中南大學(xué)大學(xué)物理練習(xí)冊答案.pdf

1 物理練習(xí)答案 練習(xí)二十五 1 水平向左 qmgtgE 2 2a 3 3 4 2 5 在AB上與O點相距為l處取dl 其所帶電量dldq dq在p點場強(qiáng) 2 0 4l dl dE 方向向右 由于AB上任意dq在p點產(chǎn)生的場強(qiáng)方向相同 則 12 2 0 05 0 0 2 0 1075 6 2 0 1 05 0 1 44 mV l dl Ep 方向向右 6 在距長直導(dǎo)線為x處任取dx 其所帶電量dxdq 又長直導(dǎo)線在dx處的場強(qiáng)為 x E 0 2 dq受電場力 x dx dqEdf 0 2 2 方向向右 由于ab上任意dq受力方向 相同 則 R RL x dx dff RL R ln 22 0 2 0 2 方向沿ab相互排斥 練習(xí)二十六 1 2 RE 2 0 2 5L 2 6L 3 略 4 4 5 過場點作長為l的同軸圓柱面 由高斯定理得 s i i q rlESdE 0 2 1 當(dāng) 1 Rr時 0 i i q 0 E 3 當(dāng) 21 RrR dRr r Q dRrR r Q Rr E r 4 4 0 2 0 2 0 由 p p Edru 可得電勢分布為 4 11 4 00 dR Q dRR Q u r Rr 4 11 4 00 dR Q dRr Q u r dRrR 練習(xí)三十 1 RI 21 0 0 垂直紙面向里 2 Wb 6 102 2 3 3 4 4 5 在與p點相距為x處 取一寬為dx的細(xì)長條 其中電流dx a I dI 它在p點產(chǎn)生的磁 感應(yīng)強(qiáng)度 ax Idx x dI dB 22 00 方向垂直紙面向里 因各細(xì)長條在p點的dB方向相同 所以 d ad a I x dx a I B ad d p ln 22 00 方向垂直紙面向里 6 dacdbcab BBBBB 0 i R I Bcd 8 0 k R I k R I Bbc 2 45sin 45sin 2 2 4 00 5 k R I i R I B 28 00 0 練習(xí)三十一 1 2 0 2R Ir r I 2 0 2 20 3I 10 2I 3 4 4 3 5 由安培環(huán)路定律 L i Il dB 0 過場點在電纜橫截面內(nèi)作半徑為r的同心圓形回路 L 則有 i IrB 0 2 即 r I B i 2 0 由已知電流分布有 時 djdjabBab 00 B 2 2 當(dāng)dao 時 aojjaoabBab 00 B 2 2 即 某點距平板中心平面距離為x時 有 dxxj dxdj B 0 0 在中心平面上部各點 B 方向水平向左 中心平面下部各點 B 方向水平向右 練習(xí)三十二 1 ki 5 15 2 2 1 1 6 3 4 4 1 5 在載流圓環(huán)上取一對對稱電流元 它們所受的安培力為 f d 及 f d 由于對稱性 沿環(huán)徑 向的分力成對地相互抵消 所以 NRBIBIdldfF2 0 2 1 60cos 方向垂直向下 6 在ab上距長直導(dǎo)線x處 取電流元dlI2 該處磁感應(yīng)強(qiáng)度 x I B 2 10 方向垂直紙面向 里 則電流元受力dx x II df 3 2 2 210 由于ab上各電流元受力df方向相同 所以 d Ld II dx x II dfF Ld d 2 3 ln 33 2 2 210210 2 3 練習(xí)三十三 1 各向同性的非鐵磁性均勻磁介質(zhì) 2 鐵磁質(zhì) 順磁質(zhì) 抗磁質(zhì) 3 2 4 4 5 I R N B r 2 0 Wb R NIdd I R N BS r r 7 2 0 2 0 105 2 822 6 1 Rr 導(dǎo)線內(nèi) 由 2 2 1 r R I l dH l 2 1 2R Ir H 2 1 0 0 2R Ir HB 21 RrR 磁介質(zhì)外 r I H 2 r I HB 2 0 0 練習(xí)三十四 1 2 18 1 LB 2 9 2 LB 2 6 1 LB 2 3ln 2 0 Iv N 3 2 4 2 5 1 通過線圈A的磁通量 等于通過環(huán)形螺線管截面的磁通量nISSB 0 在A 7 中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 dt d N i V dt dI nNS i 3 0 1026 1 A R I i4 103 6 2 2 0 3 1026 12 CIIdtq dt dq I 6 如圖 取面元dxldS 1 則通過矩形線圈的磁通量為 2 210 1 0 ln 22 la a a laIl dxl x I SdB 線圈運動到圖示位置時的感應(yīng)電動勢為 V laa vlNIl dt da da d N dt d N i 3210 103 2 順時針方向 練習(xí)三十五 1 NA100 