华侨大学 大学物理作业本答案

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大学物理第一学期练习册答案概要

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练习一 质点运动学一、选择题1.【 A 】2. 【 D 】3. 【 D 】4.【 C 】 二、填空题1. (1) 物体的速度与时间的函数关系为cos dyv A t dt ωω==; (2) 物体的速度与坐标的函数关系为222()vy A ω+=.2. 走过的路程是m 34π; 这段时间平均速度大小为:s /m 40033π;方向是与X 正方向夹角3πα=3.在第3秒至第6秒间速度与加速度同方向。

4.则其速度与时间的关系v=32031Ct dt Ct v v t==-⎰, 运动方程为x=400121Ct t v x x +=-. 三、计算题1. 已知一质点的运动方程为t ,r ,j )t 2(i t 2r 2ϖϖϖϖ-+=分别以m 和s 为单位,求:(1) 质点的轨迹方程,并作图;(2) t=0s 和t=2s 时刻的位置矢量;(3) t=0s 到t=2s 质点的位移?v ,?r ==ϖϖ∆(1)轨迹方程:08y 4x 2=-+; (2) j 2r 0ϖϖ=,j 2i 4r 2ϖϖϖ-=(3) j 4i 4r r r 02ϖϖϖϖϖ-=-=∆,j 2i 2tr v ϖϖϖϖ-==∆∆2. 湖中一小船,岸边有人用绳子跨过高出水面h 的滑轮拉船,如图5所示。

如用速度V 0收绳,计算船行至离岸边x 处时的速度和加速度。

选取如图5所示的坐标,任一时刻小船满足:222h x l +=,两边对时间微分dt dx x dt dl l=,dt dl V 0-=,dtdxV = 022V xh x V +-=方向沿着X 轴的负方向。

5图方程两边对时间微分:xa V V 220+=,xV V a 220-=3220xh V a -=,方向沿着X 轴的负方向。

3. 质点沿X 轴运动,其加速度和位置的关系是)SI (x 62a 2+=。

如质点在x=0处的速度为1s m 10-⋅,求质点在任意坐标x 处的速度。

由速度和加速度的关系式:dt dv a =,dxdv v dt dx dx dv a == vdv adx =,vdv dx )x 62(2=+,两边积分,并利用初始条件:0x =,10s m 10v -⋅=vdv dx )x 62(v102x⎰⎰=+,得到质点在任意坐标x 处的速度:25x x 2v 3++=练习二 曲线运动和相对运动一、 选择题1. 【 B 】2.【 D 】3. 【 C 】4.【 B 】 二、填空题其速度j t 5cos 50i t 5sin 50v ϖϖϖ+-=;其切向加速度0a =τ;该质点运动轨迹是100y x 22=+。

华侨大学 大学物理作业本(下)答案

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大学物理作业本(下)姓名班级学号江西财经大学电子学院2005年10月第九章 稳恒磁场练 习 一1. 已知磁感应强度为20.2-⋅=m Wb B 的均匀磁场,方向沿x 轴正方向,如图所示。

求:(1) 通过图中abcd 面的磁通量;(2) 通过图中befc 面的磁通量;(3) 通过图中aefd 面的磁通量。

2. 如图所示,在被折成钝角的长直导线通中有20安培的电流。

求A 点的磁感应强度。

设a=2.0cm , 120=α。

3.有一宽为a的无限长薄金属片,自下而上通有电流I,如图所示,求图中P点处的磁感应强度B。

4.半径为R的圆环,均匀带电,单位长度所带的电量为 ,以每秒n转绕通过环心并与环面垂直的轴作等速转动。

求:(1)环心的磁感应强度;(2)在轴线上距环心为x处的任一点P的磁感应强度。

练习二1.一载有电流I的圆线圈,半径为R,匝数为N。

求轴线上离圆心x处的磁感应强度B,取R=12cm,I=15A,N=50,计算x=0cm,x=5.0cm, x=15cm各点处的B值;2.在一半径R=1.0cm的无限长半圆柱形金属薄片中,自上而下通有电流I=5.0A,如图所示。

