苏大 - 基础物理 - （上）题库 - 试卷及答案

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（01）卷 共6页 二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、半径为R，质量为M的均匀圆盘能绕其水平轴转动，一细绳绕在圆盘的边缘，绳上挂质量为m的重物，使圆盘得以转动。 （1）求圆盘的角加速度；

（2）当物体从静止出发下降距离h时，物体和圆盘的动能各为多少？

2、某质点作简谐振动，周期为2s，振幅为0.06m，计时开始时（t=0），质点恰好在负向最大位移处，求：

（1）该质点的振动方程；

（2）若此振动以速度v=2m/s沿x轴正方向传播，求波动方程； （3）该波的波长。

3、图示电路，开始时C1和C2均未带电，开关S倒向1对C1充电后，再把开关S拉向2，如果C1=5μF，C2=1μF，求： （1）两电容器的电压为多少？

（2）开关S从1倒向2，电容器储存的电场能损失多少？ 4、求均匀带电圆环轴线上离圆心距离a处的电势，设圆环半径为R，带有电量Q。

5、两根长直导线互相平行地放置在真空中，如图所示，导线中通有同向电流I1=I2=10安培，求P点的磁感应强度。已知

PRPahMR1S+100VC12C2PI1?PI2?0.50米，PI1垂直PI2。

I1I26、直径为0.254cm的长直铜导线载有电流10A，铜的电阻率ρ=1.7×10-8Ω·m，求： （1）导线表面处的磁场能量密度ωm； （2）导线表面处的电场能量密度ωe。

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（02）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、一轻绳绕于半径r=0.2m的飞轮边缘，现以恒力F=98N拉绳的一端，使飞轮由静止开始转动，已知飞轮的转动惯量I=0.5Kg?m2，飞轮与轴承之间的摩擦不计。求：

F=98Nr 01-1

（1）飞轮的角加速度；

（2）绳子下拉5m时，飞轮的角速度和飞轮获得的动能？

2、一个水平面上的弹簧振子（劲度系数为k，重物质量为M），当它作振幅为A的无阻尼自由振动时，有一块质量为m的粘土，从高度为h处自由下落，在M通过平衡位

OxC1C1hM置时，粘土正好落在物体M上，求系统振动周期和振幅。 3、图示电路中，每个电容C1=3μF，C2=2μF，ab两点电压U=900V。求：

（1）电容器组合的等效电容； （2）c、d间的电势差Ucd。

bC1UC2C1aecC2C1f4ΩC1dC1

4、图示网络中各已知量已标出。求 （1）通过两个电池中的电流各为多少； （2）连线ab中的电流。

5Ω7Ω6Va3V3.5Ω2.5Ωb

5、如图所示长直导线旁有一矩形线圈且CD与长直导线平行，导线中通有电流I1=20安培，线圈中通有电流I2=10安培。已知a=1.0厘米，b=9.0厘米，l=20厘米。求线圈每边所受的力。

DI1aCbI2ElF

6、半径R=10cm，截面积S=5cm2的螺绕环均匀地绕有N1=1000匝线圈。另有N2=500匝线圈均匀地绕在第一组线圈的外面，求互感系数。

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（03）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、如图所示，质量M=2.0kg的笼子，用轻弹簧悬挂起来，静止在平衡位置，弹簧伸长x0=0.10m。今有质量m=2.0kg的油灰由距离笼底高h=0.30m处自由落到笼子上，求笼子向下移动的最大距离。

h

01-2

问什么不能全程考察呢？

2、长为l，质量为m均质细棒，可绕固定轴O（棒的一个端点），在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。棒原静止在水平位置，将其释放后当转过θ角时，求棒的角加速度β、角速度ω。

3、2μF和4μF的两电容器并联，接在1000V的直流电源上 （1）求每个电容器上的电量以及电压；

（2）将充了电的两个电容器与电源断开，彼此之间也断开，再重新将异号的两端相连接，试求每个电容器上最终的电量和电压。

4、均匀带电直线，长为L，线电荷密度为λ，求带电直线延长线上一点P的电场强度。如图所示，P点和直线一端的距离为d。

5、两平行长直导线相距d=40厘米，每根导线载有电流I1=I2=20安培，如图所示。求：（1）两导线所在平面内与该两导线等距的P点处的磁感应强度；（2）通过图中斜线所示面积的磁感应通量，已知r1 =10厘米，l=25厘米。

OθLdPr1I1lr2Pr1I2?dB6、在图示虚线圆内，有均匀磁场B它正以?0.1T/S减少设

dt某时刻B=0.5T，求：

（1）在半径r=10cm的导体圆环的任一点上涡旋电场E的大小和方向； （2）如果导体圆环的电阻为2Ω求环内的电流；

（3）如果在环上某一点切开，并把两端稍许分开，则两端间电势差为多少？

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（04）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、某冲床上的飞轮的转动惯量为4.0×10kg·m，当它的转速达到每分钟30转时，它的转动动能是多少？每冲一次，其转速降为每分钟10转。求每冲一次飞轮所做的功。

2、一平面简谐波沿x轴正向传播，波的振幅A=10cm，波的圆频率? =7πrad/s，当t=1.0s时，x=10cm处的a质点正通过其平衡位置向y轴负方向运动，而x=20cm处的b质点正通

3

2

aOBb 01-3

过y=5.0cm点向y轴正方向运动，设该波波长λ>10cm，求该平面波的表达式。 3、2μF和4μF的两电容器串联，接在600V的直流电源上 （1）求每个电容器上的电量以及电压；

（2）将充了电的两个电容器与电源断开，彼此之间也断开，再重新将同号的两端相连接在一起，试求每个电容器上最终的电荷和电压。

4、有半径为a的半球形电极与大地接触，大地的电阻率为ρ，假设电流通过接地电极均匀地向无穷远处流散，试求接地电阻。

5、长直导线均匀载有电流I，今在导线内部作一矩形平面S，其中一边沿长直线对称轴，另一边在导线侧面，如图所示，试计算通过S平面的磁通量。（沿导线长度方向取1m）取磁导率μ=μ0.

Is6、长直导线通有电流I=5.0安培，相距d=5.0厘米处有一矩形线圈，共1000匝。线圈以速度v=3.0厘米/秒沿垂直于长导线的方向向右运动，求线圈中的感生电动势。已知线圈长l=4.0厘米宽a=2.0厘米。

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（05）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、一根质量为M长为L的均匀细棒，可以在竖直平面内绕通过其一端的水平轴O转动。开始时棒自由下垂，有一质量为m的小球沿光滑水平平面以速度V滚来，与棒做完全非弹性碰撞，求碰撞后棒摆过的最大角度θ。

2、平面简谐波沿X轴正向传播，其波源振动周期T=2S，t=0.5S时的波形如图所示，求： （1）写出O点的振动方程； （2）写出该平面谐波的波动方程。

dalvmvOMLθy(cm)1002040x(m)

01-4

3、图示电路中，C1=10μF，C2=5μF，C3=4μF，电压U=100V，求： （1）电容器组合的等效电容， （2）各电容器储能。

UC1C3C2R4、图示电路中各已知量已标明，求电阻Ri上的电压为多少？

εR1ε2Ri5、内外半径分别为a和b的中空无限长导体圆柱，通有电流I，电流均匀分布于截面，求在rb区域的磁感应强度的大小。

6、圆形线圈a由50匝细线绕成，横截面积为4.0厘米，放在另一个半径为20厘米，匝数为100匝的另一圆形线圈b的中心，两线圈同轴共面。 求：（1）两线圈的互感系数；

（2）当线圈b中的电流以50安/秒的变化率减少时，线圈a内磁通量的变化率。 （3）线圈a中的感生电动势的大小。

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（06）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、如图所示，一个质量为m的物体与绕在定滑轮上的绳子相联，绳子质量可以忽

MR2

I 略，它与定滑轮之间无滑动，假定一滑轮质量为M，半径为R，滑轮轴光滑，试求该物体由静止开始下落的过程中，下落速度与时间的关系。

2、质量m为5.6g的子弹A，以V0=501m/s的速率水平地射入一静止在水平面上的质量M为2Kg的木块B内，A射入B后，B向前移动了50cm后而停止， 求：（1）B与水平面间的摩擦系数；

m 01-5

（2）木块对子弹所作的功W1； （3）子弹对木块所作的功W2。

3、金属平板面积S，间距d的空气电容器带有电量±Q，现插入面积介电常数为εr）。

求：（1）空气内的电场强度； （2）介质板内的电场强度； （3）两极板的电势差。

4、图示电路中各已知量已标明，求每个电阻中流过的电流。

24V2Ω16Ω18Ω30VS的电介质板（相对2+Qεr-Q

5、半径为R的圆环，均匀带电，单位长度所带电量为λ，以每秒n转绕通过环心并与环面垂直的转轴作匀角速度转动。

求：（1）环心P点的磁感应强度；（2）轴线上任一点Q的磁感应强度。

PRQxI6、长直导线通有交变电流I=5sin100πt安培，在与其距离d=5.0厘米处有一矩形线圈。如图所示，矩形线圈与导线共面，线圈的长边与导线平行。线圈共有1000匝，长l=4.0厘米宽a=2.0厘米，求矩形线圈中的感生电动势的大小。

