大学物理2参考答案

1、静电场一一、选择题1. C 2.A 3.C 4.B 5.D 二、填空题1. ；0； 2. ；从O点指向缺口中心3. ； 4. 5. ；6. 三、计算题1. 解：取如图所示微小电荷元 它在O处产生场强dE沿轴和轴的分量分别为 对各分量分别积分，积分时考虑到上半部分是正电荷而下半部分是负电荷可得 0 所以 2. 解: （1）根据高斯定理，作以球心为中心，以r为半径的球面为高斯面，分别计算球内和球外的电场强度。球内（）： 球外（）： （2）电荷分布具球对称性，。可根据高斯定理求解。作以球心为中心，以r为半径的球面为高斯面，分别计算球内和球外的电场强度。球内（）：将球体分解为多个厚度为的薄同心球壳，任

2、一球壳带电，半径的球体带电。 球外（）：半径为R的球体总电量为 3. 解: 设圆柱面的长度为L。设坐标系如图所示。将半圆柱面划分成许多窄条。 dl宽的窄条的电荷线密度为 它在轴线上一点产生的场强为 它在x、y轴上的二个分量为： q 对各分量分别积分 场强 4. 解： (1) 由对称分析知，平板外两侧场强大小处处相等、方向垂直于平面背离平面。设场强大小为E，作一柱形高斯面垂直于平面，其底面大小为S，如图所示。 按高斯定理，即 (2) 过P点垂直平板作一柱形高斯面，底面为S，设该处场强为，如图所示。按高斯定理，即 静电场二 参考答案一、选择题1.B 2.A 3.B 4.D 5.B 6.B 二、填空

3、题1. 135V； 45V 2. 无旋场 3. 4. ； 0 ； ； 5. ； ； 三、计算题1.解：（1）取如图所示微小电荷元，在O处产生的场强 dE沿轴和轴的分量分别为 （2）电荷元dq在P点处的电势 （3） 2. 解：电势叠加原理计算 （1） ， （2）； ， （3）； （4）， 得 3. 解：电荷分布具有柱对称性，应用高斯定理求场强，再由场强积分求电势（1） 分别在，处取柱形高斯面，高为l， 即 其中可得 （2）球内，处的电势球外， 处的电势4. 解：区别： 是矢量， 是从受力角度提出的物理量 U是标量，是从功的角度引入的物理量联系：和U存在梯度或积分关系， 应用叠加原理时： 满足矢量

4、叠加原则，要注意方向性 U是标量，无方向性，数值叠加即可 静电场三 参考答案一、选择题1. D 2. C 3. B 4. B 5. A 6. D 7. A 二、填空题1. -; -; .2. 增大；增大.3. ；4. ; 三、计算题1. 解：导线间任一点的场强即两导线间电势差： 因为，所以 单位长度电量所以2. 解：（1）设内外金属膜上单位长度电量分别为和，则玻璃中的电场强度为（2）最大储能3. 解：(1)由导体的静电平衡条件和电荷守恒定律、高斯定理，可分析得：导体球上所带电量在球面，电量为；由高斯定理可得各个区域的电场分布：，(2) 球内电势：当时=球外电势：当时4. 解：设极板带电，若保持

5、板上的自由电荷不变，则加入导体板后极板间电场仍为,而导体板内部电场为零。于是，两极板间电势差. 极板上的电荷 （2）电容 .稳衡磁场一一、 选择题1、D 2、A 3、B 4、 D 5、D二、 填空题1、0Id 2、20I2a 3、0Ialna2 4、0(I1-I2); -20I 5、0q2R; qR44 6、0; -0I三、 计算题1、解：把载流平板看成若干无限长载流直导线，建立如图坐标，坐标x处取看都dx导线，dI=Iadx，在P点产生磁场dB=0dI2(a+b-x)=0dx2a(a+b-x)，方向垂直纸面向里。则B=dB=0a0dx2aa+b-x=0I2alnab2、解：(1)Pm=IS=

6、IR2, 方向沿x正方向。 (2)取电流元Idl，在P点产生磁场dB=0IdI2x2+R2，方向如图所示。X方向：dBx=dBsin=R0IdI2(x2+R2)3/2Bx=dBx=02R0IdI2(x2+R2)32=0IR22(x2+R2)32垂直x方向的平面：由对称性B=0所以B=Bx=0IR22(x2+R2)32(3) B0=0I2R 3、解：由安培环路定理：4、解：补偿法：假设R1圆柱体通有电流R2圆柱体通有反向电流由安培环路定理：(1) I1: I2: B=B1+B2=(2)I1: I2: B=B1+B2=稳衡磁场二一、 选择题1、A 2、B 3、B 4、D 5、A二、 填空题1、负；