求圆柱轴线上任一点P处的磁感应强度。

3.如图所示,两无限大平行平面上都有均匀分布的电流,设其单位宽度上的电流分别为1i 和2i ,且方向相同。

求:(1) 两平面之间任一点的磁感应强度;(2) 两平面之外任一点的磁感应强度;(3) i i i ==21时,结果又如何?4.10A 的电流均匀地流过一根长直铜导线。

在导线内部做一平面S ,一边为轴线,另一边在导线外壁上,长度为1m ,如图所示。

计算通过此平面的磁通量。

(铜材料本身对磁场分布无影响)。

练习三1.半径为R 的薄圆盘上均匀带电,总电量为q ,令此盘绕通过盘心且垂直盘面的轴线匀速转动,角速度为ω,求轴线上距盘心x 处的磁感应强度。

2.矩形截面的螺绕环,尺寸如图所示。

(1) 求环内磁感应强度的分布;(2) 证明通过螺绕环截面(图中阴影区)的磁通量,210ln 2D D NIh πμ=Φ 式中N 为螺绕环总匝数,I 为其中电流强度。

大学物理学练习册参考答案全

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大学物理学练习册参考答案单元一 质点运动学四、学生练习 (一)选择题1.B2.C3.B4.B5.B (二)填空题1. 0 02.2192x y -=, j i ρρ114+, j i ρρ82-3.16vi j =-+v v v ;14a i j =-+v vv;4. 020211V kt V -;5、16Rt 2 4 6 112M h h h =-v v(三)计算题1 解答(1)质点在第1s 末的位置为:x (1) = 6×12 - 2×13 = 4(m).在第2s 末的位置为:x (2) = 6×22 - 2×23 = 8(m). 在第2s 内的位移大小为:Δx = x (2) – x (1) = 4(m),经过的时间为Δt = 1s ,所以平均速度大小为:v =Δx /Δt = 4(m·s -1).(2)质点的瞬时速度大小为:v (t ) = d x /d t = 12t - 6t 2,因此v (1) = 12×1 - 6×12 = 6(m·s -1),v (2) = 12×2 - 6×22 = 0质点在第2s 内的路程等于其位移的大小,即Δs = Δx = 4m .(3)质点的瞬时加速度大小为:a (t ) = d v /d t = 12 - 12t ,因此1s 末的瞬时加速度为:a (1) = 12 - 12×1 = 0,第2s 内的平均加速度为:a = [v (2) - v (1)]/Δt = [0 – 6]/1 = -6(m·s -2).2.解答 1)由t y t x ππ6sin 86cos 5==消去t 得轨迹方程:1642522=+y x 2)tdt dy v t dtdx v y x ππππ6cos 486sin 30==-==当t=5得;πππππ4830cos 48030sin 30===-=y x v vt dt dv a t dtdv a y y xx ππππ6sin 2886cos 18022-==-==当t=5 030sin 28818030cos 180222=-==-=-=πππππdt dv a a yy x 3.解答:1)()t t dt t dt d t tvv 204240+=+==⎰⎰⎰则:t t )2(42++=2)()t t t dt t t dt d ttr )312(2)2(4322++=++==⎰⎰⎰t t t )312()22(32+++=4. [证明](1)分离变量得2d d vk t v=-, 故020d d v tv vk t v =-⎰⎰, 可得:011kt v v =+. (2)公式可化为001v v v kt=+,由于v = d x/d t ,所以:00001d d d(1)1(1)v x t v kt v kt k v kt ==+++ 积分00001d d(1)(1)x tx v kt k v kt =++⎰⎰.因此 01ln(1)x v kt k=+. 证毕.5.解答(1)角速度为ω = d θ/d t = 12t 2 = 48(rad·s -1),法向加速度为 a n = rω2 = 230.4(m·s -2); 角加速度为 β = d ω/d t = 24t = 48(rad·s -2), 切向加速度为 a t = rβ = 4.8(m·s -2). (2)总加速度为a = (a t 2 + a n 2)1/2,当a t = a /2时,有4a t 2 = a t 2 + a n 2,即n a a =由此得2r r ω=22(12)24t =解得36t =.所以3242(13)t θ=+=+=3.154(rad).(3)当a t = a n 时,可得rβ = rω2, 即: 24t = (12t 2)2,解得 : t = (1/6)1/3 = 0.55(s).6.解答:当s 2=t 时,4.022.0=⨯==t βω 1s rad -⋅ 则16.04.04.0=⨯==ωR v 1s m -⋅064.0)4.0(4.022=⨯==ωR a n 2s m -⋅08.02.04.0=⨯==βτR a 2s m -⋅22222s m 102.0)08.0()064.0(-⋅=+=+=τa a a n单元二 牛顿运动定律(一)选择题 1.A 2.C 3.C 4.C 5 A 6.C (二)填空题 1. 022x F t COS F X ++-=ωωω2.略3. )13(35-4. 50N 1m/s5.21m m t f +∆ )()(212122221m m m t m t m t m f +∆+∆+∆6. 0 18J 17J 7J7. mr k rk (三)计算题1.解答:θμθcos )sin (f f mg =- ; θμθμsin cos +=mgf0cos sin =+=θμθθd df; 0tan =θ ; 037=θ θsin hl ==037sin 5.12. 解答;dtdvmkv F mg =--分离变量积分得 0ln(1)v tktm mdvmg F kvktmg F dt v e mg F kv mg F m k-----=??----蝌 3解答:烧断前 2221211();a L L a L w w =+=烧断后,弹簧瞬间的力不变,所以2a 不变。