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（07）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

dal1、 一轻弹簧在60N的拉力下伸长30cm，现把质量为4kg的物体悬挂在该弹簧的下端使之静止，再把物体向下拉10cm，然后由静止释放并开始计时。求：

（1）物体的振动方程；（2）物体在平衡位置上方5cm时弹簧时对物体的拉力；（3）物体从第一次越过平衡位置时刻起到它运动到上方5cm处所需要的最短时间。

01-6

2、一物体与斜面间的磨擦系数μ=0.20，斜面固定，倾角α=45°，现给予物体以初速度v0=10m/s，使它沿斜面向上滑，如图所示。求： （1）物体能够上升的最大高度h；

（2）该物体达到最高点后，沿斜面返回到原出发点时的速率v。 3、金属平板面积S，间距d的空气电容器，现插入面积为

v0αhS的电介质板，相对介电常数为εr。求： 2（1）求插入介质板后电容C；

（2）两极板间加上电压U，求介质板内以及空气中的电场强度。

4、图示电路中各已知量已标明，求： （1）a、c两点的电势差； （2）a、b两点的电势差。

5、长导线POQ中电流为20安培方向如图示，α=120°。A点在PO延长线上，AO?a?2.0厘米，求A点的磁感应强度和方向。

QεrU12V2Ω2Ωab10V4Ω8V2Ωc3ΩPIAaαoI6、有一根长直的载流导线直圆管，内半径为a，外半径为b，电流强度为I，电流沿轴线方向流动，并且均匀分布在管的圆环形横截面上。空间P点到轴线的距离为x。计算： （1）xb等处P点的磁感应强度的大小。

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（08）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、飞轮的质量为60kg，直径为0.50m，转速为1000转/分，现要求

在5秒内使其制动，求制动力F。假定闸瓦与飞轮之间的磨擦系数μ=0.40，飞轮的质量全部分布在圆周上。尺寸如图所示。

2、一物体作简谐振动，其速度最大值vm=3×10-2m/s，其振幅A=2×10-2m，若t=0时，物体位于平衡位置且向x轴的负方向运动，求： （1）振动周期T；（2）加速度的最大值am；（3）振动方程。

O0.5m0.75mF闸瓦dOω 01-7

3、对于图示的电路，其中C1=10μF，C2=5μF，C3=4μF，电压U=100V，求： （1）各电容器两极板间电压； （2）各电容器带电量；（3）电容器组总的带电量；（4）电容器组合的等效电容。

4、平行板电容器，极板间充以电介质，设其相对介电常数为εr，电导率为σ，当电容器带有电量Q时，证明电介质中的“漏泄”电流为i?5

C1UC3C2?Q。 ?r?0B5 、一束单价铜离子以1.0×10米/秒的速率进入质谱仪的均匀磁场，转过180°后各离子打在照相底片上，如磁感应强度为0.5特斯拉。计算质量为63u和65u的二同位素分开的距离（已知1u=1.66×10千克）

-27

6、两根长直导线沿半径方向引到铁环上A、B两点，如图所示，并且与很远的电源相连。求环中心的磁感强度。

I1l1OABI2l2-+

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（09）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1 、一轻绳跨过两个质量均为m，半径均为r的均匀圆盘状定滑轮，绳的两端分别挂着质量为m和2m的重物，如图所示。绳与滑轮间无相对滑动，滑轮轴光滑，两个定滑轮的转动惯量均为

m,rAm,r2mm12mr，将由两2个定滑轮以及质量为m和2m的重物组成的系统从静止释放，求两滑轮之间绳内的张力。

2、A、B为两平面简谐波的波源，振动表达式分别为

B

APx1?0.2?10?2cos2?t,x2?0.2?10?2cos(2?t?)

2它们传到P处时相遇，产生叠加。已知波速

?Bv?0.2m/s,PA?0.4m,PB?0.5m，求：

（1）波传到P处的相位差； （2）P处合振动的振幅？

3、对于图示的电路，其中C1=10μF，C2=5μF，C3=4μF，电压U=100V，求：

01-8

C1C2（1）电容器组合的等效电容； （2）各电容器两极板间电压； （3）电容器组储能。

UC34、有两个同心的导体球面，半径分别为ra和rb，共间充以电阻率为ρ的导电材料。试证：两球面间的电阻为R??11(?)。 4?rarb5、把一个2.0Kev的正电子射入磁感应强度为B的0.10特斯拉的均匀磁场内，其速度方向

??与B成89°角，路径是一个螺旋线，其轴为B的方向。试求此螺旋线的周期T和半径r。

6、一个塑料圆盘半径为R，带电量q均匀分布于表面，圆盘绕通过圆心垂直盘面的轴转动，角速度为ω，试证明： （1）圆盘中心处的磁感应强度B?ωOR?0?q； 2?R（2）圆盘的磁偶极矩为Pm?1q?R2。 4苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（10）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、一质量为m的物体悬挂于一条轻绳的一端，绳另一端绕在一轮轴的轴上，轴水平且垂直于轮轴面，其半径为r，整个装置架在光滑的固定轴承之上。当物体从静止释放后，在时间t内下降了一段距离s，试求整个轮轴的转动惯量（用m,r,t和s表示）

y(cm)rm2、一平面简谐波沿OX轴负方向传播，波长为λ，位于x轴上正向d处。质点P的振动规律如图所示。求： （1）P处质点的振动方程；

12345-At(s)1（2）若d=λ，求坐标原点O处质点的振动方程；

2（3）求此波的波动方程。

3、图示电路，开始时C1和C2均未带电，开关S倒向1对C1充电后，再把开关S拉向2。如果C1=5μF，C2=1μF，求： （1）两电容器各带电多少？

1S+100VC12C2 01-9

（2）第一个电容器损失的能量为多少？

4、求均匀带电圆环轴线上离圆心距离a处的电场强度，设圆环半径为R，带有电量Q。

5、半圆形闭合线圈半径R=0.1米，通有电流I=10安培，放在均匀磁场中，磁场方向与线圈平行，如图所示。B=0.5特斯拉。求： （1）线圈受力矩的大小和方向；

（2）求它的直线部份和弯曲部份受的磁场力。

6、在空间相隔20厘米的两根无限长直导线相互垂直放置，分别载有I1=2.0安培和I2=3.0安培的电流，如图所示。在两导线的垂线上离载有2.0安培电流导线距离为8.0厘米的P点处磁感应强度的大小和方向如何。

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（11）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、一飞轮的角速度在5秒内由90rad·s-1均匀地减到80rad·s-1，求： （1）角加速度；（2）在此5s内的角位移；（3）再经几秒，轮将停止转动。

2、一块长为L=0.60m，质量为M=1kg的均匀薄木板，可绕水平轴OO′无摩擦地自由转动，木板对转轴的I=

8cmP20cmI2I1RPaIRIB1?3ML2。当木板静止在平衡位置时，有一质量为m=10?10kg的子弹垂直3击中木板A点，A离转轴OO′的距离l=0.36m，子弹击中木板前的速度为500m·s-1,穿出木板后的速度为200m·s-1，求： （1）子弹受的冲量。 （2）木板获得的角速度。

oo'LA

3、一均匀带电直线，长为L，电荷线密度为λ，求带电直线延长线上P点的电势。P点离带电直线一端的距离为d。（设无穷远处电势为零）

LdP 01-10

4、如图所示，?1?40V,?2?5V,?3?25V,R1?5?,R2?R3?10?， 求：（1）流过每个电阻中电流的大小和方向。 （2）电位差Uab。

ε1aR2ε3

R1bε2R3 5、一根长直导线上载有电流200A，电流方向沿x轴正方向，把这根导线放在B0=10-3T的均匀外磁场中，方向沿y轴正方向。试确定磁感应强度为零的各点的位置。

