华中科技大学大学物理习题解答
大学物理(华中科技版)第11章习题解答
第11章习题答案11-1 无限长直线电流的磁感应强度公式为B ＝μ0I2πa ，当场点无限接近于导线时(即a →0)，磁感应强度B →∞，这个结论正确吗？如何解释？ 答：结论不正确。
公式aIB πμ20=只对理想线电流适用，忽略了导线粗细，当a →0， 导线的尺寸不能忽略，电流就不能称为线电流，此公式不适用。
11-2 如图所示，过一个圆形电流I 附近的P 点，作一个同心共面圆形环路L ，由于电流分布的轴对称，L 上各点的B 大小相等，应用安培环路定理，可得∮L B ·d l ＝0，是否可由此得出结论，L 上各点的B 均为零？为什么？ 答：L 上各点的B 不为零. 由安培环路定理∑⎰=⋅ii I l d B 0μ得 0=⋅⎰l d B，说明圆形环路L 内的电流代数和为零，并不是说圆形环路L 上B 一定为零。
10-3 设题10-3图中两导线中的电流均为8A ，对图示的三条闭合曲线a ,b ,c ，分别写出安培环路定理等式右边电流的代数和．并讨论：(1)在各条闭合曲线上，各点的磁感应强度B的大小是否相等? (2)在闭合曲线c 上各点的B是否为零?为什么? 解： ⎰μ=⋅al B 08d⎰μ=⋅bal B 08d⎰=⋅cl B 0d(1)在各条闭合曲线上，各点B的大小不相等．(2)在闭合曲线C 上各点B 不为零．只是B的环路积分为零而非每点0=B ．11-4 把一根柔软的螺旋形弹簧挂起来，使它的下端和盛在杯里的水银刚好接触，形成串联电路，再把它们接到直流电源上通以电流，如图所示，问弹簧会发生什么现象？怎样解释？习题11-2图答：弹簧会作机械振动。
当弹簧通电后，弹簧内的线圈电流可看成是同向平行的，而同向平行电流会互相吸引，因此弹簧被压缩，下端会离开水银而电流被断开，磁力消失，而弹簧会伸长，于是电源又接通，弹簧通电以后又被压缩……，这样不断重复，弹簧不停振动11-5 如图所示为两根垂直于xy 平面放置的导线俯视图，它们各载有大小为I 但方向相反的电流.求：(1)x 轴上任意一点的磁感应强度；(2)x 为何值时，B 值最大，并给出最大值B max .解：(1) 利用安培环路定理可求得1导线在P 点产生的磁感强度的大小为：rIB π=201μ2/1220)(12x dI +⋅π=μ2导线在P 点产生的磁感强度的大小为： r IB π=202μ2/1220)(12x d I+⋅π=μ1B 、2B的方向如图所示．P 点总场θθcos cos 2121B B B B B x x x +=+= 021=+=y y y B B B )()(220x dId x B +π=μ，i x dId x B)()(220+π=μ(2) 当0d )(d =xx B ，0d )(d 22=<xx B 时，B (x )最大．由此可得：x = 0处，B 有最大值．11-6 如图所示被折成钝角的长直载流导线中，通有电流I ＝20 A ，θ＝120°，a ＝2.0 mm ，求A 点的磁感应强度. 解：载流直导线的磁场)sin (sin 4120ββπμ-=dIBA 点的磁感应强度)))90sin(90(sin sin 40000θθπμ--+=a IB习题10-6图y习题10-7图dPr B 1B 2xy 12oxddθ θ)5.01(2/3100.2201037+⨯⨯⨯=--B =1.73⨯10-3T方向垂直纸面向外。
华中科技大学物理期末真题
大学物理卷目录目录大学物理卷A (2)大学物理卷A 参考答案 (6)大学物理卷B (9)大学物理卷B 答案 (15)大学物理卷C (18)大学物理卷C 答案 (25)大学物理卷D (28)大学物理卷D 答案 (34)1人人都是学霸 Everyone can be2人人都是学霸 Everyone can be大学物理卷 A1、（10 分）无限长均匀带电圆柱面，半径为 R ，单位长度带电量为+λ。
