杭电大学物理答案

大学物理教程_上_习题集参考解答

单元十三 磁通量和磁场的高斯定理 1

一 选择题

??01. 磁场中高斯定理：??B?dS?0，以下说法正确的是： 【 D 】

S(A) 高斯定理只适用于封闭曲面中没有永磁体和电流的情况； (B) 高斯定理只适用于封闭曲面中没有电流的情况； (C) 高斯定理只适用于稳恒磁场； (D) 高斯定理也适用于交变磁场。

02. 在地球北半球的某区域，磁感应强度的大小为4?10?5T，方向与铅直线成60。则穿过面积为

01m2的水平平面的磁通量 【 C 】

?5?5?5(A) 0； (B) 4?10Wb； (C) 2?10Wb； (D) 3.46?10Wb。

03. 一边长为l?2m的立方体在坐标系的正方向放置，其中一个顶点与坐标系的原点重合。有一均匀磁场B?(10i?6j?3k)通过立方体所在区域，通过立方体的总的磁通量有 【 A 】

(A) 0； (B) 40Wb； (C) 24Wb；

大学物理教程_上_习题集参考解答

单元十三 磁通量和磁场的高斯定理 1

一 选择题

??01. 磁场中高斯定理：??B?dS?0，以下说法正确的是： 【 D 】

S(A) 高斯定理只适用于封闭曲面中没有永磁体和电流的情况； (B) 高斯定理只适用于封闭曲面中没有电流的情况； (C) 高斯定理只适用于稳恒磁场； (D) 高斯定理也适用于交变磁场。

02. 在地球北半球的某区域，磁感应强度的大小为4?10?5T，方向与铅直线成60。则穿过面积为

01m2的水平平面的磁通量 【 C 】

?5?5?5(A) 0； (B) 4?10Wb； (C) 2?10Wb； (D) 3.46?10Wb。

03. 一边长为l?2m的立方体在坐标系的正方向放置，其中一个顶点与坐标系的原点重合。有一均匀磁场B?(10i?6j?3k)通过立方体所在区域，通过立方体的总的磁通量有 【 A 】

(A) 0； (B) 40Wb； (C) 24Wb；

大学物理教程_上_习题集参考解答

单元十三 磁通量和磁场的高斯定理 1

一 选择题

??01. 磁场中高斯定理：??B?dS?0，以下说法正确的是： 【 D 】

S(A) 高斯定理只适用于封闭曲面中没有永磁体和电流的情况； (B) 高斯定理只适用于封闭曲面中没有电流的情况； (C) 高斯定理只适用于稳恒磁场； (D) 高斯定理也适用于交变磁场。

02. 在地球北半球的某区域，磁感应强度的大小为4?10?5T，方向与铅直线成60。则穿过面积为

01m2的水平平面的磁通量 【 C 】

?5?5?5(A) 0； (B) 4?10Wb； (C) 2?10Wb； (D) 3.46?10Wb。

03. 一边长为l?2m的立方体在坐标系的正方向放置，其中一个顶点与坐标系的原点重合。有一均匀磁场B?(10i?6j?3k)通过立方体所在区域，通过立方体的总的磁通量有 【 A 】

(A) 0； (B) 40Wb； (C) 24Wb；

习题11

11-1．直角三角形ABC的A点上，有电荷q1?1.8?10q2??4.8?10?9?9C，B点上有电荷

C，试求C点的电场强度(设BC?0.04m，AC?0.03m)。

??q1E1?i24??0rACq解：1在C点产生的场强：，

?E2?q2?j24??0rBq2在C点产生的场强：C，

?????44∴C点的电场强度：E?E1?E2?2.7?10i?1.8?10j；

?jC点的合场强：

E?E?E2122?3.24?10V4???m，

?i方向如图：

??arctan1.82.7?33.7?3342'。

?911-2．用细的塑料棒弯成半径为50cm的圆环，两端间空隙为2cm，电量为3.12?10正电荷均匀分布在棒上，求圆心处电场强度的大小和方向。

R解：∵棒长为l?2?r?d?3.12m，

q?9?1C的

2cm???1.0?10C?ml∴电荷线密度：

可利用补偿法，若有一均匀带电闭合线圈，则圆心处的合场强为0，有一段空隙，则圆O??x心处场强等于闭合线圈产生电场再减去d?0.02m长的带电棒在该点产生的场强，即所求问题转化为求缺口处带负电荷的塑料棒在O点产生的场强。 解法1：利用微元积分：

dEOx?EO?14??0??Rd?R2c

第二章 牛顿定律

2 -1 如图(a)所示,质量为m 的物体用平行于斜面的细线联结置于光滑的斜面上,若斜面向左方作加速运动,当物体刚脱离斜面时,它的加速度的大小为( )

(A) gsin θ (B) gcos θ (C) gtan θ (D) gcot θ

分析与解 当物体离开斜面瞬间,斜面对物体的支持力消失为零,物体在绳子拉力FＴ (其方向仍可认为平行于斜面)和重力作用下产生平行水平面向左的加速度a,如图(b)所示,由其可解得合外力为mgcot θ,故选(D)．求解的关键是正确分析物体刚离开斜面瞬间的物体受力情况和状态特征．

2 -2 用水平力FN把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止．当FN逐渐增大时,物体所受的静摩擦力Ff的大小( )

(A) 不为零,但保持不变 (B) 随FN成正比地增大

(C) 开始随FN增大,达到某一最大值后,就保持不变 (D) 无法确定

分析与解 与滑动摩擦力不同的是,静摩擦力可在零与最大值μFN范围内取值．当FN增加时,静摩擦力可取的最大值成正比增加,但具体大小则取决于被作用物体的运动状态．由题意知,物体一直保持静止状态,故静摩擦力与重力大小相等,方向相反,并保持不变,故选(A)．

