大学物理作业学生最终版
《大学物理》作业
No.1 运动的描述
班级 ________ 学号 _________ 姓名 _________ 成绩 _______
一、选择题
1. 一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为v
，瞬时速率为v ，某一段时间内的平均速度为v
，平均速率为v ，它们之间的关系有 [ ]
(A) v v v v ==
, (B) v v v v =≠
, (C) v v v v ≠≠
,
(D) v v v v ≠=
,
2. 某物体的运动规律为
kt t
v
-=d d ，式中的k 为大于零的常数。当t ＝0时，初速为0v ，则速度v 与t 的函数关系是 [ ] (A) 02
2
1v kt v +=
(B) 02
2
1v kt v +-
= (C) 0
2121v kt v +=
(D) 0
21
21v kt v +-=
3. 一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为j bt i at r 2
2+=（其中a 、b 为
常量）则该质点作
[ ] (A) 匀速直线运动 (B) 变速直线运动
(C) 抛物线运动 (D) 一般曲线运动 4.一运动质点在某瞬时位于矢径),(y x r
的端点处，其速度大小为
[ ] (A) t
r
d d (B)
（C ）t
r d d
( D)
22)d d ()d d (
t
y t x +
二、填空题
t r d d
1. 一质点的运动方程为SI)(62t t x -=，则在t 由0至4 s 的时间间隔内，质点的位移大小为 ，在t 由0到4 s 的时间间隔内质点走过的路程为 。
2. ()()t t r t r ∆+
与为某质点在不同时刻的位置矢量，试在两个图中分别画出
v v r r ∆∆∆∆、以及、
。
三、计算题
1.（p36 习题1.6）一质点在xy 平面上运动，运动函数84,22-==t y t x （采用国际单位制）。
（1） 求质点运动的轨道方程并画出轨道曲线；
（2） 求s t s t 2121==和时，质点的位置、速度和加速度。
2.（p38 习题1.18）当速录为30m/s 的西风正吹时，相对于地面，向东、向西和向北传播的声音速率各是多大？已知声音在空气中传播的速率为344m/s 。
《大学物理》作业 No.2 狭义相对论
一、选择题
1.按照狭义相对论的时空观，判断下列叙述中正确的是： [ ] （A ） 在一个惯性系中，两个同时的事件，在另一个惯性系中一定是同时事件 （B ） 在一个惯性系中，两个同时的事件，在另一个惯性系中一定是不同时事件
（C ） 在一个惯性系中，两个同时同地的事件，在另一个惯性系中一定是同时同地事件 （D ）在一个惯性系中，两个同时不同地的事件，在另一个惯性系中只可能同时不同地 （E ）在一个惯性系中，两个同时不同地的事件，在另一个惯性系中只可能同地不同时
2.在狭义相对论中，下列说法正确的是 [ ] ① 一切运动物体相对于观测者的速度都不能大于真空中的光速
② 长度、质量、时间的测量结果都是随物体与观测者的相对运动状态而改变的 ③ 在一个相对静止的参考系中测得两事件的时间间隔是固有时
④ 惯性系中的观测者观测一只与他做相对匀速直线运动的时钟时，会发现这只钟比与他静止的相同的钟走得慢些。
（A ）① ③ ④（B ）① ② ④（C ）① ② ③（D ）② ③ ④
3． 在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s ，若相对于甲作匀速直线
运动的乙测得时间间隔为5 s ，则乙相对于甲的运动速度是(c 表示真空中光速) [ ] (A) (4/5) c ． (B) (3/5) c ．
(C) (2/5) c ． (D) (1/5) c ．
4． 有一直尺固定在K ′系中，它与Ox ′轴的夹角θ′＝45°，如果K ′系以匀速度沿Ox 正方向相对于K 系运动，K 系中观察者测得该尺与Ox 轴的夹角
(A) 大于45° (B) 小于45° (C) 等于45° (D) 无法确定
[ ]
*5. 一火箭的固有长度为L ，相对于地面作匀速直线运动的速度为v 1，火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为v 2的子弹． 在火箭参考系中测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是： [ ] 在地面参考系中测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是：(c 表示真空中光速) [ ]
(A) 21v v +L ． (B) 2v L (C) 2121
2)/v (1c v c L v L -+ ． (D) 222)/v (1v c L - ．
6． α 粒子在加速器中被加速，当其质量为静止质量的3倍时，其动能为静止能量的 [ ]
(A) 2倍． (B) 3倍． (C) 4倍． (D) 5倍．
7． 设某微观粒子的总能量是它的静止能量的K 倍，则其运动速度的大小为(以c 表示真空中的光速) [ ] (A)
1-K c ． (B)
21K K
c
-． (C) 12-K K
c ． (D)
)2(1
++K K K c
．
二、填空题
1.静止时边长为a 质量为m 0的正立方体，当它以速率u 沿与它的一个边平行的方向相对于S '系运动时，在S '系中测得它的体积将是 ，在S '系中测得它的密度是 。
2. 一物体由于运动速度的加快而使其质量增加了%10 ，则此物体在其运动方向上的长度缩短了 。
3.粒子速度等于____________时，其动量等于非相对论动量的两倍； 粒子速度等于０.８ｃ，其动能等于静能的＿＿倍。
4.根据相对论力学，动能为0.25MeV 的电子，其运动速度等于_________c 。 （已知：电子静能为0.5MeV ）
三、计算题
1． 半人马星座α星是距离太阳系最近的恒星，它距离地球S = 4.3³1016 m ．设有一宇宙飞船自地球飞到半人马星座α星，若宇宙飞船相对于地球的速度为v = 0.999 c ，按地球上的时钟计算要用多少年时间飞船才能到达目的地？如以飞船上的时钟计算，所需时间又为多少年？
2.（P165 习题6.5）在惯性系S 中，有两事件发生于同一地点，且第二事件比第一事件晚发生∆t =2s ；而在另一惯性系S ＇中，观测第二事件比第一事件晚发生∆t '=3s ．那么在S ＇系中发生两事件的地点之间的距离是多少？
3.天津和北京相距120km ，在北京于某日上午9时有一工厂因过载而断电，同日在天津于9时0分0.0003秒有一自行车与卡车相撞。试求在以c u 8.0=的速率沿北京到天津方向飞行的飞船中，观察到的这两个事件之间的时间间隔，哪一事件发生在前？
*4.地球上的观测者发现，一艘以速率0.6c 向东航行的宇宙飞船将在5s 后同一个以0.8c 速率向西飞行的彗星相撞，问：
（1）飞船中的人看彗星以多大速率向他接近 （2）按飞船的钟，还有多少时间可以用来规避
5两个相同的粒子A 、B ，静止质量均为0m ，粒子A 静止，粒子B 以0.6c 的速度撞向A ，设碰撞时完全非弹性的，求碰撞后复合粒子的质量、动量和能量。
《大学物理》作业 No.3 静电场
一、选择题：
1、下列几个说法中哪一个是正确的？（ ）
（A ）电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向； （B ）在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的场强处处相同；
（C ）场强方向可由E F = 定出，其中q 为试验电荷的电量，F
为试验电荷所受电场力；
（D ）以上说法都不正确。
2、如图所示，一个带电量为q 的点电荷位于正方体的A 角上，则通过侧面abcd 的电场强度通量等于：（ ） （A ）
06εq ； (B) 0
12εq
； (C)
024εq ；(D) 0
36εq
。
3. 有两个电荷都是＋q 的点电荷，相距为2a ．今以左边的点电荷所在处为球心，以a 为半径作一球形高斯面 ． 在球面上取两块相等的小面积S 1和S 2，其位置如图所示．设通过S 1和S 2的电场强度通量分别为Φ1和Φ2，通过整个球面的电场强度通量为ΦS ，则（ ） (A) Φ1＞Φ2，ΦS ＝q /ε 0． (B) Φ1＜Φ2，ΦS ＝2q /ε 0． (C) Φ1＝Φ2，ΦS ＝q /ε 0．