试求圆柱面内外电场强度和电势分布。
（注：选取带电圆柱面轴线的电势为零）第 1 题图2、（10 分）长度为 L 的带电直线，单位长度带电量为+λ。
试计算沿直线距离直线端点为 L 处 a 点的电场强度和电势。
LLa第 2 题图3人人都是学霸 Everyone can be3、（20 分）密绕直螺线管半径为 R ，长度为 L ，线圈匝数为 N ，管内充满相对磁导率为μr 的均匀磁介质。
螺线管线圈通过的电流为 I 。
忽 略螺线管的边缘效应，试计算其中的磁感应强度、磁通量，螺线管的 自感系数和磁场能量。
4、（20 分）平行板电容器的极板面积为 S ，两极板距离为 d ，极板上带电量 Q 。
现将面积为 S ，厚度为 d ，相对介电常数为εr 的均匀电介质 完全放进电容器中，试计算（1）放进电介质前后电容器极板间的电 场强度，电压；（2）放进电介质前后电容器的电容；（3）放进电介质 前后电容器储存的能量。
4人人都是学霸 Everyone can be5、（10 分）如图所示，一无限长直导线通有电流 I 。
有一直导线长度为 L 与无限长直导线平行。
该直导线以速度 v 离开无限长直导线。
试求当直导线离无限长直导线距离为 d 时，导线的动生电动势，并判 断 a 、b 哪点电势高。
avb第 5 题图6、（15 分）平行板电容器极板半径为 R ，两极板距离为 d ，极板间介质为空气，极板上的电量为 Q 。
（1）计算极板间的电位移矢量；（2）若极板上的电荷随时间改变，dQ/dt=a ，计算位移电流密度；（3）在上 述电荷变化的情况下，计算电容器中的磁感应强度分布。
华中科技大学大学物理2014-2015期末考试
一.
1.CVx=X’=4 Vy=y’=6t-6而速度大小 ，可知当t=6s时候，v有最小值
相应的x=6m y=2m
2.A L=Jw=ml2w=mlv由万有引力公式可知 L=mRv=
3.B按照题目条件:由动量守恒和角动量守恒
解得M=3m,选B
4.C由泊肃叶公式
故Q’=1/8Q选C
5.A由相对论公式
其中v=0.8c带入得
三
1.将一质点沿半径为r的光滑半球形碗的内表面切线方向水平投射，碗保持静止，设 是质点恰好到达碗口时所需的初始速率，试求 与 之间的函数表达式， 是用角度表示的质点的初始位置。
2.人体内与静电有关的现象被称为生物电。例如某种人体细胞(球形)的细胞壁内外侧带有等量异号电荷。设细胞壁的厚度 ，内表面的正电荷面密度大小为 ，若细胞壁物质的相对介电常数 。求：
7.质量为M的匀质圆盘，可绕通过盘心并垂直于盘的固定光滑轴转动，绕过盘的边缘，挂有质量为m，长为l的匀质柔软绳索，如图，设绳子不能伸长且与圆盘无相对滑动，则当圆盘两侧的绳长之差为s时，绳子的加速度大小为_________.
第7题图第八题图
8.如图所示，在垂直纸面向外的均匀磁场B中，一段长度为L的导体细棒绕端点O在纸面内匀角速度转动，角速度为 ，则任意时刻导体棒上的动生电动势大小为______.方向是________.
3.汾丘里流量计如图所示，设管子粗细两处的截面积为S1和S2，当有理想流体在其中稳定流动时，两竖直管内液面高度差为h,由此测出管内流体的流量为_______.
4.一列火车静止长度为L,以速度v=0.6c相对于地面匀速向前行驶，地面上的观察者发现有两个闪电同时击中火车的前后两端。而火车上的观察者测得闪电击中火车前后两端的前后间隔并不相同，其时间间隔为_______.且应该是先击中_______.