6、一长直同轴电缆中部为实心导线，其半径为R1，磁导率近似认为是μ0，外面导体薄圆筒的半径为R2。

（1） 计算r≤R1处磁感强度。

（2） 试用能量方法计算其单位长度的自感系数。

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（12）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、 有一质量为m，长为l的均匀细杆，可绕一水平转轴O在竖直平面内无摩擦地转动，O

离杆的一端距离角速度ω。

l，如图。设杆在水平位置自由转下，当转过角度θ时，求棒的角加速度β，3

2、 如图所示，已知弹簧的劲度系数为k，两物体的质量分别是m1和m2。m1和m2之间的静摩擦系数为?0。m1和水平桌之间是光滑的，试求在保持m1、m2发生相对滑动之前，系统具有的最大振动能量。

Oθ m2m13、长为2l的带电细棒，左半部均匀带有正电荷，右半部均匀带有负电荷。电荷

线密度分别为+λ和-λ，如图所示。P点在棒的延长线上，距B端l，Q点在棒的垂直平分线上，到棒的垂直距离为l。 （1）求P点的电势UP； （2）求Q点的电势UQ。

All＋＋＋＋＋＋－－－－－－QO

lBlP 4、一平行板电容器，极板面积为S，两极板相距d，现在两极板间平行插入一块相对介电常

s

01-11

dεr23d数为?r的电介质板，介质板厚度为

2d，求该电容器的电容C。 3

5、长为L=0.10m，带电量q=1.0?10?10C的均匀带电细棒，以速率v=1.0m·s-1

沿x轴正方向运动。当细棒运动到与y轴重合的位置时，细棒的下端点与坐标原点O的距离为a=0.10m，如图所示。求此时O点的磁感强度的大小和方向。 6、如图所示，线框中ab段能无摩擦地滑动，线框宽为l=9cm，设总电阻近以不变为R=2.3?10?，旁边有一条无限长载流直导线与线框共面且平行于框的长边，距离为d=1cm，忽略框的其它各边对ab段的作用，若长直导线上的电流I1=20A，导线ab以v=50 m·s-1的速度沿图示方向作匀速运动，试求： （1） ab导线段上的感应电动势的大小和方向。 （2） ab导线段上的电流。 （3） 作用于ab段上的外力。

I1Rb?2ylaaovldvx

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（13）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、 一子弹水平地穿过两个静止的前后并排放在光滑水平上的木块，木块的质量分别是m1和m2，设子弹穿过木块所用的时间分别为Δt1和Δt2，求子弹穿过两木块后，两木块的运动速度（设木块对子弹的阻力为恒力F）。

2、一半径r=5厘米的球，悬于长为l=10厘米的细线上成为复摆，如图所示。若把它视为摆长为L=l+r=15厘米的单摆，试问它的周期会产生多大误差？已知球体绕沿直径的转轴的转动惯量为

m1m2 22mr。 5ol

3、一均匀带电球体，电荷体密度为ρ，球体半径为R。

（1） 求球内和球外电场强度的分布； （2） 求球内距球心距离为r的一点的电势。

cr 4、两个同心导体半球面如图所示，半径分别为R1和R2，其间充满电阻率为ρ的均匀电介

01-12

R1R2 质，求两半球面间的电阻。

5、一长直导线载有电流50A，离导线5.0cm处有一电子以速率1.0?10m?s运 动。求下列情况下作用在电子上的洛仑兹力的大小和方向。（请在图上标出）

（1） 电子的速率v平行于导线。（图中(a)） （2） 设v垂直于导线并指向导线（图中（b））

7?1??v1?（3） 设v垂直于导线和电子所构成的平面（图中（c））

6、如图所示，一直长导线通有电流I，旁边有一与它共面的长方形线圈ABCD

(a)Iv2dv3(c) (b)（AB=l,BC=a）以垂直于长导线方向的速度v向右运动，求线圈中感应电动势的表示式。（作为AB边到长直导线的距离x的函数）

IxADBCv

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（14）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、 如图所示，长为l的匀质细杆，一端悬于O点，自由下垂。在O点同时悬一单摆，摆长也是l，摆的质量为m，单摆从水平位置由静止开始自由下摆，与自由下垂的细杆作完全弹性碰撞，碰撞后单摆恰好静止。求：

（1）细棒的质量M；（2）细棒摆动的最大角度?。

2、质量为10克的子弹，以1000米/秒的速度射入置于光滑平面上的木块并嵌入

木块中，致使弹簧压缩而作简谐振动，若木块的质量为4.99千克，弹簧的劲度系数为8000牛顿/米。试求：

（1）振动的振幅。（2）写出振动的运动学方程。

3、一竖直的无限大均匀带电平板附近有一固定点O，一质量

01-13

mlol m?2.0?10?6kg，带电量q?4.0?10?8C的小球被用细线悬挂于O点，悬线与竖直方向

成??30角，求带电平板的电荷面密度?。

4、求图示电路中各条支路中的电流。

R1=24Ωε1=6V?oθm,q

R2=6Ωε2=3VR3=8Ω 5、如图所示，一半径为R=0.10m的半圆形闭合线圈，载有电流I=10A，放在均匀外磁场中，磁场方向与线圈平面平行，磁感强度B=0.5T。试求： （1） 线圈的磁矩m；

（2） 线圈所受的磁力矩的大小，在此力矩作用下线圈将转到何位置。

?

IBR

6、一无限长直导线通以电流I?I0sin?t，和直导线在同一平面内有一矩形线框，其短边与直导线平行，线框的尺寸及位置如图所示，且b/c?3。试求： （1） 直导线和线框的互感系数。 （2） 线框中的互感电动势。

cIab

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（15）卷 共6页 二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、 如图所示，两个圆轮的半径分别为R1和R2，质量分别为M1和

M2。二者都

可视为均匀圆盘而且同轴（通过两个圆轮的中心）固结在一起，可以绕一水平固定轴自由转动，今在两轮上各绕以细绳，绳端分别挂上质量m1和m2的两个物体。求在重力作用下，m2下落时轮的角加速度。

m1m2R1oR2 2、质量为4kg的物体悬于劲度系数400N/m的弹簧的下端并使之静止，再把物体向下拉20厘米，然后释放。（1）当物体在平衡位置上方10厘米处并向上运动时，物体的加速度多大？方向如何？

01-14

（2）物体从平衡位置运动到上方10厘米处所需的最短时间是多少？

（3）如果在振动物体上再放一小物体，按上述初始条件开始振动，那末放在振动物体上的小物体在何处与振动物体分离？

3、两条相互平行的无限长均匀带有异号电荷的导线，相距为a，电荷线密度为λ。 （1）求两导线构成的平面上任一点的场强（设这点到其中一线的垂直距离为x）； （2）求每一根导线上单位长度受到另一根导线上电荷作用的电场力。 4、面积均为S?40cm02的三块平行金属板，分别相距

CABd1?3mm,d2?6mm，其中A板带电qA?9?10?7C，B、C两板接地，

不计边缘效应。

（1） 求B板和C板上的感应电荷。

d1d2（2） 求A板的电势（以地为电势零点）。

5、如图在一个圆柱形磁铁N极的正方向，水平放置一半径为R的导线环，其中通有顺时针

?方向（俯视）的电流I。在导线所在处磁场B的方向都与竖直方向成α角。求导线环受的磁

力的大小和方向。

zBαIRNαB

6、如图所示，两条平行的长直载流导线和一矩形导线框共面。已知两导线中电流同为

I?I0sin?t，导线框长为a，宽为b，试求导线框内的感应电动势。

bIIr2r1a

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（16）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

?11、 一质点从静止出发沿半径为R=3m的圆周运动，切向加速度为at?3m?s。

（1） 经过多少时间它的总加速度a恰好与半径成45角。 （2） 在上述时间内，质点所经过的路程和角位移各为多少？

2、 振幅为0.10m，波长为2m的平面简谐横波，以1m/s的速率，沿一拉紧的弦从左向右传

01-15

?

