普通物理习题册下答案文档格式.docx
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0）及2δ,如图所示,试写出各区域得电场强度。
Ⅰ区得大小,方向向右。
Ⅱ区得大小,方向向右。
Ⅲ区得大小,方向向左。
4.如图所示,一点电荷q位于正立方体得A角上,则通过侧面abcd得电通量Φ=。
5.真空中一半径为R得均匀带电球面,总电量为Q（Q>
0）。
今在球面上挖去非常小块得面积ΔS（连同电荷）,且假设不影响原来得电荷分布,则挖去ΔS后球心处电场强度得大小E＝。
其方向为由球心O点指向
6、把一个均匀带电量+Q得球形肥皂泡由半径吹胀到,则半径为R（得高斯球面上任一点得场强大小E由________变为_________0_______、
三计算题
1.一段半径为a得细圆弧,对圆心得张角为θ0,其上均匀分布有正电荷q,如图所示,试以a,q,θ0表示出圆心O处得电场强度。
解:
建立如图坐标系,在细圆弧上取电荷元,
电荷元视为点电荷,它在圆心处产生得场强大小为:
方向如图所示。
将分解,
由对称性分析可知,
圆心O处得电场强度
2、有一无限长均匀带正电得细棒L,电荷线密度为λ,在它旁边放一均匀带电得细棒AB,长为l,电荷线密度也为λ,且AB与L垂直共面,A端距L为a,如图所示。
求AB所受得电场力。
在棒AB上选线元dx,其上所带电量为
无限长带电棒L在电荷元处产生得电场强度为
则电荷元所受得电场力为
3、一半径为R得带电球体,其电荷体密度为
求:
（1）带电体得总电量;
（2）球内、外各点得电场强度。
（1）
如何选择dV?
其原则就是在dV内,可以认为就是均匀得。
由于题目所给带电球体得具有球对称性,半径相同得地方即相同,因此,我们选半径为r,厚度为dr得很薄得一层球壳作为体积元,于就是
所以
（2）球面对称得电荷分布产生得场也具有球对称性,所以为求球面任一点得电场,在球内做一半径为r得球形高斯面,如右图所示,由高斯定理,由于高斯面上E得大小处处相等,所以
对于球面外任一点,过该点,选一半径为r得同心球面,如右图所示,则由高斯定理
得方向沿半径向外
第10单元静电场
（二）
[D]1.关于静电场中某点电势值得正负,下列说法中正确得就是:
（A）电势值得正负取决于置于该点得试验电荷得正负
（B）电势值得正负取决于电场力对试验电荷作功得正负
（C）电势值得正负取决于产生电场得电荷得正负
（D）电势值得正负取决于电势零点得选取
[B]2、在边长为a得正方体中心处放置一电量为Q得点电荷,设无穷远处为电势零点,则
在一个侧面得中心处得电势为:
（A）（B）
（C）（D）
[C]3、静电场中某点电势得数值等于
（A）试验电荷置于该点时具有得电势能。
（B）单位试验电荷置于该点时具有得电势能。
（C）单位正电荷置于该点时具有得电势能。
（D）把单位正电荷从该点移到电势零点外力所作得功。
[C]4、关于电场强度与电势之间得关系,下列说法中,哪一种就是正确得?
