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大学物理 学习指导详细答案 答案

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习题 7―9 图
带电球壳体。
解：容易看出该电场是由半径为 R 的均匀带电球面产生的，所以，应该选
择答案(A)。
习题 7—10 真空中一半径为 R 的球面均
匀带电 Q，在球心 O 处有一带电量为 q 的
点电荷，如图所示。设无穷远处为电势零
点，则在球内离球心 O 为 r 的 P 处的电
势为：［
］
(A) q 4 0r
加原理，两种情况下的电势都一样，都是
U P
N i 1
q 4 0r
Nq 4 0r
对于场强，因为它是矢量，即不仅有大小还有方向，各点电荷产生的场强方向与 其在圆周上的位置有关，也就是说，P 点的场强应当与各点电荷在圆周上的分布 有关，所以两种情况下的场强是不同的。但是，由于 P 点对于圆周上的各点是 对称的，各点电荷场强的 Z 分量(标量)大小与其在圆周上的位置无关，因此，两 种情况下 P 点的场强分量 EZ 都相同。综上，应该选择答案(C)。
(B) 1 q Q 4 0 r R
Q P r Oq R
(C) q Q 4 0r
(D) 1 q Q q 4 0 r R
习题 7―10 图
解：根据电势叠加原理，P 点的电势应为均匀带电球面和球心处的点电荷各 自单独存在时所产生电势的叠加，即
UP
q 4 0 r
Q 4 0 R
1 4 0
UO
q 2q 3q 4 0 (2 3)a sin 60
6 3q 4 0a
因为无穷远处电势为零，所以外力的功为
6 3qQ
A外 A电 Q(U UO ) QUO 4 0a
2q
因此，应当选择答案(C)。
(D) 8 3qQ 4 0 a
q
a
aOBiblioteka a3q习题 7―6 图
习题 7—7 如图所示，在坐标(a，0)处放
q (24 0 ) 。［选择答案(C)］
习题 7─4 如图所示，两个同心的均匀带电球
面，内球面半径为 R1、带电量 Q1，外球面半径 为 R2、带电量为 Q2。设无穷远处为电势零点， 则在内球面里面，距球心为 r 的 P 点处的电势
为：［
］
(A) Q1 Q2 。 (B) Q1 Q2 。
4 0r
4 0 R1 4 0 R2
第七章 静电学一章习题答案
习题 7—1 半径为 R 的均匀带电球体的静电场中各点的电场强度的大小 E 与距
球心的距离 r 的关系曲线为：［
］
E
E
E
(A)
E∝1/r2
(B)
E∝1/r2
(C)
E∝1/r2
E E∝1/r
(D)
E∝1/r2
O R
r
O
R
r
O
R
r
O
R
r
习题 7―1 图
习题 7—2 半径为 R 的均匀带电球面，总电量为 Q，设无穷远处电势为零，则
O
X
O
X
的关系曲线为(规定场强方向沿 X 轴正方向
E (C)
E (D)
为正，反之为负)：［
］
解：“无限大”均匀带正电荷的平面产
O
X
O
X
生的场强大小是与到平面的距离 x 无关的常 量，但是平面两侧的场强方向不同：在 x>0
习题 7―8 图
区间，场强方向与 X 轴正向相同，应为正；反之在 x<0 区间，场强方向与 X 轴
2，相距为 d，其电荷线密度分别为 1 和 2 ，则场强等
于零的点与直线 1 的距离为
。
解：设场强等于零的点与直线 1 的距离为 a，则有
可解得
1
2
2 0a 2 0 (d a)
a 1d 1 2
a
d
1
2
习题 7―16 图
习题 7—17 两个平行的“无限大”均匀带电平面，其面电荷密度分别为 和
；B
。
解：如图，设向右为正方向，且 A、B 两平面上的电荷面密度均大于零，则 根据场强叠加原理
Ⅰ区：
A 2 0
B 2 0
1 3
E0
Ⅱ区：
A 2 0
B 2 0
E0
联立以上二式可得
A
B
2 3
0
E0
4 3
0E0
［注：用Ⅱ、Ⅲ区列式联立求解亦可］
E0/3
E0/3
E0
习题 7―15 图
习题 7—16 两根平行的“无限长”均匀代正电直线 1、
］
(A) 场强相等，电势相等。
O Y
(B) 场强不等，电势不等。
(C) 场强分量 EZ 相等，电势相等。
X
(D) 场强分量 EZ 相等，电势不等。