播，坐标原点取在弦的左端，质点位移向上为正。t=0时，弦的左端经平衡位置向下运动。求：

（1） 用余弦函数表示弦左端的振动方程。 （2） 波动方程。

（3） 弦上质点的最大振动速度。

3、总电量为Q的均匀带电细棒，弯成半径为R的圆弧，设圆弧对圆心所张的角为?0，求圆心处的电场强度。

Rθ0o

4、两块充分大的带电导体平板面积均为S?0.02m，A板总电量

2ABqA?6?10?8C，B板总电量qB?14?10?8C。现将它们平行，靠近放置，求

静电平衡时，两导体板四个表面上的电荷面密度为多少？

S1234

5、如图所示，矩形导体框架置于通有电流I的长直载流导线旁，且两者共面，AD边与直导线平行，DC段可沿框架平动，设导体框架的总电阻R始终不变。现DC段以速度v沿框架向下作匀速运动，试求：

（1） 当DC运动到图示位置（与AB相距x）时，穿过ABCD回

路的磁通量?m；

（2） 回路中的感应电流Ii；

（3） CD段所受长直载流导线的作用力F。

aIDvbABxC 6、一个铁制的密绕细型圆弧，其平均周长为30cm，截面积为1cm2，在环上均匀地绕有300匝线圈，当导线中的电流为0.032A时，环内的磁通量为2.0?10Wb。试计算： （1）环内磁感强度。 （2）环内磁场强度。

（3）磁性材料的磁导率?和相对磁导率?r。

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（17）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

01-16

?61、 一静止的均匀细棒，长为l，质量为M，可绕O轴（棒的一端）在水平面内 无摩擦转动。一质量为m，速度为v的子弹在水平面内沿棒垂直的方向射入一端，设击穿后子弹的速度为v/2如图。 求：（1）棒的角速度。（2）子弹给棒的冲量矩。

M,lO 2、 一个沿x轴作简谐振动的弹簧振子、振幅为0.1米，周期为0.2秒，在t=0时， 质点在x0=-0.05米处，且向正方向运动。求：

（1）初相位之值；（2）用余弦函数写出振动方程；（3）如果弹簧的劲度系数为100牛顿/米，在初始状态，振子的弹性势能和动能。

3、 两无限长带异号电荷的同轴圆柱面，单位长度上的电量为3.0?10C/m，内 圆柱面半径为2?10m，外圆柱面半径为4?10m，（1）用高斯定理求内圆柱面内、两圆柱面间和外圆柱面外的电场强度；（2）若一电子在两圆柱面之间垂直于轴线的平面内沿半径3?10m的圆周匀速旋转，问此电子的动能为多少？ 4

、

图

示

电

路

中

，

已

知

ε1R1?2?8?2?2a-λ+λb?1?20V,?2?18V,?3?10V,R1?6?,R2?4?,R3?2?，求通过每个

电阻的电流和方向。

R2ε2

5、一半径为a的长直圆柱形导体，被一同样长度的同轴圆筒形导体所包围，圆筒半径为b,圆柱导体和圆筒载有相反方向的电流I。求圆筒内外的磁感强度（导体和圆筒内外的磁导率均为?0）

6、均匀磁场局限于一个长圆柱形空向内，方向如图所示，的均匀金属圆环同心放置在圆柱内，试求：

（1） 环上a、b两点处的涡旋电场强度的大小和方向。 （2） 整个圆环的感应电动势。 （3） 求a、b两点间的电势差。

（4） 若在环上a点处被切断，两端分开很小一段距离，求两端点a,c（c

在a点的上方）的电势差。

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（18）卷 共6页

ε3R3 dB有一半径r=10cm?0.1T?s?1。

dtBabo 01-17

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、 一根均匀米尺，在60cm刻度处被钉到墙上，且可以在竖直平面内自由转动，先用手使

米尺保持水平，然后释放。求刚释放时米尺的角加速度，和米尺到竖直位置时的角速度各是多少？

2、如图所示，A、B两点相距20米，为同一介质中的二波源，作同频率(??100赫兹），同方向的振动，它们激起的波设为

AB平面波，振幅均为5厘米，波速均为200米/秒，设A处波的?AO?0，B处波的?BO??。求AB连线上因干涉而静止的各点的位置。 3、电量Q（Q>0）均匀分布在长为L的细棒上，在细棒的延长线上距细棒中心O距离为a的P点处放一带电量为q(q>0)的点电荷，求带电细棒对该点电荷的静电力。

4、一电路如图，已知?1?1.0V,?2?3.0V,?3?2.0V,r1?r2?r3?1.0?，

L++++++o+QaP+qR1?1.0?,R2?3.0?,

（1） 求通过R2的电流。 （2） R2消耗的功率。

ε1,r1R1ε2,r2R2

ε3,r3 5、如图所示，有一均匀带电细直导线AB，长为b，线电荷密度为λ。此线段绕 垂直于纸面的轴O以匀角速度ω转动，转动过程中线段A端与轴O的距离a保持不变。

oaAbBω ?（1） O点磁感强度B0的大小和方向。

?（2） 求转动线段的磁矩pm。

6、如图，一对同轴无限长直空心薄壁圆筒，电流I沿内筒流去，沿外筒流回，已知同轴空心圆筒单位长度的自感系数为L??0。 2?R1

R2

；

R2R1II（3） 求同轴空心圆筒内外半径之比（4）

若电流随时间变化，即I?I0cos?t，求圆筒单位长度产

01-18

生的感应电动势。

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（19）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、 水平放置的弹簧，劲度系数k=20牛/米，其一端固定，另一端系住一质量m=5千克的物

体，物体起初静止，弹簧也没有伸长，假设一个水平恒力F=10牛顿作用于物体上（不考虑摩擦）。试求：（1）该物体移动0.5米时物体的速率；（2）如果移到0.5时撤去外力，物体静止前尚可移动多远。

2、 一质量为m0均质方形薄板，其边长为L，铅直放置着，它可以自由地绕其一固定边转动。

若有一质量为m，速度为v的小球垂直于板面撞在板的边缘上。设碰撞是弹性的，问碰撞结束瞬间，板的角速度和小球的速度各是多少。板对转轴的转动惯量为m0L。 3、A、B为两个平行的无限大均匀带电平面，两平面间电场强度大小为E0，两平面外侧电场强度大小都为求两面上电荷面密度?A,?B。

132ABE0，方向如图所示。3E0/3E0E0/3 4、一平行板电容器，极板面积S?10cm，极板间相距

2Sεr1εr2d d?1mm,在两极板间充以厚度相同，相对介电常数分别

为?r1?5,?r2?7的电介质。求： （1）该电容器的电容C；

（2）对该电容器充电，使极板间电势差为U=100V，该电容器储存的电能W。

5、一塑料薄圆盘，半径为R，电荷q均匀分布于表面，圆盘绕通过圆心垂直面的轴转动，角速度为?，求：

（1） 在圆盘中心处的磁感强度。 （2） 圆盘的磁矩。

?qdrrωoR

Ida6、如图，一长直导线通以交变电流I?I0sin?t，在此导线平行地放一长为l，宽为a的长l方形线圈，靠近导线的一边与导线相距为d。周围介质的相对磁导率为?r。求任一时刻线

01-19

圈中的感应电动势。

苏州大学 普通物理（一）上 课程试卷（20）卷 共6页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、 如图所示，A、B两圆盘钉在一起，可绕过中心并与盘面垂直的水平轴转动， 圆盘A的质量为6kg，B的质量为4kg。A盘的半径10cm，B盘的半径5cm，力FA与FB均为19.6牛顿，求：

（1） 圆盘的角加速度；

（2） 力FA的作用点竖直向下移动5m，圆盘的角速度和动能。

2、一质点沿x轴作简谐振动，振幅为0.10m，周期为π秒；当t=0时，质点在平 衡位置，且向x轴正方向运动。求：

（1）用余弦函数表示该质点的振动方程。 （2）质点从t=0所处的位置第一次到达

3、用绝缘细线弯成半径为R的半圆环，其上均匀地带有正电荷Q，求圆心处电场强度的大小和方向。

QRoxyABRARBFAFB A处所用的时间。 2

4、一圆柱形电容器两极板半径分别为a和b，高为h，极板带电量为?Q，求该电容器储存的电场能量。

-Q+Qabh 5、一长直导线与正方形线圈在同一平面内，分别载有电流I1和I2。正方形的边长为a，它的中心到直导线的垂直距离为d，如图所示。求：

（1） 正方形载流线圈所受I1的磁场力的合力大小和方向； （2） 当I1?3A,I2?2A,a?4cm,d?4cm时，合力的值。

01-20

AI1dDBI2C

6、无限长且半径为R的直导线，通有电流I，电流均匀分布在整个截面上，求： （1）距导线中心轴r处的磁感强度B。（r < R）

（2）单位长度导线内部所储存的磁能与其相应的自感系数（设?r?1）。

苏州大学普通物理（一）上课程（01）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

mg?T?ma??12m2mg2?1、①TR?I??MR???a? g,??22m?M(2m?M)R?a?R???122m2v?2ah,物体动能Ekm?mv?gh;22m?M② 211vmM圆盘动能Ekm?Iw2?I2?gh22R2m?M22、W?2???rad/s,A?0.06m T(1)x0??A,知?0??,于是振动方程:y?0.06cos(?t??)m,(2)波动方程:y?0.06cos[?(t?(3)波长:??vT?4m此处波动方程，对比振动方程与波动方程。 3、

x)??]m,2

(1)等效电容C?C1?C2?5?1?6?F,带电Q?5?100?C?500?C,V??

