物理习题答案(zhuan)

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1、5．水管上端的截面积为4.0×10－4m2，水的流速为5.0m/s，水管下端比上端低10m，下端的截面积为8.0×10－4m2。(a)求水在下端的流速；(b)如果水在上端的压强为1.5×105Pa，求下端的压强。解：(a)已知S1=4.0×10－4m2，v1=5.0m/s，h1=10m，S2=8.0×10－4m2，=1.5×105Pa，根据连续性方程：S1v1=S2v2知：(m/s）(b)根据伯努利方程知：，h2=0，=1.0×103kg/m38．文丘里流速计主管的直径为0.25m，细颈处的直径为0.10m，如果水在

2、主管的压强为5.5×104Pa，在细颈处的压强为4.1×104Pa，求水的流量是多少？解：已知d1=0.25m，d2=0.10m，=5.5×104Pa，=4.1×104Pa，根据汾丘里流速计公式知：14．用一截面为5.0cm2的虹吸管把截面积大的容器中的水吸出。虹吸管最高点在容器的水面上1.20m处，出水口在此水面下0.60m处。求在定常流动条件下，管内最高点的压强和虹吸管的流量。解：(a)已知SD=5.0cm2=5.0×10－4m2，hB=1.20m，hD=－0.60m，SA>>SD，如图3-10所示，选取容器内液

3、面A为高度参考点，对于A、D两处，=1.013×105Pa，应用伯努利方程，则有：(m/s)B、D两处（均匀管）应用伯努利方程得：(pa)(b)Q=SDvD=5.0×10－4×3.43=1.72×10－3(m3/s)习题五（P142）1．一振动的质点沿x轴作简谐振动，其振幅为5.0×10-2m，频率2.0Hz，在时间t=0时，经平衡位置处向x轴正方向运动，求运动方程。如该质点在t=0时，经平衡位置处向x轴负方向运动，求运动方程。解：已知,。通解方程式为由t=0时x=0有速度表达式为根据已给条件有，考虑。∴运动方程为2

4、．质量为5.0×10-3kg的振子作简谐振动，其运动方程为式中，x中的单位是m，t的单位是s。试求：(a)角频率、频率、周期和振幅；(b)t=0时的位移、速度、加速度和所受的力；(c)t=0时的动能和势能。解：(a)根据已给条件，。(b)将条件t=0带入方程(c)动能势能10．已知平面波源的振动方程为y=6.0×10-2cost（m），并以2.0m/s的速度把振动传播出去，求：(a)离波源5m处振动的运动方程；(b)这点与波源的相位差。解：(a)由已给方程可直接得到：将x=5m代入波动表达式(b)相位差习题六（P17

5、7）1．真空中在x-y平面上，两个电量均为10-8C的正电荷分别位于坐标(0.1,0)及(－0.1,0)上，坐标的单位为m。求：(a)坐标原点处的场强；(b)点(0,0.1)处的场强。解：设，为两点电荷产生的场强，其合场强为=+(a)在原点处，与的大小相等，方向相反，即：E=＋=0故合场强为零。(b)此时====故合场强的大小：E=2cos=方向为沿Y轴正方向。3．真空中在x-y平面上有一个由三个电量均为＋q的点电荷所组成的点电荷系，这三个点电荷分别固定于坐标为(a,0)、(－a,0)及(0,a)上。(a)求y轴上坐

6、标为(0,y)点的场强(y＞a)；(b)若y＞＞a时，点电荷系在(0,y)点产生的场强等于一个位于坐标原点的等效电荷在该处产生的场强，求该等效电荷的电量。解：(a)根据电荷分布的对称性，在点（o,y）处（y>a）的合场强的大小为E=方向沿y方向。(b)当y>>a时E=故等效电量为3q。13.真空中分别带有＋10C和＋40C的两个点电荷，相距为40m。求场强为零的点的位置及该点处的电势。解：(a)设和为两电荷各个单独存在时产生的场强，合场强为零。要求：＝0，即，则场强为零的点，必在连接两点电荷的直线上，设该点距＋10C

7、的电荷为ｘ，故有：但即：取x<40x＝13.3ｍ（ｂ）根据电势叠加原理：14.真空中两等值异号点电荷相距2m，q1=8.0×10-6C，q2=－8.0×10-6C。求在两点电荷连线上电势为零的点的位置及该点处的场强。解：设所求点到两点电荷的距离为与，则且故即为连线中点该点场强的大小为：，方向为从指向。15.如图6-4所示，已知r=8cm，a=12cm，q1=q2=×10-8C，电荷q0=10-9C，求：(a)q0从A移到B时电场力所作的功；(b)q0从C移到D时电场力所作的功。解：(a)（b）习题六（P230）2.几

8、种载流导线在平面内分布(图8-1)，电流均为I，求他们在O点的磁感应强度。解：(a)O点的磁感应强度等于载流圆环与无限长直载流导线在O点所产生的磁感应强度的矢量和。载流圆环在圆心O处的磁感应强度：,方向为垂直图面指向外；无限长直导线在圆心O处的磁感应强度：，方向为垂直图面指向外。故：，，方向为垂直图面指向外。(b)O点的磁感应强度等于两段半无限