(完整word)大学物理练习册习题及答案1-1

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习题及参考答案第一章 运动学x1—1一质点在xy 平面上运动,已知质点的位置矢量为j bt i at r 22+=(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 )圆周运动x1—2一质点在xy 平面内运动,其运动方程为)(5sin 105cos 10SI j t i t r +=,则时刻t 质点切向加速度的大小为 (A) (A) 250(m/s 2) (B) )j t 5sin i t 5(cos 250-+(m/s 2) (C ))(m/s j t 5cos 50i t 5sin 502 +- (D )0x1-3质点作曲线运动,r 表示位置矢量,S 表示路程,u 表示速度的大小, a 表示加速度的大小,a t 表示切向加速度的大小,下列表达式中,正确的是 (A)dt ds =υ (B )dt d a υ= (C ) dt dr =υ (D) dt d a t υ =x1—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)dt dr (B)dt r d (C)dt r d (D )22)()(dt dy dt dx +x1—5质点作半径为R 的变速圆周运动时的加速度的大小为(设任一时刻质点的速率为u )(A )dt d a υ= (B)R a 2υ= (C )R dt d a 2υυ+= (D)222)()(dt d R a υυ+=x1—6于沿曲线运动的物体,以下几种说法中哪一种是正确的?(A) (A) 切向加速度必不为零。

(B)法向加速度必不为零(除拐点外)。

(C)由于速度沿切线方向,法向分速度为零,因此法向加速度必为零。

(D )若物体作匀速率运动,则其总加速度必为零。

x1—7一质点的运动方程为x =6t-t 2(SI ),则在t 由0至4s 的时间内质点走过的路程为(A) (A ) 10m (B)8 m (C )9 m (D)6 mx1-8某物体的运动规律为t k dt d 2υυ-=,式中的k 为大于零的常数。

大学物理练习册参考答案

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大学物理练习册参考答案大学物理练习册是大学物理的重要教材之一,它的主要作用是为大学物理课程提供题目和习题,使学生能够更好地掌握和理解物理知识。