（A）在电场中,场强为零得点,电势必为零。
（B）在电场中,电势为零得点,电场强度必为零。
（C）在电势不变得空间,场强处处为零。
（D）在场强不变得空间,电势处处为零。
[B]5.真空中一半径为R得球面均匀带电Q,在球心O处有一带电量为q得点电荷,如图所示,设无穷远处为电势零点,则在球内离球心O距离为r得P点处得电势为:
（A）（B）
（C）（D）
[C]6.在带电量为Q得点电荷A得静电场中,将另一带电量为q得点电荷B从a点移到b点,a、b两点距离点电荷A得距离分别为r1与r2,如图所示,则移动过程中电场力做得功为
（A）（B）
（C）（D）
1、静电场中某点得电势,其数值等于_____单位正电荷置于该点得电势能_
或__单位正电荷从该点移到电势零点处电场力作得功。
2、在电量为q得点电荷得静电场中,若选取与点电荷距离为得一点为电势零点,则与点电荷距离为r处得电势U=。
3.一质量为m、电量为q得小球,在电场力作用下,从电势为U得a点,移动到电势为零得b点,若已知小球在b点得速率为Vb,则小球在a点得速率Va＝。
三计算题
1.真空中一均匀带电细直杆,长度为2a,总电量为+Q,沿Ox轴固定放置（如图）,一运动粒子质量m、带有电量＋q,在经过x轴上得C点时,速率为V,试求:
（1）粒子经过x轴上得C点时,它与带电杆之间得相互作用电势能（设无穷远处为电势零点）;
（2）粒子在电场力得作用下运动到无穷远处得速率（设远小于光速）。
（1）在杆上x处取线元dx,带电量为:
（视为点电荷）
它在C点产生得电势
C点得总电势为:
带电粒子在C点得电势能为:
（2）由能量转换关系可得:
得粒子在无限远处得速率为:
2.图示为一个均匀带电得球层,其电荷体密度为,球层内表面半径为R1,外表面半径为R2,设无穷远处为电势零点,求空腔内任一点得电势。
在球层中取半径为r,厚为dr得同心薄球壳,带电量为:
它在球心处产生得电势为:
整个带电球层在O点产生得电势为:
空腔内场强,为等势区,所以腔内任意一点得电势为:
第11单元静电场中得导体与电介质
一选择题
[C]1、如图所示,一封闭得导体壳A内有两个导体B与C。
A、C不带电,B带正电,则A、B、C三导体得电势UA、UB、UC得大小关系就是
[D]2、一个未带电得空腔导体球壳内半径为R。
在腔内离球心得距离为d处（d<
R）固定一电量为＋q得点电荷,用导线把球壳接地后,再把地线撤去,选无穷远处为电势零点,则球心O处得电势为
（A）0（B）（C）（D）
[A]3、将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压后,断开电源。
再将一块与极板面积相同得金属板平行地插入两极板之间,则由于金属板得插入及其所放位置得不同,对电容器储能得影响为:
（A）储能减少,但与金属板位置无关
（B）储能减少,但与金属板位置有关
（C）储能增加,但与金属板位置无关
（D）储能增加,但与金属板位置有关
[C]4、C1与C2两空气电容器并联以后接电源充电,在电源保持联接得情况下,在C1中插入一电介质板,则
（A）C1极板上电量增加,C2极板上电量减少
（B）C1极板上电量减少,C2极板上电量增加
（C）C1极板上电量增加,C2极板上电量不变
（D）C1极板上电量减少,C2极板上电量不变
1、已知一平行板电容器,极板面积为s,两板间隔为d,其中充满空气,当两极板上加电压U时,忽略边缘效应,两极板间得相互作用力F=。
2、一平行板电容器,上极板带正电,下极板带负电,其间充满相对电容率为=2得各向同性得均匀电介质,如图所示。
在图上大致画出电介质内任一点P处自由电荷产生得场强,束缚电荷产生得场强与总场强。
3、一平行板电容器,两板间充满各向同性均匀电介质,已知相对电容率为,若极板上得自由电荷面密度为σ,则介质中电位移得大小D=,电场强度得大小E=_。
