大学物理下册学习指南答案.doc

大学物理下册学习指南例题练习题参考答案(详解)第11章 静电场【例题精选】例11-1 （见书上）例11-2 ，从O点指向缺口中心点 例11-3 D例11-4 D 例11-5 B例11-6 ， 向右； ， 向右； ， 向左 例11-7 （见书上）【练习题】11-1 B 11-2 ，沿矢径OP 11-3 ，11-4 B 11-5 【解】（1）作与球体同心，半径rR的高斯球面S1。球体内电荷密度r随r变化，因此，球面S1内包含的电荷。已知的电荷体密度r(r) =kr，根据高斯定理：， ，可求得球体内任意点的场强：，rR的球面S2，因R外电荷为零，故S2内的电荷Q2=Q总，根据高斯定理：，得球体外任意一点的场强：，rR。11-6 ，11-7 【解】两同轴圆柱面带有等量异号电荷，则内外电荷线密度分别为l和-l。电场分布具有轴对称性。（1）建立半径的同轴高斯柱面，设高为h。高斯柱面内无电荷分布。，则，（）（2）建立的同轴高斯柱面，设高为h。高斯柱面内包含电荷。柱面的上下底面无电场分布，电场均匀分布在侧面。，则，（）（3）建立半径的同轴高斯柱面，设高为h。高斯柱面内包含正负电荷的代数和为零。，则，（）第12章 电势【例题精选】例12-1 -2000V 例12-2 45V ， -15V 例12-3 （见书上）例12-4 （见书上）例12-5 D 例12-6 C【练习题】12-1 ， 单位正电荷在静电场中沿任何闭合路径绕行一周，电场力所做的功为零，保守12-2 C11-3 (1) ， 0；(2) ， 12-4 【解】在任意位置x处取长度元dx，其上带有电荷dq=l0 (xa)dx 它在O点产生的电势 O点总电势： 12-5 【解】 (1) 球心处的电势为两个同心带电球面各自在球心处产生的电势的叠加，即 8.8510-9 C / m2 (2) 设外球面上放电后电荷面密度为，则应有 = 0，即 。外球面上应变成带负电，共应放掉电荷 6.6710-9 C12-6【解】设无穷远处为电势零点，则A、B两点电势分别为 ； q由A点运动到B点电场力作功 注：也可以先求轴线上一点场强，用场强线积分计算12-7【答】均匀带电球体的电场能量大。因为半径相同且总电荷相等的球面和球体，其外部电场分布相同，具有相同的能量；但内部电场不同：球面内部场强为零，球体内部场强不为零，所以球体的电场能量大。第13章 静电场中的导体【例题精选】例13-1 C例13-2 C例13-3 （见书上）例13-4 （见书上） 【练习题】13-1 D13-2 【解】三块无限大平行导体板，作高斯面如图，知：E1=s1 e0，E2=s2 e0左边两极板电势差U1=s1d1 e0，右边两极板电势差U2=E2d2=s2d2 e0，而左板和右板构成等势体，中板自身是等势体，所以U1= U2，则 s1 s2= d2 d1 13-3 【证】在导体壳内部作一包围B的内表面的闭合面，如图。设B内表面上带电荷Q21，根据高斯定理，因导体内部场强E处处为零，故 ，得 根据电荷守恒定律，设B外表面带电荷为，则 由此可得 。 13-4 ；。第14章 静电场中的电介质【例题精选】例14-1 B例14-2 C例14-3 (1) 增大 ， 增大 (2) 增大 ， 增大 (3) 减小 ， 不变 例14-4 ， 。例14-5 (见书上)例14-6 (见书上)【练习题】14-1 14-2 e r ，e r 14-3 C14-4 B14-5 C14-6 【解】（1）电容器充电后断开电源，则极板上所带的电量不变。故极板间的电势差和电场能量分别为 =1000V，510-6 J。(2)设极板原间距为d，增大为2d时，相应的电容量要变小，其值为。而此时极板所带电量仍然不变。电场总能量改变为 =1.010-5 J，电场能量的增加量为=5.010-6J，由于把带电的电容器极板拉开时，外力需克服电场力作功，这部分外力所作的功就转化为电场能量了，或者说，电荷不变时，电容器内部的电场强度不变，但是场强存在的空间体积变成原来的两倍，总能量也就变为原来的两倍。