大学物理C课后答案1

练习题5问题5-2图问题5-2图5-2两个小球的质量都是m，用长度为l的绳子悬在同一点，具有相同的电量，静止时的两线的角度是2，如问题5-2图所示，小球的半径和线的质量可以忽略，求出各小球具有的电量。解：被示为题目5-2能解开5-4长度l=15.0 cm的直线布线AB上线密度的正电荷均匀分布(2)在导线的垂直平分线上远离导线中点的q点的电场强度解：问题5-4如图所示问题5-4图(1)在带电直线上取元件，其上的电量在点产生电场强度是的，可以代入方向水平右(2)相同的方向如问题5-4图所示对称性，也就是只有成分2222222卡卡卡卡卡卡卡卡653可以代入的双曲馀弦值5-7半径为和()的2无限长同轴圆筒面，单位长度分别具有电量和-，求出： (1) (2) (3)各点的电场强度求解：高斯定理取同轴圆柱形高斯面、侧面积则对(1)(2)径向向外(3)22205-9如问题5-9图所示，在a、b两点分别放电q、-q的点电荷，AB间距为2R，另一个正的点电荷从o点通过半圆弧移动到c点，求出移动中的电场功率。解：被示为问题5-92220课题5-9图课题5-10图5-10问题5-10图中所示绝缘细线上线密度的正电荷均匀分布，两条直线的长度和半圆环的半径都等于r .解： (1)由于电荷的均匀分布和对称性，其与在点处产生的电场强度相抵消不产生点，由于对称性，点电场强度处于轴负方向问题5-10图(2)电荷在点上产生电位同样出生形成半圆环2220练习题6在6-5真空中，有2根相互平行的无限长的直线导线L1和L2，相距0.10 m，流过反方向的电流，如问题6-5图所示，a、b这2点与导线处于同一平面内。 这两点与导线L2的距离均为5.0 cm。 试着求出a、b两点的磁感应强度和磁感应强度为零的点的位置。问题6-5图解：问题6-5如图所示，方向垂直的纸张朝里(2)设置在外侧的距离则能解开6-7问题6-7图中两导线的电流均为8 A，对于图的三条闭合曲线a、b、c，分别写入安培环定理方程式的右边电流的代数和(1)在各闭合曲线上，各点的磁感应强度大小是否相等？(2)闭曲线c上各点的零？ 为什么？问题6-7图解答：(1)在各闭合曲线上，各点的大小不相等(2)闭曲线上的各点不是零，但是环积分是零，不是各点。题目6-10图如标题6-10所示，已知6-10在较长的直线引线AB内流过电流，在矩形线圈CDEF中流过电流，AB和线圈共面，CD、EF都与AB平行。 求出a=9.0 cm、b=20.0 cm、d=1.0 cm(1)引线AB磁场作用于矩形线圈的各边的力(2)矩形线圈受到的合力和合力矩解： (1)方向为垂直左、大小同一个方向是垂直右，大小方向垂直向上，大小为方向垂直向下，大小为(2)合力方向为左，大小为配合力矩-线圈和导线齐平2220是问题6-12图6-12长直线状的导线中流过电流，横向流过导线ab，其中流过电流，两者共面，如图6-12所示，求出导线ab受到的力相对于o点的力矩.解：往上走，那就受力了大小是点矩方向垂直纸向外，大小为题目6-13图众所周知，6-13电子在均匀的强磁场中进行圆周运动，圆周半径r=3.0 cm .垂直于纸面，在某一时刻电子在a点，速度v上升。(1)画出该电子运动的轨道(2)求出该电子速度v的大小(3)求出该电子的动能解： (1)轨迹图题目6-13图(2) 2222222222222226532220(3)练习题77-1半径r=10 cm圆形电路被放置在B=0.8 T的均匀磁场中，电路平面与b垂直，电路半径以一定速度cm/s收缩时，求出电路中的感应电动势的大小.解开：回路磁通感应电动势大小课题7-3如图7-3问题7-3所示，在两平行流过电流的无限长直线导线的平面内有矩形线圈。 