Q500??83.3VC6(2)?W?4、dU?11(C1U2?CU?2)?(5?1002?6?83.32)?10?6?4.168?10?3J 2214??0?dqR?a22,U??dU?14??0?QR?a22

5、解：B1p?B2p??0I12?PI121/2Bp?(B12p?B2?2B1p?5.66?10?6特斯拉 p) 6、(1)B??0I 2?r 01-21

B21?0I2WB??()?2?02?02?rI?4??10?7?102?0.987J/m30.25428?2?()?102210?1.7?10?8?3.33?10?2V/m

0.254?(?10?2)22uIR(2)E???llls?I??l?r2?e?11?0E2??8.85?10?12?(3.33?10?2)2?4.98?10?15J/m322苏州大学普通物理（一）上课程（02）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分） 1、(1)F?R?I?,??F?R98?0.2??39.2rad/s2 I0.5(2)W?F?S?98?5?490JW??Ek?12Iw,W?22W?I 2?490?44.27rad/s0.52、在水平方向，有：Mv0?(M?m)v 解得：v?Mv0

M?m1212kA?Mv02211碰撞后总能量kA?2?(M?m)v2222A?2M?mv2M?mM所以2??2??(),A??MMM?mAv0碰撞前总能量振动周期T??2?M?mkMAM?m

3、(1)最右面3个C1串联而得C??1?C1?1?F 3Ccd?2?F?1?F?3?F同理Cef?2?F?1?F?3?F(2)Uef?Ucd 4、I1?Cab?1?3?F?1?F31100U?V331100?Uef?V39I36V6?A?0.5A

(5?7)?1201-22

4Ω6Va3V

5ΩI17Ωb2.5Ω3.5ΩI23V3?A?0.5A(3.5?2.5)?6

6V?3V3I3??A?0.75A4?4I2?(1)

6V中电流:I1?I3?0.5A?0.75A?1.25A3V中电流:I3?I2?0.75A?0.5A?0.25A

(2) ba中电流:I1?I2?0.5A?0.5A?1.0A 5、解：f?fCD??0I1I2CD??8?10?4N,方向向左 2?afEF?fDE?0I1I2l??8?10?5N,方向向右2?a?ba?b?I?IIa?b01???I2dr?012ln?9.2?10?5N,向上 a2?r2?afEC?9.2?10?5N,方向向下6、解：

?4N1N2s?71000?50?5?10M??0?4??10?0.05mH 2?R2???0.1苏州大学普通物理（一）上课程（03）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分） 1、k?Mg,油灰碰撞前的速度v?2gh,碰撞后共同运动为V,mv?(M?m)V x0机械能守恒,下移最大距离?x,则111k(x0??x)2?(M?m)V2?k?x2?(M?m)g?x 2222m2x02m2x0hm得:?x?x0???0.3m2MM(M?m)M2、M?1mglcos? 21I?ml233g???cos?2l 121I??mglsin?223g???sin?l3、(1)U?1000V;Q1?2?1000?C;Q2?4?1000?C?4000?C

01-23

(2)等效C?2?4?6?FQ?Q2?Q1?2000?CU??Q2000 ??333.3VC61Q1?2?333.3?C?666.6?C1Q2?4?333.3?C?1333.4?C4、距左端x处取线元dx:dq??dx

dE??dx4??0(L?d?x)2LE??dE?0??L4??0(L?d)d

5、（1）解：按右手定则I1,I2在P点的磁感应强度方向相同

BP?B1P?B2[P??0I1?0I22?0I???4.0?10?5T2?x2?(d?x)?d??r1?r2??I?0I2?(2)解:???B?dS???01??ldxr12?x2?(d?x)???Ilr?r?Ild?r?01ln12?02ln2?2?d?r1?r2r1?

?0I1ld?r1ln?2.2?10?6韦伯?r1??d?d?6、解：(1)???Er?dS?? ,2?r?E?dtdt1d?SdB?r2dBrdB0.1?0.1E?????????5?10?3V/m2?rdt2?rdt2?rdt2dt2顺时针沿圆周的切向?1d?SdB(2)I???????1.57mARRdrRdt(3)U?2?rE?3.14?10?3V

二、计算题：（每小题10分，共60分） 1、Ek1?

苏州大学普通物理（一）上课程（04）卷参考答案 共2页

1212I?1?1.97?104J,Ek2?I?2?2.19?103J 224每冲一次飞轮所做的功A?Ek1?Ek2?1.75?10J

2、设平面简谐波的波长为?，坐标原点处的质点振动初相位为?0，则该列平面简谐波的表

01-24

达式可写成：

y?0.1cos(7?t?2?x???0)0.1

t?1.0s时,ya?0.1cos[7??2?????0]?0此时a质点向y轴负方向运动,于是7??0.2????0??2

①

而此时b质点正通过y?0.05m处向y轴正方向运动0.2??yb?0.1cos?7??2???0??0.05???7??2?0.2???0???3 ②

联立①,②式得:??0.24m,?0??该平面波的表达为

17??(?0?) 3317?]30.12

?x?或y?0.1cos[7?t??]0.1233、(1)C?y?0.1cos[7?t??x?2?44??F 2?434?600?C?800?C3Q800?CU1???400VC12?FQ?CU?U2?Q800?C??200VC24?F(2)C??C1?C2?2?F?4?F?6?FQ??2?800?C?1600?CU??Q?1600??266.7V?C6Q1??2?266.7?10?6?533.3?C??4?266.7?10?6?1066.7?CQ24、dR??

?drdr?R??? 22?a2?a2?r2?r5、解:在平面S上取面元dS,长为l宽为dr

01-25

d?B?BldrB??0ir2?R2?IlR?Il?IBldr?02?rdr?0?04?4?2?R0?B??d?B??0RR

06、解:?i??2??1?B1lv?B2lv??0NI11lv(?) 2?dd?a1000?4??10?7?5.011??4.0?10?2?3.0?10?2?(?)?2?2 2?5.0?107.0?10?6.86?10?6特苏州大学普通物理（一）上课程（05）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分） 1、lmv=（ml2+

12

Ml）ω， 3

111（ml2+Ml2）ω2=mgl（1-cosθ）+Mgl（1-cosθ） 2323m2v2∴θ=arc cos（1-）

?M?3m??M?2m?lg2、（1）A=0.1m ω=

2?=πrad/s T由x=0处，t=0.5s时 y=0 V<0 φ=0 故原点振动方程为y=0.1 cosπt （2）∵λ=40m ∴y=0.1 cos（πt-

2?xx）=0.1cos π（t-）

40203、（1）C’=

C1C2=3.33μF， C=C’+C3=7.33μF

C1?C2 （2）U1+U2=100，10U1=5U2 ∴U1=100/3伏 U2=200/3伏 W1= W2= W3=

11C1U1 2=J=5.56×10-3J 218011C1U2 2=J=1.11×10-2J 2901C3U 2=2×10-2J 24、ε1RRi回路 I1R+I3Ri =ε1 ε2RRi回路 I2R+I3Ri =ε2

01-26

又 I3=I1+I2

∴Ui=I3Ri=

?1??2R?2RiRi

??5、解：由安培环路定律B?dl?B?2?r??0??I

当r

?I?0,?B?0

?I(r2?a2)?0I(r2?a2)I?2,?B?

b?a22?r(b2?a2) 当a

当r>b时

?I?I,B??0I 2?r6、解：（1）B0=Nb

?0Ib2R φa=NaB0Sa=NaNbμ

Ib·Sa Sa是线圈a的截面积 0

2RSa4.0?10?4-7

M==NaNbμ0=50×100×4π×10×=6.28×10-6亨利

2?0.202RIb?aSdIbd?a （2）=NaNbμ0=-3.14×10-4韦伯/秒

2Rdtdt （3）εa =3.14×10-4伏特

苏州大学普通物理（一）上课程（06）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分） 1、由mg-T=ma，TR=Iβ，a=Rβ 可解出：a=mg/( m+

1M) 2 ∵v0=0 ∴v=at=

2mgt

2m?M2、（1）mv0=（M+m）V0 ∴V0=1.4m/s 由动能定理 f·s= ∴μ=0.196 （2）W1=（3）W2=

1（M+m）V02, f=（m+M）g·μ 211mV02-mv02=-703J 221MV0=1.96J 21?0s?r?0s?0s+=（1+εr） 2d2d2d3、等效电容 C=

