大学物理下习题册答案详解

大学物理学课后习题答案（下册）

习题9

9.1选择题

(1) 正方形的两对角线处各放置电荷Q，另两对角线各放置电荷q，若Q所受到合力为零，则Q与q的关系为：（）

（A）Q=-23/2q (B) Q=23/2q (C) Q=-2q (D) Q=2q

[答案：A]

(2) 下面说法正确的是：（）

（A）若高斯面上的电场强度处处为零，则该面内必定没有电荷；

（B）若高斯面内没有电荷，则该面上的电场强度必定处处为零；

（C）若高斯面上的电场强度处处不为零，则该面内必定有电荷；

（D）若高斯面内有电荷，则该面上的电场强度必定处处不为零。

[答案：D]

(3) 一半径为R的导体球表面的面点荷密度为σ，则在距球面R处的电场强度（）

（A）σ/ε0 （B）σ/2ε0 （C）σ/4ε0 （D）σ/8ε0

[答案：C]

(4) 在电场中的导体内部的（）

（A）电场和电势均为零； （B）电场不为零，电势均为零；

（C）电势和表面电势相等； （D）电势低于表面电势。

[答案：C]

9.2填空题

(1) 在静电场中，电势不变的区域，场强必定为

。

[答案：相同]

(2) 一个点电荷q放在立方体中心，则穿过某一表面的电通量为 ，若将点电荷由中心向外移动至无限远，则总通量将 。

[答案：q/6ε0, 将为零]

(3) 电介质在电容器中作用（a）——（b）——。

[答案：(a)提高电容器的容量;(b) 延长电容器的使用寿命]

(4) 电量Q均匀分布在半径为R的球体内，则球内球外的静电能之比 。

[答案：5：6]

9.3 电量都是q的三个点电荷，分别放在正三角形的三个顶点．试问：(1)在这三角形的中心放一个什么样的电荷，就可以使这四个电荷都达到平衡(即每个电荷受其他三个电荷的库仑力之和都为零)?(2)这种平衡与三角形的边长有无关系?

解: 如题9.3图示 (1) 以A处点电荷为研究对象，由力平衡知：q为负电荷

1 大学物理下册课后习题答案

习题八

8-1 电量都是q的三个点电荷，分别放在正三角形的三个顶点．试问：(1)在这三角形的中心放一个什么样的电荷，就可以使这四个电荷都达到平衡(即每个电荷受其他三个电荷的库仑力之和都为零)?(2)这种平衡与三角形的边长有无关系?

解: 如题8-1图示

(1) 以A处点电荷为研究对象，由力平衡知：q为负电荷

20220)33(π4130cosπ412aqqaq

解得 qq33

(2)与三角形边长无关．

题8-1图 题8-2图

8-2 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2 ,如题8-2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

解: 如题8-2图示

220)sin2(π41sincoslqFTmgTe

解得 tan4sin20mglq

8-3 根据点电荷场强公式204rqE，当被考察的场点距源点电荷很近(r→0)时，则场强→∞，这是没有物理意义的，对此应如何理解?

解: 020π4rrqE仅对点电荷成立，当0r时，带电体不能再视为点电荷，再用上式求场强是错误的，实际带电体有一定形状大小，考虑电荷在带电体上的分布求出的场强不会是无限大．

8-4 在真空中有A，B两平行板，相对距离为d，板面积为S，其带电量分别为+q和-q．则这两板之间有相互作用力f，有人说f=2024dq,又有人说，因为f=qE,SqE0，所 2 以f=Sq02．试问这两种说法对吗?为什么? f到底应等于多少?

