人教版物理选修3-1_课后答案

第一章

第一节

1． 答：在天气干躁的季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。接着用手去摸金属门把手时，身

体放电，于是产生电击的感觉。

2． 答：由于A 、B 都是金属导体，可移动的电荷是自由电子，所以，A 带上的是负电荷，这是电子由B 移动到A 的结果。其中，

A 得到的电子数为8

1019

10 6.25101.610

n --=

=??，与B 失去的电子数相等。 3． 答：图1－4是此问题的示意图。导体B 中

的一部分自由受A 的正电荷吸引积聚在B 的左端，右端会因失去电子而带正电。A 对B 左端的吸引力大于对右端的排斥力，A 、B 之间产生吸引力。

4． 答：此现象并不是说明制造出了永动机，也

没有违背能量守恒定律。因为，在把A 、B 分开的过程中要克服A 、B 之间的静电力做功。这

是把机械转化为电能的过程。 第二节

1． 答：根据库仑的发现，两个相同的带电金属球接触后所带的电荷量相等。所以，先把A 球与B 球接触，此时，B 球带电

2

q

；再把B 球与C 球接触，则B 、C 球分别带电

4q ；最后，B 球再次与A 球接触，B 球带电3()2248

B q q q q =+÷=。 2． 答：192291222152

(1.610)9.010230.4(10)q q e F k k N N r r --?===??=（注意，原子核中的质子间的静电力可以使质子产生

29

21.410/m s ?的加速度！）

3． 答：设A 、B 两球的电荷量分别为

q

、

q

-，距离

为r ，则2

2kq F r

=-。当用C 接触A 时，A 的电荷量变为2A q q =，C 的电荷量也是2c q q =；C 再与接触后，B 的电荷量变为

224B q q q q -+

==-；此时，A 、B 间的静电力变为：2222112288

A B q q

q q q F k k k F r r r ?

'==-=-=。在此情况下，若再使A 、B

间距增大为原来的2倍，则它们之间的静电力变为2

11232

F F F "='= 。 1－6所示。4q 共受三个力的

4． 答：第四个点电荷受到其余三个点电荷的排斥力如图

为a

、、a ，所以

作用，，由于1234q q q q q ====，相互间距离分别

2122q F F k a ==，2

222q F k a =。根据平行四边形定则，

合力沿对角线的连线向外，且

大小是21222cos 45q F F F k a

=?+=

。由于对称性，每个电荷受到其他三

个电荷的静电力的合力的大小都相等，且都沿对角线

的连线向外。

5． 答：带电小球受重力、静电斥力和线的拉力作用而平

衡，它的受力示意图见图1

－

7

。

静

电

斥

力

t a F m g θ=

5tan 12

θ=

=，

又，

2

2t a n q F k m g r

θ==

，

所以，

85.310q C -===? 3

q

第三节

1． 答：A 、B 两处电场强度之比为1A B F E q nF E n q

==。A 、C 两处电场强度之比为A C

F E q

n F E nq ==。 2． 答：电子所在处的电场强度为19

9

112

112

1.6109.010/ 5.110/(5.310)e E k N C N C r --?==??=??，方向沿着半径指向外。电子受到

的电场力为1119

85.110 1.610

8.210F eE N N --==???=?，方向沿着半径指向质子。

3． 答：重力场的场强强度等于重力与质量的比值，即

mg

g m

=，单位是牛顿每千克，方向竖直向下。 4． 答：这种说法是错误的。例如，如图1－9所示，有一带电粒子以平行于金属板的初速度射入电场，它沿电场线的方向做匀加

速运动，而沿初速度方向做匀速运动，它的运动轨迹是曲线。也就是说，它的运动轨迹与电场线不重合。

5． （1）因为电场线的疏密程度反映电场强度的强弱，所以，B 点的电场最强，C 点的电场最 弱。

（2）A 、B 、C 三点的电场强度的方向如图1－10所示。

（3）负电荷在A 、B 、C 三点时的受力方向如图1－10所示。 6． 答：小球受到重力、电场力F ，轻绳拉力T F 的

作用而处于平衡状态，它的

tan 30Eq F mg mg

==?