(完整版)大学物理课后习题答案详解
r r r r r r rr、⎰ dt⎰0 dx = ⎰ v e⎰v v1122v v d tv v d tvg 2 g h d tdt [v 2 + ( g t ) 2 ] 12 (v 2 + 2 g h ) 12第一章质点运动学1、(习题 1.1)：一质点在 xOy 平面内运动，运动函数为 x = 2 t, y = 4 t 2 - 8 。
（1）求质点 的轨道方程；（2）求 t = 1 s 和 t = 2 s 时质点的位置、速度和加速度。
解：（1）由 x=2t 得，y=4t 2-8可得： r y=x 2-8r 即轨道曲线（2）质点的位置 ： r = 2ti + (4t 2 - 8) jr r rr r 由 v = d r / d t 则速度： v = 2i + 8tjr r rr 由 a = d v / d t 则加速度： a = 8 jrr r r r r r r 则当 t=1s 时，有 r = 2i - 4 j , v = 2i + 8 j , a = 8 j r当 t=2s 时，有r = 4i + 8 j , v = 2i +16 j , a = 8 j 2 （习题 1.2）： 质点沿 x 在轴正向运动，加速度 a = -kv ， k 为常数．设从原点出发时速度为 v ，求运动方程 x = x(t ) .解：dv = -kvdt v1 v 0 vd v = ⎰ t - k dt 0v = v e - k tdx x= v e -k t0 t0 -k t d t x = v0 (1 - e -k t )k3、一质点沿 x 轴运动，其加速度为 a = 4 t (SI)，已知 t = 0 时，质点位于 x 0=10 m 处，初速 度 v 0 = 0．试求其位置和时间的关系式．解：a = d v /d t = 4 td v = 4 t d tv 0d v = ⎰t 4t d t v = 2 t 2v = d x /d t = 2 t 2⎰x d x = ⎰t 2t 2 d t x = 2 t 3 /3+10 (SI)x4、一质量为 m 的小球在高度 h 处以初速度 v 水平抛出，求：（1）小球的运动方程；（2）小球在落地之前的轨迹方程； d r d v d v （3）落地前瞬时小球的 ，，.d td td t解：（1）x = v t式（1）v v v y = h - gt 2 式（2）r (t ) = v t i + (h - gt 2 ) j0 （2）联立式（1）、式（2）得y = h -vd r（3） = v i - gt j而落地所用时间t =0 gx 22v 22hgvd r所以 = v i - 2gh jvd vdv g 2t= - g j v = v 2 + v 2 = v 2 + (-gt) 2= =x y 0 0vv v d rv d v 2） v = [(2t )2+ 4] 2 = 2(t 2+ 1)2t t 2 + 1, V a = a - a = m + M m + Mvg gvv v 5、 已知质点位矢随时间变化的函数形式为 r = t 2i + 2tj ，式中 r 的单位为 m ， 的单位为 s .求：（1）任一时刻的速度和加速度；（2）任一时刻的切向加速度和法向加速度。
大物习题册答案上册华中科技大学
4-T2．解：已知 SA=10 cm2，SB=8 cm2，SC=6 cm2，vA=100 cm/s=1.00 m/s ，vC=50 cm/s =0.50 m/s
（1） 根据连续性方程知：SAvA= SBvB+SCvC
vB
SAvA SC vC SB
0.875 （m/s）
（2） 根据伯努利方程知：
管流出硫酸的质量 m 6.54 104 kg，试求此硫酸的黏度？
4-T6．解：已知硫酸密度 1.9 103 kg/m3。水平细管在液面下 H=5 cm 深处，细管半
径 R=0.05 cm、长 L=10 cm，水平细管两端的压强差为
p p0 gh p0 gh 1.9 103 9.8 0.05(Pa) 931(Pa)
1-T1:
习题解答 1
使用习题册的已知条件：（1）0.003(s);（2）0.9(N.S);（3）0.003(kg)。
2T9:
2-T12: C
2T14:
3T3:
v mgt /(m M / 2)
3T5:
3T8: 3T9:
4-T1（6）．假设水在不均匀的水平管道中作稳定流动。已知出口处截面积是管中最细处截 面积的 3 倍，出口处的流速为 2.0 m/s，求最细处的流速和压强各为多少？若在最细处开一 小孔，请判断水是否能够流出来？ 4-T1．解：已知 h1= h2，S2=3S1，v2=2.0 m/s ，p2= p0，根据连续性方程和伯努利方程知：
A、B 两处：
1 2
v 2A
ghA
pA
1 2
vB2
ghB
pB
A、C 两处：
物理教学课件（华中科技大学）振动与波作业解答1601
短时间；（4）在x =－12cm处小球的速度与加速度；（5） t
=4s时的Ek、 Ep及系统的总能量。
解:
作t＝0时的旋转矢量图，得初相：ϕ
=
π
3
振动方程为：x = 0.24cos(π t + π ) m
23
(1) x = −6.20×10−2 m
ω
ωt
o
x
(2) F = −mω 2 x = 1.53×10−3 N
(2) ∆ϕ = ω∆t = 50 rad
11-8.质量为10g的小球作谐振动，其A=0.24m，ν =0.25 Hz。当
t =0 时，初位移为1.2×10－1m，并向着平衡位置运动。求：
（1） t =0.5s时，小球的位置；（2） t =0.5s时，小球所受的
力的大小与方向；（3）从起始位置到 x =－12cm处所需的最
= 10 rad/s
l
O′
O
x
hAM
v01
B
（2）写出它们共同作简谐振动的位移表示式
以A与B相碰时为t=0时刻，则起始位置为
x0 = OO′ − l
=