解: 题中的两种说法均不对．第一种说法中把两带电板视为点电荷是不对的，第二种说法把合场强SqE0看成是一个带电板在另一带电板处的场强也是不对的．正确解答应为一个板的电场为SqE02，另一板受它的作用力SqSqqf02022，这是两板间相互作用的电场力．

第9章 静电场

习 题

一 选择题

9-1 两个带有电量为2q等量异号电荷，形状相同的金属小球A和B相互作用力为f，它们之间的距离R远大于小球本身的直径，现在用一个带有绝缘柄的原来不带电的相同的金属小球C去和小球A接触，再和B接触，然后移去，则球A和球B之间的作用力变为[ ]

(A) 4f (B) 8f (C) 38f (D) 16f

答案：B

解析：经过碰撞后，球A、B带电量为2q，根据库伦定律12204qqFr，可知球A、B间的作用力变为8f。

9-2关于电场强度定义式/FE0q，下列说法中哪个是正确的？[ ]

(A) 电场场强E的大小与试验电荷0q的大小成反比

(B) 对场中某点，试验电荷受力F与0q的比值不因0q而变

(C) 试验电荷受力F的方向就是电场强度E的方向

(D) 若场中某点不放试验电荷0q，则0F，从而0E

答案：B

解析：根据电场强度的定义，E的大小与试验电荷无关，方向为试验电荷为正电荷时的受力方向。因而正确答案（B）

9-3 如图9-3所示，任一闭合曲面S内有一点电荷q，O

为S面上任一点，若将q由闭合曲面内的P点移到T点，且

OP=OT，那么[ ]

(A) 穿过S面的电场强度通量改变，O点的场强大小不变

(B) 穿过S面的电场强度通量改变，O点的场强大小改变 qOSTP习题9-3图 (C) 穿过S面的电场强度通量不变，O点的场强大小改变

(D) 穿过S面的电场强度通量不变，O点的场强大小不变

答案：D

解析：根据高斯定理，穿过闭合曲面的电场强度通量正比于面内电荷量的代数和，曲面S内电荷量没变，因而电场强度通量不变。O点电场强度大小与所有电荷有关，由点电荷电场强度大小的计算公式204qEr，移动电荷后，由于OP=OT，即r没有变化，q没有变化，因而电场强度大小不变。因而正确答案（D）

1 / 11 习题及参考答案

第2章 质点动力学

参考答案

一 思考题

2-1如图，滑轮绳子质量忽略不计，忽略一切摩擦力，物体A的质量mA大于物体B的质量mB，在A、B运动过程中弹簧秤的读数是

(A)12mmg (B)12mmg

(C)12122mmgmm (D)12124mmgmm

2-2用水平压力F把一个物体压着靠在竖直的墙面上保持静止，当F逐渐增大时，物体所受的静摩擦力f

(A)恒为零 (B)不为零，但保持不变

(C)随成F正比增大 (D)开始随F增大，达到某一值后，就保持不变

2-3如图，物体A、B的质量分别为M、m，两物体间摩擦系数为，接触面为竖直面，为使B不下滑，则需要A的加速度为

(A)ag (B)ag (C)ag (D)MmagM

2-4质量分别为m和M的滑块A和B，叠放在光滑的水平面上，如图，A、B间的静摩擦系数为s，滑动摩擦系数为k，系统原先处于静止状态，今将水平力F作用于B上，要使A、B间不轰生相对滑动，应有

(A)sFmg (B)(1)sFmMmg(C)()sFmMmg

(D)smMFmgM AmBBmA思考题2-1图

ABa思考题2-3图 ABF思考题2-4图 2 / 11 m(a)(b)Bmmm21m21思考题2-7图 2-5 在光滑的水平面上，放有两个相互接触的物体A和B,质量分别为m1和m2，且m1>

m2。设有一水平恒力F，第一次作用在A上如图(a)所示，第二次作用在B上如图(b)所示，问在这两次作用中A与B之间的作用力哪次大？

2-6 图(a)中小球用轻弹簧o1A与o2A轻绳系住，图（b）中小球用轻绳o'1B 与o'2B系住，今剪断o2A绳和o'2B绳；试求在刚剪断的瞬时，A球与B球的加速度量值和方向。