大学物理简明教程11-17例题习题答案.doc

第十一章 静电场例题答案：111. B； 112. B； 113. B114. ；从O点指向缺口中心点115. ； ；沿矢径OP 116. D117. 向右 ; 向右 118. (见书上)119. D； 1110. C； 1111. C1112. 45 V 15 V1113-14. (见书上) 1115. 无答案练习题答案：Lddqx(L+dx)dExO111. 证明：设杆的左端为坐标原点O，x轴沿直杆方向带电直杆的电荷线密度为l=q/L，在x处取一电荷元dq =ldx = qdx/L， （2分）它在P点的场强： 总场强为： 112. Q / e0， 0113. s / (2e0)， 3s / (2e0)114. B115. 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： 116. 解：在圆盘上取一半径为rrdr范围的同心圆环其面积为 dS=2prdr其上电荷为 dq=2psrdr 它在O点产生的电势为 总电势 117. 解：设导线上的电荷线密度为l，与导线同轴作单位长度的、半径为r的(导线半径R1r圆筒半径R2)高斯圆柱面，则按高斯定理有 2prE =l / e0 得到 E = l / (2pe0r) (R1rR2 ) 方向沿半径指向圆筒 导线与圆筒之间的电势差 则 代入数值，则： (1) 导线表面处 2.54 106 V/m (2) 圆筒内表面处 1.70104 V/m118. 解：设小球滑到B点时相对地的速度为v，槽相对地的速度为V小球从AB过程中球、槽组成的系统水平方向动量守恒 mvMV0 对该系统，由动能定理 mgREqRmv2MV2 、两式联立解出 方向水平向右 方向水平向左119. 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 1110. 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 C 第十二章 导体电学例题答案：121. D122. C123. (C)没答案124. q， 球壳外的整个空间125. ， 126. ， 127. C128-9. (见书上)练习题答案：121. C=712Uf（没过程）122 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U1=U2，则s1 s2= d2 d1。123. D124. C125. 证明：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Q2，按高斯定理，因导体内部场强E处处为零，故 根据电荷守恒定律，设B外表面带电荷为，则 由此可得 第十三章 电介质例题答案：131. B132. （B）133. （C）134. e r ， e r135. (见书上)136. C练习题答案：131 = 147 kV 解：设圆柱形电容器单位长度上带有电荷为l，则电容器两极板之间的场强分布为 设电容器内外两极板半径分别为r0，R，则极板间电压为 电介质中场强最大处在内柱面上，当这里场强达到E0时电容器击穿，这时应有 适当选择r0的值，可使U有极大值，即令得 显然有 0， 故当 时电容器可承受最高的电压 = 147 kV 132 解：因为所带电荷保持不变，故电场中各点的电位移矢量保持不变，又 因为介质均匀，电场总能量 133解：设某瞬时球上带电q，电势为u，将dq自处移至球面，外力做功等于的电势能增量dw，即dw=udq。球上电量由q=0Q，外力作的总功为球末态的电势能(即球带电Q的总静电能)。所以W=。134（1）U=1000V，= 510-6J （2）DWe= 5.010-6J由于把带电的两面三刀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4. 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，510-6J。(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C=e0S2d=C2。而此时极板所带电量仍然不变。电场总能量改变为We=Q2 2C= Q2 C 1.010-5J，电场能量的增加量为DWe= WeWe=5.010-6J，由于把带电的两面三刀极板拉开时，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。135 Vmax= =。解(1)设该球形电容器带有电量，则两球壳间场强分布为r1rr2由此可知，当r趋近于r1时，场强值增大。要使电容器不被击穿，E0时，i与选定的正方向相反；否则 i与选定的正方向相同例16-6：解：在距O点为l处的dl线元中的动生电动势为 de e 的方向沿着杆指向上端例16-7：D； 例16-8：D例16-9：解：(1) 无限长载流直导线在与其相距为r处产生的磁感强度为： 以顺时针为线圈回路的正方向，与线圈相距较远和较近的导线在线圈中产生的磁通量为： 总磁通量 感应电动势为： 由e 0，所以e 的绕向为顺时针方向，线圈中的感应电流亦是顺时针方向例16-10：D； 例16-11：C习题解答16-1：D16-2：解：螺线管中的磁感强度 ， 通过圆线圈的磁通量 取圆线圈中感生电动势的正向与螺线管中电流正向相同，有 在0 t T / 4内， ， 16-2图在T / 4 t 3T / 4内， ， 在3T / 4 t T内， ， 16-4图e t曲线如图16-2 16-3：C16-4：解：建立如图16-4所示坐标系，x处磁感应强度；方向向里 在x处取微元，高l宽dx，微元中的磁通量： 磁通量： 感应电动势 方向：顺时针 16-5：解： n =1000 (匝/m) =p210-1 sin 100 pt (SI) p210-1 A = 0.987 A 16-6：ADCBA绕向 ADCBA绕向16-7：1.1110-5 V A端16-8图16-8：解：建立坐标(如图16-8)则： ， ， 方向 de 16-11图感应电动势方向为CD，D端电势较高 16-9：B；