习题 7―5 图
解：因为电势是标量，而且仅与点电荷到场点的距离有关，所以各点电荷在
P 点产生的电势都相等，与点电荷在圆周上的位置无关，这样一来，根据电势叠
l
﹢q A
O
B﹣q
D
2l
习题 7―14 图
。
解：放在 A、B 两处的点电荷+q 和-q 是场源电荷，设无穷远处为电势零点，
则 D 点的电势为
UD
U
U
q 4 0 (3l)
q 4 0l
q 6 0l
同理，O 点的的电势为
UO 0
因此，把另一带电量为 Q(Q<0)的点电荷从 D 点沿路径 DCO 移到 O 点的过程中， 电场力作的功为
EP
2
q 4 0 ( y 2
a2)
a
qa
qa
y 2 a 2 2 0 ( y 2 a 2 )3 2 2 0 y3
所以应该选择答案(C)。
习题 7—8 设有一“无限大”均匀带正电 荷的平面，取 X 轴垂直带电平面，坐标原
E (A)
E
(B)
E∝x
点在带电平面上，则其周围空间各点的电
场强度 E 随距离平面的位置坐标 x 的变化
习题 7—6 如图所示，边长为 a 的等边三角形的三个顶点上，放置着三个正的
点电荷，电量分别为 q、2q、3q，若将另一点电荷 Q 从无穷远处移到三角形的中
心 O 处，外力所作的功为：［
］
(A) 2 3qQ 4 0 a
(B) 4 3qQ 4 0 a
(C) 6 3qQ 4 0 a
解：根据电势叠加原理，三角形的中心 O 处的电势为
把 O 处的电场强度写成矢量式为
E
其方向如图所示。由于各个线元产生的元场强方向不一致，因此需把 dE 分解
dE y
dE s
in Q s ind 2 2 0 R 2
由于电荷分布的对称性，最终 O 点场强的 X 分量 Ex 0 。因此，圆心 O 处的电 场强度的 Y 分量为
Ey 2
dE y
Q 2 0 R2
2
s
0
ind Q 2 0R2
解：根据高斯定理，可有
qi
0
E dS
S
0
E dS
0
E dS
i
xa
x2a
0a 2bx xa 0a 2bx x2a
Y
0ba3 2 0ba3 0ba3 8.851012 0.13 1000
a
O
X
Za
a
a
8.851012C
习题 7―18 图
习题 7─19 一细玻璃棒被弯成半径为 R 的 半圆形，沿其上半部分均匀分布有电量+Q， 沿其下半部分均匀分布有电量－Q，如图所 示，求圆心 O 处的电场强度。
EB
2 0
2 2 0
2 0
C 区域内任一点的场强：
EC
2 0
2 2 0
3 2 0
A
B
C
习题 7―17 图
习题 7—18 图中虚线所示为一立方形的高斯面，已知空间的场强分布为：Ex=bx， Ey=Ez=0，高斯面边长 a=0.1m，常数 b=1000N/(C•m)。试求该闭合面中包含的静 电荷。
＝
，式中 E 是点电荷
在闭合曲面上任一点产生的场强的矢量和。 解：根据静电场高斯定理，通过该闭合
S q4
q2 q3
q1
习题 7―12 图
曲面的电通量等于被闭合曲面包围的电荷之代数和的 0 分之一，即
E dS =
1
0
i
qi
1 0
(q1
q2 )
高斯定理中的 E 是高斯面上任一点的场强，它是由高斯面内、外的所有电荷共同
解：如图所示，在半圆形玻璃棒的上半 部分取一线元 dl Rd ，其位置处相应的半 径与 X 轴负向的夹角为 ，其带电量 dq dl 2Q dl (R) 2Qd ，其在 O 点产生的元场强的大小为
Y
+Q
R
O
dEx X
–Q
dEy
习题 7―19 图
dE dq Qd 4 0 R 2 2 2 0 R 2
侧面 abcd 的电场强度通量等于：［
］
解：可以设想再补上与图示立方体完全相同的七个立方体，使得点电荷位于
一个边长扩大一倍的新的立方体的中心，这样，根据高斯定理，通过这个新立方
体的六个面的总电通量为 q 0 ，通过其中任何一个面的电通量为 q (6 0 ) ，而因 原 abcd 面只是新立方体一个面的四分之一，故通过 abcd 面的电场强度通量为
由
变到 该点的电势由
Q E
4 0 R 2 E = 0；
变到
U Q 4 0 R
Q U
4 0r2
［注：从本题求解可以看出，我们应该对均匀带电球面的场强和电势公式非常熟 悉才行］
习题 7—12 点电荷 q1、q2、q3 和 q4 在真空 中的分布如图所示，图中 S 为闭合曲面，