，

受力情况如图1－11所示。由图可知，

268

1.01010tan 30/

2.910/2.010mg E N C N C q --??=?=

=??。 7． 答：因为12Q Q >，所以，在1Q 左侧的x 轴上，1Q 产生的电场的电场强度总是大于2Q 产生的电场的电场强度，且方向总是

指向x 轴负半轴，在0x =和6x cm =之间，电场强度总是指向x 轴的正方向。所以，只有在2Q 右侧的x 轴上，才有可能出现电场强度为0的点。

（1）设该点距离原点的距离为x ，则12220(6)

Q Q k

k x x -=-，即22

4(6)0x x --=，解得14x cm =（不合题意，舍去）和12x cm =。所以，在212x cm =处电场强度等于0。

（2）在x 坐标轴上06x cm <<和12x cm >的地方，电场强度的方向总是沿x 轴的正方向的。

第四节

1． 答：8

9

61015410

pA

A E V V q ?--?===?；109221015310pA A E q J J ?--'==??=?。 2． 答：（1）pA A E q ?=

，pB B E q

?=

。因为pA pB E E >。所以A B ??>，可见A 点电势比B 点高。（2）pC pC C E E q

q

?=

=-

-，

pD pD B E E q

q

?=

=-

-。因为pC pD E E >。所以C D ??<，可见D 点电势比C 点高。（3）0pE E E q

?=

<，0pF pF F E E q

q

?=

=-

>-，

可见F E ??>，故F 点的电势比E 点高。小结：（1）在电场中，同一正试探电荷的电势能越大的点，电势越高；同一正试探电荷在电势越高的点，电势能越大。（2）在电场中，同一负试探电荷的电势能越大的点，电势越低；同一负试探电荷在电势

越高的点，电势能越小。（3）正的试探电荷电势能为负值的点的电势小于负的试探电荷电势能为负值的点的电势。 3． 答：（1）沿着电场线的方向，电势是逐渐降低的，所以M 点的电势比N 点高。（2）先假设正试探电荷从M 点沿着与电场线

始终垂直的路径移动到与P 在同一条电场线上的M '，这一过程静电力不做功。再把这一电荷从M '移动到P 点，全过程静电

力做正功。所以，从M 移动到P 静电力做正功，电势能减少，

pM pP E E q

q

>

，M 点电势比P 点电势高。

4． 答：因p E mgh =，故p E gh m

?==，可见重力势为gh 。

6． 答：假设两个电势不同的等势面相交。因为空间任一点的电势只能有一个惟一的值，所以相交徙的电势就一定相等，这两个

等势面的值就不能不同，这与题设条件矛盾。所以，电场中两个电势不同的等势面不能相交。 7． 答：根据电场线与等势面一定垂直的结论，画出的电场线的大致分布如图1－15所示。

因为

10A B V ??==，6c V ?=，取1q C =，可得静电力所做的功为()0AB A B A B W q q q ????=-=-=

()

1(106)A C A

C

A

C

W q q q J J

?

?

?

?=-=-=?-= ()1(106)4BC B C B C W q q q J J ????=-=-=?-=

可见，静电力所做的功AC BC W W = 第五节

1． 9821020410AB AB W qU J J --==-??=-?。静电力做负功，电势能增加8

440J -? 2． 答：一个电子电荷量19

1.610

e C -=?，电子增加的动能等于静电力做的功，因为

191911 1.6101 1.610W qU e V C V J --==?=??=?，所以191 1.610eV J -=?。

3． 答：因为电场线总是电势高的等势面指向电势低的等势低的等势面，所以，由课本图1.5－2可知：（1）B 点的电势高于A 点的电势，把负电荷从A 移到B 静电力做正功，电势能减少，负电荷在A 点的电势能较大。（2）负电荷从B 移动到A 时，静

电力做负功。（3）0AB U <，0BA U > 第6节 电势差与电场强度的关系

1． 答：两板间的电场强度

3

4

2

9.010/9.010/1010U E V m V m d -?===??。尘埃受到的静电力

7421.6109.010 1.410F qE N N --==???=?。静电力对尘埃做功2241.4100.510107.010W Fd J J ---='=????=?

