大学物理第六章课后答案详解

第六章 静电场中的导体与电介质

6 －1 将一个带正电的带电体A 从远处移到一个不带电的导体B 附近，则导体B 的电势将（ ）

（A） 升高 （B） 降低 （C） 不会发生变化 （D） 无法确定 分析与解 不带电的导体B 相对无穷远处为零电势。由于带正电的带电体A 移到不带电的导体B 附近时，在导体B 的近端感应负电荷；在远端感应正电荷，不带电导体的电势将高于无穷远处，因而正确答案为（A）。 6 －2 将一带负电的物体M靠近一不带电的导体N，在N 的左端感应出正电荷，右端感应出负电荷。若将导体N 的左端接地（如图所示），则（ ） （A） N上的负电荷入地 （B）N上的正电荷入地 （C） N上的所有电荷入地 （D）N上所有的感应电荷入地

分析与解 导体N 接地表明导体N 为零电势，即与无穷远处等电势，这与导体N在哪一端接地无关。因而正确答案为（A）。

6 －3 如图所示将一个电量为q 的点电荷放在一个半径为R 的不带电的导体球附近，点电荷距导体球球心为d，参见附图。设无穷远处为零电势，则在导体球球心O 点有（ ） （A）E?0,V?（B）E?q 4πε0dqq,V?

4πε0d24πε0d（C）E?0,V?0

（D）E

第六章 机械运动和机械波

思考题

6-35简谐振动中相位为φ、π+φ、2π+φ、3π+φ、….时描述的是同一运动状态吗？为什么？

6-36 对一简谐振动系统，画出其动能和势能关于时间变量的曲线，并分析两者反相的物理意义。

6-37 将单摆摆线从铅直方向拉到φ角的位置撒手任其摆动。这里φ角是初相位吗？若不是，它将对应什么物理量？

6-38 若以一装满水的空心球作为单摆的摆钟，并让水从球体缓慢流出，试描述其摆动周期的变化情况。

6-39 利用受迫振动的稳定解（6.19）式说明为什么恒力不能导致受迫振动。（提示：恒力的频率ω可视为零）

6-40 在太空中能听到声音吗？为什么？

6-41 在较长时间间隔（Δt>>T）内，任意以t为变量的正弦（或余弦）型函数的平均值均为零，例如：==0，其中α是任意常数。 试据此推导（6.11）、(6.12)及(6.40)式。

6-42 海啸是一种波长约为几十至几百千米、在海水中传播的波动现象。它在深海区域并不易被察觉，但一旦海啸接近岸边往往会造成巨大的灾害。试从能量角度分析其中的原因。

6-43 描述机械波时间周期性的物理量由周期T、频率v和圆频率ω给出。类似

2?1地，我们可以用?、 、描述波的空间

习题解析

6-1 在坐标原点及(3,0)点分别放置电量Q1??2.0?10C及Q2?1.0?10C的点电荷，求P(3,?1)点处的场强。

解 如图6.4所示，点电荷Q1和Q2在P产生的场强分别为

?6?6? E1???1Q1r1?1Q2r2 ,E?2224??0r1r14??0r2r2?而r1?3i?j,r2??j,r1?2,r2?1，所以

??1Q1r11Q1r1?4??0r12r14??0r12r1???6?6?1?2.0?103i?j1.0?10?j?????22? 4??0?2211???????3.9i?6.8j??103?N?C?1?6-2 长为l?15cm的直导线AB上，设想均匀地分布着线密度为??5.00?10C?m，的正电荷，如图6.5所

示，求：

（1）在导线的延长线上与B端相距d1?5.0cm处的P点的场强；

（2）在导线的垂直平分线上与导线中点相距d2?5.0cm处的Q点的场强。

解 （1）如图6.5（a）所示，以AB中点为坐标原点，从A到B的方向为x轴的正方向。在导线AB上坐标为x

处，取一线元dx，其上电荷为 dq??dx 它在P点产生的场强大小

6-21 一热力学系统由如图6—28所示的状态a沿acb过程到达状态b时，吸收了560J的热量，对外做了356J的功。

(1) 如果它沿adb过程到达状态b时，对外做了220J的功，它吸收了多少热量? (2)当它由状态b沿曲线ba返回状态a时，外界对它做了282J的功，它将吸收多少热量？是真吸了热，还是放了热?