01-27

（3）U=

2dQQ= C?0?1??r?s2QU= d?0?1??r?s （2）E=

（1）E0=

2QU= d?0?1??r?s4、左边小回路，逆时针方向 16I1+2I3=24 右边小回路，顺时针方向 18I1+2I3=30 又 I1+I2=I3

解得：通过16Ω的电流，I1=1.18A（方向向右） 通过18Ω的电流，I2=1.38A（方向向左） 通过2Ω的电流， I3=2.56A（方向向上） 5、解：I=qn=2πRλn Bp=

?0IR2IR3=μ0πnλ

在Q点BQ=

?0IR22R?x?22?3=

2?0?n?R3?R2?x2?3

26、解：φ=d?=

??d?aa?0Ildr?0Ild?a=ln

2?r2?d?7?27?10?24??10?4?10?5?100?3.14cos100?t?ln?2d?5?10 |εi|=|-N|=1000×

2?dt =4.23×10-3cos100πt伏

苏州大学普通物理（一）上课程（07）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分） 1、k?f60??200N/m,???l0.3k?7.07rads ml0x0ox① 由题意 ?0?0,A?0.1m,得x?0.1cos7.07t(m) ② x0?mg4?9.8??0.196m k200x??5cm时,F??k(x0?x)??200(0.196?0.05)?29.2N

t1时刻:x?0,v?0,?t1?③

?2?t1???0.222(s) 2? 01-28

t2时刻:x??0.05m,v?0,?t2??t?t2?t1?0.074s2、①根据动能原理有:f?s?2?2??t2??0.296(s) 33?12mv0?mgh 2f?s??mgcos??h12??mghctg??mv0?mghsin?22v0解出h??4.25m2g(H?ctg?)

②根据动能原理有:mgh?12mv?f?s 212mv?mgh??mghctg? 2v?[2gh(1??ctg?)]1/2?8.16m/s3、(1)等效电容C??0S2d??0?rs2d??0s2d(1??r)

(2)E?E0?4、I?U d12VI2Ω2Ωab8V10V4Ω2Ωc3Ω12?84?A

2?2?3?2942?5?8?10V99

22?10V?10V?V99(1)Uac?I(2?3)?8V?(2)Uab?Uac?Ubc5、解：BBp?0

BOQ?0I4??10?7?201?4?(cos?1?cos?2)??(?1)?1.73?10特斯拉?24?r024??2.0?10?0.866

B?BOQ?BOP?1.73?10?4特方向垂直纸面向外6、解：当x

?0Ix2?a?ab时，B3??0I 2?x苏州大学普通物理（一）上课程（08）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

01-29

1、I?mR?2???01md2,????20.9rad2

s4tF(0.5?0.75)?N??0.5?0

Fr?R??N?R?I??,N??N,F?314N

2、①vm??A,故??2vm2??1.5s?1,T??4.19s A??2 ②am??A?vm??4.5?10 ③??ms2

?,故x?0.02cos(1.5t?)

224001500?21.05V,U3??78.94V 1919C1UC3U3C2U1=U2?3、(1)U1?U3?100V,15U1?4U3?U1?U2?(2)Q1?C1U1?10?21.05?c?210.05?c

Q2?C2U2?5?21.05?c?105.25?cQ3?C3U3?4?78.94?c?315.76?c

(3)Q?315.76?c

(4)C?Q315.76??3.1576?F U100QQd4、设平行板面积为S,板间距d 板间电场E??r?0S,板间电压U?Ed??r?0S

板间电阻R?5、解：

UQd?S?Qd???,漏泄电流i? R?r?0Sd?r?0?Sm1vm2v2?1.0?105?(65?63)?1.66?10?27?3??D1?D2?2(R1?R2)?2(?)??8.4?10米?19qBqB1.6?10?0.50

6、解：长直导线的电流对O点的磁感应强度无贡献

?BI?04?1?l10I1dl?0I1l1? 4?r2r2BI2??0I2l2

4?r2 01-30

l2I1R2?lsl???2,?BI1?BI2I2R1?ll1l1

s又BI1与BI2方向相反,?B总?0苏州大学普通物理（一）上课程（09）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分） 1、 受力分析如图所示：

??2mg?T1?2ma??T2?mg?ma?1?2?T1r?Tr?mr?2?1?Tr?Tr?mr2?2?2???a?r?联立解得:T?11mg8

aT2mmgβTTβT12ma2mg2、(1)????1??2?2? (2)A?r2?r1????2

2A12?A2?2A1A2cos???0.28?10?2m

C1UC33、(1)C1?C2?10?5?15?F C?C2U1=U215?460??F?3.1579?F

15?419U3(2)U1?U3?100V,15?U1?4U3,U1?U2?(3)W?4001500V?21.05V,U3?V?78.94V 19191160CU2???1002?10?6?1.58?10?2J 2219rbdr?11drR???(?) 2?2ra4?rarb4?r4?r4、dR??5、解:不考虑相对论效应

12mv?Ek 22?2.0?103?1.6?10?197?V??2.65?10米/秒?31 9.1?10V//?Vcos89??4.7?105米/秒, V??Vsin89??2.65?107米/秒2Ek?mVm1T?2?()?3.56?10?10秒,r???1.52?10?3米

eeB()Bm 01-31

6、证明:①电荷面密度??每秒转过圈数为n?q ?R2? 2?取积分元dq??2?r?dr,相应电流dI?ndq?n?2?dr

dB??0dI2r??0n?rdr,且方向沿轴线向外(当q?0时)R0?B??dB????q?0n??dr??0n??R?02?R

223②dPm?SdI??rdI?2?n?rdr

Pm??dPm??R0R412?n?rdr?2?n??q?R2

44232苏州大学普通物理（一）上课程（10）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

?mg?T?ma?Tr?I?2??2gt联立解得:I?mr(?1) 1、?a?r?2s??S?1at2?2?2、①由振动曲线可知，P处质点振动方程为

2?t?yP?Acos(??)?Acos(t??)

42②O处质点的振动方程 y0?Acos(?t) ③y?Acos[12?t2?2?x?]

3、（1）等效电容C?C1?C2?5?1?6?F 带电Q?5?100?C?500?C

Q500??83.3VC6 Q1?5?83.3?C?416.65?C

U??Q2?1?83.3?C?83.3?C(2)?W1?11232?12?3(Q2?Q12)?(500?416.65)?10?7.640?10J ?62C12?5?10 01-32

4、dE?14??0?dq

R2?a2co?s?

aR2?a214??0?aQa?dq?(R2?a2)3/2?4??0(R2?a2)3/2

E??dEco?s?5、解: (1)M?m?B?sin??BISsin??1BI?R2?7.85?10?2牛米 2???M的方向:m向外,B向上,M向左10?5?103(2)直线部分:F1?IB?2R??2?0.1?1N104 方向垂直纸面向外圆弧部分:F2?IRB?sin?dQ?2IRB?1N0?方向垂直纸面向里6、解:

?1I14??10?7?2.0?6B1???5.0?10T,方向垂直纸面向外?22?r12??8?10?0I2B??5.0?10?6T,方向向右:22?r22B?B12?B2?2B1?7.1?10?6T?合磁感强度B在垂直纸面且与I1平行的平面内与I1,I2指向的夹角均为45?

苏州大学普通物理（一）上课程（11）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分） 1、（1）???2??1?t??2rad?s?2

（2）???1t?12?t?425rad 2?2?40s ????2、解：（1）子弹受的冲量?Fdt?m(v?v0)，

（3）0??2??t??t???其量值为Fdt?m(v?v0)??3N?S,方向与v0相反 （2）由角动量守恒mlv0?mlv?I?,????mlv0?mlv?9rad?s?2

I 01-33

3、解：带电直线上取电荷元dq??dx，其在P点产生的电势dU?L?dx4??0(L?d?x)

?U??dU?0?L?dln 4??0dI1ε1

4、解：设I1,I2,I3方向如图，则I1?I2?I3

?I1R1?I2R2??1??2???I2R2?I3R3??2??3得I1?5A,I2?1A,I3?4A.Uab?Ua?Ub?I2R2??2?10?5?15V5

、

解

：

距

x

轴

为

r

处

的

aI3I2R2ε3R1bε2R3 ?0I?0I4??10?2?200B??B0,?r???0.04m ?32?r2?B02??10?B0方向为y轴方向,?B的方向为y轴负方向,即xz平面上,z?4cm上的各点磁感应强度为零??6、解：（1）?B?dl??0I?

