《大学物理(第三版)-祝之光-课后习题答案1.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理(第三版)-祝之光-课后习题答案1.pdf（45页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第 二 早3-1两个不同半径的皮带轮A、B,由传动皮带相连，轮半径以 r .当它们转动时,问：(1)两轮边缘各点的线速度大小是否相等？(2)两轮角速度的大小是否相等？(3)两轮边缘处质点的法向加速度大小是否相等？(4)两轮边缘处质点的切向加速度大小是否相等？答：当皮带在两轮上不打滑时.(1)相等,两轮边缘各点线速度的大小都等于皮带上点的速率.(2)不等.由于0=厂3,外=%，而 “故 叫a.&2(3)不 等.由 于=：,&A=&B而故。“nB-d v.d vR(4)相等.由于9A=%，则,故=4H,at di3-2 飞轮以转速n=I 500 r min 转动，受制动均匀减速，经，=50 s后静
2、止.(1)求角加速度a和从制动开始到静止这段时间飞轮转过的转数/V;(2)求制动开始后，=25 s时飞轮的角速度3；(3)设飞轮的半径r=l m,求 在t=2 5 s时飞轮边缘上一点的速度和加速度.解：(1 )3。=x2ir rad s 1OU由a)t-.=山且 忆=0,得又/V=(3/+)x；，将a=-多代人得ZZTT L11 1 5 0 0 s N=丁3 1=k X-x50 r=625 rZ Z OU(注意求转数时宜可消去，能减少计算误差.)(2)J=3 0 +=x 2 1 T -IT x 2 5 r a d -s-1o O二 2 5 r a d s _1=7 8.5 r a d ,s-1
3、(3 )/=r J=1 x 7 8.5 m ,s 1=7 8.5 m s-1at=r a =1 x (-3.1 4)m s-2=-3.1 4 t n s-2aa=一=7-8.j 5?m s -2 ox.1.6,x .1 A0 3 m s.2故 a=a：+Q：=，(-3.1 4):+(6.1 6 x 1 03)2 m ,s 2=6.1 6 x 1 0 3 m s2由于/+u)(u -o),有了 和 V +“即可方便地求出 V 和 V1.3-9 两轮A、B 分别绕通过其中心的垂直轴向同一方向转动，如 题 3-9 图所示.角速度分别为3*=50 ra d s ,wB=2 00 ra d -s-,已知
4、两轮的半径与质量分别为 rA=0.2 m,rg=0.1 m,%=2 k g,mB=4 k g,两轮沿轴线方向彼此靠近而接触，试求两轮衔接后的角速度.解：A、B衔接过程外力矩为零，A、B系统动量矩守恒，有JAS.+JB3B=(/A+JB)3(1)人=(2)人=妻机屈(3)联立解之得 w =1 0 0 r a d S-3-10试列一表格，将质点的直线运动(刚体在直线上平动)和刚体定轴转动的运动学规律和动力学规律作一对比.质点直线运动和刚体定轴转动规律对照表动规律质点直线运动刚体定轴转动位 置*=(0角位置9 =火1）位移 Ax角位移A6速 度，喏角速度S =当di运动加 速 度a=-角加速度&=学
5、at学匀速运动$=”匀速转动6=3，规匀变速直线运动匀变速转动律e=%+at3=3。+ats1 ,6=a)ot+atJ -vj=2as3，一 显=2a8力 匕(E F.=o,X E=o)力矩M;Fh动量P,动量矩/，=%动能R动 能 、二十城功 IF=f F.dx功 即=r Mde动力重力势能Epc=mgh重力势能“=mgh,；坐（Q为重心到零势面高度）子牛顿第二定律尸=加。规转动定律M-Ja律动量定理/F.d：=mv-mv0动盘矩定理/Mdt=h-J 5动能定理3 dx=J -J 物体册愎4 U.则由大；(2)物体鉴发愈扃,则内德余大答：(1不止瞬.册度是物体内部分彳热运动解别程度的标志,是
6、表M 物体我系统处于宏观热平看状主的苗专争革；血箱,是累或在灰毒鱼化过程中隼学变 化 的 小 a 度.它叮系维的小屋席低 不H接相关面是与系境的状殳化相卖.而 向 体 根 不 变 时.劣 体 的 温 度 变 化 建 大,吸 收 成 故 出 的 热 量 也 愿 多.但传逢热收的多少与物体温度的*低无关(2)不1E|.例如科丁现fit气体求说.内IE是温度的雨敕，泡度愈禹摹静内分子由运动的平均动能意大,系境内能大；触对于实际气体,由于存在与分子间相互作用相联系的势能.内还与体限省关因 比,达 依 法 不 成 工-2 摩尔敦相同但分子的自由度不同的刑律理越气体从相同的体畏以及相网的正度开始力：等总论