（D ）Φ1＜Φ2，ΦS ＝q /ε 0
4、关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是（ ）
（A ）如果高斯面上E
处处为零，则该面内必无电荷；
（B ）如果高斯面内无电荷，则高斯面上E
处处为零； （C ）如果高斯面上E
处处不为零，则该面内必有电荷；
（D ）如果高斯面内有净电荷，则通过高斯面的电通量必不为零。
5、两个同心的均匀带电球面，内球面半径为1R 、带电量1Q ，外球面半径为2R 、带电量2Q ，则在内球面里面、距离球心为r 处的P 点的场强大小E 为：（ ） （A ）
12204Q Q r πε+； （B ）1222
010244Q Q R R πεπε+； （C ）1
2
04Q r πε； （D ）0。 6. 一带正电荷的物体M ，靠近一原不带电的金属导体N ，N 的左端感生出负电荷，右端
感生出正电荷．若将N 的左端接地，如图所示，则 （ ）
(A) N 上有负电荷入地．
(B) N 上有正电荷入地．
(C ) N 上的电荷不动．
(D) N 上所有电荷都入地．
二、填空题：
1、电荷面密度为σ的均匀带电平板，以平板上的一点O 为中心，R 为半径作一半球面，如图1所示，则通过此半球面的电通量为 。
2、在高斯定理0/E ds q ε⋅=∑⎰⎰
中，在任何情况下，式中E 的是否完全由高斯面包围
的电荷
∑q 激发？ 。
（填“是”或“否”） 3、一根有限长的均匀带电直线，其电荷分布及所激发的电场有一定的对称性，能否利用高斯定理来算电场强度？ 。（填“能”或“不能”） 4、写出下列带电体激发的场强公式：
（1）点电荷q 的场强：E =
（2）均匀带电球面（带电量为Q ）外的场强：E =
（3）“无限长”均匀带电直线（电荷线密度为λ）的场强：E =
（4）“无限大”均匀带电平面（电荷面密度为σ）的场强：E =
5、两个平行的“无限大”均匀带电平面，其电荷面密度分别为σ+和2σ-，如图2所示。设方向向右为正，则A 、B 、C 三个区域的电场强度分别为： A E = ， B E = ， C E = 。
图1 图2
6. 电荷为－5³10-9 C 的试验电荷放在电场中某点时，受到 20³10-
9 N 的向下的力，则该点的电场强度大小为_____________________，方向____________．
三、计算题：
1、（p30 习题10.6）一均匀带点直线段长为L ,线电荷密度为λ。求直线段的延长线上距
L 中点为)2/(L r r >处的场强。
2、一带电细线弯成半径为R 的半圆形，电荷线密度为0sin λλθ=，式中θ为半径R 与X 轴所成的夹角，0λ为一常数，如图所示，试求环心O 处的电场强度。
3、（p31 习题10.14）两无限长同轴圆柱面，半径分别为1R 和2R （12R R <），带有等值异号电荷，单位长度的电荷量为λ和λ-，求距轴线r 处的场强，当（1）1r R <；（2）12R r R <<；
（3）2r R >。
4、如图所示，一厚为a 的“无限大”带电平板，电荷体密度
(0)kx x a ρ=≤≤，k 为一正常数。求：
（1）板外两侧任一点1M 、2M 的电场强度大小；
（2）板内任一点M 的电场强度；（3）场强最小的点在何处？
《大学物理》作业 No.4电势
班级 ____________ 学号 ___________ 姓名 ____________ 成绩 ________
一、选择题
1． 关于静电场中某点电势值的正负，下列说法中正确的是： [ ]
(A) 电势值的正负取决于置于该点的试验电荷的正负; (B) 电势值的正负取决于电场力对试验电荷作功的正负; (C) 电势值的正负取决于电势零点的选取;
(D) 电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负。
2. 真空中一半径为R 的球面均匀带电Q ，在球心O 处有一带电量为q 的点电荷，如图所
示。设无穷远处为电势零点，则在球内离球心O 距离为r 的P 点处电势为： [ ]
(A)
r
q 04πε (B)
)(41
0R
Q r q +πε (C) r Q q 04πε+ (D) )(410R
q Q r q -+πε
3. 在带电量为－Q 的点电荷A 的静电场中，将另一带电量为q 的点电荷B 从a 点移到b 点，a 、b 两点距离点电荷A 的距离分别为r 1和r 2，如图所示。则在电荷移动过程中电场力做的功为 [ ] (A)
)11(4210r r Q --πε； (B) )1
1(42
10r r qQ -πε； (C) )11(42
10r r qQ --πε； (D) )(4120r r qQ
--πε。
-
4. 某电场的电力线分布情况如图所示，一负电荷从M 点移到N 点。有人根据这个图得出下列几点结论，其中哪点是正确的？
[ ] (A) 电场强度E M < E N ； (B) 电势U M < U N ；
(C) 电势能W M < W N ； (D) 电场力的功A > 0。 5.如图所示，边长为l 的正方形，在其四个顶点上各放有等量的点电荷．若正方形中心O 处的场强值和电势值都等于零，则： [ ] (A) 顶点a 、b 、c 、d 处都是正电荷． (B) 顶点a 、b 处是正电荷，c 、d 处是负电荷． (C) 顶点a 、c 处是正电荷，b 、d 处是负电荷． (D) 顶点a 、b 、c 、d 处都是负电荷．
6、下面说法正确的是：
[ ]（A ）等势面上，各点场强的大小一定相等；
（B ）在电势高处，电势能也一定高；
（C ）场强大处，电势一定高；
（D ）场强的方向总是从电势高处指向电势低处。 7、选无穷远处为电势零点，内半径为1R ，外半径为2R 的导体球壳带电后，其电势为0U ，则球壳外离球心距离为r 处的电场强度的大小为：
[ ]（A ）2103R U r （B ）02
U
R （C ）102R U r
（D ）202R U r （E ）0U r （F ）2
20
3
R U r
8、两个薄金属同心球壳，半径各为1R 和2R (21R R >)，分别带有电荷1q 和2q ，两者电势分别为1U 和2U (设无穷远处为电势零点)，将两球壳用导线连起来，则它们的电势为： [ ]（A ）2U （B ）12U U + （C ）1U
（D ）12U U - （E ）12()/2U U +
b
二、填空题
1. AC 为一根长为2l 的带电细棒，左半部均匀带有负电荷，右半部均匀带有正电荷。电荷线密度分别为λ-和λ+，如图所示。O 点在棒的延长线上，距A 端的距离为l ，P 点在棒的垂直平分线上，到棒的垂
直距离为l 。以棒的中点B 为电势的零点。则O 点电势U 0＝ ；P 点电势 U P
＝ 。
2. 图示为一边长均为a 的等边三角形，其三个顶点分别放置着电量为q 、2q 、3q 的三个正点电荷。若将一电量为Q 的正点电荷从无穷远处移至三角形的中心O 处，则外力需作功A ＝ 。
3. 图中所示为静电场的等势(位)线图，已知U 1 < U 2 < U 3，在图上画出 a 、b 两点的电场强度的方向，并比较它们的大小，E a E b (填 <、=、> )。
4. 一质量为m 、电量为q 的小球，在电场力作用下，从电势为U 的a 点，移动到电势为零的b 点。若已知小球在b 点的速率为V b , 则小球在a 点的速率V a ＝ 。
5.一均匀静电场，电场强度1)600400(-⋅+=m V j i E
，则点a （3，2）和点b （1，0）之间的电势差U ab = 。（y x ,以米计）
6.一“无限长”均匀带电直线沿Z 轴放置，线外某区域的电势表达式为：U=Bln(x 2+y 2)，
式中B 为常数，该区域的场强的两个分量为：
x E = ； z E = 。
三、计算题
1. 图中所示为一沿X 轴放置的长度为l 的不均匀带电细棒，其电荷线密度为
q
1
U 2
U U
)(0a x -=λλ, 0λ为一常量。取无穷远处为电势零点，求坐标原点O 处的电势。
2. 图示为一个均匀带电的球层，其电荷体密度为ρ，球层内表面半径为1R ，外表面半径为2R 。设无穷远处为电势零点，求空腔内任一点的电势。 解：
3.两个同心的均匀带电球面，半径分别为.0.20,0.521cm R cm R ==，已知内球面的电势
X
为,601V =ϕ外球面的电势V 302-=ϕ。 （1）求内、外球面上所带电量；
（2）在两个球面之间何处的电势为零？