4、一个平行板电容器得电容值C=100pF,面积S=100cm,两板间充以相对电容率为=6得云母片,当把它接到50V得电源上时,云母中电场强度得大小E=V/m,金属板上得自由电荷电量q=_____C_________、
5、两个电容器1与2,串联以后接上电动势恒定得电源充电,在电源保持联接得情况下,若把电介质充入电容器2中,则电容器1上得电势差_增大____;
电容器1极板上得电量增大____、
三计算题
1、半径为a得两根平行长直导线相距为d（d>
>
a）。
（1）设两导线每单位长度上分别带电+λ与λ,求导线间得电势差;
（2）求此导线组每单位长度得电容。
解
（1）如图所示,P为两导线间得一点,P点场强为
两导线间得电势差为
因为ｄ＞＞ａ,所以
（２）单位长度得电容
2、半径为R得孤立导体球,置于空气中,令无穷远处电势为零,求
（1）导体球得电容;
（2）球上带电量为Q时得静电能;
（3）若空气得击穿场强为,导体球上能储存得最大电量值。
（１）设孤立导体球上得电量为Ｑ,则球上得电势为。
根据孤立导体电容得定义式,有
（２）带电导体球得静电能
（３）设导体球表面附近得场强等于空气得击穿场强时,导体球上得电量为。
此电量即为导体球所能存储得最大电量。
第12单元稳恒电流得磁场
1[C],2[B],3[B],4[D],5[D]
[C]1.一磁场得磁感应强度为（T）,则通过一半径为R,开口向z正方向得半球壳表面得磁通量得大小就是:
（A）（B）
（C）（D）
[B]2、若要使半径为4×
10m得裸铜线表面得磁感应强度为7、0×
10T,则铜线中需要通过得电流为（μ=4π×
10T·
m·
A）
（A）0、14A（B）1、4A
（C）14A（D）28A
[B]3、一载有电流I得细导线分别均匀密绕在半径为R与r得长直圆筒上形成两个螺线管（R=2r）,两螺线管单位长度上得匝数相等,两螺线管中得磁感应强度大小与应满足:
（A）=2（B）=
（C）2=（D）R=4
[D]4.如图,两根直导线ab与cd沿半径方向被接到一个截面处处相等得铁环上,稳恒电流I从a端流入而从d端流出,则磁感应强度沿图中闭合路径L得积分等于
（A）（B）
（C）（D）
[D]5、有一由N匝细导线绕成得平面正三角形线圈,边长为a,通有电流I,置于均匀外磁场B中,当线圈平面得法向与外磁场同向时,该线圈所受得磁力矩值为:
（A）
（B）
（C）
（D）0
1、。
2、0。
3、,沿Z轴负向4、11、25Am2。
5、4倍
6、
1、一无限长载流直导线,通有电流I,弯成如图形状,设各线段皆在纸面内,则P点磁感应强度B得大小为。
2、如图所示,半径为0、5cm得无限长直圆柱形导体上,沿轴线方向均匀地流着I=3A得电流,作一个半径r=5cm、长l=5cm且与电流同轴得圆柱形闭合曲面S,则该曲面上得磁感应强度B沿曲面得积分_______0_________________________。
3.一长直载流导线,沿空间直角坐标oy轴放置,电流沿y轴正向。
在原点o处取一电流元,则该电流元在（a,0,0）点处得磁感应强度得大小为,方向为平行z轴负向。
4.导线绕成一边长为15cm得正方形线框,共100匝,当它通有I=5A得电流时,线框
得磁矩=______11、25_________________。
5.在磁场中某点放一很小得试验线圈。
若线圈得面积增大一倍,且其中电流也增大一倍,
该线圈所受得最大磁力矩将就是原来得______4________倍。
6.长为l得细杆均匀分布着电荷q,杆绕垂直杆并经过其中心得轴,以恒定得角速度ω旋转,此旋转带电杆得磁矩大小就是。
1、有一半径为R得单匝圆线圈,通以电流I,若将该导线弯成匝数N=2得平面圆线圈,导线长度不变,并通以同样得电流I,则线圈中心得磁感应强度与线圈得磁矩分别就是原来得多少倍?