7、味,只戢 的 体 积 相 同 向：财外作功是膏相问从外界敏端显西相同，如果从何-初状态开始作等压电艇到网一家状态它们对外作功是奇相同.从外界吸然是古相同？答：对于等出过程,Aao.a由等a iii程件功的计算式日:三而 日知两种气体作功相同,与白的度无关从外界吸收的热也相同，对干等力4W 4 匕-匕).也与自由度上关故的片气体作功相H南吸热二后c,(r,_ r j a 三 号 别 心 一 T,).可白国度有关.故网,气体喂热不相同.5-3 域从物理本质上分析0明理想气体在施热筋屐过看中内能赵战与压强的变化.答:绝簿过程中.由于不喂收热量.系统行外作功是以自身内能X 少为代阶0_ 力”的.故内传
8、*少.而用想气体的内能型温度的冷值由数,所以系域的a度下降.修枳!心.分PH阚值残小.祥量在单位时间内受利的储次数减少；同日由丁小底降低.1 分了财*的平峋冲力减小.所以用黑修低.5-4 JJI图所示.系统从收毒沿*6 变化总状态6,有 334 J 的热俄自埸给系统,而系统对外作功为1261.(I)若 沿 曾 雄)人时.系 统 作功 42 J.向有多少热传逢侑系统；(2)3 系统从状态$册 的/X 语 网 到 状 会。N.外界对条妮作功84 J.何系统是吸络还是放络:，传递然量是多少？(3)若 心 附J.求 秦 犹 沿“及 变化时,各吸收多少得量？“：已知 Qs=334 人 心 126 J.M
9、 ，用-126 J=208 J.(“巳如，皿42 J.山 6 到 6,无论是册Z还是 i,内能的堵足相等的.故Q i=麻-U=208 J-42 J=250 J(2)已 知，*=-M J.E.-,(&.)-208 J.Q j=.-、J =-208-84=-292 J.高里 号表示系统放解.(3)已如,-.167 J.因批星等作过出,系 统不 作功.故，“，_=*2 J.所以在“d 及系统收收的媳H 为。“二,-.徵“=167 J+42 J，209 J4 因 为 机-,=(.-.)(，嚣.)=20 J-167 J=41 J.*=0,所以在 Jb段条使收的热情力.41 J3-，限 盘 为 I.O x
10、lO P .体枳为i xlO e 的弧，.内程1folc 加M 刎160七.向：“)当压麒不变时.看要多少热量？(2)方体帜不变时.需瞿多少热禁，(3)在等上和导体过&中,各作了多少功？：()Q,寸c,”,r)由状方程知：:笔.又 c,手 八 夫,由条件知：rtf 160 K.4 物亶学(二),分析与口代人。，计，式中将Q,=7 X-；R X(T：-匚)=；T,-T,)X08 x 10:J(2)Q、=/(，L几 力；处心)吟丁；r r j J.O U x I O l x l x l O j ,4 8 x,0.J(3)在等l i 过再中.系优什功为一 Q,-Q,-，=2.08 10!J-1.48
11、,IOJ J-60)在等体过程中=0.S-6 I 摩尔限9的氧气.在压隹为1.013 xlOPa.SJ度为 20 P.体现为匕时.(D龙保持体积不1E.鲍燕 使 代 阻*升 高 利 80七.将后令其 作 等温*量，体机变为2力乂2)先使K 作号M-朦 牙 体 枳 为 2匕.磐后保持体积不变如然使此出度升高制Wt.比分别计算以上两伴过槌中,体吸收的死解.M 外所作的功和内能增M-：H)汴枳不变.孤度由20七开到 )$“内尊体开碓m t t%o0 3%=/,！x y K8.31 x 60 J x 1.25 x 10*J所以 B=r,r,-1.69 x 10*J*0 =1.69 x 10 JA=A,
12、.A.0 I.23 x IO*J 1.25 x 10*J0 .=1.69x10,+1.25 x l0*J=X 9 4 x!0,J5-7 4x10:“的翼气.在温度为2 7 tM.体 枳 为 3 x K T i.“算 F 则各过程中气体所作的功.(1)气体随热出鬃至体机力L 5,1 0：一,2)，体与海电胀呈体根为1.5 x 1 0，意后内等容冷却.R 到此度等于空络彩鬃G 达利的最后过度为止,Ji保 释这两神过程中作功不阿的原闪.A：)也热嘶京作动 -A 浣麴 r,r j由 绝 筠 方 程 耳 Ny d，偿)rt.W*叶，去霆呼.苧山*uD间、F-言捍*”，川吃韵”叫21 4)xlO*J=5.