第15章 稳恒磁场【例题精选】例15-1 （见书上）例15-2 （见书上） 例15-3 （见书上）例15-4 （见书上） 例15-5 D例15-6 C例15-7 环路L所包围的所有稳恒电流的代数和；环路L上的磁感强度例15-8 答：第一说法对，第二说法不对因为围绕导线的积分路径只要是闭合的，不管在不在同一平面内，也不管是否是圆，安培环路定理都成立例15-9 （见书上）例15-10 （见书上）【练习题】15-1 (1) (只有四分之一圆弧电流在P点产生B ) (2) 参考： 圆形载流导线圆心处的磁场：一段载流直导线的磁场： 15-2 （参考上一题，注意流过ab边与流过ac,cb边的电流关系）；垂直纸面向里15-3 D (参考15-1，O点B由圆形电流与无限长载流直导线产生，注意二者方向)15-4 B （参考例题15-2） dI=Idr a ； Bp=。 15-5 解：带电圆盘转动时，可看作无数的电流圆环的磁场在O点的叠加 某一半径为r 的圆环的磁场为 而 正电部分产生的磁感强度为 负电部分产生的磁感强度为 今 15-6 ； 0 ； 15-7 D 15-8 C15-9 B （载流长直螺线管内的磁场： ）15-10 解：建立坐标系，应用安培环路定理，左边电流产生的磁感应强度； 方向向里 右边电流产生的磁感应强度； 方向向外 应用磁场叠加原理可得磁场分布为， 的方向垂直x轴及图面向里 第16章 磁力【例题精选】例16-1 12 ； 12 （参考 洛伦兹力；回旋半径）例16-2 A (可以用安培力来判断各边受力情况，也可以用 判断出载流线圈所受磁力矩，然后判定转动方向)例16-3 D (cd处在ab的磁场中，可用安培力来判断)例16-4 （见书上）例16-5 （见书上）例16-6 A；B；（参考闭合载流导线在磁场中磁力矩）例16-7 0 （同上）【练习题】16-1 C 【】16-2 ； 16-3 B16-4 D (用安培力来判断各边受力情况)16-5 C 16-6 解：在直线电流上任意取一个小电流元，此电流元到长直线的距离为，无限长直线电流在小电流元处产生的磁感应强度为：，再利用，考虑到，有：，。16-7 A （参考闭合载流导线在磁场中磁力矩）第17 章磁场中的磁介质【例题精选】例17-1 B例17-2 答：不能 因为它并不是真正在磁介质表面流动的传导电流，而是由分子电流叠加而成，只是在产生磁场这一点上与传导电流相似例17-3 A例17-4 D 【练习题】17-1 C17-2 D17-3 I / (2pr)； mI / (2pr)17-4 铁磁质；顺磁质；抗磁质17-5 矫顽力小 ；容易退磁17-6 B 解：磁场强度： ；第18章 电磁感应及电磁波【例题精选】例18-1 B例18-2 (见书上)例18-3 (见书上)例18-4 ；N解：利用动生电动势公式解决：，由右手定则判定：例18-5 (见书上)例18-6 (见书上)例18-7 D例18-8 D例18-9 (见书上)例18-10 C例18-11 D例18-12 C例18-13 B例18-14 C例18-15 垂直；横波；相同；同时【练习题】18-1 D18-2 C 【参考】18-3 解： n =1000 (匝/m) =p210-1 sin 100 pt (SI) p210-1 A = 0.987 A 18-4 ADCBA绕向；ADCBA绕向18-5 解：建立坐标(如图)则： ， ， 方向 de 感应电动势方向为CD，D端电势较高 18-6 D 18-7 证明：取长直导线之一的轴线上一点作坐标原点，设电流为I，则在两长直导线的平面上两线之间的区域中B的分布为 穿过单位长的一对导线所围面积（如图中阴影所示）的磁通为 18-8 0.400 H； 28.8J （参考 和）18-9 C18