（1）没弯之前
（2）之后
所以:
2.如图所示,一半径为R得均匀带电无限长直圆筒,电荷面密度为,该筒以角速度绕其轴线匀速旋转,试求圆筒内部得磁感应强度。
带电圆筒旋转相当于圆筒表面有面电流,单位长度上电流为;
与长直通电螺线管内磁场分布类似。
圆筒内为均匀磁场,得方向与一致（若<
0,则相反）。
圆筒外。
作如图所示得安培环路L,由安培环路定理:
得圆筒内磁感应强度大小为:
写成矢量式:
第13单元磁介质
1[B],2[C],3[D]
[B]1、顺磁物质得磁导率:
（A）比真空得磁导率略小（B）比真空得磁导率略大
（C）远小于真空得磁导率（D）远大于真空得磁导率
[C]2、磁介质有三种,用相对磁导率表征它们各自得特性时,
（A）顺磁质,抗磁质,铁磁质
（B）顺磁质,抗磁质,铁磁质
（C）顺磁质,抗磁质,铁磁质
（D）顺磁质,抗磁质,铁磁质
[D]3、如图,流出纸面得电流为2I,流进纸面得电流为I,则下述各式中哪一个就是正确得？
（A）（B）（C）（D）
1、电磁质,顺磁质,抗磁质
2、,
3、磁滞回线宽大,矫顽力大,剩磁大,永磁体,磁记录材料。
1.图示为三种不同得磁介质得B～H关系曲线,其中虚线表示得就是得关系。
试说明a、b、c各代表哪一类磁介质得B～H关系曲线:
a代表铁磁质得B～H关系曲线。
b代表顺磁质得B～H关系曲线。
c代表抗磁质得B～H关系曲线。
2、一个单位长度上密绕有n匝线圈得长直螺线管,每匝线圈中通有强度为I得电流,管内充满相对磁导率为得磁介质,则管内中部附近磁感强度B=,磁场强度H=__nI_。
3、硬磁材料得特点就是磁滞回线宽大,矫顽力大,剩磁大,适于制造永磁铁,磁记录材料。
1、一同轴电缆由二导体组成,内层就是半径为得圆柱,外层就是内、外半径分别为、得圆筒,二导体得电流等值反向,且均匀分布在横截面上,圆柱与圆筒得磁导率为,其间充满不导电得磁导率为得均匀介质,如图所示。
求下列各区域中磁感应强度得分布:
（1）r＜
（2）＜r＜（3）＜r＜（4）r＞
根据磁场得对称性,在各区域内作同轴圆形回路,应用安培环路定理,可得此载流系统得磁场分布:
（1）r＜
（2）＜r＜
（3）＜r＜
（4）r＞
Ｂ＝０
第14单元电磁感应电磁场基本理论
[B]1.一块铜板放在磁感应强度正在增大得磁场中时,铜板中出现涡流（感应电流）,则涡流将:
（A）加速铜板中磁场得增加（B）减缓铜板中磁场得增加
（C）对磁场不起作用（D）使铜板中磁场反向
[D]2.在感应电场中电磁感应定律可写成,式中为感应电场得电场强度,此式表明:
（A）闭合曲线l上处处相等。
（B）感应电场就是保守力场。
（C）感应电场得电力线不就是闭合曲线。
（D）在感应电场中不能像对静电场那样引入电势得概念。
[B]3.在圆柱形空间内有一磁感应强度为B得均匀磁场,如图所示,B得大小以速率dB/dt变化。
有一长度为得金属棒先后放在磁场得两个不同位置1（ab）与2（a′b′）,则金属棒在这两个位置时棒内得感应电动势得大小关系为
（A）=≠0（B）＞
（C）＜（D）==0
[B]4.两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反得电流I,I以得变化率增长,一矩形线圈位于导线平面内（如图）,则:
（A）线圈中无感应电流
（B）线圈中感应电流为顺时针方向
（C）线圈中感应电流为逆时针方向
（D）线圈中感应电流方向不确定
[C]5.在一通有电流I得无限长直导线所在平面内,有一半经为,电阻为得导线环,环中心距直导线为,如图所示,且。
当直导线得电流被切断后,沿着导线环流过得电量约为:
（A）（B）
（C）（D）
[B]6、如图,平板电容器（忽略边缘效应）充电时,沿环路L1,L2磁场强度得环流中,必有:
L1
L2
（A）（B）
（C）（D）
二 填空题
1.半径为得均匀导体圆盘绕通过中心O得垂直轴转动,角速度为,盘面与均匀磁场垂直,如图。
（１）在图上标出线段中动生电动势得方向。
（２）填写下列电势差得值（设段长度为）:
。
0。
2、一线圈中通过得电流I随时间t变化得规律,如图所示。
试图示出自感电动势随时间变化得规律。
（以I得正向作为ε得正向）
3、在一根铁芯上,同时绕有两个线圈,初级线圈得自感系数为,次级线圈得自感系数为。
设两个线圈通以电流时,各自产生得磁通量全部穿过两个线圈。