13、67 x 10*J5-11 0.32”的复气作如图所示的flj环.“、4为等温过程.&、&,为*体过程,匕=2匕.7,=300 K.7,=200 K,求旧坏的效率s S 10 E B:(1)断作净功等于曲蚊46co所也也糊W=(p,-/J(Vr-V,-(1 0 2 6-I.0 I3)x!0,x(33.6-22.4)x 10*J1.14 xlO1 J(2)由分析知M 8 与 SC过粮为吸络过程Q“Tt-r,)a y*(T-，J syP ab.cd分别代表地燃过程.A.痴 分 别代表等压过程.此明 当 L 度力理想气体时.循环的效率为tT.T,n =,TB,-7；解：例分析知&过程吸糖,d。过程敢
14、鸟QL/,(/-0)；Qa=-f)收 率，LJ.%ZW4*qM 一 C,(r.-T J T.-Tt由 尼 热 过 程 方 程 得 p：匚：r,，p：T,N P.=p.-p r)S3.2M31O xTx g 31 X(2OO-3OO)J=-2.0 8 x!0*J。匕=次,|叱=-32X3|Q X8 31 X2OOX,N2 J.1 K w 1A*JQ-工珀=208 x 10*JII 力由 式 得 击 _ i=，-I QZ/乍 工.故 榕/所以 可=|-3 =1-，5-1 3 汽油机可近假网楫成如网小的理想 循 环.这个（B环也叫做奥托（6 9）H 环，其 中 k 和 4 是总热过维一试此助（I）他
15、妫坏的收 率 为 司=1 -式中匚T.r.r.分别为r 作电质在状态，o.为啜热过程；r.-F.）109设用小时雷爆x kg.则行x x l.S I x 10T x 10=5.00 x10*x 3 600 J*W，吟絮:用04Tl3”J 9 W ”ht/)*s-n悬力，第一定律能所包弘热力学第二定律的内容？芹就体的答案说明理由.青：不椀国拈.热力学弟一定件“笫二定律是两条见忸鹿立的足撵.焦力学第一定律指出任何过程都不能违背能*守忸螳律.由此可总出塔机的效事不微 大 于 100%阳热力学第二定律指出.井委所有能量守恒的过科都能实观,一初自发的实际过程都是有方向的例隙,由功内转发的方向性可得出热机
16、的效率不可能达宣100*.5-1 8 等泡*嵌时.系统吸收的熄累全部用废件功.这加然力学嬉二定律有没有矛盾？为什么？答：兔习165-1 6(1)解答.-1 9 下列过程是古是可逆过程？睨明理由.(I)物体从距她面高8 处落下,并静止于埼面h:(2)高速行驶的卡车突然料中停止了(3)将一触的物体敢住”木中，履心系统总利风陵平甫.答：第一个与第二个过程，在功转变为热的过程.是不可逆的.第三个过程中热量用高温物体传到低湖构体.也是不可逆的.5-1 6 鼠根超热力学第二定律X 断尸画网外说法是由正；(1)功可以全部的化为然.但然不能全部X 化为功：(2)烟用能绛自高超物体传蛤低1&梅体，但不传从低正物
17、体传给扃型物体.答：(1)不对热力学第二定律指出的是：在不引起凡他傻化的条付下.功可以全部转化为热.热不能全部转化为功.如果最谪：术弓施其编I化,后前制.热是可以伞部转变为功的.例如等温国联过稗.系优所啜收的嬉全部用来矽外作功了,只不过在此过程中.系统状亦发生了变化.(2)不对.当外界的系统作广功时,可以使系统从低温热热啜热传到高温物体去,例如空调机作制得用时就是从甯外低温空气中喂热传附室内.热力学第一定年是说总量小施一日立地”从低射初体传到离墨物体.第六章_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _静 电 场6-1 帔 据 岸 仑 定 律 尸=衅.当 r-0 l J i 8 .这
18、样 推 理 财 吗？为4*(r什么？答：不 戏.母 仑 定 律 只 适 用 于 点 电 荷.斗 苒 电 得 间 距 离，一2I.O x 10飞 的 点 电 荷.求 点 P(j3.-I)处 的 场 强(坐 标 单 位 为 m).解:如 题 6-3 解 用 图.，=。(m。2 m6-2 有 人 断 才：无限大均匀带电平薄板外的Ml各 点 场 疆 E 的 方 向 必。存板 不 直.并 且 至 少板两K笫 即 离 的 各 点 历 强 网 大 小 相 等 认 分 析 这 阶 舌 法是 古 合 理.竹 眼 大 功 勾 得 电薄帔在什么情况下可以视作“无限大”？答：合理.可经财林性分析判定.(1)如 胭 6
