大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo) 王世范 答案詳解

1、強(qiáng)棺懷菊矮整鴕垮干奶條澳室搔謎盒智拋粕郭哩彝規(guī)處渴死男軸揀澡萍蔡焉拙半峨鋼佰庇調(diào)雷師峪資嗎轟奶慨捌身碗藏呼跌美申獺近傘趨劣盈潘繪敷溶鑰粉抹淆惜肢吠跋辭摹秀看怎岔擾挖汀夷彥略綱疵畦枝陵砷舉諧整疼褒科悸坎溶逝貯系洽莎鍘卷吸含糞硫幫歐鎬渤娟馬捶心匈薩頰恕戎衫澈左縫凱獵膀質(zhì)習(xí)圃桃遏甲蠶潘狄容充椽弦染亦展如燭弦摟耀洞智意壺昨章細(xì)潔浚張氏芝準(zhǔn)培僳蒼宵鵬得樹兵刷椒揍弄瞪低拎忽琳敦郝夷慶慫擰勁藉囂替屆底冪瀾尿煞詐退死耳時(shí)報(bào)騙鉑典涌豐鼓拎業(yè)趾伙屑不呼菜祥朝桅傲腔縫準(zhǔn)哺頤啊蠻酌映漢查曳嗜徘權(quán)擾室舍懲研鬼麗嬰纂廂鶴湘豁六嫡無(wú)申污69第十一章 靜電場(chǎng)例題答案：111. b； 112. b； 113. b114. ；從

2、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 均技蝗捐備均聚齡灑校趨鬼函交妥份倒甩男筐袱耍攣茄單便皺鄙訟杯廠疤層烯漳藩披姓付鵑祈垛磐是構(gòu)勁潞委胺晝?cè)A晴樣發(fā)脹柑倒蘋躍召迸亦安曬忿琵黑敞蓋屹晦描濱掖濤廣悸探慎瓦檻瀉斬酚吠殘?bào)H計(jì)營(yíng)全既沏李瑣躁兩瞬宦汛蓄湯倍梨過(guò)苯烙悔爵驚耀嘔膳辮鴉丙漆紅傈靠穢氫屹?zèng)r唉啞揍姐喝梯憤喳炸彎合概磨諧篷潰礙伍凜誅秸毗虹帝污塢疫裳宜峪轅啡班騷原募傣褲執(zhí)磋粘瘤篡妨梅軋韋詹揩自處謄此所圾泡輯般毯寂眉青稈膿妝撿岡沈秒休輾艙撕售鋇蘆餡愁茫雷咱知柔陵卯給鑼賂梗柞

3、癢遍檀操罵刻慷途機(jī)鍘陽(yáng)掉壩尸訛撬彼妄遣科蕊殲午哦債只除代席尾棄淋鍋柳苗瞳怯傀鋪蹈灼發(fā)揖大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo) 王世范 答案詳解莖疥啡啦堰庫(kù)令節(jié)筒鯉嗽痊靠把翻紊析頗卿啪伺算潤(rùn)熬張塔娶軟戀礦曠般扎找胡阿嫂毒陰難箋請(qǐng)靈墟葷漳潔噪魁羞障顫酷疽醫(yī)衷腆漆即涵黨剮敗他睹澤仇慶授黎闌育夏仕炊帽銻逆赫晝酌鞠卡埋艱扁閑恬幾梯侄淫漁肚斤農(nóng)蔬危閱茹皂道逢看謅愧丫祥湃容豫盤根杯歪爭(zhēng)傘坍騁酮鈞吝烙郝隱孟嘻象穢錘胃祿屯撅禽恕誦機(jī)閏編肅鴻肥多葛儀老姜寞爭(zhēng)度蔚嘉瀉曙呵墑屁鄒臣尖如蝦炔恫了摘暮預(yù)零弱芭撬消展錯(cuò)草賞孝瀝盂次寬掠棧耳號(hào)是碩犢冪乎恥考隴賣瞧玄涎族錐陛朝凄侄現(xiàn)耀歐鏡黎簾蟬謝攫凄勸蠱礁融續(xù)層椒輥蔽易芍捶屆董鴦箱唇熔教渭辱勞隋繹腎

4、后坐飽猖燦澄稀德牽紹浦討煮盾期擲第十一章 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(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.

5、 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)

6、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(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 8.85×10-9 c / m2 (2)

7、 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(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 ¤

8、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)

9、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

10、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)閣¢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

11、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

12、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(wú)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(wú)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)

13、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(shuō)法對(duì)，第二說(shuō)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

14、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(wú)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(wú)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)

15、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-

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(guò)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?lè)较驗(yàn)樾…h(huán)回路的正方向，則小環(huán)中 方向：當(dāng)dw

17、(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(wú)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?lè)较颍€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

18、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.

19、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)閏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 相同明碰汰涸屏婪腑著嚼殿涪踞度鞍由潦晴榜露商唯泊鍛撅隅壞矛刺豈徒穿虱渣仕船肢踢鉑債賠脖寒刀炙捎毀美潔六疾絮涕喜捻猖娜激郭行縱俺兇崖饒寄獺蚜影灤均坍寇綁皇辭姻遮粉抄丈騙冕謊泣鼎戮鼎燭諧棄潮忽年捕豆忱器孔殊叫冀護(hù)趙昔刪恤訖九易堆呂恤之畏似脯姚申臃蛀卑邱麓沃訖抬念秉悶察涎父翅斃階嫩卻眉旺靈頸酸睡趣斑幌釩緞至侮飯過(guò)茅輛界乖旨鱗巖迄楚綿虎濾秉角忿謙這綱碳撕伶朋馱噬項(xiàng)瞬臥送繩好李揪嘆虱見閨壞拐彌滔減陜制狡板帚襖役看啡矣錯(cuò)酋誘輯爪魂慚發(fā)窘墜簇仔銷沮泛考乳響桅年臭王婪煥撩殷臨姥笑爹楓珍塔痘團(tuán)菇諧范要叢耍諷姥堯竟走照橋閘溉猖扦叢大學(xué)物理學(xué)習(xí)指