本文将为大家提供几个大学物理练习册的参考答案,供大家参考。

第一题:有一块长度为20cm,宽度为10cm,厚度为2cm的矩形金属板,重量为3N。

请问这块金属板的密度是多少?答案:首先我们需要知道密度的定义,密度是单位体积内物质的质量。

因此,我们可以根据这个公式计算出这块金属板的密度:密度=质量/体积其中,这块金属板的质量为3N,体积为20cm × 10cm × 2cm = 400cm³。

把质量和体积带入公式中,可以得到这块金属板的密度为:密度=3N/400cm³=0.0075N/cm³因此,这块金属板的密度为0.0075N/cm³。

第二题:有一个长度为4m的绳子,一个人沿着绳子向上爬,绳子的质量是忽略不计的。

如果人的体重为600N,他在绳子上爬行的过程中,绳子的张力是多少?答案:在求解这个问题之前,我们需要知道牛顿第二定律的公式:力=质量× 加速度根据牛顿第二定律,可以得到人在绳子上爬行时绳子所受的力等于绳子的张力减去重力。

因此,我们可以得到以下公式:绳子的张力=人的重力+绳子的重力其中,人的重力为600N,绳子的重力可以根据绳子的长度和重力加速度计算得出。

在地球上,物体的重力加速度大约为9.8m/s²。

因此,绳子的重力可以用下面的公式计算:绳子的重力=绳子的质量× 重力加速度因为绳子的质量可以根据绳子的长度和线密度计算得出,我们可以得到以下公式:绳子的质量=绳子的长度× 线密度假设绳子的线密度为ρ,绳子的质量可以表示为:绳子的质量=ρ × 面积× 长度根据绳子的面积和长度,可以得到:面积=长度× 直径/4因此,绳子的质量可以通过以下公式计算得出:绳子的质量=ρ × 直径² × 长度/16把绳子的质量和重力加速度带入公式中,可以得到绳子的重力为:绳子的重力=ρ × 直径² × 长度/16 × 重力加速度把人的重力和绳子的重力带入公式中,可以得到绳子的张力为:绳子的张力=人的重力+绳子的重力=600N+ρ × 直径² × 长度/16 × 重力加速度因此,如果已知绳子的线密度、直径、长度和重力加速度,就可以计算出绳子在负责人上爬行时所受的张力。

大学物理练习册(上册)答案

大学物理练习册(上册)答案

练习一 (第一章 质点运动学) 一、选择题 1、(D )2、(C )3、(D )4、(B )5、(D ) 二、填空题1、(1)A (2)1.186s(或4133-s) (3)0.67s (或32s ) 2、8m 10m3、(1)t e t t A βωβωωωβ-+-]sin 2cos )[(22 (2)ωπωπk +2( ,2,1,0=k ) 4、3/30Ct v + 400121Ct t v x ++ 5、(1)5m/s (2) 17m/s 三、计算题1、解:dxdvv dt dx dx dv x dt dv a ==+==262分离变数积分⎰⎰+=xvdx x vdv 020)62(得 )1(422x x v +=质点在任意位置处的速度为 )1(22x x v +=(由初始时刻的加速度大于零,可知速度的大小为非负)。

2、解:(1)第二秒内的位移为 m x x x 5.0)1()2(-=-=∆ 第二秒内的平均速度为s m txv /5.0-=∆∆= (2)t 时刻的速度为 269t t dtdxv -==第二秒末的瞬时速度为 s m s m s m v /6/26/292-=⨯-⨯=(3)令0692=-==t t dtdxv ,解得s t 5.1= 第二秒内的路程为 m x x x x s 25.2)5.1()2()1()5.1(=-+-=。

3、解:(1)由几何关系θθsin cos r y r x ==质点作匀速率圆周运动故dtd θω=,代入初始条件0=t 时0=θ,得 t 时刻t ωθ=,所以j y i x r+=)sin (cos j t i t rωω+=(2)速度为)cos sin (j t i t r dtrd v ωωω+-==加速度为)sin (cos 2j t i t r dt vd a ωωω+-==(3)r j t i t r dtv d a 22)sin (cos ωωωω-=+-==由此知加速度的方向与径矢的方向相反,即加速度的方向指向圆心。