2． 答：（1）看电场线方向知，D 点电势比C 点电势高，42210(5)101000CD CD U Ed V V -==??-?=-（2）B 板接地时，

42210310600C CB Ed V V ?-==???=， 422108101600D DB Ed V V ?-==???=，1000CD C D U V ??=-=-。A 板接

地

时

，

42210(7)101400C CA Ed V V

?-==??-?=-，

42210(2)10400D DA Ed V V

?-==??-?=-，

1000CD C D U V

??=-=-，可见，不管哪一板接地，

CD

U 都是

1000V

-。（3）

19161.610(1000) 1.610CD CD W eU J J --==-??-=?，如果电子先移到E 点再移到D 点，静电力做的功不会改变。这是因

为静电力做功与路径无关，只与初末位置有关。

3． 答：空气击穿时的电势差6

8

310100310U Ed V V ==??=?。雷击就是一种空气被击穿的现象。

4． 答：小山坡b 比a 地势更陡些，小石头沿b 边滚下加速度更大些。b 边电势降落比a 边降落得快，b 边的电场强度比a 边强。

可见，电势降落得快的地方是电场强度强的地方。 第7节 静电现象的应用

1． （1）金属球内的自由电子受到点电荷Q +的吸引，所以在靠近Q +的一侧带负电，在离Q +远的一侧带正电。（2）在静电平

衡状态下，金属球的内部电场强度处处为0，就是说感应电荷产生的电场强度与Q +产生的电场强度等大反向。在球心处Q +产生的电场强度为29Q E k

r +=，所以金属球上感应电荷产生的电场强度大小为2

9Q

E k r =感

，方向指向Q +。（3）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线不可能把球两侧的电荷中和，因为金属球是个等势体，导线连接的是电势

相等的两个点，电荷在这两点间不会移动，就像用水管连接高度相等的两个装水容器，水不会在水管内流动一样。 2． 答：6

8

3.0103009.010U Ed V V ==??=?

3． 答：点火器的放电电极做成针状是利用尖端放电现象，使在电压不高的情况下也容易点火。验电器的金属杆上固定一个金属

球是防止出现尖端放电现象，使验电器在电压较高时也不会放电（漏电）

4． 答：因为超高压输电线周围存在很强的电场，带电作业的工人直接进入这样的强电场就会有生命危险。如果工人穿上包含金

属丝的织物制成的工作服，这身工作服就像一个金属网罩，可以起到静电屏蔽的作用，使高压电线周围的电场被工作服屏蔽起来，工人就可以安全作业了。 第8节 电容器的电容

1． （1）把两极板间距离减小，电容增大，电荷量不变，电压变小，静电计指针偏角变小。（2）把两极间相对面积减小，电容减

小，电荷量不变，电压变大，静电计指针偏角变大。（3）在两极板间插入相对介电常数较大的电介质，电容增大，电荷量不变，电压变小，静电计指针偏角变小。 2． 答：由4S C kd

π=

得9362244 3.149.0100.11021022.6S kdC m m π--==???????=此面积约为窗户面积的10倍 3． 答：（1）保持与电池连接，则两极间电压不变，12119310 2.710Q UC C C --==??=?，两极板间距离减半则电容加倍，

1292310Q UC C -'='=???。极板上电荷量增加了112.710Q Q C -'-=?（2）移去电池后电容器所带电荷量不变，

9Q U V C =

=，两极板距离减半后 4.52Q

U V C

'==，即两极板间电势差减小了4.5V 。 4． 答：设电容器所带电荷量为Q ，因Q C U =，并且4S C kd π=，所以

4Q S U kd π=，4Q

U S kd π=。又因为U E d

=，所以4Q

U E k d S

π==。可见，电场强度与两极间距离无关，只与电容器所带电荷量和极板面积有关。

第9节 带电粒子在电场中的运动

1． 答：解法一：19172 1.61090 2.910k k E E qU J J --?===???=?；解法二：U E d =，

172.910U W Eqd qd qU J d

-====?；解法三：U E d

=，qE a m =

，2

2v ad =，2171 2.9102

k E mv qU J -===?，可见，第一种方法最简单。 2． 答：如果电子的动能减少到等于0的时候，电子恰好没有到达N 极，则电流表中就没有电流。由动能定理0km W E =-，

