大学物理解答题及答案
大学物理课本答案习题 第十三章习题解答
习题十三13-1 如题图13-1所示，两条平行长直导线和一个矩形导线框共面，且导线框的一个边与长直导线平行，到两长直导线的距离分别为1r ，2r 。
已知两导线中电流都为0sin I I t ω=，其中I 0和ω为常数，t 为时间。
导线框长为a ，宽为b ，求导线框中的感应电动势。
解：无限长直电流激发的磁感应强度为02IB rμ=π。
取坐标Ox 垂直于直导线，坐标原点取在矩形导线框的左边框上，坐标正方向为水平向右。
取回路的绕行正方向为顺时针。
由场强的叠加原理可得x 处的磁感应强度大小00122()2()IIB r x r x μμ=+π+π+方向垂直纸面向里。
通过微分面积d d S a x =的磁通量为00m 12d d d d 2()2()I I B S B S a x r x r x μμΦππ⎡⎤=⋅==+⎢⎥++⎣⎦通过矩形线圈的磁通量为00m 012d 2()2()b I I a x r x r x μμΦ⎡⎤=+⎢⎥π+π+⎣⎦⎰012012ln ln sin 2a r b r b I t r r μω⎛⎫++=+ ⎪π⎝⎭ 感生电动势0m 12012d ln ln cos d 2i a r b r b I t t r r μωΦεω⎛⎫++=-=-+ ⎪π⎝⎭ 012012()()ln cos 2ar b r b I t r r μωω⎡⎤++=-⎢⎥π⎣⎦0i ε>时，回路中感应电动势的实际方向为顺时针；0i ε<时，回路中感应电动势的实际方向为逆时针。
13-2 如题图13-2所示，有一半径为r =10cm 的多匝圆形线圈，匝数N =100，置于均匀磁场B 中（B =0.5T ）。
圆形线圈可绕通过圆心的轴O 1O 2转动，转速1600r min n -=⋅。
求圆线圈自图示的初始位置转过题图13-1题图13-2解图13-1/2π时，(1) 线圈中的瞬时电流值（线圈的电阻为R =100Ω，不计自感）； (2) 圆心处磁感应强度。
大学物理学 大作业参考解答
静电场中的导体和电介质
大作业参考解答
选择题1：当一个带电导体达到静电平衡时， （A）导体表面上电荷密度较大处电势较高； （B）导体表面曲率较大处电势较高； （C）导体内部的电势比导体表面的电势高； （D）导体内任一点与表面上任一点的电势差等于零。
NIZQ 第1页
大学物理学
静电场中的导体和电介质
d a
a
E dx
x
d a d ln ln 0 a 0 a
0 q 1 C U U A U B ln d a
NIZQ 第18页
大学物理学
静电场中的导体和电介质
计算题3：如图所示，在一不带电的金属球旁，有一点电荷 +q，金属球半径为R，点电荷+q与金属球球心的间距为d， 试求： （1）金属球上感应电荷在球心处产生的电场强度。 （2）若取无穷远处为电势零点，金属球的电势为多少？
-σ1 σ1 σ2 -σ2
d1 (A) d2 (C) 1
d2 (B) d1 d2 (D) 2 d1
2
d1
d2
1 2 d1 d2 0 0
NIZQ 第8页
大学物理学
静电场中的导体和电介质
填空题1：如图所示，两同心导体球壳，内球壳带 电量+q，外球壳带电量 -2q . 静电平衡时，外球壳 的内表面带电量为 ；外表面带电量 -q 为 。 -q
q CU r C 0U r q 0
U E E0 d
1 1 1q 2 W qU CU r E0 2 2 2C
NIZQ 第16页
2
计算题1：两块相互平行的导体板a和b ，板面积均为S，
大学物理学
静电场中的导体和电介质
大学物理(肖剑荣主编)-习题答案-第9章
第九章 课后习题解答桂林理工大学 理学院 胡光辉（《大学物理·下册》主编：肖剑荣 梁业广 陈鼎汉 李明）9-1一个沿轴作简谐振动的弹簧振子，振幅为，周期为，其振动方程用余弦函数表示．如果时质点的状态分别是：(1)；(2)过平衡位置向正向运动；(3)过处向负向运动； (4)过处向正向运动．试求出相应的初位相，并写出振动方程．解：因为 将以上初值条件代入上式，使两式同时成立之值即为该条件下的初位相．故有 9-2一质点沿x 轴做简谐振动，振幅为0.12m ，周期为2s ，当t=0时，质点的位置在0.06m 处，且向x 轴正方向运动，求； （1）质点振动的运动方程；（2）t=0.5s 时，质点的位置、速度、加速度；（3）质点x=-0.06m 处，且向x 轴负方向运动，在回到平衡位置所需最短的时间。
解 （1）由题意可知：可求得（初速度为零），所以质点的运动方程为 x A T 0=t A x -=02A x =2Ax -=îíì-==0000sin cos f w f A v A x )2cos(1p p p f +==t T A x )232cos(232p p p f +==t T A x )32cos(33p p pf +==t T A x )452cos(454p p pf +==t T A x 0020.12,,cos A m x A Tp w p j ====03p j =-（2） 任意时刻的速度为所以 任意时刻的加速度为所以（3）根据题意画旋转矢量图。