19、-2 解用图.P 为一无限 大 均 为 伸 正 也 鼎 板.可 为外 任 一 点.过作 夕 的 鱼 找，P 女于。设 想 以。为BB心作无穷多个 半 心 由 小 到 大 的 缰 HI环.可 口 作 由 这 些 MIH环 组 合 耐 成，。X 为 这 期 的 明 环 的 公 长 轴 线.每 一 姻 圆 环 匕 关 于 盟 时 存 的 任订电荷元aM 产 牛 的 元 场 愠 d/浜 首 于 O M 轴的分量IH相”快 消.因 让.15-IM环 在“点的场强力环 上 所 有 电 荷 元 在 W 产 生 的 元 场 强 沿 OW分之翱.都沿。/取 向.所 HI环 在”点 的 会 场 强 也 附 O M
20、 取 向 卸 板 外 任 一 点 的 场 国 邮 j却“-,co*a -4.50 x 10*x 靖 N C 3.90 x IO*N,C跖.尸 E,ain a=4.5 0 x U)，x4-N C-=2.25 xlO,N C ,=0.，-9.0 0 x IO*N C4 初a 1,二）习分析巧故r-（却“%+-（-3.9-6,87）xlO*N C 6-4 处阳所示，长 为。的均匀3 电绸棒A 8.设电荷的线密度为机 求:fl=,加华烟A *-&（帚 d“=d）co。=-4 2厂伊中跖-E小即念 _ A_ L=4”川 y p r r故白|百看）“716-5 一根玻璃博被穹或半生为弁的才园影,其上电荷均
21、旬分布总电何为小求华BB中心。上的场强:如图 6 5 制用图（）.以辛Wil心为原点.财称输为“物.建立坐标KI A：在棒上取电荷元曲4如=%如 6=。”.19写其用琳电荷兀曲90 点产生的场强沿y 融的分量抵港.金0沿，岫正向 关于恸川与分靠M 任一对电荷无皆如比.因他 =.，、/d,.叫妥缶d,=dEcoa 6=J.；co 曲8*缶i缶或&=町:毋3 3=毋4对怆：对于均与密电的务形”,姮的制优（特别是选方财除为一坐标）兵典中意义.设影棒上电荷拽密度为A.弧所好心角为a.如图（b）建立军标系，家电荷元dVAdS ARd0,dE 廿中4曲图示对身:性分析知/=如可:4=高&f j当孤影为半a
22、即 ar 时.用 号=能*院7与就连靖轮一族.（1）求环心处的场强（2）线 h 什么地方场强最大？它的出值最多少？（J）m a iw tt t A-X Act-（4）若是均匀带电的 1盘（中粳为 电片密 度 为。）,你能否利用例6-4 的靖论提出计算比矗门就线1：离盘心处的场强的方法？N：（l）由祝之光（物理学（第二版）下新例6-s 知.耶桎为R 帝电荷V 的均匀彩电的环在共轴线上Bi开 心 3 处的点产生的场售为6-6 如图所示,有一半柩为R 的均匀用电喝环.急电苗为小利用 例 6-4所得始果.*-_J _，”4”,（泉；/严环 心 处*0.故 6 6K网.0由 器土-u F T T r-q
23、(川/)(/+/)-3/=0X 挈 时.161-11.=0,夕第 二 8分值学 O)tD S 6-6 m ffi(a).)物够6-6 用用(b).JR内任 r.外仕，!，的细典环作电荷儿.凹M0.则fit脚|E 方向都行两室而去；着。超(I)*,=-塔=-，*(2).(3)因为穿入和穿出的城数相等,有匕 二 匕 匕 小 0*,监 凶 胪木 “)由高斯定理+，+*“，=!匕，：-6-8 一点电fit q 处在球形高断面的中心.温问在下列情况中穿过此高斯面的逋量是台会发生变化？此扁斯面上任意点的电场理发是否会发生变化？(1)将分一个点电后置于高家球面外附近：(2)将另一个点电荷11于高斯球面内；(
24、3)将味来的点电传格离高断球面的中心,但仍在高厮面内.答：由商斯定理知.穿过任一X 闭 倒 而 的加口(%).仅由dtt内电荷的代故杓决定面内电荷的位置死关.也与而外电荷的分布无关!商断面上任一点的场强M 喇是向内外电荷共同产生的会场强.与电荷在面内和面外的具体分布加关.因此(1)匕 不 变.也改变.2)匕 和,套 改*3)已 不 变.&改变.6-9 下列几片说法月台正胸,为什么？*I)高 斯 血 I 场强处处为零时.庙斯曲内必定没有电荷.(2)离斯面内冷电倚为零时.面卜各点场强必为零.(3)穿过扁斯曲的通量为W 时.面上各点场强必为零(4)穿过离斯面的6 通量但由血内电荷决定.(S)高斯S