2 m kn 4 Re 0 0 3 1 4 2 5 通過矩形線圈的磁通量 a laIl 210 ln 2 100cos 10ln 2 ln 2 3210210 t a lal N dt dI a lal N dt d N i 代入01 0 t秒 得 V i 2 107 8 6 t時刻通過abcd回路的磁通量為 2 2 1 60cosklvtKtlvtSB klvt dt d i 順時針方向 練習(xí)三十六 1 3ln 2 0 a tI a cos3ln 2 0 0 2 8 105 1 3 1 4 1 5 設(shè)在環(huán)形螺線管內(nèi)通以電流I 由安培環(huán)路定律 可求得環(huán)內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度為 r NI B 2 0 8 在螺線管橫截面上取面元hdrdS 則通過橫截面的磁通量為 a bNIh hdr r NI SdB b a ln 22 00 螺線管的自感系數(shù)為 a bhN I N Lln 2 2 0 6 設(shè)導(dǎo)線的半徑為R 則導(dǎo)線內(nèi)離軸線為r的各點 磁感應(yīng)強(qiáng)度 2 0 2R Ir B 磁能密度為 42 22 0 0 2 82 1 R rIB wm 單位長度導(dǎo)線內(nèi)儲存的磁能為 16 2 8 2 0 0 42 22 0 I rdr R rI dVwW R mm 練習(xí)三十七 1 pF43 pF390 2 0 0 c x tcE cos 00 3 2 4 3 3 5 1 dt dE dt dD Id 0 2 dt dD r dt d Il dH 2 0 dt dD rrH 2 2 dt dDr H 2 dt dEr HB 000 2 6 1 設(shè)kWP10 則 25 2 106 1 2 mW r P S 2 2 00 2 0 0 0 00 2 1 2 1 2 1 cEEHES 1 0 0 11 0 2 mV c S E 14 0 0 0 0 109 2 mAEH 練習(xí)三十八 1 相等 不相等 2 J 19 1018 3 3 3 4 2 9 n 2 n 3 n 1 5 由維恩位移定律 T b m 得 38 1 5 0 69 0 2 1 1 2 m m T T 再由斯忒藩 玻耳茲曼定律 36 3 38 1 4 4 1 2 4 1 4 2 1 2 T T T T TM TM B B 6 1 入射光的光子能量 為 eVJ hc 4 51065 8 103 2 1031063 6 19 7 834 光電子的初動能為 eVWhm9 05 44 5 2 1 2 光電子到達(dá)陽極附近時的動能和速度分別為 eVeUmEk5 16 09 0 2 1 2 sm m Ek 103 7 101 9 106 15 122 5 31 19 2 設(shè)光電流恰好被抑制時的反向電勢差為 a U 則 ka EeU V e eV e E U k a 5 1 5 1 練習(xí)三十九 1 2 chv chv 2 eV6 13 3 3 4 3 5 3 6 MeV hvhc hchvhvEk1 0 62 1 1 1 11 0 00 0 7 1 1 2 11 n EEEn 6 13 6 13 6 12 1 1 1 1 1 2 E n 6 3 n 22 7 1 3 1 2 1 10097 1 v6571 1 1 1 v 巴爾末系 22 7 2 2 1 1 1 10097 1 v1217 1 2 2 v 賴曼系 22 7 3 3 1 1 1 10097 1 v1027 1 3 3 v 賴曼系 10 練習(xí)四十 1 sm 1024 1 8 2 1036 5 2 kg 27 1067 1 sm 1057 1 4 3 3 4 xp mx 15 10 19 10 xpp MeVeVmpE51 0 102 102 應(yīng)該用MeVeVpccmcpE 284222 1010 估算電子與質(zhì)子的勢能約eVJ r e U 6131521910 0 2 10 1010 10 10 4 則電子 動能UEk 不可能束縛于核中 因此電子不可能穩(wěn)定地存在于核中 5 pxvmp vm x 1 電子mx 2 10 2 布朗粒子mx 19 10 3 彈丸mx 28 10 6 0 2 111 2 1 22 xEV dx d m 0 2 2 2 2 22 axE dx d m 2 332 2 3 2 bxaEV dx d m 11 3 1 0 2 x dx xd 6 1 2 neV n eV hn me E4 3 6 13 8 2222 0 4 2 1 l 222 2 1 llL 3 1 1 l m可能值 z L 平均值 2 4 3 4 1 21 2 2 2 1 zzz LCLCL 練習(xí)四十二 1 價帶全部被電子所填滿 在最上面滿帶之上的能帶全部空著 且在滿帶和空帶之間存在 一很寬的禁帶 價帶不滿或由于價帶與空帶或?qū)Оl(fā)生交迭造成禁帶消失 從而實際形成能帶不