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密度实验心得体会

密度实验心得体会

密度实验心得体会密度实验心得体会1这是第一次来做开放实验，我事看了实验的ppt，了解了实验的原理和步骤，加上这次的实验步骤又不复杂，所以做起来相当顺手。

第一次之所以选如此简单的实验，是想先熟悉一下开放实验的流程，之后再去选择一些感兴趣的实验。

转平时的实验来讲，开放实验的设备是足够的，不用两人之组或更多，实验气氛也是比较轻松的，自己可以在那里慢慢摸索，从独自的摸索中掌握更多的知识和实验技巧。

这次实验是长度、密度的测量，只用测得几个简单的实验数据即可，实验虽然较简单，但我们也需仔细的按实验步骤进行，不管多简单的实验，一路做下来，也是会有一些收获的。

实验中需反复测量后再取平均值，这样的做法无非是减小误差，在许多其他的实验中也是需要这样的.，我们要把实验的误差同样考虑到其他的实验中去。

实验中h1的测量不是很方便，为了减小误差，我在土形金属的顶端平放一张卡片，再用游标卡尺测卡片上表面到土形金属第二个圆柱底端的高度，再用此高度减去h2及卡片的厚度，即得h1。

所以，实验中我们应该想办法测出真实的值，而不能凭眼睛估计而得出数据。

密度实验心得体会2水泥密度实验是工程实践中非常常见的一种实验。

我们通过实验的方式来探究水泥材料的密度特性，以期获得与水泥相关的物理量参数。

实验的步骤相对简单，首先，我们需要称取一定量的水泥样本，并记录其质量；然后，在一个容器中注入一定量的水，以保持实验的精度稳定；接下来，将先前称取的水泥样本渐渐地加入到水中，直到容器内液位上升至预定高度；最后，我们称量整个系统的质量，用来计算实验的结果。

一、实验过程中的观察与记录。

在实验的过程中，我们需要仔细观察，并记录实验中的各类现象。

首先，当水泥样本逐渐加入到水中时，我们发现水的液位会逐步上升，并且周围的水会发生颜色变化；其次，我们还发现水泥颗粒会在水中悬浮，但随着时间的推移，颗粒会逐渐下沉；最后，当我们称量整个系统的质量时，我们发现其数值与实验的初始质量之和相等，这也说明了实验过程中没有质量损失。

大学物理 上册第一章ppt

大学物理 上册第一章ppt

极坐标系 自然坐标系
τ
§1-2 质点运动的描述 三、位置矢量与运动方程 1. 位置矢量(矢径，位矢) (position vector)：从坐标原点O出发，指向质 点所在位置P 的一有向线段 —— 描 述质点在空间的位置。 直角坐标系位矢表示为： x
第1章 质点运动学
z
k O j i

r
秒
s
千克 kg 1 焦耳 电流(electricity) I 安培 A 683 秒 1 坎德拉(thermodynamic (555纳米的光 ) 热力学温度 temperature) Θ 开尔文 K 球面度 物质的量(amount1 of substance) N 摩尔 mol
发光强度(luminous intensity) J
大学物理学
农场主假说
• 一个农场里有一一群火鸡，农场主每天中 午十一点来给它们喂食。火鸡中的一名科 学家观察这个现象，一直观察了近一年都 没有例外，于是它也发现了自己宇宙中的 伟大定律：“每天上午十一点，就有食物 降临。”它在感恩节早晨向火鸡们公布了 这个定律，但这天上午十一点食物没有降 临，农场主进来把它们都捉去杀了。
P(x,y,z)
y
r xi yj zk
大小： r
单位矢量：i , j , k
2 2
r
x y z
2
x y z 方向： cos cos cos r r r
cos cos cos 1
2 2 2
特性：矢量性、 瞬时性、相对性
§1-2 质点运动的描述
第1章 质点运动学
一、质点(particle) 定义：具有质量的几何点称质点。
物体的线度和形状在所研究问题中可以忽略时， 这个物体可以被抽象为质点。 满足以下条件的实物均可以抽象为一个质点： ① 物体上各点的运动情况 相同(平动) 。 ② 研究问题中物体的形状 和大小可以忽略不计。 ③ 各点运动对总体运动影 响不大。
大学物理学习心得体会

大学物理学习心得体会

大学物理学习心得体会大学物理学习心得体会一：大学物理学习心得体会经过两个学期的物理学习后，我对物理学习有了一定的心得和感受。

首先要做好课前准备。

北京邮电大学的《大学物理》课程开始于大一下学期，在正式开始物理学习之前，最好能根据老师对课程体系的介绍，以及在高年级同学那里得到的信息，弄清课程特点和必备的基础知识，结合自己对中学物理的学习情况，提前做好充分准备。