4.（1）一个球形雨滴半径为0..40mm ，带有电量1.6pC(c pC 12101-=),它表面的电势多大？（2）两个这样的雨滴碰后合成一个较大的球形雨滴，这个雨滴表面的电势又多大？
《大学物理》作业 No.5电容
班级： 学号： 姓名：
一、选择题：
1、面积为S 的空气平行板电容器，极板上分别带上电量±q ，忽略边缘效应，则两极板间的作用力为：（ ）
（A ）S q 02ε （B ）S
q 022ε （C ）2022S q ε （D ）2
02S q ε 2、如图所示，当两极板带上恒定的等量异号电荷时，有一个质量为m ，带电量为q +的质点，平衡在极板间的空气区域中。此后，若将平行板电容器中的电介质抽去，则该质点：（ ）
（A ）保持不动 （B ）是否运动不能确定
（C ）向上运动 （D ）向下运动 3、C 1和C 2两空气电容器并联以后接电源充电，在电源保持联接的情况（ ）
下，在C 1中插入一电介质板，则
( A ) C 1极板上电量增加，C 2( B ) C 1极板上电量减少，C 2( C ) C 1极板上电量增加，C 2( D ) C 1极板上电量减少，C 2极板上电量不变。
4. 将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压后，断开电源。再将一块与极板面积相同的金属板平行地插入两极板之间，则由于金属板的插入及其所放位置的不同，对
电容器储能的影响为： （ ） (A) 储能减少，但与金属板位置无关； (B) 储能减少，但与金属板位置有关；
(C) 储能增加，但与金属板位置无关；
(D) 储能增加，但与金属板位置有关。 二、填空题：
1、在电容为C 0的平行板空气电容器中，平行地插入一厚度为两极板距离一半的金属板，则电容器的电容C ＝ 。
2、两个电容器1和2，串联后用稳压电源充电，在不切断电源的情况下，若把电介质充入电容器1中，则电容器2上的电势差 ；电容器2极板上的电量 。
（填增加，减小或不变）
3、用力F 把电容器中的电介质板拉出，在图(a )和图(b )的两种情况下，电容器中储存的静电能量将（a ） ；（b ） 。
充电后与电源连接 充电后切断电源
4、将带电量为Q 电容为C 的电容器A ，与带电量为2Q 电容也为C 的电容器B 并联后，系统电场能量的增量e W ∆= 。
5、对下列问题请选取“增大”、“减小”、“不变”做答。
平行板电容器充电后切断电源，现在使两板间的距离增大，则：两板间的电势差_________；场强 _________；电容_________；电场能量 _________。
三、计算题：
1、如图所示，在A 点和B 点之间有5个电容器，连接如图所示。（1）求A ，B 两点之间的等效电容；（2）若A ，B 两点之间的电势差为12V ，求AC U ，CD U 和DB U 。
2、半径分别为a 和b 的两个金属球，它们的间距比本身线度大得多，今用一细导线将两者相连接，并给系统带上电荷Q 。求：
（1）每个球上分配到的电荷是多少？（2）按电容定义式，计算此系统的电容。
3、三个电容器如图联接，其中Ｃ1＝10³10-6Ｆ，Ｃ2＝５³10-6Ｆ，Ｃ3＝４³10-6Ｆ，当Ａ、Ｂ间电压Ｕ＝100Ｖ时，试求：
（1）Ａ、Ｂ之间的电容；
（2）当Ｃ3被击穿时，在电容Ｃ1上的电荷和电压各变
为多少？
4、一电容为C的空气平行板电容器，接端电压为U的电源充电后随即断开，试求把两个极板间距离增大至n倍时外力所作的功。2
A B
《大学物理》作业 No.6电流和磁场
班级 ________ 学号 _________ 姓名 _________ 成绩 _______
一、选择题
1、关于稳恒磁场，以下说法错误的是： （ ） (A) 磁场线是闭合曲线，无始无终； (B) 磁场是无源场； (C) 磁场是无旋场； (D) 运动电荷激发磁场。
2．在磁感应强度为→
B 的均匀磁场中作半径为r 的半球面S ，S 边线所在平面的法线方向单位矢量→
n 与→
B 的夹角为α，则通过半球面S 的通量为： （ ）
(A) B r
2π (B) 2B r 2
π (C) -- B r
2
π sin α (D) -- B r 2
π cos α
3、无限长的直导线在A 点弯成半径为R 的圆环，则当通以电流I 时，圆心O 处的磁感应强度大小等于 （ ）
(A) 02I R μπ (B) 04I
R μ
(C) 0 (D) 0112I R μπ⎛
⎫
- ⎪⎝
⎭ (E) 0114I R μπ⎛⎫+ ⎪
⎝⎭ 4、两半径为R 的相同的导体细圆环，互相垂直放置，且两接触点A 、B 连线为环的直径，
现有电流I 沿AB 连线方向由A 端流入，再由B 端流出，则环中心处的磁感应强度大小为： （ ）
(A) 0 (B) 04I
R μ (C) 04I
R
(D) 0I R （E ）08I
R
I
5 四条相互平行的载流直导线，电流强度均为I ，如图放置。正方形的边长为2a.则正方形中心的磁感强度
为: （ ）
(A) (B)
(C) 0 D ．
6 用金属丝作的圆形和正方形回路中，圆的直径和正方形的边长均为a ，当通过相等的电流时，它们在各自的中心产生的磁感应强度之比为 （ ）
(A) 1 (B) 22π
(C)
(D)
7. 载流的圆形线圈(半径a1 )与正方形线圈(边长a2 )通有相同电流I ．若两个线圈的中心O1 、O2处的磁感强度大小相同，则半径a1与边长a2之比a1∶a2为 （ ） (A) 1∶1 (B) π2∶1 (C) π2∶4 (D) π2∶8
8.如图所示的环路l ，求磁感应强度B
沿此闭合环路的积分等于 （ ）
（A ）)(3210I I I -+μ； （B ）)(320I I -μ； （C ）)(230I I -μ； （D ）)(4320I I I +-μ
9. 如图，在一圆形电流I 所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路L ，则由安培环路
定理可知 （ ）
(A) 0d =⎰⋅L
l B
，且环路上任意一点B = 0．
(B) 0d =⎰⋅L
l B ，且环路上任意一点B ≠0． (C) 0d ≠⎰⋅L
l B
，且环路上任意一点B ≠0．
(D)
0d ≠⎰⋅L
l B ，且环路上任意一点B =常量．
10.无限长直圆柱体，半径为R ，沿轴向均匀流有电流，设圆柱体内（r ﹤R ）的磁感应强度为i B ，圆柱体外（r ﹥R ）的磁感应强度为e B ，则有 （ ） （A ） i B 、e B 均与r 成正比 （B ） i B 与r 成反比，e B 与r 成正比 （C ） i B 、e B 均与r 成反比
（D ） i B 与r 成正比，e B 与r 成反比
11. 真空中一半径为R 的无限直圆柱导体载有电流I ，则穿过如图所示回路的磁通为：
（ ）
A ．0
B ．
C ．
D ．
+
12. 两个长直螺线管半径不同，但它们通过的电流和线圈密度相同，问这两个螺线管内部
的磁感应强度是否相同？ （ ） （A ）相同 B ）不相同 C ）不确定
二、填空题
1一无限长载流直导线，通有电流I ，弯成如左图形状。
则P 点磁感应强度B
的大小为________________。
B
2有一折成如图所示的无限长导线，已知电流I,半圆半径R ，则圆心O 点的磁感应强度大小B = ，方向
3、如图所示，用均匀细金属丝构成一半径为R 的圆环， 电流I 通过直导线1从a 点流入圆环，再由b 点通过直导线2流出圆环。设导线1，导线2与圆环共面，则 环心O 点的磁感应强度的大小为 ， 方向为 。
4、在均匀磁场B 中，有一半径为R 的圆面，其法线n
与
B 的夹角为60
，则通过以该圆周为边线的任意曲面S 的磁通量
m S
B dS Φ=⋅=
⎰⎰
。
5. 在一根通有电流I 的长直导线旁，与之共面地放着一个长、宽各为 a 和b 的矩形线框，线框的长边与载流长直导线平行，且二者相距为b
如图所示．在此情形中，线框内的磁通量 =______________． 6、右图均匀磁场的方向和封闭半球面的轴线平行，则穿过 半球侧面S1的磁通量为： ； 穿过整个封闭半球面的总磁通量为 。
7. 如图所示，磁感强度B
沿闭合曲线L
的环流⎰⋅=L
l B
d ____________．
8．对于下图所示的电流和回路，B
的环流分别为
大学物理力学作业