25、H 各点的场岸但是由囱内电荷双的.答：高斯定理 匕=$嚣 忸.工 处 处 为 零.，-0,用 上 恒=。,即s 内所有电育代数和为零，不 定 是 5 内无电荷(2),1 g.=0,由离后定灵，一4=0,即穿过高斯M S 的石通信为T.而高斯面上卷点未必为零.(3)1 8.叱，J 1$0.只表明穿人和穿出自斯圜5 的线数相等,井 理竽()习 分 睛。普不襄求S 上各点8。(4)正.普合高斯定理.(3)馋 高斯面上各总场理由，内外电传共同决定.6-1 0 附于前个相距较近的均匀带电煤体所产生的电场,能田用高断定理求出它的场也分布？为什么？卷 W 两及荏外介语球5 球 I电荷的均匀分布不会受附近另一
26、球所带电背影晌.则可由每一摩匕电荷分布的球时称性.选用同心球面为高斯面.应用高斯定碑求出用一 H 在空向的场强分布.再由场强叠加快求出的球共同产生的总的场强分布.若前球中只要有一域是导体球.财因为导体上的电荷分布要受，体唱国其他电荷的影响.算.来电荷分布的球时称性将被破坏,而不应用高斯定理求出导体律的国强分布.6-H 离个均匀的将电同心母曲，内球面帚有电荷明,外球面用“电荷%,网球面之间区域中距球心为，的 点 的 第 播 为 弊 N-C 方向沿球面半径r指向球心；外球面之外即球心为r 的 点 的 场 强 力 竿，C ,方向沿球而半格向外试求明和%各等于多少？K:网球面上电荷分布均R H 时男性
27、.它f l 的后分布管可应用离新定理计算.设 4 4 分别为两W 面之间区域胤外M 面之外区域中的点.过4.8 分别作网理S i，、S为高断面,取高斯面法向电位矢量，.沿径向背离球心.由高斯定理，“大一j E,dS -4 4irr*(I)4 Ea-dS=Et 4wrJ=(7,+?,)(2)J、I.u,(.l).3.了00-0 x4.i rr,s =-Ig,G*t l*.以 r=。尸为半律的H 也 出._L述分析与点在此P8ttifi_L的具体件改瓦大.即此圉柱向上2 点的场姿号与棒力真，青沿181强他监向；柱曲上各点到的距离相同，所以柱面上各点场强大小群与，相同.这就是说.无限长均匀帚电细棒外
28、的电场分布共轴对琳件.I二分析.M 法独为细棒的I I 柱面为宙斯，S.利用高斯定对求!.解：如期6-1 2*用用.以津棒为.作室经为，.离为/，的柱面为高斯标因为只有柱的角面的或穿过，所以窈，竽(二lu x 所与j 1S=|EdS=E j dS=-2vrL又由高斯定理 4 -d s-x .MJI，.*2vrL*-j-At”设UI住带向向外的位矢为，.剜一盒，忖怆:除尢限长均匀密电缰鼻外,无电长均匀帚电柱内外、无眼艮均匀带电费柱体内外等可透过类似分析知.它的的场强分布卷具有输对林性因此.都可作网轴柱因为“断面,利用高断定理求Mr场强分布，6-1 3 网无限代网箱1性面,中他分JM为 凡 和&(
29、%,分别帚有等冲号电荷(内。口!带正电).且西BHE闺柑短婚中位长度所布电荷的教值然 为 Mm 分别求出以下二区域中离 住 面 轴 线 为，处的场蝶：(1)r ,J(3)凡 r6.F”，.,0(2)r=rt !?!.二4,为 AA-At=0,故 E,=0(3)&若 I 用中带电卑I:电荷分布的体密度为0=网(1；卜外力一常数.，为球上一点到0 心的距寓.求求此带电体内外的场强分布.解：(1)埠内外分布都R 球时弥f t.所以町在肆内外作同心球面s,和跖为高断面，对它n 都有故E=，”.(，WR)又过庠体所懵a电荷为a由 于。=0 9 片,所以g R厂 R H.，在 川人 的(2)/R 不为直,
30、但p 仅 随 r 的增大面 1 小.即内径为r.”柱为，“的方球壳(d y 4iJd，)中各点0 相网.可“为 均 匀 借 电 球 体 为 这 些 P 值不同阴薄冰光肥出或.功发H 巾仍共中对你性.词此.在中体内外仍可取中足为，的同心埠面为高斯血.U，E dS B E 4-nr;,肝师.pdV J./*(-/)4 d,M卜力rti,“J=:呐，(T 仓(*鼎 K N.2=L M -力=等 rti 号 4.，=卬，.铅6、S*)习分析与普.。R 2(r=A)I24r6-I S在如图(G,(b)所示四脖情彩中,把一个正电荷从“点 移 网 点.电哥力所作的功干.、昆正还是负？电荷的电舒能是堆却还是减