大学物理练习册答案(DOC)

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大学物理练习册答案(DOC)第十章练习一一、选择题1、下列四种运动(忽略阻力)中哪一种是简谐振动?()(A)小球在地面上作完全弹性的上下跳动(B)细线悬挂一小球在竖直平面上作大角度的来回摆动(C)浮在水里的一均匀矩形木块,将它部分按入水中,然后松开,使木块上下浮动(D)浮在水里的一均匀球形木块,将它部分按入水中,然后松开,使木块上下浮动2、质点作简谐振动,距平衡位置2.0cm时,加速度a=4.0cm/2,则该质点从一端运动到另一端的时间为()(A)1.2(B)2.4(C)2.2(D)4.43、如图下所示,以向右为正方向,用向左的力压缩一弹簧,然后松手任其振动,若从松手时开始计时,则该弹簧振子的初相位为()(A)0(B)(C)2kmFO某(D)24、一质量为m的物体与一个劲度系数为k 的轻弹簧组成弹簧振子,当其振幅为A时,该弹簧振子的总能量为E。

若将其弹簧分割成两等份,将两根弹簧并联组成新的弹簧振子,则新弹簧振子的振幅为多少时,其总能量与原先弹簧振子的总能量E相等()(A)AAA(B)(C)(D)A242T时的质点速度为,2二、填空题1、已知简谐振动某Aco(t0)的周期为T,在t加速度为2、已知月球上的重力加速度是地球的1/6,若一个单摆(只考虑小角度摆动)在地球上的振动周期为T,将该单摆拿到月球上去,其振动周期应为3、一质点作简谐振动,在同一周期内相继通过相距为11cm的A,B两点,历时2秒,速度大小与方向均相同,再经过2秒,从另一方向以相同速率反向通过B点。

该振动的振幅为,周期为4、简谐振动的总能量是E,当位移是振幅的一半时,当EkE,P,EE某时,EkEP。

A三、计算题1、一振动质点的振动曲线如右图所示,试求:(l)运动学方程;(2)点P对应的相位;(3)从振动开始到达点P相应位置所需的时间。

2、一质量为10g的物体作简谐运动,其振幅为24cm,周期为4.0,当t=0时,位移为+24cm。

大物作业答案4

大物作业答案4

本习题版权归物理与科学技术学院物理系所有,不得用于商业目的《大学物理》作业 No.4 光的干涉一、选择题:1. 如图,1S 、2S 是两个相干光源,它们到P 点的距离分别为 1r 和2r 。

路径1S P 垂直穿过一块厚度为1t 、折射率为1n 的介质板,路径P S 2垂直穿过厚度为2t 、折射率为2n 的另一块介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差应是 [ ] (A) )()(111222t n r t n r +-+ (B) ])1([])1([111222t n r t n r -+--+(C) )()(111222t n r t n r ---(D) 1122t n t n -解: 由光程差公式12⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆∑∑j j j i i i t n t n 可得两条光线的光程差为:][][11112222t t n r t t n r -+--+=∆])1([])1([111222t n r t n r -+--+= 故选B2. 如图所示,折射率为2n 、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质折射率分别为1n 和3n ,已知321n n n ><。

若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是 [ ](A) 22n e(B) 2e n 2λ-21(C) 22n e λ- (D) 2222n e n λ- 解: 上表面反射因21n n <,此处反射光有半波损失,下表面反射因32n n >,此处反射光无半波损失,故两光路有奇数个半波损失,所以垂直入射时光线①和②的光程差应为e n 22=∆λ-21故选B3. 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321n n n ><, 1λ 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) 1122λπn en (B) πλπ+1212n en (C) πλπ+1124n en(D) 1124λπn en解:因21n n <,则光在薄膜上表面反射时有半波损失,32n n >,下表面反射时无半波损失,所以两束反射光在相遇点的光程差为3S 1S 2322112λn e n +=∆ (注意:真空中光程)由此有两光路相位差为λλπλπϕ2222112n e n +=∆=∆,而11n λλ=所以πλπϕ+=∆1124n en故选C4. 在双缝干涉实验中,屏幕E 上的P 点处是明条纹。