力学作业 一、填空题 1、按匀速圆周运动计算，地球公转（公转半径为1.5×1011m ）的速度值为 ，公转的加速度值为 。 2、一质量为M 的小平板车，以速率v 在光滑水平面上滑行。另外有一质量为m 的物体从高h 处，由静止竖直下落到小车里并与车子粘在一起前进，它们合在一起的速度大小为 ，方向为 。 3、若有一个三星系统：三个质量都是M 的星球沿同一圆形轨道运动，轨道半径为R 则每个星球受的合力方向 ，大小为 。 4、质量为m 的物体以速率v 向北运动，突然受到外力打击而向西运动，速率v 不变，物体受此力的冲量大小为 ，方向为 。 5、空中飞舞的五彩缤纷的烟火忽略阻力和风力，其质心运动 轨迹是 ，空中烟火以球形扩大的原因是 。 6、质点的运动学方程是 j t i t r ˆ)925(ˆ52 -+=ρ，这个质点的速度公式表达为 ，质点运动轨道方程为 。 7、质量为m 的人造地球卫星，以速率υ绕地球做匀速圆周运动，当绕过半个圆周时，卫星的动量改变量的量值为 ，当转过整个圆周时，卫星的动量改变量量值为 。 8、当一质点系所受的合外力 时，其质心速度保持不变。高台跳水运动员的质心运动轨迹应是 。（忽略空气阻力） 9、一质点沿X 轴做直线运动，其坐标X 与t 的关系是X =1.5t 3 （m ）。这个质点在0到2s 的平均速度大小是 ；在t=2s 时刻的瞬时速度大小是 。 10、有质量为m 的单摆挂在架上，架子固定在小车上。若小车以匀加速度a 向右运动，则摆线的方向要偏离竖直方向一个角度，该角为 ；绳的张力为 。 11、一质点在xy 平面上运动，运动函数为x =2t ，y =4t 2-8，则这个质点的速度公式表达为 ，质点运动的轨道方程为 。 12、某滑轮的转动惯量为25m kg ⋅，以s rad /2的 角速度匀速转动，转动动能为 焦耳，角动量为 千克米2/秒。 13、质点的运动为 532 -+=t t x ，t y 2=则质点的速度表达式为 ，位矢表达式为 轨道方程为 。 14、设乒乓球以s m /510=υ的速度与静止的铅球发生完全弹性碰撞，碰撞后两球的速度分别为=1υ ，=2υ 15、作用在力学系统上外力的合力为零，则外力的合外力矩 为零。在这种情况下，力学系统的机械能 守恒。（填“一定”或“不一定”） 16、一质点在平面上运动，运动学方程是j t i t r ˆ 4ˆ322+=ρ，则这个 质点作 运动，它的速度公式表达为 。 17、哈雷彗星的近日点为m 101075.8⨯，此时速率是s m /1046.54⨯，远日点时的速率为s m /1008.92⨯，则根据 定律，可得它在太阳远日点的距离为 。 18、刚体的转动惯量与刚体的 、 以
大学物理作业(解答)
《大学物理III 》课后作业（解答） 第一部分：力学 简答题： 1. 用文字描述牛顿第一定律。它的另一个名称是什么？ 解答：任何物体在不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动状态。 另一个名称是“惯性定律”。 2．用文字描述牛顿第三定律。作用力和反作用力有什么特点？ 解答：当物体A 以力1作用在物体B 上时，B 同时也有力2作用在A 上，这两个力大小相等，方向相反，在同一条直线上，即12-=。 作用力和反作用力有如下三个特点：（1）它们成对出现，关系一一对应；（2）它们分别作用在两个不同物体上，因而不是一对平衡力；（3）它们的性质相同，比如同为引力、摩擦力、弹力，等等。 3．假设雨滴从1000米的高空云层中落到地面。请问可否用自由落体运动描述雨滴的运动？并简述理由。 解答：不能。如果我们用自由落体运动来描述雨滴运动（即忽略空气阻力），那么雨滴从1000米高空落到地面时，它的速度将达到m/s 1402==gH v ！这个速度已经达到普通手枪的子弹出射速度，足以对地面上的人畜造成致命伤害。而生活经验告诉我们，雨滴落到我们头上并不会造成严重伤害，所以它落到地面的速度远远小于140m/s 。事实上，因为空气阻力的存在（通常跟雨滴的速度大小成正比），雨滴将有一个收尾速度，它落到地面时做匀速直线运动，速度约为10-20m/s ，不会对地面生物造成致命伤害。 4．用文字描述质点系的动量守恒定律。
解答：当一个质点系所受合外力为零时，系统内各质点间动量可以交换，但系统的总动量保持不变。 5. 如图，一根质量为m 、长l 的刚性杆子竖直悬挂，顶点固定在天花板O 点，杆子可绕O 点自由转动。一个质量也为m 的物块（质点）以水平速度0v 跟杆子的下端碰撞，并粘在一起。在这个碰撞过程中，物体和杆子组成系统的动量是否守恒？角动量是否守恒？并简述理由。 解答：动量不守恒，因为在碰撞瞬间物体和杆子系统在O 点受到很大外力，其产生的冲量不可忽略； 角动量守恒，因为系统所受一切力的对O 点力矩为零，包括上述的巨大外力。 6．当某人在一密闭房间里讲话时，房间外边的人能听到他的声音，却看不到他，请用波的衍射解释这个生活现象。 解：衍射是波的一种基本性质，光波和声波都可以产生衍射；但声波和光波的波长不同，前者为“米”量级，后者为“微纳米”量级；声波的波长可以跟墙壁这个障碍物的尺寸相比拟，它可以绕过墙壁传到室外，而光波的波长远远小于墙壁尺寸，所以衍射很不明显，人们没法透过墙壁看到室内物体。 计算题： 1．（课本习题2.3.1）质量为m 的子弹以速度v 0水平射入沙土中，设子弹所受阻力与速度反向，大小与速度成正比，比例系数为Ｋ，忽略子弹的重力，求： （1）子弹射入沙土后，速度随时间变化的函数式； （2）子弹进入沙土的最大深度。 解：（1）子弹进入沙土后受力为－Ｋv ，由牛顿定律 t m K d d v v =- （2分） ∴ ??=-= -v v v v v v d d ,d d 0t t m K t m K （2分） ∴ m Kt /0e -=v v （2分）
大学物理(西南交大)作业参考答案5
NO.5 电势、导体与※电介质中的静电场 （参考答案） 班级： 学号： 姓名： 成绩： 一 选择题 1．真空中一半径为R 的球面均匀带电Q ，在球心O 处有一带电量为q 的点电荷，如图所示，设无穷远处为电势零点，则在球内离球心O 距离为r 的P 点处的电势为： （A ）r q 04πε； （B ）(041 R Q r q +πε； （C ）r Q q 04πε+； （D ）)(0 41 R q Q r q -+ πε； 参考：电势叠加原理。 [ B ] 2．在带电量为-Q 的点电荷A 的静电场中，将另一 带电量为q 的点电荷B 从a 点移动到b ，a 、b 两点距离点电荷A 的距离分别为r 1和r 2，如图，则移动过程中电场力做功为： （A ）(2 101 1Q --； （B ）(2 101 14r r qQ -πε； （C ） )(2 1 114r r qQ --πε； （D ） ) (4120r r qQ --πε。 参考：电场力做功＝势能的减小量。A=W a -W b ＝q(U a -U b ) 。 [ C ] 3．某电场的电力线分布情况如图所示，一负电荷从M 点移到N 点，有人根据这个图做出以下几点结论，其中哪点是正确的？ （A ）电场强度E M ＜E N ； （B ）电势U M ＜U N ； （C ）电势能W M ＜W N ； （D ）电场力的功A ＞0。 [ C ] 4．一个未带电的空腔导体球壳内半径为R ，在腔内离球心距离为d （d ＜R ）处，固定一电量为+q 的点电荷，用导线把球壳接地后，再把地线撤去，选无穷远处为电势零点，则球心O 处的点势为： （A ）0； （B ）d q 4πε； （C ）-R q 04πε； （D ）)(1 1 40 R d q - πε。 参考：如图，先用高斯定理可知导体内表面电荷为-q ，外表面无电荷（可分析）。虽然内表面电荷分布不均，但到O 点的距离相同，故由电势叠加原理可得。 [ D ] ※5．在半径为R 的球的介质球心处有电荷+Q ，在球面上均匀分布电荷-Q ，则在球内外处的电势分别为： （A ）内r Q πε4+，外r Q 04πε-； （B ）内r Q πε4+，0； 参考：电势叠加原理。注：原题中ε为ε0 （C ）R Q r Q πεπε44-+内 ，0； （D ）0，0 。 [ C ] r 2 (-Q)A b r 1 B a （q ）
大学物理(下)习题(学生用)2