由图可知，质点在x=-0.06m 处，且向x 轴负方向运动，再回到平衡位置相位的变化为所以9-3 质量为的小球与轻弹簧组成的系统，按的规律作谐振动，求：(1)振动的周期、振幅和初位相及速度与加速度的最大值；(2)最大的回复力、振动能量、平均动能和平均势能，在哪些位置上动能与势能相等?0.12cos 3x t p p æö=-ç÷èø0.50.12cos 0.50.1()3t x m p p =æö=-=ç÷èø0.12sin 3v t p p p æö=--ç÷èø10.50.12cos 0.50.19()3t v m s p p p -=æö=--=-•ç÷èø20.12cos 3a t p p p æö=--ç÷èø()220.50.12cos 0.5 1.03t a m s p p p -=æö=--=-•ç÷èø325236j p p p D =-=()50.8336t s jw D D ==»kg 10103-´)SI ()328cos(1.0p p +=x(3)与两个时刻的位相差；解：(1)设谐振动的标准方程为，则知：又(2)当时，有，即 ∴ (3)9-4 原长为0.50m 的弹簧，上端固定，下端挂一质量为0.1kg 的砝码。
大学物理学-习题解答-习题10
第十章10-1 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a IB 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。
10-2 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 0μρρ得 0=⋅⎰l d B ρρ，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 ϖ的大小是否相等? (2)在闭合曲线c 上各点的B ϖ是否为零?为什么? 解： ⎰μ=⋅al B 08d ϖϖ⎰μ=⋅bal B 08d ϖϖ⎰=⋅cl B 0d ϖϖ(1)在各条闭合曲线上，各点B ϖ的大小不相等．(2)在闭合曲线C 上各点B ϖ不为零．只是B ϖ的环路积分为零而非每点0=B ϖ．习题10-2图题10-3图10-4 图示为相互垂直的两个电流元，它们之间的相互作用力是否等值、反向？由此可得出什么结论？答：两个垂直的电流元之间相互作用力不是等值、反向的。
B l Id F d ρρρ⨯= 20ˆ4r r l Id B d ⨯=ϖϖπμ2212122110221212201112)ˆ(4ˆ4r rl d I l d I r r l d I l d I F d ⨯⨯=⨯⨯=ϖρϖρρπμπμ 2121211220212121102212)ˆ(4ˆ4r rl d I l d I r r l d I l d I F d ⨯⨯=⨯⨯=ϖρϖρρπμπμ ))ˆ()ˆ((4212121221************r r l d l d r r l d l d I I F d F d ⨯⨯+⨯⨯-=+ϖρϖρρρπμ 2122112210212112221212102112)(ˆ4))ˆ()ˆ((4r l d l d r I I r l d r l d l d r l d I I F d F d ϖρϖρϖρρρ⨯⨯=⋅-⋅=+πμπμ 一般情况下 02112≠+F d F d ρρ由此可得出两电流元（运动电荷）之间相互作用力一般不满足牛顿第三定律。
大学物理试题讲解及答案
大学物理试题讲解及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 以下哪个选项是正确的？A. 光速在所有惯性参考系中都是相同的。
B. 光速在真空中是最大的速度。
C. 光速在不同介质中是相同的。
D. 光速在任何情况下都可以被超越。
答案：A解析：根据相对论的基本假设，光速在所有惯性参考系中都是相同的，这是相对论的基本原理之一。
2. 以下哪个选项描述了牛顿第一定律？A. 物体在没有外力作用下，将保持静止或匀速直线运动。
B. 物体的加速度与作用力成正比，与质量成反比。
C. 物体的动量是恒定的。
D. 作用力和反作用力总是大小相等，方向相反。
答案：A解析：牛顿第一定律，也称为惯性定律，描述了物体在没有外力作用下将保持静止或匀速直线运动的状态。
3. 以下哪个选项是正确的？A. 电场线是真实存在的物理实体。
B. 电场线的方向是正电荷所受电场力的方向。
C. 电场线的切线方向是负电荷所受电场力的方向。
D. 电场线越密集，电场强度越小。
答案：B解析：电场线是人们为了形象地描述电场而引入的假想线，其方向是正电荷所受电场力的方向，与负电荷所受电场力的方向相反。
4. 以下哪个选项描述了电磁感应现象？A. 磁场的变化产生电场。