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大学物理作业本(下)姓名班级学号江西财经大学电子学院2005年10月第九章 稳恒磁场练 习 一1. 已知磁感应强度为20.2-⋅=m Wb B 的均匀磁场,方向沿x 轴正方向,如图所示。

求:(1) 通过图中abcd 面的磁通量;(2) 通过图中befc 面的磁通量;(3) 通过图中aefd 面的磁通量。

2. 如图所示,在被折成钝角的长直导线通中有20安培的电流。

求A 点的磁感应强度。

设a=2.0cm ,ο120=α。

3.有一宽为a的无限长薄金属片,自下而上通有电流I,如图所示,求图中P点处的磁感应强度B。

4.半径为R的圆环,均匀带电,单位长度所带的电量为 ,以每秒n转绕通过环心并与环面垂直的轴作等速转动。

求:(1)环心的磁感应强度;(2)在轴线上距环心为x处的任一点P的磁感应强度。

练习二1.一载有电流I的圆线圈,半径为R,匝数为N。

求轴线上离圆心x处的磁感应强度B,取R=12cm,I=15A,N=50,计算x=0cm,x=5.0cm, x=15cm各点处的B值;2.在一半径R=1.0cm的无限长半圆柱形金属薄片中,自上而下通有电流I=5.0A,如图所示。

求圆柱轴线上任一点P处的磁感应强度。

3.如图所示,两无限大平行平面上都有均匀分布的电流,设其单位宽度上的电流分别为1i 和2i ,且方向相同。

求:(1) 两平面之间任一点的磁感应强度;(2) 两平面之外任一点的磁感应强度;(3) i i i ==21时,结果又如何4.10A 的电流均匀地流过一根长直铜导线。

在导线内部做一平面S ,一边为轴线,另一边在导线外壁上,长度为1m ,如图所示。

计算通过此平面的磁通量。

(铜材料本身对磁场分布无影响)。

练习三1.半径为R 的薄圆盘上均匀带电,总电量为q ,令此盘绕通过盘心且垂直盘面的轴线匀速转动,角速度为ω,求轴线上距盘心x 处的磁感应强度。

2.矩形截面的螺绕环,尺寸如图所示。

(1) 求环内磁感应强度的分布;(2) 证明通过螺绕环截面(图中阴影区)的磁通量,210ln 2D D NIh πμ=Φ 式中N 为螺绕环总匝数,I 为其中电流强度。

3.一根很长的同轴电缆,由一导体圆柱(半径为a )和一同轴导体圆管(内外半径分别为b 、c )构成,使用时,电流I 从一导体流出,从另一导体流回。

设电流都是均匀分布在导体的横截面上,如图所示。

求(1)导体柱内(r<a),(2)两导体之间(a<r<b),(3)导体圆管内(b<r<c),(4)电缆外(r>c)各点处磁感应强度的大小,并画出B--r 曲线。

4.一根外半径为1R 的无限长圆柱形导体管,管内空心部分的半径为2R ,空心部分的轴与圆柱的轴相平行但不重合,两轴间距离为a ,且a>2R 。

现在电流I 沿导体管流动,电流均匀分布在管的横截面上,而电流方向与管的轴线平等,如图所示,求:(1) 圆柱轴线上的磁感应强度的大小;(2) 空心部分轴线上的磁感应强度的大小;设R 1=10mm, 2R =0.5mm, a=5.0mm, I=20A.第十章 磁场对电流的作用练习四1. 如图所示,在长直导线AB 内通有电流A I 201=,在矩形线圈CDEF 中通有电流A I 102=,AB 与线圈共面,且CD 、EF 都与AB 平行,已知a=9.0cm,b=20.0cm,d=1.0cm ,求:(1)导线AB 的磁场对矩形线圈每边所作用的力;(2)矩形线圈所受到的合力和合力矩;(3) 如果电流2I 的方向与图中所示方向相反,则又如何2. 有一根质量为m 的倒U 形导线,两端浸没在水银槽中,导线的上段l 处在均匀磁场B中,如图所示。