大学物理（第10章上）习题 1．如图所示，真空中一长为L 的均匀带电细直杆，总电荷为q ，试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d 的P 点的电场强度． 解： 2． 用绝缘细线弯成的半圆环，半径为R ，其上均匀地带有正电荷Q ，试求圆心O 点的电场强度． 解： 3． 若匀强电场的场强为E ，其方向平行于半径为R 的半球面的 轴，如图所示．则通过此半球面的电场强度通量Φe 为 (A) E R 2π (B) E R 2 2π (C) E R 2 21π (D) E R 22π (E) 2/2 E R π ［ ］ 4． 有两个电荷都是＋q 的点电荷，相距为2a 半径作一球形高斯面 ． 在球面上取两块相等的小面积S 1和S 2，其位置如图所示． 设通过S 1和S 2的电场强度通量分别为Φ1和Φ2，通 过整个球面的电场强度通量为ΦS ，则 L P
(A) Φ1＞Φ2，ΦS ＝q /ε0． (B) Φ1＜Φ2，ΦS ＝2q /ε0． (C) Φ1＝Φ2，ΦS ＝q /ε0． (D) Φ1＜Φ2，ΦS ＝q /ε0． ［ ］ 5．如图所示，一个电荷为q 的点电荷位于立方体的A 角上，则通过 侧面abcd 的电场强度通量等于： (A) 06εq ． (B) 0 12εq ． (C) 024εq ． (D) 048εq ． ［ ］ 6．根据高斯定理的数学表达式 ⎰ ∑⋅=S q S E 0/d ε 可知下述各种说法中，正确的是： (A) 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强一定为零． (B) 闭合面内的电荷代数和不为零时，闭合面上各点场强一定处处不为零． (C) 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强不一定处处为零． (D) 闭合面上各点场强均为零时，闭合面内一定处处无电荷． ［ ］ 7． 半径为R 的均匀带电球体的静电场中各点的电场强度的大小E 与距球心的距离r 的关系曲线为： ［ ］ 8． 半径为R 的“无限长”均匀带电圆柱面的静电场中各 点的电场强度的大小E 与距轴线的距离r 的关系曲线为： 解：［ ］ 9．（选做）（类似习题8-7）如图，在一电荷体密度为ρ的均匀带电球体中，挖出一个以O ＇ E O r (A) E ∝1/r
大学物理-在线作业_A
大学物理-在线作业_A 最终成绩：75.0 一单项选择题 1. 作匀速圆周运动的物体（）。 切向加速度等于零 速度不变 加速度不变 法向加速度等于零 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答：加速度不变 知识点： 2. 物体不能出现下述哪种情况？（） 曲线运动中，加速度不变，速率也不变 运动中，加速度不变速度时刻变化 运动中，瞬时速率和平均速率恒相等 曲线运动中，加速度越来越大曲率半径总不变 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答：曲线运动中，加速度不变，速率也不变 知识点： 3.
质量相同的物块A、B用轻质弹簧连接后，再用细绳悬吊着，当系统平衡后，突然将细绳剪断，则剪断后瞬间（）。 A、B的加速度均为零 A、B的加速度大小为2g，B的加速度为零 A、B的加速度为零，B的加速度大小为2g A、B的加速度大小均为g 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答： A、B的加速度大小为2g，B的加速度为零 知识点： 4. 作匀变速圆周运动的物体（）。 切向加速度大小不变 法向加速度大小不变 总加速度大小不变 以上说法都不对 本题分值： 5.0 用户得分： 0.0 用户解答：切向加速度大小不变 知识点： 5.
质点作直线运动，加速度为Asin t 。已知t=0时，质点的初状态为=0，= -A, 则该质点的运动方程为（）。 x= -Asin t x= -Acos t x= Asin t x= -Acos t 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答： x= -Asin t 知识点： 6. 关于力的定义，下列说法中正确的是（）。 力是产生速度的原因 力是维持物体运动状态改变的原因 力是维持物体运动的原因 力是维持物体运动速度的原因 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答：力是维持物体运动状态改变的原因 知识点： 7. 质点作变速直线运动时，速度及加速度的关系为（）。 速度减小，速度的变化率一定减小 速度很大，速度一定很大
大学物理作业学生最终版
《大学物理》作业 No.1 运动的描述 班级 ________ 学号 _________ 姓名 _________ 成绩 _______ 一、选择题 1. 一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为v ，瞬时速率为v ，某一段时间内的平均速度为v ，平均速率为v ，它们之间的关系有 [ ] (A) v v v v == , (B) v v v v =≠ , (C) v v v v ≠≠ , (D) v v v v ≠= , 2. 某物体的运动规律为 kt t v -=d d ，式中的k 为大于零的常数。当t ＝0时，初速为0v ，则速度v 与t 的函数关系是 [ ] (A) 02 2 1v kt v += (B) 02 2 1v kt v +- = (C) 0 2121v kt v += (D) 0 21 21v kt v +-= 3. 一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为j bt i at r 2 2+=（其中a 、b 为 常量）则该质点作 [ ] (A) 匀速直线运动 (B) 变速直线运动 (C) 抛物线运动 (D) 一般曲线运动 4.一运动质点在某瞬时位于矢径),(y x r 的端点处，其速度大小为 [ ] (A) t r d d (B) （C ）t r d d ( D) 22)d d ()d d ( t y t x + 二、填空题 t r d d
1. 一质点的运动方程为SI)(62t t x -=，则在t 由0至4 s 的时间间隔内，质点的位移大小为 ，在t 由0到4 s 的时间间隔内质点走过的路程为 。 2. ()()t t r t r ∆+ 与为某质点在不同时刻的位置矢量，试在两个图中分别画出 v v r r ∆∆∆∆、以及、 。 三、计算题 1.（p36 习题1.6）一质点在xy 平面上运动，运动函数84,22-==t y t x （采用国际单位制）。 （1） 求质点运动的轨道方程并画出轨道曲线； （2） 求s t s t 2121==和时，质点的位置、速度和加速度。 2.（p38 习题1.18）当速录为30m/s 的西风正吹时，相对于地面，向东、向西和向北传播的声音速率各是多大？已知声音在空气中传播的速率为344m/s 。
大学物理作业答案
大学物理作业答案 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
班级___ ___学号____ ____姓名____ _____成绩______________ 一、填空题 1. 一旋转齿轮的角加速度=4at 3 -3bt 2 ，式中a 、b 均为恒量，若齿轮具有初角速度为0，则任意时 刻ｔ的角速度 ，转过的角度为 . 2. 质量为m ，半径为R 的均质圆盘，平放在水平桌面上，它与桌面的滑动摩擦系数为，试问圆盘绕中心轴转动所受摩擦力矩为 。 3. 一长为L 质量为m 的均质细杆，两端附着质量分别为m 1和m 2的小球，且m 1>m 2 ，两小球直径 d 1 、d 2都远小于L ，此杆可绕通过中心并垂直于细杆的轴在竖直平面内转动，则它对该轴的转动惯 量为 ， 若将它由水平位置自静止释放，则它在开始时刻的角加速度为多大： 。 4. 质量为m ，半径为r 的均质圆盘，绕通过其中心且与盘垂直的固定轴以角速度匀速转动，则对其转轴来说，它的动量为____________，角动量为__________. 三、计算题： 1. 固定在一起的两个同轴均匀圆柱体可绕其光滑 的水平对称轴OO ’ 转动，设大小圆柱的半径分 别为R 和r ，质量分别为M 和m ，绕在两柱体上的细 绳分 别与物体m 1和物体m 2 相连，m 1和m 2则挂在圆柱体 的两侧，如图所示，设R =，r =，m =4kg ， M =10kg ，m 1=m 2=2kg ，求柱体转动时的角加速度及两侧绳中的张力. 解：设1a ,2a 和β分别为1m ,2m 和柱体的加速度及角加速度，方向如图(如图 b)． 题2-26(a)图 题2-26(b)图 (1) 1m ,2m 和柱体的运动方程如下：2222a m g m T =- ① 1111a m T g m =- ② 12T R T r I α''-= ③ r R O ’ O m 2 m 1
