物理习题答案zhuan

1、物理习题答案zhuan5水管上端的截面积为.010-，水的流速为5. /s，水管下端比上端低10m,下端的截面积为.0102。()求水在下端的流速；(b)如果水在上端的压强为.510a,求下端的压强。解:(a)已知1=404m，v1.0 /，1=10m,s2=801042，.5105pa ,根据连续性方程:1v1=sv2 知:()（) 根据伯努利方程知：，=0,=1.010 kg38文丘里流速计主管的直径为0.25m,细颈处的直径为0m,如果水在主管的压强为5.54pa,在细颈处的压强为4104pa,求水的流量是多少？解:已知d12m,d20.10，=5.514pa,.1104pa,根据汾丘里

2、流速计公式知:4用一截面为50cm2的虹吸管把截面积大的容器中的水吸出。虹吸管最高点在容器的水面上1m处,出水口在此水面下0.6m处。求在定常流动条件下,管内最高点的压强和虹吸管的流量。解：(）已知d=5.0cm2=5.010-4m2，hb=.20m,d-0.60，a s,如图3-1所示，选取容器内液面a为高度参考点，对于a、两处，.013105 pa，应用伯努利方程，则有： （m/s)b、d两处(均匀管)应用伯努利方程得: (p）(b）qd=5.0104.3=721-（m/s)习题五(12）1一振动的质点沿x轴作简谐振动,其振幅为5.010-2m,频率2.h,在时间t时，经平衡位置处向x轴正

3、方向运动,求运动方程。如该质点在t=0时,经平衡位置处向轴负方向运动，求运动方程。解：已知,。通解方程式为由=0时x=0有速度表达式为根据已给条件 有,考虑。运动方程为2.质量为5.010kg的振子作简谐振动，其运动方程为式中,中的单位是m,的单位是s。试求:(a)角频率、频率、周期和振幅；（b)=时的位移、速度、加速度和所受的力；(c)t=0时的动能和势能。解：(）根据已给条件,。 (b) 将条件t=0带入方程 () 动能 势能1已知平面波源的振动方程为y=6.12cost(m），并以2.0/s的速度把振动传播出去,求:(a)离波源处振动的运动方程;(）这点与波源的相位差。解：(a)由已给方

4、程可直接得到：将x=5m代入波动表达式()相位差习题六（177）1真空中在xy平面上，两个电量均为08c的正电荷分别位于坐标 (.1, 0) 及(0.1, 0)上，坐标的单位为。求: (a)坐标原点处的场强； （b）点 （0, 01) 处的场强。解:设，为两点电荷产生的场强，其合场强为=+(a) 在原点处,与的大小相等，方向相反，即：e=0故合场强为零。(b) 此时 =故合场强的大小：eco=方向为沿轴正方向。3真空中在x-y平面上有一个由三个电量均为q的点电荷所组成的点电荷系,这三个点电荷分别固定于坐标为(a， 0)、(-a, 0）及(, a)上。(a) 求y轴上坐标为(0, y)点的场强

5、(ya)；(b） 若ya时,点电荷系在（， y)点产生的场强等于一个位于坐标原点的等效电荷在该处产生的场强，求该等效电荷的电量。解:(a） 根据电荷分布的对称性，在点（o,y）处(ya）的合场强的大小为e方向沿y方向。(b)当ya时e=故等效电量为。3.真空中分别带有+10c和+4c的两个点电荷，相距为40m。求场强为零的点的位置及该点处的电势。解：(a)设和为两电荷各个单独存在时产生的场强，合场强为零。要求：=0，即,则场强为零的点，必在连接两点电荷的直线上，设该点距+10的电荷为，故有:但即：取x4=3. (b）根据电势叠加原理:4.真空中两等值异号点电荷相距2m,q1=810-c，q2=

6、-8.010-6c。求在两点电荷连线上电势为零的点的位置及该点处的场强。 解:设所求点到两点电荷的距离为与，则且故即为连线中点该点场强的大小为:,方向为从指向。 5.如图-4所示,已知=cm,a12c，q1=q2=108,电荷q0=10-c,求:(a) q0从a移到b时电场力所作的功; (b)q从移到d时电场力所作的功。解：() (b) 习题六（p230）2. 几种载流导线在平面内分布(图-1）,电流均为i，求他们在o点的磁感应强度。解: （) 点的磁感应强度等于载流圆环与无限长直载流导线在o点所产生的磁感应强度的矢量和。载流圆环在圆心处的磁感应强度：， 方向为垂直图面指向外;无限长直导线在圆