2 -3 一

?西南交大物理系_2012

《大学物理CI》作业 No.05 热力学基础

班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______

一、选择题：

1. 对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作的功三者均为负值？ [ ] (A) 等体降压过程 (B) 等温膨胀过程

(C) 绝热膨胀过程 (D) 等压压缩过程

解：等体降压过程，系统对外作功为0，等温膨胀过程系统内能量增量为0，绝热膨胀过程系统所吸收的热量为0，而等压压缩过程系统对外作功小于0，内能的增量小于0（温度降低），由热力学第一定律知系统所吸收的热量也小于0。 故选D

2．如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为p0，右边为真空。今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是 [ ] (A)p0

(B) p0/2? （??Cp/Cv） (D) p0/2

P0(C)2?p0

解：绝热自由膨胀A?0,Q?0，所以?E

大学物理习题及解答

习题一

1-1 ｜?r｜与?r有无不同?

drdt和

drdt有无不同?

dvdt和

dvdt有无不同?其不同在哪里?试举例说明．

，

?r解：（1）

（2）?r?r2?r1是位移的模，?r是位矢的模的增量，即

drdrdsdt是速度的模，即dt?v?dt.

?r?r2?r1??；

drdt只是速度在径向上的分量.

?drdrdr??r?r?（式中r?叫做单位矢）dtdt∵有r?rr，则dtdr式中dt就是速度径向上的分量，

drdr与dtdt不同如题1-1图所示.

∴

题1-1图

??dvdva?dt，dt是加速度a在切向上的分量. (3)表示加速度的模，即

??v?v?(?表轨道节线方向单位矢）∵有，所以

??dvdv?d????vdtdtdt

dv式中dt就是加速度的切向分量.

???d??dr?与dtdt的运算较复杂，超出教材规定，故不予讨论) (

1-2 设质点的运动方程为x=x(t)，y=y(t)，在计算质点的速度和加速度时，有人先求出r＝

dvdtdr22x?y，然后根据v=dt得结果，即

2d2r2，及a＝dt2而求得结果；又有人先计算速度和加速度的分量，再合成求

=及a=

你

第5章 静电场

9-1 两小球处于如题9-1图所示的平衡位置时，每小球受到张力T，重力mg以及库仑力F

?,由于θ很小，故 的作用，则有Tcos??mg和Tsin??F,∴F?mgtgq2x F??mgtg??mgsin??mg4??0x22l1 ∴

?q2l???2??mg??0??1/3

习题9-1图

??9-2 设q1,q2在C点的场强分别为E1和E2，则有

E1?q1 24??0rAC191.8?10?9?9?10? 0.032

?1.8?104V?m?1 方向沿AC方向 E2?q2 24??0rBC1习题9-2图

91.8?10?94?1?2.7?10V?m ?9?10? 20.04方向沿CB方向

?∴ C点的合场强E的大小为：

E?2E12?E2?(1.8?104)2?(2.7?104)2 ?3.24?104V?m?1

设E的方向与CB的夹角为α，则有

??tg?1E11.8?tg?1?33.7? E22

北京邮电大学出版社的大学物理课后习题答案!

6-10 题6-10图(a)是氢和氧在同一温度下的两条麦克斯韦速率分布曲线，哪一条代表氢?题6-10图(b)是某种气体在不同温度下的两条麦克斯韦速率分布曲线，哪一条的温度较高?

答：图(a)中(1)表示氧，(2)表示氢；图(b)中(2)温度高．

题6-10图

6-16 如果氢和氦的摩尔数和温度相同，则下列各量是否相等，为什么?

(1)分子的平均平动动能；(2)分子的平动动能；(3)内能．

3解：(1)相等，分子的平均平动动能都为kT． 2

53(2)不相等，因为氢分子的平均动能kT，氦分子的平均动能kT． 22

53(3)不相等，因为氢分子的内能 RT，氦分子的内能 RT． 22

6-21 1mol氢气，在温度为27℃时，它的平动动能、转动动能和内能各是多少? 解：理想气体分子的能量 i E RT 2

3平动动能 t 3 Et 8.31 300 3739.5J 2

2转动动能 r 2 Er 8.31 300 2493J 2

5内能i 5 Ei 8.31 300 6232.5 J 2

6-24 (1)求氮气在标准状态下的平均碰撞频

习题解答 习题一

1-1 ｜?r｜与?r 有无不同?

drdrdvdv和有无不同? 和有无不同?其不同在哪里?dtdtdtdt试举例说明．

解：（1）

???r是位移的模，?r是位矢的模的增量，即?r?r2?r1，?r?r2?r1；

（2）

dsdrdr是速度的模，即. ?v?dtdtdtdr只是速度在径向上的分量. dt?（式中r?叫做单位矢）∵有r?rr，则

式中

?drdrdr??r ?rdtdtdtdr就是速度径向上的分量， dt∴

drdr与不同如题1-1图所示. dtdt题1-1图

?dvdv?dv (3)表示加速度的模，即a?，是加速度a在切向上的分量.

dtdtdt??∵有v?v?(?表轨道节线方向单位矢），所以

??dvdv?d????v dtdtdtdv式中就是加速度的切向分量.

dt???d??dr(?的运算较复杂，超出教材规定，故不予讨论) 与dtdt221-2 设质点的运动方程为x=x(t)，y=y(t)，在计算质点的速度和加速度时，有人先求

d2rdr出r＝x?y，然后根据v =，及a＝2而求得结果；又有人先计算速度和加速度

dtdt的分量，再合成求得结果，即

?dx??dy?=?????及a=

dt???dt?2