B. 电场的变化产生磁场。
C. 磁场的变化产生电流。
D. 电流的变化产生磁场。
答案：C解析：电磁感应现象是指在磁场变化时，会在导体中产生电动势，从而产生电流。
二、填空题（每题5分，共20分）5. 根据能量守恒定律，一个物体的总能量是______的。
答案：守恒解析：能量守恒定律表明，在一个封闭系统中，能量既不会被创造也不会被消灭，只会从一种形式转化为另一种形式，总量保持不变。
6. 麦克斯韦方程组描述了______和______之间的关系。
答案：电场、磁场解析：麦克斯韦方程组是描述电场和磁场如何相互作用的一组基本方程。
7. 根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热使之完全变为功而不产生其他影响，这被称为______。
矿大《大学物理》习题解答(下)
=
σ 2ε 0
1 −
a a2 +
R2
由题意,令 E=σ/(4ε0)，得到
From: 理学院
~3~
2018
中国矿业大学（北京）《大学物理》习题
R＝ 3a
*4. 一半径为 R 的半球面，均匀地带有电荷，电荷面密度为 σ，求球心 O 处的电场强 度。
R dθ
θ
dE
O
x
解：选取坐标轴 Ox 沿半球面的对称轴，如图所示。把半球面分成许多微小宽度的环带， 每一环带之面积：
O 点处的总场强：
∫ σ
E= 2ε 0
π /2
sinθ
0
d(sinθ )
=
σ 2ε 0
sin 2 θ 2
|π0 / 2 =
σ 4ε 0
E = σ i 4ε 0
其中 i 为沿 x 轴正方向的单位矢量。
5. 半径为 R 的均匀带电球体内的电荷体密度为 ρ ,若在球内挖去一块半径为 r ＜ R 的 小球体，如图所示．试求：两球心 O 与 O′ 点的场强，并证明小球空腔内的电场是均匀
E1
=
λ 4πε 0 R
(− i
−
j )
半无限长直线 B∞在 O 点产生的场强 E2 ：
E2
=
λ 4πε 0 R
(− i
+
j学（北京）《大学物理》习题
半圆弧线段在 O 点产生的场强 E3 ：
E3
=
λ 2πε 0 R
i
由场强叠加原理，O 点合场强为：
E = E1 + E2 + E3 = 0
From: 理学院
~4~
2018
的．
中国矿业大学（北京）《大学物理》习题
(完整版)大学物理学(课后答案)第7章
第七章课后习题解答一、选择题7-1 处于平衡状态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们[ ](A) 温度，压强均不相同 (B) 温度相同，但氦气压强大于氮气的压强 (C) 温度，压强都相同 (D) 温度相同，但氦气压强小于氮气的压强分析：理想气体分子的平均平动动能32k kT ε=，仅与温度有关，因此当氦气和氮气的平均平动动能相同时，温度也相同。
又由理想气体的压强公式p nkT =，当两者分子数密度相同时，它们压强也相同。
故选（C ）。
7-2 理想气体处于平衡状态，设温度为T ，气体分子的自由度为i ，则每个气体分子所具有的[ ](A) 动能为2i kT (B) 动能为2iRT(C) 平均动能为2i kT (D) 平均平动动能为2iRT分析：由理想气体分子的的平均平动动能32k kT ε=和理想气体分子的的平均动能2ikT ε=，故选择（C ）。
7-3 三个容器A 、B 、C 中装有同种理想气体，其分子数密度n 相同，而方均根速率之比为()()()1/21/21/222::2A B Cv v v =1:2:4，则其压强之比为A B C p :p :p[ ](A) 1:2:4 (B) 1:4:8 (C) 1:4:16 (D) 4:2:1=，又由物态方程p nkT =，所以当三容器中得分子数密度相同时，得123123::::1:4:16p p p T T T ==。
故选择（C ）。
7-4 图7-4中两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线。
如果()2p O v 和()2p H v 分别表示氧气和氢气的最概然速率，则[ ](A) 图中a 表示氧气分子的速率分布曲线且()()22p p O H /4v v =(B) 图中a 表示氧气分子的速率分布曲线且()()22p p O H /1/4v v =(C) 图中b 表示氧气分子的速率分布曲线且()()22p p O H /1/4v v =(D) 图中b 表示氧气分子的速率分布曲线且()()22p p O H /4v v =分析：在温度相同的情况下，由最概然速率公式p ν=质量22H O M M <，可知氢气的最概然速率大于氧气的最概然速率，故曲线a 对应于氧分子的速率分布曲线。
理学大学物理考试题答案