7、心处的磁感应强度：,方向为垂直图面指向外。故：，方向为垂直图面指向外。(b) o点的磁感应强度等于两段半无限长直载流导线与1/4载流圆环在o点所产生的磁感应强度的矢量和。由于o点在其中一段半无限长直载流导线的延长线上,所以该半无限长直载流导线在o点产生的磁感应强度;另一段半无限长直载流导线在点产生的磁感应强度：，方向为垂直图面向外;1/4载流圆环在点产生的磁感应强度：，方向为垂直图面指向外。故:，方向为垂直图面指向外。(c) o点的磁感应强度等于两段半无限长直载流导线与1/2载流圆环在o点所产生的磁感应强度的矢量和。上半无限长直载流导线在o点产生的磁感应强度:，方向为垂直图面向外;下半无限长直

8、载流导线在o点产生的磁感应强度：，方向为垂直图面向外;1/载流圆环在点产生的磁感应强度：,方向为垂直图面指向外。故：，方向为垂直图面指向外。 将通有电流强度i的导线弯成如图8-2所示的形状,组成3的圆 (半径为 )和3/ 的正方形 （边长为b )。求圆心处的磁感应强度。解：点的磁感应强度等于/4载流圆环与四段有限长直载流导线在o点所产生的磁感应强度的矢量和。由于点在两段有限长直载流导线的延长线上，故它们在点所产生的磁感应强度均为零,即。另两段有限长直载流导线在o点所产生的磁感应强度的方向均为垂直图面指向外，大小分别为:,。3/载流圆环在点所产生的磁感应强度:,方向为垂直图面指向外。故:,方向为

9、垂直图面指向外。8. 一长直导线载有电流0a，离导线0m处有一电子以速率运动,求以下三种情况作用在电子上的洛仑兹力。（1)电子的速度v平行于导线；(）速度v垂直于导线并指向导线;(3)速度v垂直于导线和电子所构成的平面。解：长直载流导线周围的磁感应强度大小为,方向与电流的方向成右手螺旋关系。运动电子在磁场中所受的洛仑兹力:（1)v平行于导线,则v与b垂直 方向:若v与同向，则垂直于导线指向外面；若v与i反向，则垂直指向导线。（2) 此时v与b互相垂直,所以洛仑兹力大小同上，,方向与电流的方向相同。(3）此时与同向，洛仑兹力。13. 一无限长载流直导线通有电流i1，另一有限长度的载流直导线ab通

10、有电流i2，a长为l。求载流直导线b与无限长直载流导线平行和垂直放置,如图88(a)、(b)所示时所受到的安培力的大小和方向。解:(a） 载流直导线ab与无限长载流直导线平行放置时,距无限长载流直导线为处的ab的磁感应强度大小均为，方向垂直图面向里。载流直导线a所受到的安培力的大小为，方向垂直ab水平向右(b)载流直导线ab与无限长载流直导线垂直放置时,上各处的磁感应强度不同。以长直导线为原点作坐标轴，根据安培环路定律，距长直导线为处的磁感应强度该处电流元所受安培力的大小为 整条载流直导线ab所受合力为: 方向垂直竖直向上。习题十（p288）3波长为0nm的光波垂直投射到一双缝上,距双缝10m

11、处置一屏幕。如果屏幕上2个明条纹之间共宽10-2m，试求两缝间的距离。 解：已知 =.0，相邻两条纹的间距为 求缝宽b 所以 有一单缝宽度 = 2.010-4，如垂直投射光为 l=50nm的绿光，试确定j =1时，在屏幕上所得条纹是明还是暗？解：由衍射公式: 代入数据得 为奇数所以得到的是暗条纹。 所以 10.l=589n的钠黄光垂直照射一狭缝，在距离0cm的光屏上所呈现的中央亮带的宽度为003m，求狭缝的宽度。解:由衍射公式 有图可知:所以m11在双缝干涉实验中,若两条缝宽相等,单条缝（即把另一条缝遮住)的衍射条纹光强分布如何？双缝同时打开时条纹光强分布又如何？答：光强分布按衍射图案分布，且

12、明暗条纹位置有的与干涉位置相同有的不同。双缝打开后，按干涉团分布,但由于两条缝的衍射，从而出现缺级现象。1衍射光栅所产生的l=486.1nm谱线的第四级光谱与某光谱线的第三级光谱相重合,求该谱线的波长。解：由光栅公式 知: 代入数据得17.三个偏振片叠置起来,第一与第三片偏振化方向正交,第二片偏振化方向与其它两片的夹角都是45，以自然光投射其上,如不考虑吸收,求最后透出的光强与入射光强的百分比。解:由马吕斯定律得:2石英晶片对不同波长光的旋光率是不同的，如波长为546.nm单色光的旋光率为25.7/mm；而波长为59.0单色光的旋光率为1./m。如使前一光线完全消除，后一种光线部分通过,则在两正交的偏振片间放置的石英晶片的厚度是多少？解：在题设条件下,欲使最小则： 所以此时 光部分通过符合题意。所以石英的最小厚度为.004m22某蔗糖溶液在20时对钠光的旋光率是66.4cm3/gdm。现将其装满在长为20的玻璃管中,用糖量计测得旋光角为8.3，求溶液的