解： 根据热力学第一定律 Q??E?W

（1）∵a沿acb过程达到状态b，系统的内能变化是： ?Eab?Qac?bWacb J?560J?356J?204 由于内能是状态系数，与系统所经过的过程无关 ∴系统由a沿acb过程到达状态b时?Eab?204J 系

统

吸

收

的

热

量

是

：

Q??Eab?Wacb?204J?220J?424J

（2）系统由状态b沿曲线ba返回状态a时，系统的内能变化：?Eba???Eab??204J

?Qba?Wba???204?(?282)?J??486J

即系统放出热量486J

6-22 64g氧气的温度由0℃升至50℃，〔1〕保持体积不变；(2)保持压强不变。在这两个过程中氧气各吸收了多少热量?各增加了多少内能？对外各做了多少功？

解：（1）Q?vCv.m?T?645??8.31?(50?0)?2

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第六章 静电场中的导体与电介质

6 －1 将一个带正电的带电体A 从远处移到一个不带电的导体B 附近，则导体B 的电势将（ ）

（A） 升高 （B） 降低 （C） 不会发生变化 （D） 无法确定 分析与解 不带电的导体B 相对无穷远处为零电势。由于带正电的带电体A 移到不带电的导体B 附近时，在导体B 的近端感应负电荷；在远端感应正电荷，不带电导体的电势将高于无穷远处，因而正确答案为（A）。 6 －2 将一带负电的物体M靠近一不带电的导体N，在N 的左端感应出正电荷，右端感应出负电荷。若将导体N 的左端接地（如图所示），则（ ） （A） N上的负电荷入地 （B）N上的正电荷入地 （C） N上的所有电荷入地 （D）N上所有的感应电荷入地

分析与解 导体N 接地表明导体N 为零电势，即与无穷远处等电势，这与导体N在哪一端接地无关。因而正确答案为（A）。

6 －3 如图所示将一个电量为q 的点电荷放在一个半径为R 的不带电的导体球附近，点电荷距导体球球心为d，参见附图。设无穷远处为零电势，则在导体球球心O 点有（ ） （A）E?0,V?（B）E?q 4πε0dqq,V?

4πε0d24πε0d（

第六章 课后习题

一、单项选择题：

( C )1、 既想逛街又怕耽误复习反映了___________冲突。

A．双避 B.双趋 C.趋避 D.多重趋避

( C )2、通常，心理学中指的四种基本情绪包括___________。

A．快乐、期待、恐惧、同情 B．厌恶、接受、愤怒、惊讶 C．愤怒、快乐、恐惧、悲哀 D．悲哀、自豪、惊讶、同情

( A )3、“鱼与熊掌不能兼得”，反映的是___________。

A、双趋冲突 B、双避冲突 C、趋避冲突 D、多重趋避冲突

（ C ）4、“感时花溅泪，恨别鸟惊心”是一种__________。

A.情调 B. 激情 C. 心境 D.应激

（ D ）5、下列不属于人的基本情绪的是___________。

A．悲哀 B．恐惧 C．愤怒 D．自豪

( B )6、“人逢喜事精神爽”是一种___________。

A.紧张 B.

第六章 课后习题

一、单项选择题：

( C )1、 既想逛街又怕耽误复习反映了___________冲突。

A．双避 B.双趋 C.趋避 D.多重趋避

( C )2、通常，心理学中指的四种基本情绪包括___________。

A．快乐、期待、恐惧、同情 B．厌恶、接受、愤怒、惊讶 C．愤怒、快乐、恐惧、悲哀 D．悲哀、自豪、惊讶、同情

( A )3、“鱼与熊掌不能兼得”，反映的是___________。

A、双趋冲突 B、双避冲突 C、趋避冲突 D、多重趋避冲突

（ C ）4、“感时花溅泪，恨别鸟惊心”是一种__________。

A.情调 B. 激情 C. 心境 D.应激

（ D ）5、下列不属于人的基本情绪的是___________。

A．悲哀 B．恐惧 C．愤怒 D．自豪

( B )6、“人逢喜事精神爽”是一种___________。

A.紧张 B.