W eU =-得：2102

km e eU E m v -=-=-

。6/ 2.1010/v s m s =

==?。 3． 答：设加速电压为0U ，偏转电压为U ，带电粒子的电荷量为q ，质量为m ，垂直进入偏转电场的速度为0v ，偏转电场两极

间距离为d ，极板长为l ，则：带电粒子在加速电场中获得初动能20012

mv qU =，粒子在偏转电场中的加速度qU

a dm

=

，在偏转电场中运动的时间为0

l t v =，粒子离开偏转电场时沿静电力方向的速度0

y qUl

v at dmv ==，粒子离开偏转电场时速度方向

的偏转角的正切2

0tan y v qUl

v dmv θ=

=

。（1）若电子与氢核的初速度相同，则tan tan e H H e m m θθ=

。（3）若电子与氢核的初动能相同，则

tan 1tan e

H

θθ=。

4． 答：设加速电压为0U ，偏转电压为U ，带电粒子的电荷量为q ，质量为m ，垂直进入偏转电场的速度为0v ，偏转电场两极

距离为d ，极板长为l ，则：粒子的初动能20012

mv qU =，粒子在偏转电场中的加速度qU

a dm

=

，在偏转电场中运动的时间为0

l t v =，粒子离开偏转电场时沿静电力方向的速度0

y qUl

v at dmv ==，粒子离开偏转电场时速度方向的偏转角的正切

2

tan y v qUl v dmv θ=

=

，由于各种粒子的初动能相同，即2

002mv qU =，所以各种粒子的偏转方向相同；粒子在静电力方向的偏转距离为222200

1224qUl Ul y at mdv dU ===

，可见各种粒子的偏转距离也相同，所以这些粒子不会分成三束。 5． 答：电子的初动能20012mv eU =，垂直进入匀强电场后加速度eU a dm

=，在偏转电场中运动的时间为0

l t v =，电子离开偏转

电场时沿静电力方向的速度0

y qUl

v at dmv ==

，电子离开偏转电场时速度方向的偏转角的正切

2000050000.06tan 0.152221000

y

v eUl eUl El v dmv dU e U θ?=

=====?，8.53θ=?。 第二章 恒定电流

第一节 电源和电流

1． 答：如果用导线把两个带异号电荷的导体相连，导线中的自由电子会在静电力的作用下定向移动，使带负电荷的导体失去电

子，带正电荷的导体得到电子．这样会使得两导体周围的电场迅速减弱，它们之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡．因此，导线中的电流是瞬时的．如果用导线把电池的正负极相连，由于电池能源断地把经过导线流到正极的电子取走，补充给负极，使电池两极之间始终保持一定数量的正、负电荷，两极周围的空间（包括导线之中）始终存在一定的电场．导线中的自由电子就能不断地在静电力的作用下定向移动，形成持续的电流．说明：由于电池的内阻很小，如果直接用导线把电池的正负极相连，会烧坏电池，所以实际操作中决不允许这么做．这里只是让明白电池的作用而出此题． 2． 答：1919

1.61 1.0101.610q It n e e -?=

===?? 3． 答：在电子轨道的某位置上考察，电子绕原子核运动的一个周期内有一个电子通过．电子运动周期2r T v

π=，等效电流

2e e ev I r v

ππ===．（说明：我们可以假想在电子轨道的某处进行考察，在安全装置示断有电子从同一位置通过．还可以

结合圆周运动和静电力的知识，根据电子与原子核之间的静电力提供向心力，进一步求得电子绕核运动的速度、周期．） 第2节 电动势

1． 答：电源电动势相同，内阻不同．（说明：解决本题要理解电池电动势大小与电池正负极材料和电解的化学性质有关．也就是

说，与非静电力性质有关．两种电池尽管体积大小不同，但电池内的材料相同，非静电力性质相同，所以，电动势相同．而内阻就是电源内部物质对电流的阻碍，和其他导体的电阻一样与导体的形状、体积都有关系． 2． 答：10s 内通过电源的电荷量0.310 3.0q It C C ==?=．（说明：化学能转化为电能的数值就是把这些电荷从低电势能的极板

移送到高电抛能极板的过程中，非静电力做的功 1.5 3.0 4.5W Eq J J ==?=．） 3． 答：乘积EI 的单位是瓦特．因为Eq W

EI P t t

=

==，所以EI 表示非静电力做功的功率，也是电源将其他能转化为电能的电功率．如果3E V =，2I A =，则6EI W =，表示每秒有6J 其他形式的能转化为电能．（说明：本题也可以从量纲的角度