两导线的电流方向相反，大小相等，电流变化率增大，求出(1)在任意定时通过线圈内的磁通量(2)线圈中感应电动势:以向外磁通为正则(1)(2)练习题8由8-1质量为1010-3 kg的球和轻弹簧构成的系统按照(SI )的法则进行共振动作，求出(1)振动周期、振幅、初始相位及速度和加速度的最大值(2)最大复原力、振动能、平均动能和平均位能在哪个位置动能和位能相等？(3)t2=5 s和t1=1 s两个时刻的相位差解： (1)设共振运动的标准方程式为再见(2)当时即，即2220(3)沿8-2轴简单共振的弹簧振子、振幅a、周期t、其振动方程式用馀弦函数表示。 t=0时质点的状态分别如下所示(1)x0=-A(2)过平衡位置向正方向移动(3)过度负方向运动(4)过去正向运动求出适当的初始相位，写出振动方程式解：因为将以上初始值条件代入上式，使两式同时成立的值是该条件下的初始相位.8-3质量为1010-3 kg的物体进行共振动作，振幅为24 cm，周期为4.0 s，t=0时，位移为24 cm(1)t=0.5 s时，物体的位置和此时受到的力的大小和方向(2)从开始位置到x=12 cm的最短时间(x=12 cm时物体总能量解：从问题中可以看出来2220另外，有时候振动方程式代入(1)方向指向坐标原点，即沿轴的负方向。(二)从问题知道的；时2220(3)由于在谐振动作中能量被保存，所以无论在哪个位置，无论何时系统的总能量8-5问题8-5图为两个共振运动的x-t曲线，试着分别写了共振运动方程式问题8-5图解：问题8-5图(a )，122222222222222222652即，即事故问题8-5图(b ) 2222222222222222652有时候再见2220事故练习题9机械波众所周知，位于9-4波源原点的一系列平面谐波的波动方程式为y=Acos (Bt-Cx )。 在此，a、b、c是正常数(1)波的振幅、波速、频率、周期和波长(2)从传播方向的波源写出l处的一点的振动方程式(3)在任一时刻，在波传播方向上都存在成为d的两点的相位差.: (1)求解已知平面谐波的波动方程（）上式和波动方程的标准形式相比之下，我们发现：波的振幅等于频率波长、波速波动周期(2)代入波动方程式后，得到该点的振动方程式(3)任意时刻同一波浪线上的两点间的相位差将和代入上面的表达式可以立即得到是沿9-5绳索传播平面谐波的波动方程式是y=0.05cos(10t-4x )，式中，x、y是m，t是s(1)波的波速、频率和波长(2)绳索上的各质点振动时的最大速度和最大加速度(求出x=0.2 m的质点为t=1 s时的相位，那是原点的哪个时刻的相位？ 该相位表示的运动状态在t=1.25 s时达到了哪个点？: (1)给方程和标准公式带来问题相比之下，可以得到振幅、频率、波长和波速(2)绳索上各点的最大振动频率、最大加速度分别为(3) m处的振动迟于原点的时间为因此，时的相位为原点()，时的相位为即如果该相位所代表运动状态在s时刻到达如图9-7问题9-7所示，S1和S2为双方相干波源，振幅全部为A1，S1相位比S2超前而求出问题9-7图(1)S1外侧各点的合计振幅和强度(2)S2外侧各点的合计振幅和强度解： (1)在外侧，距离为的点，传递到该点引起的相位差为(2)在外侧.距离点，由于传递到该点而产生的相位差9-9驻波方程式为y=0.02cos 20xcos 750t (SI )，要求(1)形成该驻波的两列行波的振幅和波速(2)相邻的2个波节之间的距离求解： (1)的驻波方程了解旧知识的双曲馀弦值2220(2)所以相邻的两个节之间的距离练习题10波动光学在10-4杨氏双缝实验中，求出双缝间隔d=0.20 mm、缝间隔D=1.0 m .(1)如果2级亮条纹距屏幕中心距离为6.0 mm，则计算该单色光的波长(2)求出相邻两明纹间的距离。解： (1)由知2220(2)在10-5双缝装置中，用薄云母片(n=1.58 )复盖其中一条缝，结果使屏幕上的第7段照明条纹恰好移动到屏幕中央的第0段照明条纹的位置。 如果入射光的波长为550 nm，则求