选择题1. （陈勋）如图所示，折射率为n2，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n1和n3，且n1<n2,n2>n3,若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则薄膜上下表面反射光束的光程差是（）（A）2n2e （B）2 n2e -λ/2 （C）2 n2e -λ（D）2 n2e -λ/(2 n2)2、（黄奕乔）在下列几种说法中，正确的是：A 相等光程的几何距离必然相等B 光行进相同的光程，经历的时间必然相等C 几何距离大的，其光程必然较大D 相同的光程必然有相同的对应的真空距离3. （姜亚永）如图1.1所示，折射率为n2 、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3，已知n1＜n2＞n3，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（用①②示意）的光程差是(A) 2n2e. (B) 2n2e－λ/(2 n2).(C) 2n2e －. (D)2n2e －/2.4、（李凯钥）机械波的表达式为y=0.05cos (6πt+0.06πx) (m),则（）A．波长为100m B.波速为10 m/s图1.1C. 周期为1/3 sD.波沿x 轴正方向传播5、（陈跃彪）设声波在媒介中的传播速度为u ，声源的频率为 γS ，若声源S 不动，而接收器R 相对于媒介以速度V R 沿S 、R 连线向着声源S 运动，则接收器R 接受到的信号频率为 ( )﹙A ﹚γS ； ﹙B ﹚u V u R +γS ； ﹙C ﹚u V u R -γS ；﹙D ﹚R V u u-γS6．（刘海峰）两个相干波源发出的简谐波叠加时，下列各种情况中，能发生干涉的是[ ]。
(A)若两个相干波源的振幅相同，振动方向相同，初相位也相同，但频率不同；(B) 若两个相干波源的振幅相同，频率相同，初相位也相同，但振动方向不同；(C) 若两个相干波源的振幅相同，频率相同，振动方向也相同，但相位差不恒定；(D) 若两个相干波源的频率相同，振动方向相同，相位差恒定，但初相位不同，振幅不同7．一弹簧振子作简谐振动，当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1／4时，其动能为振动总能量的(A) 9／16． (B) 11／16．(C) 13／16． (D) 15／16．8、（白利娟）在杨氏双缝干涉实验中，形成的干涉条纹中，位于对称中心两侧的暗纹中心的距离为（ ）A 、D λ/dB 、2 D λ/dC 、3D λ/d D 、4D λ/d9、（孙玉琼）两个质点各自作简谐振动，它们的振幅相同、周期相同。
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大学物理解答题
1.什么是牛顿第二定律？它的数学表达式是什么？
答案：牛顿第二定律是指物体所受合外力等于质量乘以加速度，即F=ma。
2.什么是电势差？单位是什么？
答案：电势差是指单位电荷在电场中沿某一路径从一个点移动到另一个点时所做的功。
其单位是伏特（V）。
3.什么是相对论？
答案：相对论是指爱因斯坦提出的描述时间、空间和物质相互关系的理论。
狭义相对论描述了高速运动物体的现象，而广义相对论则考虑了引力的作用。
4.什么是黑洞？
答案：黑洞是一种具有极大引力的天体，其引力场非常强，甚至连光都无法逃离。
黑洞由恒星坍塌形成，是宇宙中最奇妙的物体之一。
5.什么是量子力学？
答案：量子力学是描述微观世界的理论。
它基于波粒二象性假设，将物理量的取值限制为离散的量子数，并对粒子的行为和相互作用进行了深入的研究。
6.什么是洛伦兹收缩？
答案：洛伦兹收缩是指在相对论下，高速运动物体的长度会变短。
这是由于相对论效应导致时间和空间之间的关系发生了变化。
7.什么是热力学第一定律？
答案：热力学第一定律是指能量守恒定律，在一个封闭系统中，能量总量保持不变。
如果系统从外部获得能量，那么其内部的能量增加；如果系统向外部放出能量，那么其内部的能量减少。
8.什么是弹性碰撞？
答案：弹性碰撞是指两个物体碰撞后没有能量损失的情况。
在弹性碰撞中，动量和动能都是守恒的。
9.什么是电磁波？它们的速度是多少？
答案：电磁波是由电场和磁场相互作用传播的波。
光就是一种电磁波，其速度为299792458米每秒（即光速）。
10.什么是谐振？给出一个简单的例子。
答案：谐振是指物体在受到周期性外力作用下产生的共振效应。
例如，当弹簧悬挂的重物被拉伸或压缩时，它会在特定频率下开始振动，这就是谐振现象。
11.什么是静电场？它的数学表达式是什么？
答案：静电场是由带电粒子所产生的电场。
在静电场中，电荷会根据其正负性受
，其中k为库仑常数，q1和到相应的力。
其数学表达式为库伦定律：F=k q1q2
r2
q2分别表示两个电荷量，r表示他们之间距离。
12.什么是声音？它的传播速度受什么影响？
答案：声音是由空气分子振动产生的机械波。
其传播速度受介质的密度、弹性模量以及温度等因素的影响。