因为大学物理与高中的物理是紧密相关的，是高中物理知识的扩展和提高，所以适当复习高中的物理概念和公式，以及常用的物理模型是很有必要的。

当然，大一上学期的高等数学知识例如积分部分也是需要及时复习的。

然后要有科学的学习方法。

每个人都有不同的学习习惯和方法，更有参差不齐的基础知识，要正确认识自身，熟悉周围学习条件和学习环境，根据课程特点，把一天中学习效果最好的时间安排给相应课程的学习。

以我自己为例，本人就对物理这门学科的兴趣还是很浓厚的，高中的时候由于题目类型固定，各种题目做得多，所以能取得相应比较好的成绩。

但是到大学，在学习时间没有高中多的情况下，怎样调动自己的学习兴趣，提高单位时间的学习效率是最需要解决的问题。

必须做一道题通一类题，这样才能在有限的学习时间内获得最大的学习效果。

再者就是要共同学习。

科学家中很少有独立进行科学研究的，他们更多的是在团队中合作工作。

向他们那样，如果能与同学或老师经常面对面或通过互联网等形式进行交流，甚至参与老师的科研项目，或者与同学组成学习小组共同学习，那么将会收获更多的知识和乐趣。

我在平时尽量要求自己，争取每节课后提出一个问题。

如果没有问题，也可以在老师身边听听其它同学有什么问题。

有一些问题可能折射出我们在某个知识点上的欠缺，所以问问题是必要的查漏补缺环节。

另外，经常逛逛物理学习交流论坛，参与问题讨论也是件很有乐趣的事。

更要注重课堂学习。

课堂学习是学习的主要方式，教师的课堂讲解和示范对于正确理解物理理论有很大帮助，保证课堂学习效果是提高整体学习效率的关键一环。

一名物理学家的教育历程

一名物理学家的教育历程


【补充材料】
• 高维空间 ——现代理论物理学认为，统一四种力的前景，在于 高维空间（如十维或更高）理论的确立。比如对于古人来讲，风 暴是怎样产生的，风暴会袭击什么地方，什么时候袭来，什么时 候结束，他们是一无所知的，因为他们生活在平坦的大地上，只 能靠肉眼从近似于二维平面的角度来观察，即使有简单的预报， 也都是靠经验来推测的。现在有了气象卫星，从太空这样三维角 度观察地球，在地面上看来神秘莫测的风暴被看得一清二楚，可 以精准地预报风暴的动向。同样，理论物理学家认为，传统的四 维（空间三维加上时间）理论太“小”，不能解释宇宙中的四种 力。当他们超越四维而在更高维（如十维或更高）中寻求统一这 四种力时，就能得到一种简单、漂亮的解决模型（科学家认为宇 宙应该是简单、合谐的）。 高维空间理论认为，宇宙大爆炸后10-43秒，十维宇宙分 解成四维宇宙和六维宇宙，四维宇宙暴胀，经过近一百五十亿年， 演变成今天我们生活的宇宙。大爆炸后10-35秒，大统一力分开。 但是高维空间理论很难在实验室中得到证实，因为要模拟当时的 环境，需要的能量太大，根本无法做到，所以现在高维空间理论 只能是“理论”。
科学是建立在基础实验之上的，科学理论 要经过实验的检验才能得到论证。实验不是 简单的操作，要有理论指导，要有实验的设 计，要有策划组织能力，要有耐力和恒心等 等，实验考验的是实验者的综合能力。而我 们当前存在的问题是，重视理论，轻视基础 实验，表现为动手能力和实践能力差，思想 上浮躁，急功近利。对教育而言，重知识， 轻能力的现象很普遍。这些都是一名理论物 理学家重视实验给我们现实生活的启迪。
曾经流行过这样一句话：只要你小时候把基础打好，多用点 功，将来你考上了大学就轻松了。似乎中国的教育就是小时候 辛苦，长大后轻松。而国外就刚好相反，他们是小时候轻松， 长大后辛苦，他们的理论是：小时候不懂事，应该享受属于自 己的童年美好时光，而你长大后，就有责任去背负自己的学习 任务，用功读书。 韩寒在他的《通稿2003》里面谈到中国有一个概念一错错了 几十年，那就是“全面发展学生”。在学校里，什么叫“全面 发展学生”呢？首先你语数外理化应该学得不错，然后你的体 育也凑合，补考能够及格，偶尔也有会乐器的（如果口琴，竖 笛也算的话）。然后呢？没有了。其实在全面发展里，各种学 科只算一项。说好听点就是“学科能力”，说难听点就是“考 试能力”。想想这些“全面发展学生”也可怜，将来他们参加 工作，看到别人什么都会，自己却一无是处。这也就是为什么 那么多大学生毕业找不到工作的原因之一吧！