大学物理b(二)9到13章课后答案new

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1、第九章习题答案：222r0.01（1）解：1q，F=1F=⎛⎜⎞⎟×10−5=10()−7N；F=22214πε0rr2⎝0.1⎠1−71−9q=r14πε01F=0.01××10=×10(C)33（题目人为性较大，是基本电荷的整数倍？）2（2）解：设正方形边长为a，有1Q1qQ22+22=0，q=−Q4πε2a4πεa40022−191q21(−e3)1(1.6010×)（3）解：F===×9109××≈3.79()N相互排斥。2224πεr4πεr92.6010−1500(×)（4）解：E=E+E+E1231

2、⎡−q2q−q⎤q⎡−1−1⎤=⎢++⎥=⎢++2⎥2222224πε0⎢⎣(rl+)r(rl−)⎥⎦4πε0r⎢⎣(1+lr)(1−lr)⎥⎦l<

3、开334πε0(rl+2)4πε0(rl−2)2ql⎛11⎞2ql⎛l−l⎞E=⎜−⎟≈⎜13−×−(13(−×))⎟3⎜+3−3⎟3⎝⎠4πε0r⎝(1lr2)(1lr2)⎠4πε0r2r2r2ql⎛3l⎞3Q=⎜−⎟=−344πε0r⎝r⎠4πε0r负号代表方向。（5）解:如图所示，(1)在带电直线上取线元dx，其上电量dq在P点产生场强为1λdxdE=P24πε(a−x)0lλdxλ11λlE=dE=2=[−]=P∫P∫−l2ll224πε02(a−x)4πε0a−a+πε0(4a−l)22−9−1用l=1

4、5cm，λ=6.010×C⋅m,a=12.5cm代入得2−1E=8.110×N⋅C方向水平向右P1λdx(2)同理dE=方向如图所示Q224πεx+d0�由于对称性dE=0，即E只有y分量，∫QxQl1λdxd∵dE=Qy4πεx2+d2x2+d20ll⎛⎞2λddxλdxlλE=dE=2=⎜⎟=Qy∫lQy∫l3222224πε0−22224πε0⎝dx+d⎠−l2πεdl+4d(x+d)02−9−1以λ=6.010×C⋅cm,l=15cm,d=5cm代入得23−1E=E=1.810×N⋅C，方向沿y轴正向QQ

5、y（6）解：如图在圆上取dl=Rdϕ，均匀带电，π=QπRdq=λdl=Rλdϕ，它在O点产生场强大小为λRdϕdE=方向沿半径方向24πεR0λ−λ则dE=dEsinϕ=sinϕdϕ，dE=dEcos(π−ϕ)=cosϕdϕxy4πεR4πεR00πλλπ−λ积分E=sinϕdϕ=，E=cosϕdϕ=0x∫0y∫04πεR2πεR4πεR000λQ∴E=E==，方向沿x轴正向。x222πεR2πεR00（7）解：（1）建立图示坐标系。对无限长带电导线，�⎛λλ⎞�λr�0E=⎜+⎟i=iP⎜2πεx2πε(r−

6、x)⎟2πεxr(−x)⎝000⎠00λ（2）导线处电场强度大小为E=2πεr002λ则单位长度受到的相互作用力大小为F=，相互吸引。2πεr00（8）解：闭合面的电通量和面内电荷有关，三点电荷都在球面内，由高斯定理��3Φ=E�∫∫EdS⋅=∑qiε0=3.410×Vm⋅Si（9）解：体系带电对称，可利用高斯定理求电场。��∑q2∑q高斯定理�∫∫E⋅dS=,E4πr=εεs00�当r=5cm时，∑q=0,E=04π33r=15cm时，∑q=ρ(r−r1)34π32ρ(r−r1)3−1∴E=≈3.98N⋅C，方

7、向沿半径向外。24πεr04π33r=50cm时,∑q=ρ(r2−r1）34π33ρ(r2−r1)3−1∴E=≈1.05N⋅C沿半径向外。24πεr0（10）解：（1）假定地球均匀带电，则地表附近的电场等同于电荷集中于地球球心的点电荷25产生的电场，有Q=−4πεER≈−4.5110×C0（2）必须假定大气层带电是均匀的，大气层所带电荷产生的电场等同于集中于地球球心的点电荷产生的电场，有QQ+16E1=2,R1=R0+H=(6.3710×+1500(),)m4πεR012−246255∴Q1=4πε0RE11−Q

8、=9(6.3710×+1500)+5.110×=3.4310×(C)910×Q1Q1−13−3ρ===4.4810×Cm⋅133V14π(R1−R0)3（11）解：体系带电对称，可利用高斯定理求电场。作同心高斯面，半径为r，��∑q2∑q∑q高斯定理E⋅dS=,E4πr=,E=�∫∫2εε4πεrs0002rrkr234r