第6章 恒定磁场

（ C ）

（A）小磁针北（N）极在该点的指向；

（B）运动正电荷在该点所受最大的力与其速度的矢积的方向； （C）电流元在该点不受力的方向；

（D）载流线圈稳定平衡时，磁矩在该点的指向。

2． 下列关于磁感应线的描述，哪个是正确的? （ D ）

（A）条形磁铁的磁感应线是从N极到S极的； （B）条形磁铁的磁感应线是从S极到N极的； （C）磁感应线是从N极出发终止于S极的曲线； （D）磁感应线是无头无尾的闭合曲线。 3． 磁场的高斯定理

?1． 空间某点的磁感应强度B的方向，一般可以用下列几种办法来判断，其中哪个是错误的？

??B???dS?0说明了下面的哪些叙述是正确的？ （ A ）

a 穿入闭合曲面的磁感应线条数必然等于穿出的磁感应线条数；

b 穿入闭合曲面的磁感应线条数不等于穿出的磁感应线条数； c 一根磁感应线可以终止在闭合曲面内； d 一根磁感应线可以完全处于闭合曲面内。 （A）ad； （B）ac； （C）cd； （D）ab。

4． 如图所示，在无限长载流直导线附近作一球形闭合曲面S，当曲面S向长直导

中国药科大学生命科学与技术基地班课件

第六章机械振动本章重点 简谐振动的动力学和运动学描述 简谐振动的相 简谐振动的旋转矢量图描述 简谐振动的合成物体在其稳定平衡位置附近所作的往复运动称为机械振动(简称振动)

振动的特殊性在哪里？中国药科大学物理教研室(Phys. Dept. C.P.U.)

中国药科大学生命科学与技术基地班课件

§6.1简谐振动(Simple Harmonic Oscillation)简谐振动：物体振动时，决定其位置的坐标按余弦(或正弦)函数规律随时间变化弹簧振子(spring oscillator)的例子

k

m F

x0xk为劲度系数(coefficient of stiffness)中国药科大学物理教研室(Phys. Dept. C.P.U.)

中国药科大学生命科学与技术基地班课件

简谐振动的动力学分析小幅振动满足胡克定律：

F kx

物体所受的合外力与和位移成正比，方向始终指向平衡位置，称为线性回复力。由牛顿第二定律：即：或：

kx ma

ma k x 0d x k x 0 2 dt m中国药科大学物理教研室(Phys. Dept. C.P.U.)

2

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k 2令 m该微分方程的通解

习题6.1

1.设X1,X2,?,X6是来自服从参数为?的指数分布E???的样本，试写出样本的联合概率密度.

????x?6解：f?x1,x2,?,x6????ei?1?0?6x1,x2,?,x6?0

其他2.设X1,X2,?,X6是来自?0,??上的均匀分布的样本，??0未知，试写出样本的联合密度函数.

???6解：f?x1,x2,?,x6????00?x1,x2,?,x6???6

其他3．某厂生产玻璃板，以每块玻璃上的泡疵点个数为数量指标，已知它服从均值为?的泊松分布，从产品中抽一个容量为n的样本X1,X2,?,Xn，求样本的联合分布律.

?kie?i?1 ki?0,1,?，i?1,2,?,n, 解：P?X1?k1,X2?k2,?,Xn?kn??k1!k2!?kn!?n?n

4．设总体X~B(1,p),(X1,X2,?Xn)为总体的一个容量为n的简单随机样本，求样本的联合分布律.

解：P?X1?x1,X2?x2,?,Xn?xn??p?i?1nxin?(1?p)?xii?1n xi?0,1 i?1,2,?,n

5. 设某商店100天销售电视机的情况有如下统计资料： 日售出台数k 2 3 4 5