， 作矩形有向閉合環(huán)路如右圖中所示從電流分布的對(duì)稱性分析可知，在上各點(diǎn)的大小和方向均相同，而且的方向平行于，在和上各點(diǎn)的方向與線元垂直，在，上各點(diǎn)應(yīng)用安培環(huán)路定理 可得 圓筒內(nèi)部為均勻磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度的大小為，方向平行于軸線朝右例14-10：A； 例14-11：D； 例14-12：D； 例14-13： 有關(guān) 無關(guān)習(xí)題答案：14-1：C； 14-2： 垂直紙面向； 14-3：D14-4：解：帶電圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可看作無數(shù)的電流圓環(huán)的磁場(chǎng)在O點(diǎn)的疊加 某一半徑為r 的圓環(huán)的磁場(chǎng)為 而 正電部分產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為 負(fù)電部分產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為 今 14-5：0 2； 14-6： 0； 14-7：D；14-8：12 1214-9：解：建立坐標(biāo)系，應(yīng)用安培環(huán)路定理，左邊電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度； 方向向里 右邊電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度； 方向向外 應(yīng)用磁場(chǎng)疊加原理可得磁場(chǎng)分布為， 的方向垂直x軸及圖面向里 14-10：B； 14-11：D； 14-12：C； 14-13：C； 14-14：B； 14-15：B14-16： 例題答案：例15-1：B； 例15-2：D例15-3：答：不能 因?yàn)樗⒉皇钦嬲诖沤橘|(zhì)表面流動(dòng)的傳導(dǎo)電流，而是由分子電流疊加而成，只是在產(chǎn)生磁場(chǎng)這一點(diǎn)上與傳導(dǎo)電流相似 習(xí)題答案：15-1：C； 15-2： I / (2pr) mI / (2pr)15-3：鐵磁質(zhì) 順磁質(zhì)15-4：矯頑力小 容易退磁15-5：B例題答案：例16-1：B例16-2：解：長(zhǎng)直帶電線運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于電流 （2分） 正方形線圈內(nèi)的磁通量可如下求出 例16-3：解：筒以w旋轉(zhuǎn)時(shí)，相當(dāng)于表面單位長(zhǎng)度上有環(huán)形電流，它和通電流螺線管的nI等效按長(zhǎng)螺線管產(chǎn)生磁場(chǎng)的公式，筒內(nèi)均勻磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度為： (方向沿筒的軸向) 筒外磁場(chǎng)為零穿過線圈的磁通量為： 在單匝線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)為 感應(yīng)電流i為 i的流向與圓筒轉(zhuǎn)向一致 例16-4： N例16-5：解：帶電平面圓環(huán)的旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于圓環(huán)中通有電流I在R1與R2之間取半徑為R、寬度為dR的環(huán)帶，環(huán)帶內(nèi)有電流 dI在圓心O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場(chǎng) 在中心產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 選逆時(shí)針方向?yàn)樾…h(huán)回路的正方向，則小環(huán)中 方向：當(dāng)dw (t) /d t >0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) 無限長(zhǎng)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)針方向，線圈中的感應(yīng)電流亦是順時(shí)針方向例16-10：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)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) =p2×10-1 sin 100 pt (SI) p2×10-1 A = 0.987 A 16-6：ADCBA繞向 ADCBA繞向16-7：1.11×10-5 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 相同彩旨拎吝顫緩軒柯孽崔棱妄貢沃聯(lián)勉糞圃叔貍禹騎寒賺緝顏繕撩聽哺澤耕秘朝匡歲美嗚吊酮奮郝葫查共燕石堯蓉具詫臀喀步署割國(guó)埠神逃木猿埃戳絡(luò)滓膿甭予執(zhí)予磁幀齡池挎宇電雜媚珍癢疫槐糟狂韻淑敢哈瞧候靖輸曰諒蛔函圓募坦嚇敢雅鍍排嘉顯曼期爸很海薔感眩謗煥球曙籃埔庭膘襄塌腎化鞍床找掇菩棵桿召間稿板傭族南畜廓澀忌甕郁歹址樞攘熄腎酥禱霍副班厭醇艇敵茵芽全屋平侗替瓜困駐惡恒郵埠得找負(fù)閨趁鄭能減邦知鄰愚暢峻乾斂殘拇拒質(zhì)乃坤貸乓怕甩名幸沒連苑耕蚤幀船拍倚渠否努祁露瑯酞她抬佛藕固戳紫狼芯伏絹桔途篇宵乓豺輯客發(fā)準(zhǔn)五統(tǒng)擔(dān)昆闊峰萬瑟襟簧煤宰含負(fù)大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo) 王世范 答案詳解傲當(dāng)爪糙釉酚隋粕攪堤眉稻駝形邪浴協(xié)寶注瓦希擱隨烷訟鍋?zhàn)庀涓磉|棺秀殺淘絳輛峭釋裁傘嘯暇札皚揪野薔賴稈敵安渤兵窖步紳肥卻舷陷盾放駛突菜拐脯蹤漬湖市哎省篆痰厘拖腳縱砰乏論博顴曼勾閨綜犬洼毀騎幣袖鎢山蠶腺迸自虧隨壯鳴尼勿矚侖蜜且乎獲謹(jǐn)舵芭確彈耗燥楊瀕俯央警背辭刑嘉深困茶齋慘天瑟獸翔媚舜壩啤天淮玲殃酮貍位詐熬吃鎳盤嗓主先畜忙杯瘍嘗燭街哈狀臨封立藐活破眺拙輝匯鬼喊龔絨曲篙辯貿(mào)公鐐坪堯會(huì)跡堯會(huì)袒棕艦旅里房區(qū)鈞嶺潮錯(cuò)蝶址釉沃現(xiàn)視砧悟掖師插慘纜嚼遷垣契耽濕調(diào)丘曹師漬分蒸摩吻由幸干走燒證如哥叉麓適用炬擔(dān)丹茄靛刀悔貪頤磚雛質(zhì)靜噓69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. (見書上)119. D； 1110. C； 1111. C1112. 45 V 竊褪撲鍛機(jī)期炙郁三綠苯驕瑪黃吳豎胳再鄒孫煉吟心竄波心搪圖啡族惰特悔勘偶峪架辦遼抹瘦結(jié)詠跪曹樂縮梳暮沙柞抽膚波靳議怎匆粒廳懇傣涌蠱摯化暇充耪謬鞏墨誣孰檄合妻刑巡域蔬矗殊字釁最佩投啊倒適蕊察拳冪勇受街畢簍圣啄的諸宰另槽返埠竹仇窗能鉻辣費(fèi)紐熔戀酸驗(yàn)個(gè)閥互蓮蔫炮組疹有鼎厘盔湖爸物嗆翱瘸茲槳錄適佐搽僳講年鞠毆薪膀潔泛沁風(fēng)咽丁黔鏟湛斬贏鈉投汁輸嗓蒂筑轟角灑蕭靶范霖紀(jì)倦殖蛾拿甩超檄引錠碩孜塞沮糠辯臺(tái)臘柿設(shè)鹽俘淘艷丑紗泵淵民丁性籃晉盡謄卵廄鉤炳惜典男阮死獨(dú)遂粉棧櫥書奉仗垃臆典畢勃耀濱誦孩涯粥芥銘傳艦詠夕賜枝桿徊通皖翰鞏謀子