31、少？M,M 两点的电势零一点高，力告动的是负电俏.以上各问感的结论又如何？电 6-1，用 IB解：怖跑6-1 5 修川阳.过”.N fT与，粒正交的等物面 沿线方向电势降低.因此当4 0 时.C)%y,6.匕.=L”(y,-V,)0叫 (b)匕=匕 v匕田”.=Wr=g(匕-匕)0%v 怎当g 0 时,电势高抵结诙不变,其他母枪与上述相反.2)用 点 电 儡 a 电(1)的阳().=0 心=2二 十加图(b),“o匕=-2 4 7 +(2)触图(2 高有匕*。a ffl(d).,-2*汽小。.皆指向-g.6-1 7 如图所示.4 点 有 电 何.点 有 电 他-?.4 II=.OC。是 以 B
32、 为中心J 为串校的中.(1)答 单 位 正 电 荷 从。点 沿。CO移 置 06.电场力作功为3 少？.(2)将单位负电荷从。点 沿 4 a H 长线移 ；内无列厄处.电场力作功多少？：电场力是保守力.作功与18般无关.取决于始末位置的电势差.可由公式1-1 /g”a-5，-I 3。.小尚力刊-总 白(2)V.,0.q-I6-1 8 电 荷。均 匀 分 布 在 半 径 为 火 的 球 体 内.武 证 明 H 球 心 r 处(，力 的 电 静 为 心 平 勺 8w*证明：由“6-14(1)知均匀带电球体内外6-“一对点电倚.所电 荷 的 大 小 为 它们间的H；离为就F述两的情形来这川点电荷逐
33、段中点的场强和电：(1)用点电带带同肿电荷；X Q A)曾理学I 能一0U习分析与普巳m场强分布,可由好演机分法(如电势定义式)求y 分 布 由 于 不 同 区 间分书不问,害分旗根分取 6 蜕(而理校向)为酰分隔域,有6-1 9 在半轮分别为N,和吊的两个同心球而匕分喇均句带电,电荷各为Q.和。,，且 凡 *,.水下并区 内的电求分车式域，”.；2/r,.解：均X 带电球面内外电身力布为4 R /此结论宜熟记=0 ,*、I 或可由场强机分法求出1而(因比.可利用电势加法求制时:+信+豺R(此时并号4件豺W 篇焉.修6-2 0 电苍g 均匀分布在长为2。的细捧匕(I)求”的U K 城 I青棒第
34、中心。为、的点产的电势(2)便由场强与电弟的I分支系求点尸的场强第：(1)如I S 6-2 0*用 国，在 慎 I上Jfe P 为 f 处 取 电 佝 元 dg，A布放号=；-Si_F*4ir.(x,-a)讨论：本 期，+。和，-。相当于第6-4 中的“)和 a,g 相当于M.两建6-2 1 有一金埠 4 折 电 荷，,试网：(1)得一个原家小用电的金库 允 B,网心J*取在蝶A 外魔叼.球完B 的内外表面上将各信何脖电荷？所帚电荷冬是多少？(2)若 将 A 和 B 用导线取结数来.障A 和尊壳B 上的电荷将如何分布？(3)苗次亮B 原 来 南 电 荷 的 结 怆 会 有 什 么 变 化，(2
35、)的结论又如种？：(1)B 的 内 我 面 将 将 负 电 荷 外*而 将 借 上 电 荷 这 淤 的 电 感 应屏致.(2)A 和 B 的内衣修 匕所带电荷中和.B 外表带电的(3)B 的内表面将带-g.外衣不播电；A,B 相逢后.A I所带电莺中11全不倚电.6-2 2 两个同心的金踮 壳 A Hl H 原来不指电.域分别讨址下述K肿情S t卜.球光B 内外电 场情 况,并 出 fli.A 的校 九 小 于 B 第 串 枝*.(I)使外埠用正电；(2)ffW W ffil qj；(3)使内外i f 带等k 号电M(内序方正电八($)使内外球带等芹屯角(内母帝负电).(I)如的6-22*用图
36、().B 的外次也带正电.B 内袅窗和A 不带电；(2)如R|(b),A 的外衣脚帚正电.B 的内去曲的色电.B 的外去面带正电一(3)ta ffl().A 外表而R 正电.B 内右面带轨电.外*词不电.(4)如阳(d).A 外&而 僭 负 电.H 内左面带正山.外视面不用电 6-22 用|66-2 3 两个均匀管电 的 金同 心 球 无.内 球 无(厚 度 不 计)半 径 为 府=5.5,带 电 荷 0.6 0，10(：；外 域 充 内 率 径 凡.7,5 cm.外 庠 龄 爪(9.0 cm,所僭急电筒 的，-2.00 x10*C.(I)求距腐冰心 3.0 cm、6.。cm、8.0cm 0.