L

?0IrIIr2Ir22r≤R1时,?I?? ?r?,?B2?r??,B?0?R12R12R122?R12(2)该同轴电缆单位长度贮磁能为

2R1R2B12B21?0Ir21?0I2dN??dV??()2?rdr?()2?rdr2?V22?0R12?02?2?2?r2?R0001Wm??V1?0I2?0I2R2??ln16?4?R1又Wm?

??R12LI,?L?0?0ln228?2?R1苏州大学普通物理（一）上课程（12）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分） 1、解：I0?1111ml2?m(l)2?ml2,M?mgcos? 12696???M3g?cos? I2l3gsin? l11又I?2?mgl?sin?,???26 01-34

2、解：amax?mg?am1?m2f?20?g??0,Amax?max?g??， 0m2m2k?2?Emax2(m1?m2)22212122(m1?m2)?kAmax?k?g?0?g?0 2222k2k3、解： (1)dU??dx?, UP?4??0x4??0dx???2lx4??03l?2lldx?3?ln x4??04(2)由对称法UQ?0

4、解：设极板带电量为±Q，则极板间电势差：

U?Q1Q2Qd2??r?d??d?() ?0S3?0?rS33?0S?r3?0?rSQ , 得C? U(2??r)d????0qv?r?3, 5、解：B?4?rr由电容的定义：C?在细棒上取元段dy, dq?qdy lB??dB??a?la?B方向:垂直纸面向内?6、解：（1）?ab?0dqvsin90??0qv11?10?(?)?5.0?10T2 4?4?laa?ly?d?l?I?d?l??0??(v?B)?dl??vBdl??vdr?0I1vln ababd2?r2?d?4.6?10?4V,方向a?b

(2)Ii??iR?2?10?2A,方向a?b

d?l(3)F外?Fm??BIidl??abd?0I1Ii?IId?ldr?01iln?1.8?10?7N,2?r2?d

F外的方向垂直于ab向右苏州大学普通物理（一）上课程（13）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、解：子弹穿过第一块木块后，F?t1?(m1?m2)V1,?V1?F?t

m1?m2再穿过第二块木板后，F?t1?m2V2?m2V1,?V2?V1?F?t2F?t1F?t2?? m2m1?m2m2 01-35

2、解：振动系统为复摆模式?T?2?I0，

mg?L22mr?mL2222r2L225I0?Ic?mL?mr?mL,?T?2??2???0.26?秒 5mgL5gLg系统按单摆模式振动T??2?T?T?L?7.7% ?0.24?秒，?相对误差??Tg??123、解：以球心为圆心作半径为r的高斯面，则：??E?dS?E?4?r??0?q，

43?r43?R3当r?R时,?q????r,得E?；当r?R时,?q????R,得E? 233?033?0r(2)U???r3??R?r??R?22E?dl??dr??dr?(R?r)

r3?R3?r26?0004、解：在电介质内取厚度为dr，半径为r的薄半球壳，其电阻dR??则总电阻R?dr 22?r?R2R1dR???R1R2dr?11?(?) 22?R1R22?r?0I2?10?7?50??2.0?10?4T，方向垂直于纸面5、解：电子所在处的磁感强度B?2?d0.050向里。

(1)fL1?ev1B?1.6?10?19?1.0?107?2.0?10?4?3.2?10?16N，方向垂直于导线背向导

线。

(2)fL2?ev2B?3.2?10?16N，方向平行于导线，并与电流同方向。

??(3)v3//B,?f3?0 。

6、解一：

v1f1(a)IBdrCvIv2f2(b)v3(c)rxA D 用?i?d?，取顺时针方向为线框回路的正方向。通过线框的磁通量为dt01-36

?0I?Ilx?aldr?0ln,x2?r2?x?0Ilavd??0Iladx??i?????0,方向为ABCDA

dt2?xx?adt2?x(x?a)?(x)??Bds??x?a解二：（用动能电动势求解）

?D???B?0ID?0I????(v?B)dl??(v?B)dl??vdl???vdlACA2?xC2?(x?a)

?0Ilav??0,方向ABCDA2?x(x?a)B苏州大学普通物理（一）上课程（14）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分） 1、 解：（1）质点m碰撞前速度v?碰撞过程动能守恒

2gl

1212mv?Iw （1） 2212Ml,?M?3m 3碰撞过程角动量守恒mvl?Iw （2） 由（1）（2）得：I?ml2，?杆的转动惯量应为I?（2）细杆摆动的最大角度θ，则Mgl11(1?cos?)?Iw2?mv2 22211以M?3m,v2?2gl代入得cos??,???cos?1

332、（1）子弹射入木块后共同速度为u,则mv?(m?M)u,?u?mv?2m?s?1，振动

m?M的振幅为A，则

11(m?M)u2?kA2,A?22m?Mu?0.05米 k(2)??k?40rad/s,t?0时x?0,v0?u?2m?s?1,m?M?0?0.05cos?0,2??0.05?40sin?0,????

3、解：如图：??2,x?0.05cos(40t??)2 o?Tsin??qEmgtan?得E?,

q?Tcos??mg又:E?

2?mgtan??,???q0?5.0?10?9C/m2 2?0qTθθqER1ε1mgε2I2R3I1I3 01-37

R2?I1?I2?I3?4、解：?I1R1?I3R3??1得

?IR?IR??332?22I3?

5、解：（1）m?ISn,m?IS?0.314A?m,方向垂直纸面向里

?1R2??2R1R1R2?R2R3?R3R1???0.281A,I1??1?I3R3R12?0.156A,I2??2?I3R3R2?0.125A?????(2)M?m?B,m?B,M?1.57(m?N),???在此力矩作用下线圈转90?,m//B,即转到线圈平面与B垂直 ??b?I?Ia??aln36、解（1）：?m?B?dS??0adr?0ln3,M?m?0，

a2?r2?I2?(2)?i??M?aI?ln3dI??00cos?t,方向顺时针为正 dt2?苏州大学普通物理（一）上课程（15）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分） 1、 解： 对m1,T1?m1g?m1a

对m2,T2?m2g?m2a

对整个轮，由转动定律：T2R2?T1R1?(M1R12?由运动学关系：??a1/R1?a2/R2， 可解得：??1212M2R2)? 2(m2R2?m1R1)g 22(M1/2?m1)R1?(M2/2?m2)R22、 解：T?2?m?2??秒,???10/秒， k5T22（1） 在x??10cm处,a???x??100?0.1??10m/s,方向向下 （2）由旋转矢量方法可知，角位秒????6,?t????g?0.0524秒（3）设向下为正，对小物体受力分析得mg?N?ma,?N?m(g? a)

当N?0时,即a?g时,小物体脱离振动物体x??即在平衡位置上方9.8厘米处小物体将脱离振动体。 3

、

解

?2??9.8??0.098米100

：

a

01-38

λPx-λ(1)EP?E1?E2????11?a??(?)?

2??0x2??0(a?x)2??0xa?x2??0x(a?x)?2 (2)f1??E?2??0a

1???A??B??C?0????A???B??C???A??B3得:?求得:?4、 （1）??B ?Cd?d??2?2B?C??2?1?????CA0?0?3?1??7q??q??3?10CBA??3即? ?q??2q??6?10?7CCA?3?(2) UA???Cqd1??Cd1?5.08?103V ?0?0S?5、解：将B分解成Bz和Br(沿经向)对导线环受磁力起作用的是Br?Bsin?

取电流Idl?IRd?,dFz?BrIRd??IRBsin?d?,Fz??IRBcos?d??2?IRBsin?02?

方向竖直向上。 6、解：

dxzBαIdθr1?br1IIr2r1xbaαBRdlBr ???BdS????????0I?1?0Ia?(r1?b)(r2?b)?1?adx?ln????

