大学物理下册学习指南答案

大学物理下册学习指南例题练习题参考答案(详解)

1 第11章 静电场

【例题精选】

例11-1 （见书上）

例11-2 22300(428qdqdRRdR或），从O点指向缺口中心点

例11-3 D

例11-4 D

例11-5 B

例11-6 0/2， 向右； 03/2， 向右； 0/2， 向左

例11-7 （见书上）

【练习题】

11-1 B

11-2 0/d，220(4)dRd，沿矢径OP

11-3 0/Q，0205180QR和r

11-4 B

11-5 【解】（1）作与球体同心，半径rR的高斯球面S1。球体内电荷密度随r变化，因此，球面S1内包含的电荷214()droQrrr。已知的电荷体密度(r) =kr，根据高斯定理：11dsoQES， 230144drroErkrr，可求得球体内任意点的场强：24rorEk，rR。

（2）作与球体同心、半径rR的球面S2，因R外电荷为零，故S2内的电荷Q2=Q总，根据高斯定理：12301d44dRrsoErkrrES，得球体外任意一点的场强：4204rREkr，rR。

11-6 0/(2)，03/(2)

11-7 【解】两同轴圆柱面带有等量异号电荷，则内外电荷线密度分别为和-。电场分布具有轴对称性。 大学物理下册学习指南例题练习题参考答案(详解)

2 （1）建立半径1rR的同轴高斯柱面，设高为h。高斯柱面内无电荷分布。

1d20SErhES，则，10E（1rR）

（2）建立12RrR的同轴高斯柱面，设高为h。高斯柱面内包含电荷。柱面的上下底面无电场分布，电场均匀分布在侧面。

20d2ShErhES，则，202Er（12RrR）

（3）建立半径2rR的同轴高斯柱面，设高为h。高斯柱面内包含正负电荷的代数和为零。

3d20SErhES，则，30E（2rR）

第12章 电势

【例题精选】

例12-1 -2000V

例12-2 45V ， -15V

例12-3 （见书上）

例12-4 （见书上）

例12-5 D

例12-6 C

【练习题】

12-1 d0LEr， 单位正电荷在静电场中沿任何闭合路径绕行一周，电场力所做的功为零，保守

12-2 C

11-3 (1) 204QR， 0；(2)

04QR，

024Qr

12-4 【解】在任意位置x处取长度元dx，其上带有电荷dq=0 (x－a)dx

它在O点产生的电势 xxaxU004dd

O点总电势： laalaaxxaxdUUdd400alaalln400 大学物理下册学习指南例题练习题参考答案(详解)

3 12-5 【解】 (1) 球心处的电势为两个同心带电球面各自在球心处产生的电势的叠加，即

12001214qqUrr22120124414rrrr210rr

2100rrU＝8.85×10-9 C / m2

(2) 设外球面上放电后电荷面密度为，则应有 21001rrU= 0，即 21rr。

外球面上应变成带负电，共应放掉电荷

221222441rqrrr21200244rrrUr＝6.67×10-9 C

12-6【解】设无穷远处为电势零点，则A、B两点电势分别为

2200423ARURR；

0220682RRRUB

q由A点运动到B点电场力作功

0001264qqUUqABA

注：也可以先求轴线上一点场强，用场强线积分计算．

12-7【答】均匀带电球体的电场能量大。因为半径相同且总电荷相等的球面和球体，其外部电场分布相同，具有相同的能量；但内部电场不同：球面内部场强为零，球体内部场强不为零，所以球体的电场能量大。

第13章 静电场中的导体

【例题精选】

例13-1 C

例13-2 C

例13-3 （见书上）

例13-4 （见书上）

【练习题】

13-1 D

13-2 【解】三块无限大平行导体板，作高斯面如图，知：E1=1  0，E2=2  0

左边两极板电势差U1=1d1  0，右边两极板电势差U2=E2d2=2d2  0， 大学物理下册学习指南例题练习题参考答案(详解)

4 而左板和右板构成等势体，中板自身是等势体，所以U1= U2，则 1 2= d2 d1

13-3 【证】在导体壳内部作一包围B的内表面的闭合面，如图。设B内表面上带电荷Q21，根据高斯定理，因导体内部场强E处处为零，故 1210d()/0sQQES，得 211QQ