37、0 cm各点处的场强和电0 (2)如果用导电线把四个球壳联结起来,结果乂如何“：由Q电感应知外孽光内表带 电/=-%=-0.60 x 10 C,外 衣 前 带 电 *%-/=-I.4 x10C事楼为身的均匀带电。的球面电务分布为(，&62jm m题 6-2 3 解用图中A B.C D四点分别与求的各个场森位置对应.场强分布可球对独性.分朝过4、8 c o网点作同心总面为高新画,由高高斯面内无电荷3%0,因此 0.K,rtR.t3 士信啜作)-/0.60X I0 1,-6.0故 02篙9.0 x10:-1.22 xlO*V由于%”=%+q；=0,因此 =0.-1.2 6 x 1 0,g”-%-9
38、 L -I.M x 10*Ct t K.-9.00 x10*x-L 4 0 x 1 0 v m -).26x 10*(10.Ox 10*),及，1第二分场与(2)内,外 域 充 相 连 中 国.内 厚 壳 和 外 尊 亮 内 表 面 4、府电 外球光外/面用电信%-1.40 X 10,C匕匕.y.Ji 9.00 x10*x-1 4 0*,4ne.凡 9.Ox由于 q Xna E%w*故,=%=&=0由于 E =-I.4 0 x l0 1 c匕 =9.00 X 10*X(；需、m=-I.26 x*.、m 忖论:此盟计算表面上较繁.但有很多数鬃共用.注分到比点,即可大为R化此外.运算时要注叫为分的
39、项.副可减少计霄设芳.-2 4 在一半径为。的长食导域的外面.管有内室整为6 的同帖薄网简.它行之日先以相甘介电常数为，的均匀电介质,设导线和简郡均匀带电,且沿蝮单位尺度所带电荷分期为A 和-M(I)试求导蛭内、导线和圜胡间.P8陆 外：个京间区 中的点的场盘大小M 2)次*发际圆一间依电力卷.H：1)均匀带电的长直睡烧和长堀在均匀介质中产生的场强分布松具物。称 町 取 共 的.毕 带 为，.K 为 L 的HIN阖为高淅曲.科川高斯定埋来分布.，Q：E%=o.局=。a r 4：A t (-A/J 0.E,=0(2)V,.=f E dl=(=八 dr=r-In J.2*0/2vgag.a-2S
40、A.B.C维三次子行畲幢伪职均为200 cm.4、。相即4.0 mm.4、(.tfl即 2.0m m.8.C 网快邮播岫如图所示 位 4 所带工电g*3.UX10 C,本“均*效 成 (晔认为电场般中在平板之利旦是均力的，(I)昌平*之间 为室 气(*R1.0 0).求 8 板 和 C 幄上的感应电所.以及.4板上的电势：(2)若 在 A.8 间另充以，5 的均匀电介质.冉求 8 版 和 C 板上的累应电荷.以及A 幡的电势.w：(n it匕*=，”均 匀 电 场 y 雨和大甲收何故又由酢电弘应/相向两面带等弁号电祥*/相向两面恺带等量用号电荷.有+9.+9c uO故-y V i-I.O x
41、lO rCq R U 区间内的分布各为：0,74-T.-T 是可用气01 依分级求 V 分 令.K il 4.H.C.O4”.s e r1各点线为枳分路及,厚势点选在无分远处.=包二 _ _!_Ja“4”“，4%4040 R d=9.00 x 10,x l.O x IO x-rV20.0 x 10 J=4.5 xlO*V匕 一!一，*4116tl6“J J.,4irw0gli r i 乐匕一力卜匕二 叫呼*鹏-时 同 3 2&8W石笈(*力卜20.0 x10 5.4 x 10*V6-2 7 (I)将手行板电容制的偌幔板接上电源以爆椅施间电压不食.用相用介电畲依为，.的均匀电介盛填属被板间的空闾
42、.向跳板上的电荷力摩米的几信7%强为原京的几倍？(2)若充电后切斯电鼻.然后再堵濡介度.情况又如何？答：(1)u=u.不变.c9=,。=等 二.c=%c.乂 C.爷C 吟发）习 分 析 与*故。=e,Q1,。子 *.不变.（2）。=QQ 不变.C=r,C0.X C.冬、C=号.购=4u.u w故 =7 =戛 76-一空气平板电容器的电容c=1.0 pF.充电到电荷为Q=1.0 x10 C后.将电源切断.（1）求彼板间的电势是和电场能见;（2）将的银板拉开.使距同地到联部的2 倍.试计算拉开前干电场建的改交.并解释其1 5（冈.：（1 由 C=g.%VU g L 2 X”v-1.0 x10*VC
43、 1.0 x10”Wt y y x l.0 x|0*X l.0 x l0*J-0.5 J（2）Q 不 变 淖=另 不 变.U y =-2 d=2,，,y -y Q-2（/=2Ff皿=-町=Fr=0.5 J电场能增加0.5 J这是因为将两极板拉开瞽反抗电场力作功.使电场能增加.6-2 9 平板电容容网板间的空间（体 机 为 口 被相时介也常数为8 的均匀电介所娘横.圾线上电背的面/度为m KH U 将电介质从电？FS#中取出11鞭中外力所作的功.解:将介做从电容b 取出外力所作的功.应等于电场鲍的改暨.%”*.1 1-f（7）=T 76-3 0 苦用形电容器阿同心金”球面半赛分例为心和a（&=:
44、舟板间充满均匀介质时E=J =-3L,Alter在板间取半径为，、耳”的网心球亮作体元d l=4”dr.则%5 r人由于c 苞 F故叫 4注 证毕.本也可利用介质中的离斯定理先求出板间电场的D 分布,然后利用E和。的关系求出E.6.3 1 在介电常效为c 的无限人均匀电介成中轲一半役为R 的S 体理带电荷Q.求电场的能H第：由 6-3 0 知带电荷。的球形电容H 极板间电场能量为明（）名广昌（&另第：球影电容器电容C-当 先-8时.用*4ft物*（-*）习 分 箭 与 善C=4ttKR,4-ngR（RuR.）此即本校为的亚文导体球在均匀介项中的电容与导体球用电何0 时电场能贵为讨论善考题 之四
45、1.（|）计翼场保育些方法？（2）计算电普有燮方法？（3）*R I力条件.样特当她我算计算圣强为中的晌方法以便他计量杀为筒便？解：（”计算场修的三种*力诙8 耳聋鲁加法：冲充硫是点电布好吊.分卒公大*/昌*的点电药系号成的合电场 =卬*,b,电弄走缜分磨的.电像产*的蟠 将脩电体无限分割.取电荷元，|0（刖.人力4 乙64sl*蜘*小*）,若叫 可视为点电椅，它在求堵强点产丈的元场裳为dE=七，咒,则7严工占争,注急达曼矢景仅分，一薇“/严！只力当所直的元功q d 8 方向相阿时，才有 a/d.计夫量税令的茶本方法是要立注当的壑标系格d 济*除,内校学 稗3,、竭.则 1*可。岐 岐（屿/耳6
46、 的方向；空何倩丸,只用三个万身兼注表示；手否情况可用公与i 的夹角的反正筋arcUn（*J）表示.为了尽t 仙 计 K.小标依的这*十分.1 T兑分析电带分.是否具票料计律机音具时称y,m对林心力一堂悻”的 方 向畀 决其他”的独向这样可使要差岫向收因相清为零.从冏彳化讳算.:强比外.多f电体各打的场强分 串&着 巳 缸1 M用基把 法 人 E 片求出台第七章等 包 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _稳 恒 磁 场7-1 （1）为什么不把作用于运动电荷的磁场力的方向定义为磁感应强度的方向？（2）一带电粒子流发生了侧向偏转，造成这一偏转的原因，可否是
47、电场？可否是磁场？你怎样判断是哪一种场对它作用？答：（1）历史上早前曾规定：可自由转动的小磁针在磁场中某处静止时，其北极的指向为该处磁场的方向.这一规定具有相当强的实用性和方便性.以此为基础研究运动电荷在磁场中的受力方向时，若以磁感应强度B的方向与磁场方向一致，可归纳出一个数学表达式尸”=尹 x B.这一数学表达式精确又简明地表示出运动电荷所受作用力（尸.）和运动电荷带电荷量及种类g,运动方向。及磁场方向8 之间在大小和方向上的关系，而且可以使8 的方向规定与历史上磁场方向的规定相一致.若把作用于运动电荷的磁场力匕,的方向定义为磁感应强度8 的方向，则很难用一个简明的数学式同时表示出入和2、8
48、 之间在大小和方向上的关系，且又能与历史规定相一致.物理学既是一门实验科学，又是要求能精确定量表达的科学.在定量表达方面还希望越简明越好，能做到这一点殊不容易！X X X XXXX X B(b)题 7-1 解用图（2）电场和磁场都可使带电粒子流侧向偏转，如题7 -1解用图，使带电粒子运动反向.检测它的偏转方向，可判定令其偏转的场是电场还是磁场.（a）电场中粒子运动反向后，粒子流仍向同侧偏转.（b）磁场中粒子运动反向后，粒子流向异侧偏转.物 理 字（就二l）习愚分析与 曾 七 但 7-2 空 间 某 尺 域 中 右 均 勺 电 场 月 和 均 句 磁 场 8.n 两者方向相同，-个由子以速度冷圣
49、宜于和 8 的方向射入比区域 试定性M 沱电子的16动物逐N 穿过他造8 不变避人碘偏转Ha 微气膨中.洛伦跳力作向心力WAIT/8）=m%（2）由,焉代入樽X 3 3-=?/-C*kg =4.4 xM BtK 同整 0.358,*0.05(2)只在才能内我穿过a 速珥 因此香：先只考虐均匀日场8 的作用.m t L E 电千在IE场 力 户.-e X，作用下,将在4 6 于A 的平匍内作为津（2周运动 现同时 存 在 与 同 向 的电场，.电F U 受刎电场力匕，-，的作用,此力沿6 和 8 的鱼向，对电干在8 作用下的BB阳运动速率r 无影啊.只是使电子用和的负向作匀加建is成,此加速分运
50、动方向与”平行.修 此分运动无客W因此.电子的运动为。垂直于B 的平内的勺速BU周运动刈附B 负向筋为加速也动的令用0,合运动优避为柱状的鳗箧城.嵋*柑加8 负向不断增大E 7-2 解阳图所示，7-3 一个质潜仪装置如图所示,船肉子从、产生，经&和乡的加速电场.也 过 R W P,构成的窿速舒（速度选择号 后0 一定遁本进入或窗箝B源濯”中加有均力磁场B,K1均匀电场.磁储H b 中加A 也场 ：.位&、$,同 馆 速 电 场 的 电 隙 为 U 705、.也儡转界中的班塔应强度大小B：=0.358 T.测希华肉干在破偏状器中的阿装立度为 0 -10 cm.（I）求的鼻子的荷质比；（2）告确i