大学物理I-1力学作业
大学物理I-1练习（力学部分，打*题选做） 一．选择题 （每题3分） *1． 5020 有一劲度系数为k 的轻弹簧，原长为l 0 . 下端固定在桌面，当它上端放一托盘平衡时，其长度变为l 1．然后在托盘中放一重物，弹簧长度变为l 2，则由l 1缩短至l 2的过程中，弹性力所作的功为 (A) ?-2 1 d l l x kx ． (B) ? 21 d l l x kx ． (C) ?---201 0d l l l l x kx ． (D) ?--2 1 0d l l l l x kx ． ［ ］ 2．0719 质量为M 的车以速度v 0沿光滑水平地面直线前进，车上的人将一质量为m 的物体相对于车以速度u 竖直上抛，则此时车的速度v 为： (A) -v 0． (B) v 0． (C) (M-m)v 0/M ． (D) (M-m)v 0/m ［ ］ 3．0206 两质量分别为m 1、m 2的小球，用一劲度系数为k 的轻弹簧相连，放在水平光滑桌面上， 如图所示．今以等值反向的力分别作用于两小球，则两小球和弹簧这系统的 (A) 动量不守恒，机械能守恒． (B) 动量不守恒，机械能不守恒. (C) 动量守恒，机械能守恒． (D) 动量守恒，机械能不守恒. ［ ］ 4．5637 质量为m 的质点以速度v 沿一直线运动，当它对该直线上某一点的距离为d 时 , 则它 对此直线上该点的角动量为__________． (A) d m ν (B) 0 (C) ν m (D) d m ν ［ ］ 5. 0717 如图所示，质量为m 的子弹以水平速度0v 射入静止的木 块并陷入木块内，设子弹入射过程中木块M 不反弹，则墙壁 m 1 m 2
大学物理活页作业答案(全套)马文蔚
1.质点运动学单元练习（一）答案 1．B 2．D 3．D 4．B 5．3.0m ；5.0m （提示：首先分析质点的运动规律，在t <2.0s 时质点沿x 轴正方向运动；在t =2.0s 时质点的速率为零；，在t >2.0s 时质点沿x 轴反方向运动；由位移和路程的定义可以求得答案。） 6．135m （提示：质点作变加速运动，可由加速度对时间t 的两次积分求得质点运动方程。） 7．解：（1）)()2(22 SI j t i t r -+= )(21m j i r += )(242m j i r -= )(3212m j i r r r -=-=? )/(32s m j i t r v -=??= （2）)(22SI j t i dt r d v -== )(2SI j dt v d a -== )/(422s m j i v -= )/(222--=s m j a 8．解： t A tdt A adt v t o t o ωω-=ωω-== ?? sin cos 2 t A tdt A A vdt A x t o t o ω=ωω-=+=??cos sin
9．解：（1）设太阳光线对地转动的角速度为ω s rad /1027.73600 *62 /5-?=π= ω s m t h dt ds v /1094.1cos 32 -?=ωω== （2）当旗杆与投影等长时，4/π=ωt h s t 0.31008.144=?=ω π = 10．解： ky y v v t y y v t dv a -==== d d d d d d d -k =y v d v / d y ??+=- =-C v ky v v y ky 2 22 121, d d 已知y =y o ，v =v o 则2 020 2 121ky v C --= )(22 22y y k v v o o -+=
大学物理作业(三)答案
班级___ ___学号____ ____姓名____ _____成绩______________ 一、填空题 1. 一旋转齿轮的角加速度β=4at 3-3bt 2 ，式中a 、b 均为恒量，若齿轮具有初角速度为ω0，则任意时刻ｔ的角速度 ，转过的角度为 . 2. 质量为m ，半径为R 的均质圆盘，平放在水平桌面上，它与桌面的滑动摩擦系数为μ，试问圆盘绕中心轴转动所受摩擦力矩为 。 3. 一长为L 质量为m 的均质细杆，两端附着质量分别为m 1和m 2的小球，且m 1>m 2 ，两小球直径d 1 、d 2都远小于L ，此杆可绕通过中心并垂直于细杆的轴在竖直平面内转动，则它对该轴的转动惯量为 ， 若将它由水平位置自静止释放，则它在开始时刻的角加速度为多大： 。 4. 质量为m ，半径为r 的均质圆盘，绕通过其中心且与盘垂直的固定轴以角速度ω匀速转动，则对其转轴来说，它的动量为____________，角动量为__________. 三、计算题： 1. 固定在一起的两个同轴均匀圆柱体可绕其光滑的水平对称轴OO ’转动，设大小圆柱的半径分别为R 和r ，质量分别为M 和m ，绕在两柱体上的细绳分别与物体m 1和物体m 2 相连，m 1和m 2则挂在圆柱体的两侧，如图所示，设R =0.20m ， r =0.10m ，m =4kg ，M =10kg ，m 1=m 2=2kg ，求柱体转动时的角加速度及两侧绳中的张力. 解：设1a ,2a 和β分别为1m ,2m 和柱体的加速度及角加速度，方向如图(如图b)． 题2-26(a)图 题2-26(b)图 (1) 1m ,2m 和柱体的运动方程如下：2222a m g m T =- ① 1111a m T g m =- ② 12T R T r I α''-= ③ r R O ’ O m 2 m 1
大学物理作业
第4章 真空中的静电场 4－3 一细棒弯成半径为R 的半圆形，均匀分布有电荷q ，求半圆中心O 处的场强。 解：建立如图所示的直角坐标系o-xy ，在半环上任取d l =Rd θ的线元，其上所带的电荷为 dq=λRd θ，dq 在O 点产生的电场强度为 x y dE dE i dE j =+, 由对称分析得 E y =0。 其中22 0044dq Rd dE R R λθ πεπε= = ，则 2 0sin sin 4x x Rd E E dE dE R λθ θθπε====??? 0sin 4d R πλθθπε=?R 02πελ=2022R q επ= 如图，方向沿x 轴正向。 4－8 求半径为R ，带电量为q 的空心球面的电场强度分布。 解： 由于电荷分布具有球对称性，因而它所产生的电场分布也具有球对称性。则可应用高斯定理求解。在带电球内部与外部区域分别作半径为r 的同心球面S 1与S 2为高斯面，则 （1）r R < 12d 40S E r ψπ=?==? E S 得 0=内E (2) r R > 2 20 d 4S q E r ψπε=?== ?E S 2 r e r πε= 外E 0q 4 4－9 如图所示，厚度为d 的“无限大”均匀带电平板，体电荷密度为ρ，求板内外 的电场分布。 解:带电平板均匀带电，产生的电场具有面对称性，因而可以应用高斯定理求解。作一柱形高斯面，其侧面与板面垂直；两底面s 和板面平行,且到板中心平面的距离相等，用x 表示。 x r 习题7－18图
(1) 平板内（2 d x < ） 1 110 2d 2S S x E S ρψε?=?== ?E S 得 10 E x ρ ε= ，方向垂直板面向外。 （2）平板外 （2 d x > ） 2 220 d 2S Sd E S ρψε=?== ?E S 20 2E d ρ ε= ，方向垂直板面向外。 4－16 两个同心球面的半径分别为R 1和R 2,各自带有电荷Q 1和Q 2。求：（1）各区城电势分布，并画出分布曲线；（2）两球面间的电势差为多少？ 解 1、(1) 先应用高斯定理求各区域的电场强度 (a) 1r R < 1 2 1 140S E dS E r π?==? 10E = (b) 12R r R ≤≤ 2 21 220 4S Q E dS E r πε?== ? 122 04r Q E e r πε= (c) 2r R > 3 2 12 330 4S Q Q E dS E r πε+?== ? 12 30 4r Q Q E e πε+= （2）求各区域的电势 (a) 1r R < 12 2 1 2 1 2112 11232 00 44R R R r R R R R Q Q Q V E dr E dr E dr dr dr r πεπε∞ ∞ +=?+?+?=?+????? ?