如果使一个电流脉冲,即电量⎰=idt q 通过导线,导线就会跳起来,假定电流脉冲的持续时间同导线跳起来的时间相比甚小,试由导线所达高度h ,计算电流脉冲的大小。

设m h m l kg m T B 30.020.0,1010,10.03==⨯==-和。

(提示:利用动量原理求冲量,并找出⎰idt 与冲量⎰Fdt 的关系)3. 横截面积20.2mm S =的铜线,变成U 形,其中O D OA '和两段保持水平方向不动,ABCD 段是边长为a 的正方形的三边,U 形部分可绕O O '轴转动。

如图所示,整个导线放在匀强磁场B 中,B 的方向竖直向上。

已知铜的密度33109.8-⋅⨯=m kg ρ,当这铜线中的电流I=10A 时,在平衡情况下,AB 段和CD 段与竖直方向的夹角为ο15=α。

求磁感应强度B 。

4. 如图所示,一平面塑料圆盘,半径为R ,表面带有面密度为σ的剩余电荷。

假定圆盘绕其轴线A A '以角速度ω转动,磁场B 的方向垂直于转轴A A ',证明磁场作用于圆盘的力矩大小为 44BR M πσω=练习五1. 一个半径R=0.10 m 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(如图所示),磁感应强度的大小T B 1100.5-⨯=。

(1) 求线圈所受磁力矩的大小和方向;(2) 在这力矩的作用下线圈转过ο90(即转到线圈平面与B 垂直),求磁力矩作的功。

2. 一电子在T B 41070-⨯=的匀强磁场中作圆周运动,圆周半径r=0.3cm ,已知B 垂直于纸面向外,某时刻电子在A 点,速度v 向上,如图所示。

(1) 画出这电子运动的轨道;(2) 求这电子速度v 的大小;(3) 求这电子的动能k E 。

3. 在霍耳效应实验中,一宽1.0cm ,长4.0cm ,厚cm 30.10.1-⨯的导体,沿长度方向截有3.0A 的电流,当磁感应强度大小为B=的磁场垂直地通过该导体时,产生5100.1-⨯V 的横向电压,求:(1) 载流子的漂移速度;(2) 每立方米的载流子数目。

练习六1. 一正方形线圈,由细导线做成,边长为a ,共有N 匝,可以绕通过其相对两边中点的一个竖直轴自由转动。

现有线圈中通有电流I ,并把线圈放在均匀的水平外磁场B 中,线圈对其转轴的转动惯量为J ,如图所示,求线圈绕其平衡位置作微小振动时的振动周期T 。

2. 如图所示,一电子在T B 41020-⨯=的磁场中沿半径为R=2cm 的螺旋线运动,螺距为h=5.0cm 。

(1) 磁场B 的方向如何(2) 求这电子的速度。

3. 一环形铁芯横截面的直径为4.0mm ,环的平均半径R=15mm ,环上密绕着200匝的线圈,如图所示,当线圈导线中通有25mA 的电流时,铁芯的相对磁导率300=r μ,求通过铁芯横截面的磁通量。

4. 有一圆柱形无限长磁介质圆柱体,其相对磁导率为r μ,半径为R ,今有电流I 沿轴线方向均匀通过,求:(1) 圆柱体内任一点的B ;(2) 圆柱体外任一点的B ;(3) 通过长为L 的圆柱体的纵截面的一半的磁通量。

第十二章 电磁感应练习七1. 设有由金属丝绕成的没有铁芯的环形螺线管,单位长度上的匝数15000-=m n ,截面积为23102m S -⨯=,金属丝的两端和电源ε以及可变电阻串联成一闭合电路,在环上再绕一线圈A ,匝数N=5,电阻Ω=0.2R ,如图所示。

