大学物理C课后答案1.doc

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1、习题5题5-2图题5-2图5-2　两小球的质量都是m，都用长为l的细绳挂在同一点，它们带有相同电量，静止时两线夹角为2θ，如题5--2图所示.设小球的半径和线的质量都可以忽略不计，求每个小球所带的电量.解:如题5-2图示解得5-4　长l＝15.0cm的直导线AB上均匀地分布着线密度的正电荷.试求：(1)在导线的延长线上与导线B端相距处P点的场强；(2)在导线的垂直平分线上与导线中点相距处Q点的场强.解：如题5-4图所示题5-4图(1)在带电直线上取线元，其上电量在点产生场强为用，,代入得方向水平向右(2)同理方向如题5-

2、4图所示由于对称性，即只有分量，∵以,,代入得，方向沿轴正向5-7　半径为和()的两无限长同轴圆柱面，单位长度上分别带有电量λ和－λ，试求：(1)；(2)；(3)处各点的场强.解:高斯定理取同轴圆柱形高斯面，侧面积则对(1)(2)∴沿径向向外(3)∴5-9　如题5-9图所示，在A，B两点处放有电量分别为＋q，－q的点电荷，AB间距离为2R，现将另一正试验点电荷从O点经过半圆弧移到C点，求移动过程中电场力做的功.解:如题5-9图示∴题5-9图　　　　　　　　　　　　　题5-10图5-10　如题5-10图所示的绝缘细线上均匀分

3、布着线密度为λ的正电荷，两段直导线的长度和半圆环的半径都等于R.试求环中心O点处的场强和电势.解:(1)由于电荷均匀分布与对称性，和段电荷在点产生的场强互相抵消，取则产生点如图，由于对称性，点场强沿轴负方向题5-10图［］(2)电荷在点产生电势，以同理产生半圆环产生∴习题66-5　在真空中，有两根互相平行的无限长直导线L1和L2，相距0.10m，通有方向相反的电流，，，如题6-5图所示.A，B两点与导线在同一平面内.这两点与导线L2的距离均为5.0cm.试求A，B两点处的磁感应强度，以及磁感应强度为零的点的位置.题6-5图

4、解：如题6-5图所示,方向垂直纸面向里(2)设在外侧距离为处则解得6-7　设题6-7图中两导线中的电流均为8A，对图示的三条闭合曲线a，b，c，分别写出安培环路定理等式右边电流的代数和.并讨论：(1)在各条闭合曲线上，各点的磁感应强度的大小是否相等？(2)在闭合曲线c上各点的是否为零？为什么？题6-7图解：(1)在各条闭合曲线上，各点的大小不相等．(2)在闭合曲线上各点不为零．只是的环路积分为零而非每点．题6-10图6-10　如题6-10图所示，在长直导线AB内通以电流，在矩形线圈CDEF中通有电流，AB与线圈共面，且CD

5、，EF都与AB平行.已知a＝9.0cm，b＝20.0cm，d＝1.0cm，求：(1)导线AB的磁场对矩形线圈每边所作用的力；(2)矩形线圈所受合力和合力矩.解：(1)方向垂直向左，大小同理方向垂直向右，大小方向垂直向上，大小为方向垂直向下，大小为(2)合力方向向左，大小为合力矩∵线圈与导线共面∴．题6-12图6-12　一长直导线通有电流，旁边放一导线ab，其中通有电流，且两者共面，如题6-12图所示.求导线ab所受作用力对O点的力矩.解：在上取，它受力向上，大小为对点力矩方向垂直纸面向外，大小为题6-13图6-13　电子

6、在的匀强磁场中作圆周运动，圆周半径r＝3.0cm.已知垂直于纸面向外，某时刻电子在A点，速度v向上，如题6-13图所示.(1)试画出这电子运动的轨道；(2)求这电子速度v的大小；(3)求这电子的动能.解：(1)轨迹如图题6-13图(2)∵∴(3)习题77-1　一半径r＝10cm的圆形回路放在B＝0.8T的均匀磁场中，回路平面与B垂直.当回路半径以恒定速率cm/s收缩时，求回路中感应电动势的大小.解:回路磁通感应电动势大小题7-37-3　如题7-3图所示，在两平行载流的无限长直导线的平面内有一矩形线圈.两导线中的电流方向相反

7、、大小相等，且电流以的变化率增大，求：(1)任一时刻线圈内所通过的磁通量；(2)线圈中的感应电动势.解:以向外磁通为正则(1)(2)习题88-1　质量为10×10－3kg的小球与轻弹簧组成的系统，按(SI)的规律做谐振动，求：(1)振动的周期、振幅、初位相及速度与加速度的最大值；(2)最大的回复力、振动能量、平均动能和平均势能，在哪些位置上动能与势能相等？(3)t2＝5s与t1＝1s两个时刻的位相差.解：(1)设谐振动的标准方程为，则知：又(2)当时，有，即∴(3)8-2　一个沿x轴做简谐振动的弹簧振子，振幅为A，周期为T

8、，其振动方程用余弦函数表出.如果t＝0时质点的状态分别是：(1)x0＝－A；(2)过平衡位置向正向运动；(3)过处向负向运动；(4)过处向正向运动.试求出相应的初位相，并写出振动方程.解：因为将以上初值条件代入上式，使两式同时成立之值即为该条件下的初位相．故有8-3　一质量为10×10－3kg的物体做谐