大连理工大学大学物理作业及答案详解1-22
大连理工大学大学物理作业及答案详解 作业1 （静电场一） 1．关于电场强度定义式，下列说法中哪个是正确的？[ ] A ．场强E 的大小与试探电荷0q 的大小成反比。 B ．对场中某点，试探电荷受力F 与0q 的比值不因0q 而变。 C ．试探电荷受力F 的方向就是场强E 的方向。 D ．若场中某点不放试探电荷0q ，则0F =，从而0 E =。 答案： 【B 】 [解]定义。场强的大小只与产生电场的电荷以及场点有关，与试验电荷无关，A 错；如果试验电荷是负电荷，则试验电荷受的库仑力的方向与电场强度方向相反，C 错；电荷产生的电场强度是一种客观存在的物质，不因试验电荷的有无而改变，D 错；试验电荷所受的库仑力与试验电荷的比值就是电场强度，与试验电荷无关，B 正确。 2．一个质子，在电场力作用下从A 点经C 点运动到B 点，其运动轨迹如图所示，已知质点运动的速率是递增的，下面关于C 点场强方向的四个图示哪个正确？ [ ] 答案： 【D 】 [解]a m E q =，质子带正电且沿曲线作加速运动，有向心加速度和切线加速度。 存在向心加速度，即有向心力，指向运动曲线弯屈的方向，因此质子受到的库仑力有指向曲线弯屈方向的分量，而库仑力与电场强度方向平行（相同或相反），因此A 和B 错；质子沿曲线ACB 运动，而且是加速运动，所以质子受到的库仑力还有一个沿ACB 方向的分量（在C 点是沿右上方），而质子带正电荷，库仑力与电场强度方向相同，所以，C 错，D 正确。 3．带电量均为q +的两个点电荷分别位于X 轴上的a +和a -位置，如图所示，则 Y 轴上各点电场强度的表示式为E = ，场强最大值的位置在y = 。 答案：y a qy 2 3 220)(2+=πε，2/a y ±= [解]21E E += ) (422021y a q E E +==πε 关于y 轴对称：θcos 2,01E E E y x ==
大学物理下册最终版 习题、例题、概念
1一均匀带电的薄圆盘，半径为R 面电荷密度为σ，求圆盘轴线上任一点的场强。 解 ： 分为若干圆环积分。(11-4) x2rdr 当R>>0时, 2一半径为 r 0的半球形电极埋在大地里，大地视为均匀的导电介质，其电导率为 γ，求接地电阻。若通有电流I ，求半径为 r 1、r 2，两个球面的电压。(12-5) 解：将大地分为一层层的薄半球壳 3计算真空中均匀带电球体的静电能。设球的半径为R ，带电量为Q 。(13-6) 解：根据高斯定理计算距球心r 处的电场 则带电球体的电场能量为： 4有一单缝，宽mm a 10.0=，在缝后放一焦距为cm 50的会聚透镜。用平行 绿光（ nm 0.546=λ）垂直照射单缝，试求位于透镜焦平面处的屏幕上的 中央明条纹及第二级明纹宽度。（19-1） 解：中央明纹的宽度为f na x λ 2 =? 空气中，1=n ，所以 3 3101046.51010.01054605.02---?=????=?x m 第二级明纹的宽度m f na x 31073.2-?== ?λ =E ? R 0o πε412 /322)(r x +] 1[22 2 R x x o +-=εσ o E εσ = 22 d 1 d 22r r r R R r r γπγπ∞ ∞ ===?? 2112212d 111 ()22r r r R r r r γπ γπ==-? 121212 11()2I V V IR r r γπ-==-???????≥<=R r r Q R r R Qr E 203 044πεπεdV E W V e 2 021ε?=dr r r Q dr r R Qr R R 2 2 2 2 3 4)2 4(24)4(2ππεεππεε??∞ +=R Q R Q R Q 02 02 02 203840πεπεπε= +=
大学物理第四版课后习题答案
大学物理第四版课后习题答案 大学物理第四版课后习题答案 大学物理是一门广受学生喜爱的学科，它涵盖了众多的知识点和概念，需要学生付出大量的努力来掌握。而课后习题则是检验学生对所学知识的理解和掌握程度的重要方式之一。然而，对于大多数学生来说，完成课后习题往往是一项具有挑战性的任务。因此，有一本完整的课后习题答案对学生来说无疑是非常有帮助的。 在大学物理第四版中，课后习题是根据每一章节的内容设计的。这些习题旨在帮助学生巩固所学的知识，并提供一些实际应用的练习。然而，由于习题的难度和复杂性不同，学生在解答时可能会遇到一些困难。因此，拥有一本详细的习题答案可以帮助他们更好地理解和解决问题。 对于大学物理第四版的课后习题，以下是一些可能的答案和解决方法： 1. 机械振动和波动 习题：一个质点以振幅为0.2m的简谐运动在频率为5Hz的弹簧上进行，求其最大速度和最大加速度。 答案：根据简谐运动的公式，最大速度v_max = Aω，其中A为振幅，ω为角频率。最大加速度a_max = Aω²。代入数据，可得到v_max = 0.2m × 2π × 5Hz ≈ 6.28m/s，a_max = 0.2m × (2π × 5Hz)² ≈ 62.8m/s²。 2. 电磁场和电磁波 习题：一个半径为0.1m的圆形线圈中通有电流，求该线圈在中心处产生的磁场强度。 答案：根据安培环路定理，磁场强度B = μ₀I/(2πr)，其中μ₀为真空中的磁导
率，I为电流，r为距离。代入数据，可得到B = (4π × 10⁻⁷T·m/A) × I/(2π × 0.1m) ≈ 2 × 10⁻⁵T。 3. 热力学 习题：一个理想气体从初始状态（P₁，V₁，T₁）经历了一个等温过程，最 终达到状态（P₂，V₂，T₁），求气体对外做功。 答案：由于等温过程中气体的温度保持不变，根据理想气体状态方程PV = nRT，可得到P₁V₁ = P₂V₂。气体对外做功W = ∫PdV = ∫(P₁V₁/V)dV = P₁V₁ln(V₂/V₁)。 4. 光学 习题：一束光从真空中以45°角射入介质，如果介质的折射率为1.5，求光束在 介质中的折射角。 答案：根据斯涅尔定律，光的折射角θ₂满足n₁sinθ₁ = n₂s inθ₂，其中 n₁和n₂分别为真空和介质的折射率，θ₁为入射角。代入数据，可得到 sinθ₂ = (n₁/n₂)sinθ₁ = (1/1.5)sin45° ≈ 0.47，因此θ₂ ≈ 28.1°。 通过以上几个例子，我们可以看到，大学物理第四版的课后习题答案提供了对 学生解答问题的指导和参考。这些答案不仅仅是简单的结果，还包括了解题的 思路和方法。对于学生来说，这些答案可以帮助他们更好地理解物理概念和原理，并提供解决问题的思路。 然而，作为学生，我们也要注意，在查看课后习题答案时，不能简单地照搬答案，而是应该通过思考和理解来解答问题。只有通过自己的思考和探索，才能 真正掌握物理知识，并在实际问题中灵活运用。 总之，大学物理第四版课后习题答案是学生学习物理的重要辅助工具。它们为
《大学物理》活页作业及答案(全套)
1.质点运动学单元练习（一）答案 1．B 2．D 3．D 4．B 5．3.0m ；5.0m （提示：首先分析质点的运动规律，在t <2.0s 时质点沿x 轴正方向运动；在t =2.0s 时质点的速率为零；，在t >2.0s 时质点沿x 轴反方向运动；由位移和路程的定义可以求得答案。） 6．135m （提示：质点作变加速运动，可由加速度对时间t 的两次积分求得质点运动方程。） 7．解：（1）)()2(22 SI j t i t r -+= )(21m j i r += )(242m j i r -= )(3212m j i r r r -=-=∆ )/(32s m j i t r v -=∆∆= （2）)(22SI j t i dt r d v -== )(2SI j dt v d a -== )/(422s m j i v -= )/(222--=s m j a 8．解： t A tdt A adt v t o t o ωω-=ωω-== ⎰⎰ sin cos 2 t A tdt A A vdt A x t o t o ω=ωω-=+=⎰⎰cos sin