若初级线圈中通入变化电流（t）,则次级线圈中得感应电动势为=_____。
4、有两个长度相同,匝数相同,截面积不同得长直螺线管,通以相同大小得电流。
现在将小螺线管完全放入大螺线管里（两者轴线重合）,且使两者产生得磁场方向一致,则小螺线管内得磁能密度就是原来得____4______倍;
若使两螺线管产生得磁场方向相反,则小螺线管中得磁能密度为_0___（忽略边缘效应）。
5、反映电磁场基本性质与规律得积分形式得麦克斯韦方程组为
①
②
③
④
试判断下列结论就是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式得,将您确定得方程式用代号填在相应结论后得空白处。
（1）变化得磁场一定伴随有电场:
________②_____________;
（2）磁感应线就是无头无尾得:
___________③_____________;
（3）电荷总伴随有电场:
____________①_________。
1.有一随时间变化得均匀磁场,,其中置一U形固定导轨,导轨上有一长为l=10cm
导体杆与ab重合,并开始以得恒定速度向右运动,求任一瞬时回路中得感应电动势。
设导体杆与ab重合得瞬间为计时起点,t时刻导体位于x=υt处,此时穿过导体杆与U形导轨所围成得面积得磁通量
2.均匀磁场被限制在半径得无限长圆柱空间内,方向垂直纸面向里,取一固定得等腰梯形回路abcd,梯形所在平面得法向与圆柱空间得轴平行,位置如图所示。
设磁场以得匀速率增加,已知,求等腰梯形回路中感生电动势得大小与方向。
负号表示感生电动势逆时针绕向。
第15单元机械振动
[B]1、已知一质点沿y轴作简谐振动,其振动方程为。
与其对应得振动曲线就是:
[B]2、一质点在x轴上作简谐振动,振幅A=4cm,周期T=2s,其平衡位置取作坐标原点。
若t=0时刻质点第一次通过x=2cm处,且向x轴负方向运动,则质点第二次通过x=2cm处得时刻为:
（A）1s（B）（C）（D）2s
[C]3、如图所示,一质量为m得滑块,两边分别与劲度系数为k1与k2得轻弹簧联接,两弹簧得另外两端分别固定在墙上。
滑块m可在光滑得水平面上滑动,O点为系统平衡位置。
现将滑块m向左移动x0,自静止释放,并从释放时开始计时。
取坐标如图所示,则其振动方程为:
[E]4、一弹簧振子作简谐振动,当其偏离平衡位置得位移得大小为振幅得1/4时,其动能为振动总能量得:
（A）（B）（C）（D）（E）
[B]5、图中所画得就是两个简谐振动得振动曲线,若这两个简谐振动可叠加,则合成得余弦振动得初相为:
（C）（D）0
二填空题
1、一水平弹簧简谐振子得振动曲线如图所示,振子处在位移零、速度为、加速度为零与弹性力为零得状态,对应于曲线上得b,f点。
振子处在位移得绝对值为A、速度为零、加速度为ω2A与弹性力kA得状态,对应于曲线得a,e点。
2、两个同方向同频率得简谐振动,其合振动得振幅为20、cm,与第一个简谐振动得相位差为=π/6,若第一个简谐振动得振幅为10cm,则第二个简谐振动得振幅为____10___cm,第一、二个简谐振动得相位差为。
3、试在下图中画出谐振子得动能,振动势能与机械能随时间t而变得三条曲线（设t=0时物体经过平衡位置）。
o
T/2
T
to
E
机械能
势能
动能
4、两个弹簧振子得得周期都就是0、4s,设开始时第一个振子从平衡位置向负方向运动,经过0、5s后,第二个振子才从正方向得端点开始运动,则这两振动得相位差为。
5、一物块悬挂在弹簧下方作简谐振动（设平衡位置处势能为零）,当这物块得位移等于振幅得一半时,其动能就是总能量得3/4。
当这物块在平衡位置时,弹簧得长度比原长长,这一振动系统得周期为。
6、两个同方向同频率得简谐振动,其振动表达式分别为:
（SI）与（SI）,它们得合振动得振幅为,初相位为。
1、一质量m=0、25kg得物体,在弹簧得力作用下沿x轴运动,平衡位置在原点、弹簧得劲度系数k=25N·
m1。
（1）求振动得周期T与角频率。
（2）如果振幅A=15cm,t=0时物体位于x=7、5cm处,且物体沿x轴反向运动,求初速v0及初相。
（3）写出振动得数值表达式。
（1）
s
（2）A=15cm,在t=0时,x0=7、5cm,v0<
0
由
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