大学物理下册课后答案(贾瑞皋 著)

大学物理学答案【下】

北京邮电大学出版社

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

P47

1. B

解释：4/3属于第二象限，特点是位移为负，速度为负。

2. C

解释：旋转矢量处在第四象限，转过的角度为3/ 。

3. D

解释：由旋转矢量知，合矢量和分矢量可组成正三角形，故分矢量间夹角为3/2 。

4. cm0 sm/03.0

解释：由A求出速度值。

5. 4/ )4cos(02.0tx

解释：零时刻相位即为初相，由t时刻相位求出 。

6. )2cos(04.0tx

解释：这题就不罗嗦了^_^参考上题。

7. 由 )65sin(2.0tx 求出 )65sin(5ta

由 maF 求出 NF56sin250

1)65sin(t 时 NF10max 此时 2.0x （不需解出t）

8. 本题直接求解较麻烦，用旋转矢量法求解比较方便。

由题意分析可得过A点时矢量在第三象限，第一次过B点在第四象限，第二次在第一象限。配合矢量图可解得 430 4 25A cm

所以振动方程为 )434cos(25tx cm

93.345A cm/s

9. 由题意很容易知道 2003.060k 502mk

由振动方程知 )cos(02tAa

若使物体在平衡位置上方分离，则只需 gA2

即 2.02gA米 P49

1. B

解释：代入时间后由原点相位确定曲线。

2. D

解释：求出各个量的表达式。

3. D

解释：写出波动方程即可。

4. 0.5

解释：由比例可求出。

5. π

解释：求出波长即可求出。

6. 503 m/s

7. 紫外线 X射线 γ射线

解释：参考课本P82。

8. )2165cos(1.0xty

第 1 页 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

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

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．

8-5 一电偶极子的电矩为lqp，场点到偶极子中心O点的距离为r,矢量r与l的夹角为,(见题8-5图)，且lr．试证P点的场强E在r方向上的分量rE和垂直于r的分量E分别为

《大学物理》课后习题答案

习题４-12H

Lh4-12 一个器壁竖直的开口水槽，如图所示，水的深度为H=10m，在水面下h=3m处的侧壁开一个小孔。试求：（1）从小孔射出的水流在槽底的水平射程L是多少？（2）h为何值时射程最远？最远射程是多少？

解：（１）设水槽表面压强为p1，流速为v1，高度为h1，

小孔处压强为p２，流速为v２，高度为h２，由伯努利方程得：

222212112121ghvpghvp

根据题中的条件可知：

211021,0,hhhvppp

由上式解得：ghv22

由运动学方程：221gthH，解得: ghHt)(2

水平射程为:)(m17.9)310(34)(42hHhtvL

(2)根据极值条件，令0dhdL，Ｌ出现最大值，

即 022hhHhH，解得：h=5m

此时Ｌ的最大值为10m。

4-14 水在粗细不均匀的水平管中作稳定流

解：刚性双原子气体分子的自由度5i

（1）氧气分子的平均平动动能

2321k331.3810(2730)5.710J22kT

平均转动动能

2321t221.3810(2730)3.810J22kT

（2）34.010kg氧气的内能323'4.01058.312737.110J232102miERTM

34.010kg氦气的内能333'4.01038.312733.410J24102miERTM

5-17 储有1mol氧气（可视为刚性分子），容积为31m的容器以110ms速度运动，设容器突然停止，其中氧气的80%的机械运动动能转化为气体分子热运动动能。试求气体的温度及压强各升高了多少？

解：分子热运动增加的能量为23211'80%32101080%1.28J22Emv