根据电荷守恒定律，设B外表面带电荷为22Q，则 21222QQQ

由此可得 222211QQQQQ。

13-4

02QdS；0QdS。

第14章 静电场中的电介质

【例题精选】

例14-1 B

例14-2 C

例14-3 (1) 增大 ， 增大 (2) 增大 ， 增大 (3) 减小 ， 不变

例14-4 CFd/2， FdC2。

例14-5 (见书上)

例14-6 (见书上)

【练习题】

14-1

04rqR

14-2  r ， r

14-3 C

14-4 B

14-5 C

14-6 【解】（1）电容器充电后断开电源，则极板上所带的电量不变。故极板间的电势差和电场能量分别为 QUC=1281010100.1=1000V，216121.010221010eQWC5106 J。

(2)设极板原间距为d，增大为2d时，相应的电容量要变小，其值为0/2/2CSdC。而此时大学物理下册学习指南例题练习题参考答案(详解)

5 极板所带电量仍然不变。电场总能量改变为 22/2 /eWQCQC=1.0105 J，电场能量的增加量为Δ eeeWWW=5.0106J，由于把带电的电容器极板拉开时，外力需克服电场力作功，这部分外力所作的功就转化为电场能量了，或者说，电荷不变时，电容器内部的电场强度不变，但是场强存在的空间体积变成原来的两倍，总能量也就变为原来的两倍。

第15章 稳恒磁场

【例题精选】

例15-1 （见书上）

例15-2 （见书上）

例15-3 （见书上）

例15-4 （见书上）

例15-5 D

例15-6 C

例15-7 环路L所包围的所有稳恒电流的代数和；环路L上的磁感强度

例15-8 答：第一说法对，第二说法不对．因为围绕导线的积分路径只要是闭合的，不管在不在同一平面内，也不管是否是圆，安培环路定理都成立

例15-9 （见书上）

例15-10 （见书上）

【练习题】

15-1 (1) 00O1428IIBRR (只有四分之一圆弧电流在P点产生B )

(2) 0000111122(cos0cos)(coscos)042422222IIIIBRRRR

参考： 圆形载流导线圆心处的磁场：RIB20O

一段载流直导线的磁场：)cos(cos4210aIB

15-2 lI430 （参考上一题，注意流过ab边与流过ac,cb边的电流关系）；垂直纸面向里

15-3 D (参考15-1，O点B由圆形电流与无限长载流直导线产生，注意二者方向) 大学物理下册学习指南例题练习题参考答案(详解)

6 15-4 B （参考例题15-2） dI=Idr  a ；drar2Ir2dIdBoo；

Bp=dB=ln22baoobIIbadrarab。

15-5 解：带电圆盘转动时，可看作无数的电流圆环的磁场在O点的叠加．

某一半径为的圆环的磁场为 )2/(dd0iB

而 d)]2/([d2di

∴ d21)2/(dd00B

正电部分产生的磁感强度为 rBr2d2000

负电部分产生的磁感强度为 )(2d200rRBRr

今 BB ∴ rR2

15-6 I0 ； 0 ； 02I

15-7 D

15-8 C

15-9 B （载流长直螺线管内的磁场： IBn0）

15-10 解：建立坐标系，应用安培环路定理，左边电流产生的磁感应强度

x2IB01； 方向向里

右边电流产生的磁感应强度

)xa3(2IB02； 方向向外

应用磁场叠加原理可得磁场分布为，

)3(2200xaIxIB )252(axa

B的方向垂直x轴及图面向里．

I

a a I

x

O 2a 大学物理下册学习指南例题练习题参考答案(详解)

7 第16章 磁力

【例题精选】

例16-1 1∶2 ； 1∶2 （参考 洛伦兹力qFvB；回旋半径mvRqB）

例16-2 A (可以用安培力来判断各边受力情况，也可以用nMeBmBNIS 判断出载流线圈所受磁力矩，然后判定转动方向)

例16-3 D (cd处在ab的磁场中，可用安培力来判断)

例16-4 （见书上）

例16-5 （见书上）

例16-6 A；B；（参考闭合载流导线在磁场中磁力矩nMeBmBNIS）

例16-7 0 （同上NIS00nMeBmBmBsin）

【练习题】

16-1 C 【22dsmvΦBSBRBBq】

16-2 )2/(2emBe； )2/(22emRBe

16-3 B

16-4 D (用安培力来判断各边受力情况)