9．解：（1）设太阳光线对地转动的角速度为ω s rad /1027.73600 *62 /5-⨯=π= ω s m t h dt ds v /1094.1cos 32 -⨯=ωω== （2）当旗杆与投影等长时，4/π=ωt h s t 0.31008.144=⨯=ω π = 10．解： ky y v v t y y v t dv a -==== d d d d d d d -k =y v d v / d y ⎰⎰+=- =-C v ky v v y ky 2 22 121, d d 已知y =y o ，v =v o 则2 020 2 121ky v C --= )(22 22y y k v v o o -+= ωt h s
大学物理7章作业
第七章机械波 一。选择题 1。机械波的表示式为（SI）,则 (A）其振幅为3m（B）其波速为10m/s （C）其周期为1/3s (D）波沿x轴正向传播 2。一平面简谐波沿x轴正向传播，时波形图如图示， 此时处质点的相位为 (A) 0 （B) π (C）π/2 （D） - π/2 3. 频率为100Hz、波速为300m/s的简谐波，在传播方向上有两点同一时刻振动相位差为π/3，则这两点相距 （A) 2m（B）21。9m （C) 0.5m（D）28。6m 4。一平面简谐波在介质中传播，某瞬时介质中某质元正处于平衡位置,此时它的能量为 (A) 动能最大，势能为零 (B）动能为零，势能最大 (C) 动能为零，势能为零（D）动能最大，势能最大 5. 一平面简谐波在弹性介质中传播，下述各结论哪个是正确的？ （A）介质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小,总机械能守恒 (B) 介质质元的振动动能和弹性势能做周期性变化，但二者的相位不相同 (C) 介质质元的振动动能和弹性势的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不相等 (D）介质质元在其平衡位置处弹性势能最大 6。两相干波源S1、S2发出的两列波长为λ的同相位波列在P点相遇，S1到P点的距离是r1，S2到P点的距离是r2，则P点干涉极大的条件是 (A) （B) （C） (D）
7. 两相干波源S1和S2相距λ/4（λ为波长），S1的相位比S2的相位超前,在S1、S2连线上，S1外侧各点（例如P点）两波干涉叠加的结果是 (A) 干涉极大 (B) 干涉极小 （C）有些点干涉极大,有些点干涉极小 (D)无法确定 8。在波长为λ的驻波中,任意两个相邻波节之间的距离为 （A) λ (B) 3λ/4 （C) λ/2（D）λ/4 二。填空题 9。一声波在空气中的波长是0.25m，传播速度时340m/s，当它进入另一种介质时，波长变成了0。37m，则它在该介质中的传播速度为__________________。 10. 平面简谐波沿x轴正向传播，波动方程为，则处质点的振动方程为_________________,处质点与处质点振动的相位差为_______。 11. 简谐波沿x轴正向传播，传播速度为5m/s ,原点O振动方程为（SI），则处质点的振动方程为_____________________。 12。一平面简谐波周期为2s,波速为10m/s，A、B是同一传播方向上的两点，间距为5m，则A、B两点的相位差为_______________. 13。S1、S2是两个相干波源,已知S1初相位为，若使S1S2连线中垂线上各点均干涉相消，S2的初相位为_______________。 14。如图，波源S1、S2发出的波在P点相遇，若P点的合振 幅总是极大值，则波源S1的相位比S2的相位领先 _____________________。 三。计算题
大学物理-作业与答案
《大学物理》课后作业题 专业班级： 姓名： 学号： 作业要求：题目可打印，答案要求手写，该课程考试时交作业。 第一章 质点力学 1、质点的运动函数为： 5 4;22 +==t y t x ， 式中的量均采用SI 单位制。求：（1）质点运动的轨道方程；（2）s 11=t 和s 22=t 时，质点的位置、速度和加速度。 1、用消元法 t=x/2 轨迹方程为 y=x²+5 2、运动的合成 x 方向上的速度为x'=2， y 方向上的速度为y'=8t+5 将t 带入分别求出x 和y 方向上的速度 然后合成 x 方向上的加速度为x''=0 y 方向上的加速度为y''=8 所以加速度为8 2、如图所示，把质量为m 的小球悬挂在以恒加速度水平运动的小车上，悬线与竖直方向的夹角为θ，求小车的加速度和绳的张力。 绳子的拉力F ，将其水平和竖直正交分解为 Fsinα 和 Fcosα 竖直：F cosα=mg 水平：Fsinα=ma a=gtanα 方向水平向右 3、一质量为0.10kg 的质点由静止开始运动，运动函数为j i 23 53 += t r （SI 单位） 求在t=0到t=2s 时间内，作用在该质点上的合力所做的功。 质点的速度就是 V ＝dr / dt ＝5* t^2 i ＋0 j 即质点是做直线运动，在 t ＝0时速度为V0＝0；在 t ＝2秒时，速度为 V1＝5*2^2＝20 m/s 由动能定理得所求合力做的功是 W 合＝（m*V1^2 / 2）－（m*V0^2 / 2）＝m*V1^2 / 2＝0.1*20^2 / 2＝20 焦耳
第二章 刚体力学 1、在图示系统中，滑轮可视为半径为R 、质量为m 0 的匀质圆盘。设绳与滑轮之间无滑动，水平面光滑，并且m 1=50kg ，m 2=200kg ，m 0=15kg ，R=0.10m ，求物体的加速度及绳中的张力。 解 将体系隔离为1m ，0m ，2m 三个部分，对1 m 和2m 分别列牛顿方程，有 因滑轮与绳子间无滑动，则有运动学条件 联立求解由以上四式，可得 由此得物体的加速度和绳中的张力为 第四章 静止电荷的电场 1、如图所示：一半径为R 的半圆环上均匀分布电荷Q （>0）,求环心处的电场强度。 解：由上述分析，点O 的电场强度 由几何关系θd d R l =，统一积分变量后，有 方向沿y 轴负方向。 2、如图所示：有三个点电荷Q 1，Q 2，Q 3沿一条直线等间距分布，已知其中任一点电荷所受合力均为零，且Q 1=Q 3=Q 。求在固定Q 1，Q 3的情况下，将Q 2从O 点移动到无穷远处外力所做的功。 第五章 静电场中的导体和电介质 1、如图所示，一个接地导体球，半径为 R ，原来不带电，今将一点电荷q 放在球外距离球心r 的地方，求球上感生电荷总量 解：因为导体球接地，故其电势为零， m 2 T 1
大学物理作业
大 学 物 理 作 业 班级： 学号： 姓名： 成绩： 第一章 质点的运动规律 一 选择题 1．质点作曲线运动，若r 表示位矢，s 表示路程，v 表示速度，τa 表示切向加速度，则下列四组表达式中正确的是 [ ] A 、 =dt v d a τ, v dt r d = B 、τa dt v d = ， v dt r d = C 、v dt ds =， τa dt v d = D 、v dt r d = ， τa dt v d = 2．质点作直线运动，其运动学方程为2 6t t x -=（SI ）。在s t 1=到s t 4=的时间 内，质点的位移和路程分别为 [ ] A 、3m ，3m ； B 、9m ，10m ； C 、9m ，8m ； D 、3m ，5m 3．某质点的运动方程为3356(m)x t t =-+则该质点作 [ ] A 、匀加速直线运动，加速度沿x 轴正方向 B 、匀加速直线运动，加速度沿x 轴负方向 C 、变加速直线运动，加速度沿x 轴正方向 D 、变加速直线运动，加速度沿x 轴负方向 4．质点以速度24t v +=（SI ）作直线运动，沿质点运动直线作ox 轴，并已知s t 3=时，质点位于m x 9=处，则该质点的运动学方程为 [ ] A 、t x 2=； B 、2 2 14t t x += ； C 、123143-+ =t t x ； D 、123 1 43++=t t x 5．某物体的运动规律为t kv dt dv 2 -=，式中的k 为大于零的常量。当0=t 时， 初速度为0v ，则速度v 与时间t 的函数关系为 [ ] A 、0221v kt v += B 、022 1 v kt v +-= C 、021 21v kt v += D 、0 2121v kt v +-=