调节可变电阻,使通过环形螺线管的电流强度I 每秒降低20A 。

求:(1) 线圈A 中产生的感应电动势ε,以及感应电流I ;(2) 两秒内通过线圈A 任一横截面的感应电量q 。

2. 在图中具有相同轴线的两个导线回路,小回路在大回路上面距离x 处,设x>>R 。

因此,当大回路中有电流i 按图示方向流过时,小线圈所围面积内的磁场可看作是均匀的。

假定x 以等速率v dt dx =/而变化。

(1) 试确定穿过小回路的磁通量Φ和x 之间的关系;(2) 当x=NR 时(N 为一正数),小回路内产生的感应电动势的大小;(3) 若0>v ,确定小回路内感应电流的方向。

3. 如图所示,一长直导线载有I=5.0A 的电流,旁边有一矩形线圈ABCD ,长m l 20.01=,宽m l 10.02=,长边与长直导线平行且两者共面,AD 边与导线相距a=0.10m ,线圈共有1000匝。

令线圈以速度v 垂直与长直导线向右运动,10.3-⋅=s m v 。

求线圈中的感应电动势。

4. 横截面为正方形的一根导线ab ,长为l ,质量为m ,电阻为R 。

这根导线沿着两条平行的导电轨道无摩擦地下滑,轨道的电阻可忽略不计。

如图所示,另一根与ab 导线平行的无电阻的轨道,接在这两个平行轨道的底端,因而ab 导线与三条轨道组成一矩形的闭合导电回路。

导电轨道所在平面与水平面成θ角。

整个系统在竖直向上的均匀磁场B 中。

(1) 求证:导线ab 下滑时,所达到的稳定速度大小为:2)cos (sin θθBl mgR v =(2) 求证:这个结果与能量守恒定律是一致的。

练习八1. 如图所示,一均匀磁场被限制在半径R=20cm 的无限长圆柱形空间内,磁场以1)/4(/-⋅=s T dt dB π的恒定速率增加。

问图中线框abcda 的感生电流是多少已知线框的电阻cm od oc cm ob oa R 30,10,6/,0.4=====Ω=πθ。

2. 在半径为R 的圆筒内,有方向与轴线平行的均匀磁场B ,以12100.1--⋅⨯s T 的速率减小,a 、b 、c 各点离轴线的距离均为r=5.0 cm ,试问电子在各点处可获得多大的加速度加速度的方向如何如果电子处在圆筒的轴线上,它的加速度又是多大3. 一电子在电子感应加速器中半径为1.0m 的轨道作圆周运动,如果电子每转一周动能增加700eV ,计算轨道内磁通量的变化率。

4. 在两根通有反向电流I 的平行长直导线的平面内,有一矩形线圈放置如图所示,若导线中电流随时间的变化率为K dt dI /(大于零的恒量)。

试计算线圈中的感生电动势。

练习九1. 一截面为长方形的环式螺线管,共有N 匝,其尺寸如图所示。

证明:此螺线管的自感系数为ab h N L ln 22πμο=2. 一螺绕环,横截面的半径为a ,中心线的半径为R ,R>>a ,其上由表面绝缘的导线均匀地密绕两个线圈,一个匝1N ,另一个匝2N 。

求:(1) 两线圈的自感1L 和2L ;(2)两线圈的互感M ;(3)M 与1L 和2L 的关系。

3. 一圆形线圈1C 由50匝表面绝缘的细导线绕成,圆面积为20.4cm S =,将此线圈放在另一个半径为R=20cm 的圆形大线圈2C 的中心,两者同轴。

大线圈由100匝表面绝缘的导线绕成。

(1) 求这两线圈的互感系数M ;(2) 当大线圈中的电流以150-⋅s A 的变化率减小时,求小线圈1C 中的感应电动势。

4. 氢原子中电子在一圆轨道上运动,问这轨道中心处磁场能量密度有多大玻尔氢原子模型中电子的轨道半径为m 11101.5-⨯,频率f 等于15108.6-⋅⨯s r 。

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