大学物理第4章 静电场(终结版)习题解答4-6

大学物理习题解答2.1（1）当物体滑动瞬间，达到最大静摩擦力，其水平方向受力情况：当物体匀速滑动时，物体受到滑动摩擦力，此时当物体匀速滑动时，物体受到滑动摩擦力，此时（2）全反力：法向支持力与摩擦力的合力称为支持面对物体的全反力。摩擦角：当物体处于滑动的临界状态时，静摩擦力达到最大值,此时全反力与支持力的夹角。显然，摩擦角仅与摩擦系数有关。若将摩擦力与支持力用全反力代替，则此时物体仅受3个力作用。此时，仅当外力F在全反力反向延长线右侧，物体才有可能运动，否则会出现自锁现象。2.8由牛顿第二定律分离变量：则：则：2.12设左右两边绳子拉力分别为T1和T2，鼓轮转动角加速度为β。对m1和m2分别运用牛顿第二定律：对鼓轮运用转动定律：M=Jβ；有：联立三式，可得：2.13m,RNF（1）由于杆静止，故合外力矩为0，即F×（0.5+0.75）=N×0.5→N=250N而欲求飞轮静止所需时间，可利用转动定律M=Jβ，先求出转动的角加速度：f即：μN×R=mR2β/2→飞轮角加速度为：β=13.3（减速转动）而初始角速度则，飞轮停止所需时间为：再根据：对应圈数：（2）若要在2秒内使飞轮减速一半，则外力F为多大？m,RNf由题设可得：其中，则，对飞轮运用转动定律，有：可得飞轮受到压力为再由杆合外力矩为零，可得：F’×（0.5+0.75）=N’×0.5→F’=177N3.6MVm,va)(1)若炮弹相对地面的速度为v则，根据水平方向动量守恒：MV=mv

cosa(2)若炮弹相对炮车的速度为v因动量守恒必须对同一惯性系才成立，因此必须讨论炮弹相对于地面的速度，根据相对运动关系，有：根据水平方向动量守恒4.8（1）r<R1以半径r,取一同心球面为高斯面故：E1=0（2）R1<r<R2以半径r,取一同心球面为高斯面故：故：（3）R2<r<R3以半径r,取一同心球面为高斯面（4）R3<r以半径r,取一同心球面为高斯面4.11利用电势叠加原理计算电势电荷元产生电势根据叠加原理电荷元产生电势4.13R1R2(1)内外两筒的电势差在两桶间取一半径为r，高为h的圆柱，根据高斯定理：内外两筒的电势差为4.13R1R2(2)若外筒接地仍可在两桶间取一半径为r，高为h的圆柱，根据高斯定理：计算内筒电势，可将外筒（接地）视为电势零点4.18R1R2R3BA（1）求两球间电势差在两球面间取一半径为r的高斯面，利用电介质中的高斯定理：则，两球间电势差为：R1R2R3BA（2）离球心30cm处，（球壳外部真空中）P取一半径为r的高斯面恰好经过P点，R1R2R3BA（3）球A电势电场分布：定义无穷远处电势为零，则A球电势为：电场分布：4.19ABPQq(1)求P、Q的电势电场分布：定义无穷远处电势为零，则4.19ABPQq(2)若AB链接在一起，求P、Q的电势电场分布：定义无穷远处电势为零，则4.26d/3d/3d/3+q-q假设上下极板分别带电±q,未插入电介质时，板间电场为：当插入电介质后，电介质内部电场强度变为：板间电势差：ΔU=E0×d电容为：则板间电势差为：此时板间电容为：电容变化量为：4.27dd’(1)假设上下两板带有等量异号的电荷，面电荷密度分别为则两板间无导体区域，电场强度而铜板内部，电场强度为0.则两板间电势差：则插入铜板后，电容为：与铜板所放置的位置无关。dd’（2）外力做功大小等于在有或无铜板两种情况下，系统储存能量的差值。而电