2??xx?(r1?r2)?2?rr12???Ia??(r1?b)(r2?b)?d???00ln??cos?tdt2?r1r2 ??苏州大学普通物理（一）上课程（16）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

01-39

1、解：??at?1rad?s?2 R

(1)当an?at时,a恰好与半径成对45?,an?R?2?R(?t)2?3,?t?1s(2)??121?t??1?12?0.5rad,S?R??1.5m222、解：（1）??2?v??2?1??， 2x?0处,t?0时,y?0,且v?0,??0?x?(2)y?0.10cos[?(t?)?]12(3)vmax??A?0.1??0.314m/s由对称性Ey?0,?dEx?3、解：

?2,y?0.10cos(?t??2)

dqQcos??cos?d?， 224??0R4??0Q0RyR?E?Ex?Q4??0?0RQ4??0?0R2?/2?/2cos?d????[sin2?02?sin(??02)]?22??0?0R2Qsin?0

dθ θoθxdE 4、解：设?A?qAq,?B?B， SS??1??2??A?????0?23??求得: ??3??4??B???1??4?1??A??B22

???A???B?3?B?2?10?6C/m2,?4?A?5?10?6C/m2225、解：（1）?m?（2）Ii??5?10?6C/m2,?2??A??B??2?10?6C/m2,?a?ba?0I?Ixa?bxdV?0ln 2?r2?a?iR??1d?m?0Iva?b?ln，方向：D→C。

Rdt2?Raa?b（3）Fm??DCBIidl?a?0IIi?IIa?b??0Ia?b?vdr?0iln??ln, ?2?r2?raa?R?2?2Fm方向垂直于DC向上

01-40

6、解：（1）B??S?2?10?2T

（2）H?I?32A/m （3）??B??6.25?10?4N/A2,?r??497 H?0苏州大学普通物理（一）上课程（17）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

vmv?l?mlv2?3mv 1、解：（1）由角动量守恒：mv?l?m??l?I?,???1222MlMl3（2）Mdt?I??2、解：（1）???123mvmvl Ml??32Ml22??10?rad/s,?x?0.1cos(10?t??0)， T4?2?(或?)33

t?0时,?0.05?0.1cos?0,v0??0.1?10?sin?0?0,??0?(2)即x?0.10cos(10?t?(3)Ep?4?)3121kx0?0.125J,Ek?kA2?Ep?0.375J223、解：以半径为r，高为h作同轴高斯面，则：

??1E?dS?E?2?rh????0?q

当r?a时,?q?0,?E?0?1当a?r?b时,?q??h,?E??5402??0rr当r?b时,?q?0,?E?0（2）设电子轨道半径为r，则：

v2?1e?f?m?e得:Ek?mv2??4.33?10?17J?270eV

r2??0r24??04、解：回路及方向如图

?I1?I3?I2?I1?1A???IR?IR????解得?11?I2??1A， 2221?IR?IR?????I??2A3332?3?225、解：由对称性分析，电流产生的磁场是轴对称的磁场，选择轴线

I1ε1R1I2R2

01-41

ε2I3ε3R3中心的圆形回路作为安培环路，则

?L??B?dl??0I?

?0r2?IrIr220?r?a时,I??2?r?2I,?2?rB?2I,即B?02?aaa2?a???I a?r?b时,?B?dl??0I,B?0L2?r??b?r时,?B?dl?0,B?0L6、解：（1）Ear?Ebr??（2）?i?rdB??5?10?3V?m?1,Ear方向向下,Ebr方向向右 2dt?L??E?dl?2?rEr??3.14?10?3V，方向沿逆时针方向

（3）Ua?Ub??ab?Irab?0

?3（4）Uc?Ua??i?3.14?10V(Uc?Ua)

苏州大学普通物理（一）上课程（18）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

1、 解：米尺对悬点的转动惯量为，刚释放时由转动定律：mg?0.1?I??

???m?9.8?0.1?10.5rad/s2

0.093m12Iw 2米尺转到竖直位置时，由机械能守恒：mg?0.1?（2）???2、解： ??2mg?0.1?I2m?9.8?0.1?4.58rad/s

0.093mv??2m，

两波相遇处的????BO??AO?2?rB?rA????0?2?(20?x)?x????2?(10?x)?A1?A2,当???(2k?1)?时,A?A1?A2?0,???2?(10?x)?(2k?1)??x?10?k,k?0,?1,??????,?10QdxQ1L3、解： 棒上离O点x处取电荷元dq?dx,其在P点的电场dE? L4??0(a?x)2?P点电场E?dxQ??/2(a?x)2??0(4a2?L2)4??0L?LqQ??0(4a2?L2)QL/2

电荷q受到的电场力F?qE?

ε1,r1I1ε2,r2R1R2 01-42

I2I3ε3,r3 4、解：（1）选如图的电流方向及回路绕行方向，则

?I1?I3?I22?I(R?r)?I(R?r)????解得I??0.29A?1112221227 ?I(R?r)?Ir????3323?2222(2)P2?I2R2?0.25W5、解： (1)在AB上一线元dr(图示),dq??dr

dq形成的环形电流dI??dq???dr2?2?a?b???dr?dI???0a?b0B0??0???lna2r4?r4?a??2

orAdrBωa方向为垂直纸面向里(2)旋转带电线元dr的磁矩dpm??r2dI?AB段总磁矩pm??dpm??方向为垂直纸面向里a?br2drbdq=λdr??2ar2dr?1??[(a?b)3?a3]6 R2?I?IR?RR???0dr?0ln2,L??0ln2?0,?2?e 6、解：（1）L?,而???R12?rI2?R1I2?R12?R1（2）?i??LdI?0I??sin?t dt2?苏州大学普通物理（一）上课程（19）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分）

12121、 解：（1）由功能原理：Fs?ks?mv ?v?22（2）撤去外力，弹簧又伸长Δs，则

2Fs?ks2?1m?s?1

m12121ks?mv?k(s??s)2?Fs 2222Fs1? k2?s??s?0.707,?s?0.207m?(s??s)2?2、解：由角动量守恒：mvL?mv1L?Iw， 由动能守恒：

121212mv?mv1?Iw 222(3m?m0)vmL2?I2mLv6mv可能得：v1? ?v?,???22(3m?m0)mL?ImL?I(3m?m0)L 01-43

3、解：对高斯面S1,?E0??s?E02?E1?s??A?s,即:?A??00 3?03对高斯面S2,E04?E1??s?E0?s??B?s,即:?B?00 3?03AS1ΔSBS2ΔSE0E0/3 4、 解：（1）设极板带电量为Q，则极板间电势差：

dQdQd?r1??r2U?U1?U2?????()?0?r1S2?0?r2S22?0S?r1?r2Q2?0S?r?rQ?C?,?C??51.6pFUd?r??r1212

E0/3（2）W?1CU2?2.58?10?7J 25、解：（1）图示，在圆盘上取一半径为r，宽为dr的细环所带电量

q2?rdr2?Rdq??qdI??dq??rdr2T2??R?dIR?0??qqB0??dB??0???2rdr?002 2r2?R?Rr方向为垂直纸面向外q(2)细环电流相应的磁矩dpm?sdI??r2?rdr2?RRq?1pm??dpm??2r3dr??qR20R4dq?6、解：d?m?dxIxda l?0?rIldx 2?xd?a?0?rlI0sin?tdx?0?rI0ld?a?m??d?m???sin?t?lnsd2?x2?d

d?m??0?rlI0d?a?0????(ln)cos?tdt2?d苏州大学普通物理（一）上课程（20）卷参考答案 共2页

二、计算题：（每小题10分，共60分） 1、 解：（1）I?1122mARA?mBRB?0.035kg?m2 22（1）转动力矩：M?FARA?FBRB,???（2）FA下移5m,则圆盘的角位移???M?28rad/s2 IS?50rad RA01-44

?2?2??????2800,??2800?52.9rad/s 121Ek?I???0.035?2800?49J或Ek?M????49J222、解：(1)A?0.10m,??2??21，

秒Tdx???0,??0??,即x?0.01cos(2t?) dt22x?0.10cos(2t??0),当t?0时,x?0,(2)当x?A1?dx???时,?cos(2t?),且?0,?2t???得t?秒?0.262秒 222dt2312yλdldθθoθxdE

3、解：由对称性:Ey?0,?dEx??Rd?Qsin??sin?d? 2224??0R4??0RQ2?2?0R2?,E0的方向指向x轴正向

?E0?Ex?Q4?2?0R2??0sin?d??4、解： 极板间场强;E??Q?

2??0r2??0hrb1Q2drQ2b2取同轴属圆柱壳,则dW??0EdV?,W??dW?ln

a24??0hr4??0ha5、解：（1）由F?IBl,B??0I 2?rF?FAD?FBC?0I1?0I12?0I1I2aL?I2a(?)?,方向向左aa2?2??(4d2?a2)(d?)(d?)

22(2)F?1.6?10?6N???0IrI?r2,?B?6、解：(1)?B?dl??0I?,2?rB??0 22?R2?R?0I2r2B2距导线中心轴r处的磁能密度?m? ?242?08?R 01-45

(2)在导线长度为1的范围内,厚度r?r?dr体元内储有磁能?0I2r2?0I23dWm?WmdV??1?2?rdr?rdr8?2R44?R4?0I21Wm??dWm?又?W?LI216?2??L?08?

01-46

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