7、 2、-1.4 3、；沿yzhou正向 4、 5、三、 计算题1、解：(1) ac段：(2) ab段：(3) bc段：(4)2、解：在载流直导线AD右侧，B方向为垂直纸面向里，电流元所受安培力方向沿径向，大小为：所以安培力3、解：把薄板电流分解成多个宽为dx的电流，再求薄板在直栽电流处的磁场任取间的电流：它在直导线I处产生的整个薄板 (l=1)，所以4、解：(1) 把半圆柱面电流看成若干无限长载流直导线，取由于整个半圆柱面电流对x轴对称方向沿x轴正向(2)导线应放在距离轴线为处，即x轴上的坐标处。电磁感应作业答案一 选择题： D B D C C C二 填空题：1. 0.4 H 2.-SBtdS

8、=LEdl LHdl=nIn+SDtdS 3. 0R2dEdt 00r2dEdt q0costR2 Iddudt 4. qRr2N 5. 0 6. B220r=1.63106Jm3 120rE2=11.33Jm3 磁场三 计算题1 解答：（注： 本题应该指明当导线运动到距离AB边为S时，速度大小为V，时刻为t0）以无限长载流导线为坐标原点，沿导线从左到右建立x轴。同时规定垂直纸面朝里的方向为法线正方向，于是顺时针方向为环路绕行正方向:(1) 计算无穷长载流导线产生磁场的磁感应强度：B=0I2x=0I0et2x ，方向为垂直纸面朝里；计算导线和导轨构成的矩形线框的磁通，按照上述规定 d=BdS=

9、0I2xSdx=0I0et2xSdx;对上式进行积分有:=aa+Ld=aa+LBdS=0I0etS2aa+Ldxx=0I0Set2lna+La; 根据法拉第电磁感应定律 1=-ddt=-0I0Set02lna+La ， 逆时针方向。(2) 规定从左到右为dl的正方向: d=(vB)dl=v0I0etdx2x ； 对上式进行积分： 2=aa+Ld=v0I0et02aa+Ldxx=v0I0et02lna+La ，方向为逆时针方向。 (3) 感应电流的大小为 I=0I0et02R(v+S)lna+La ， 方向为逆时针方向。2. 解答:(1) 根据涡旋电场和磁通变化之间的关系 LEdl=-SBtdS

10、，规定顺时针方向为环路正方向，磁场方向为正方向： 2aE=-a2B0 可以导出涡旋电场 E=-aB02 ，由此计算出电荷q的加速度 a=-aB0q2M ， 方向为沿切线逆时针方向。(2) 根据法拉第电磁感应定律，规定顺时针方向为环路绕行方向，纸面朝里为正方向： I=-dRdt=-dB0b2tRdt=-B0b2R 。3. 解答： 设线圈中的电流为I，根据安培环路定律，螺绕环内磁感应强度跟到轴线距离r之间的关系为：2rB=0NI，由此计算出磁感应强度：B=0NI2r ；计算通过横截面的磁通: =R1R2d=R1R20NI2rhdr=0IhN2lnR2R1 ；自感系数L=NI=0hN22lnR2R1

11、 。4解答： 线框中的电动势，来自与通过线圈磁通的变化，故可以利用法拉第电磁感应定律求解，以无限长载流线所处位置为坐标原点，建立水平x轴。在空间产生磁场的磁感应强度大小为：B=0I2x ;设三角形线框左端坐标为s，右端为s+b，磁通为： =ss+bd=ss+b0I2x(x-s)hbdx=0Ih2-0Ihs2blns+bs ;根据法拉第电磁感应定律， 注意s是时间的函数: =-ddt=0Ih2bdslns+bsdt =0Ihv2blna+ba-0Ihv2a+b 。近代物理一一 选择题1. B 2. A 3. C 4. D 5. B 6. C 7. B 8. C2、 填空题1. 2. L=0.72

12、 m， 3. 8.910-8 s4. 9.6 m 5. 270 m 6. 0.25m0c2 7. 8 8. 2.9110-8 m/s3、 计算题1. 解：（1）那么：（2）那么：2. 解：取飞船B为惯性系S，A为惯性系S，A相对于A以速度u作匀速直线运动，在S系上观测A的长度为： 3. 解：（1）（2）（3）4. 答：经典时空观指绝对时空观，认为时间和空间都是绝对的，可以脱离物质而存在，并且时间和空间也没有任何联系（1）时间间隔的测量时绝对的（2）空间间隔的测量也是绝对的；狭义相对论的时空观认为时间的量度是相对的，不是绝对的（1）同时的相对性，同时性是与参考系的选取有关（2）长度的收缩尺子在其运动方向上缩短了，（3）时间的延缓。总之，相对论时空观认为：时间和空间不是独立的，而是互相影响的，并且时间，空间与物质运动有关。但当低速运动时（uc），相对论时空观就过渡到经典时空观。近代物理二答案一、选择题1. C 2. A 3. C 4. D 5. C 6. BD 7. A 8. A 9. C （C和D一样）二、填空题1. 2.5， 4.01014 2. 3. 或，或，或 4. 0.1 MeV 5. 2.4104 K 6. 13.6, 5 7. 6， 97.2 8. 2.2106 m/s 9. 9三、计算题1. 解(1) 由 得 , 即 (恒量) 由此可知，对