mg k
=
2 cm
与A碰前，B做上抛运动，碰时B的速度为：
vB = v021 − 2gh = 2 m/s
A与B碰撞，动量守恒，碰后共同速度为：
v0
=
（3）求弹簧所受的最大拉力 弹簧最大形变： OO′ + A Fmax = k(OO′ + A) = 72.4 N
11-4. 一定滑轮的半径为R，转动惯量为J，其上挂一轻绳，绳 的一端系一质量为m的物体，另一端与一固定的轻弹簧相连。 设弹簧的劲度系数为k，绳与滑轮间无滑动，且忽略定滑轮转 轴上的阻力矩及空气阻力。现将物体m从平衡位置拉下一微小 距离后放手，证明物体做简谐振动，并求出其角频率。
华中科技大学大学物理题库06_光学习题答案
P S 1 S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 1 一、选择题1．3165：在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中(A) 传播的路程相等，走过的光程相等(B) 传播的路程相等，走过的光程不相等(C) 传播的路程不相等，走过的光程相等(D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等 ［ ］2．3611：如图，S 1、S 2是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为r 1和r 2。
路径S 1P垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 (A) (B)(C) (D)［ ］3．3664：如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且n 1＜n 2＞n 3，λ1为入射光在折射率为n 1 的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为(A) 2πn 2e / ( n 1 λ1) (B)[4πn 1e / ( n 2 λ1)] + π(C) [4πn 2e / ( n 1 λ1) ]+ π (D) 4πn 2e / ( n 1 λ1) ［ ］4．3169蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则：(A) 干涉条纹的宽度将发生改变 (B) 产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹(C) 干涉条纹的亮度将发生改变 (D) 不产生干涉条纹［ ］5．3171：在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的。
若其中一缝的宽度略变窄(缝中心位置不变)，则(A) 干涉条纹的间距变宽 (B) 干涉条纹的间距变窄(C) 干涉条纹的间距不变，但原极小处的强度不再为零 (D) 不再发生干涉现象［ ］6．3172：在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是(A) 使屏靠近双缝 (B) 使两缝的间距变小 (C) 把两个缝的宽度稍微调窄(D) 改用波长较小的单色光源 ［ ］7．3498：在双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5 λ，则屏上原来的明纹处 (A) 仍为明条纹 (B) 变为暗条纹 (C) 既非明纹也非暗纹； (D) 无法确定是明纹，还是暗纹 ［ ］ 8．3612：在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离 相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O 处。
大学物理(华中科技版)第3章习题答案
习题答案3-1 运动员手持铁饼转动1.25圈后松手,此刻铁饼的速度值达到v=25m/s 。
设转动时铁饼沿半径为R=1.0m 的圆周运动并且均匀加速。
求：（1）铁饼离手时的角速度；（2）铁饼的角加速度；（3）铁饼在手中加速的时间（视铁饼为质点）.解:(1)铁饼离手时的角速度为s rad R v /250.1/25/===ω（2）铁饼的角加速度为222/8.3925.122252s rad =⨯⨯==πθωα （3）铁饼在手中加速的时间为s t 628.02525.1222=⨯⨯==πωθ3-2 汽车发动机的转速在7.0s 内由2000r/min 均匀增加到3000r/min 。
求 （1）角加速度；（2）这段时间转过的角度；（3）发动机轴上半径为0.2m 的飞轮边缘上的一点在第 7.0s 末的加速度。
解：（1）初角速度为s rad /20960/20020=⨯=πω末角速度为s rad /31460/30002=⨯=πω 角加速度为20/150.7209314s rad t =-=-=ωωβ （2）转过的角度为rad t 301083.1723142092⨯=⨯+=+=ωωθ （3）切向加速度为2/32.015s m R a t =⨯==α法向加速度为2422/1097.12.0314s m R a n ⨯=⨯==ω 总加速度为2422/1097.1s m a a a nt ⨯=+= 总加速度与切向的夹角为998931097.1arctan arctan 4'=⨯==︒t n a a θ 3-3 一飞轮以等角加速度2 rad /s 2转动，在某时刻以后的5s 内飞轮转过了100 rad ．若此飞轮是由静止开始转动的，问在上述的某时刻以前飞轮转动了多少时间？解：设某时刻后的角速度为1ω，某时刻前飞轮转动了t 秒。
某时刻后't s 内飞轮转过θ∆。
则有3-4 一个哑铃由两个质量为m ，半径为R 的铁球和中间一根长为l 连杆组成，如图所示。