来考虑，要求学生从物理量的复合单位的物理意义入手进行思考．） 第3节 欧姆定律 1． 答：因

11

22

I U I U =，所以1122502mA 12.5mA 10mA 8U I I U ?===>，因此不能用这个电流表来测量通过这个电阻的电流．（说

明：也可以先求通过的电流为10mA 时，电阻两端的电压值（40V ），再将所得的电压值与50V 比较，从而做判断． 2． 答：a b c d R R R R >=>．说明：用直线将图中的4个点与坐标原点连接起来，得到4个电阻的伏安特性曲线．在同一条直线

上的不同点，代表的电压、电流不同，但它们的比值就是对应电阻的阻值．b 、c 在同一条直线上，因此电阻相同．在其中三条直线上取一个相同的电压值，可以发现a 的电流最小，因此电阻最大，d 的电流最大，因此电阻最小．也可以根据直线的斜率判断电阻的大小． 3． 答：如图2－4所示． 4． 答：如图2－5所示．（说明：可以根据电阻求出3V 、4V 和5V 时的电流，在坐标系中描点，画出I U -图象．由于点太少，

I U -图象所给出的只是一个粗略估测的结果． 5． 证明：1I k U R

==

第4节 串联电路和并联电路

1． 答：（1）因为1R 与2R 串联，设通过它们的电流为I ，可知11U IR =，12()U I R R =+，所以电压之比

1

U U

与电阻之比

112R R R +相等．（2）设负载电阻为0R ，变阻器下部分电阻为x R ，电路结构为0R 与x R 并联后，再与()x R R -串联，由串、并联电路

的特点可得000

00

0()()()x

x

cd x x x x x x

R R R R U U U R R R R R RR R R R R

R R R =

==+-+---++串并．当0x R =时0cd U =，当x R R =时

cd U U =，所以cd U 可以取0至U 的任意值．说明：可以引导学生对变阻器滑动触头分别滑到变阻器两端，进行定性分析．还

可以将变阻器的这种分压连接与限流连接进行比较，分析它们改变电压的作用和通过它们的电流情况，进一步提高学生的分析能力．

2． 答：甲图中，电流表测到的电流实际上是电压表和电阻并联部分的总电流，所以电阻的测量值为电压表和电阻并联部分的总

电阻，即33

87.41080.487.410V V RR R R R ?=Ω=Ω++测甲＝

，乙图中，电压表和电流表的内阻的影响，两种测量电路都存在系统误差，甲图中测量值小于真实值，乙图中测量值大于真实值，但两种电路误差的大小是不一样的．在这里，教科书把电压表的内接和外接问题作为欧姆定律在新情境下的一个应用，没有作为一个知识点，因此教学的着眼点应该放在基本规律的练习． 3． 答：可能发生．产生这种现象的原因是电压表内阻的影响．当电压表并联在1R 两端时，电压表和1R 的并联电阻小于1R ，测

得的电压小于1R 、2R 直接串联时1R 分得的电压．同样，当电压表和2R 并联时，测得的电压小于1R 、2R 直接串联时2R 分得的电压．所以两次读数之和小于总电压．

4． 答：当使用a 、b 两个端点时，接10V 电压，电流表满偏，即电流为满偏电流．1()10V g g I R R +=，解得319.510R =?Ω．当

使用a 、c 两端点时，12()100V g g I R R R ++=,解得42910R =?Ω。

5． 答：当使用a 、b 两个端点时，2R 与电流表串联后再与1R 并联，可得211()()g g g I R R I I R +=-；当使用a 、c 两端点时，1

R 与2R 串联后再与电流表并联，可得212()()g g g I R I I R R =-+，联立解得10.41R =Ω，2 3.67R =Ω。说明：本题的困难在于，不容易理解使用a 、b 两个端点时，2R 与电流表串联再与1R 并联后也是电流表，能够测量电流。 第5节 焦耳定律

1． 答：设电阻1R 消耗的电功率为1P ，电阻2R 消耗的电功率为2P ，…（1）串联电路中各处电流相等，设电流为I ，则电功率：

21P I R =，2

22P I R =，…，221212::::P

P I R I R = ，1212::::P P R R = 此式说明串联电路中各电阻消耗的电功率与其电阻成正比。（2）并联电路中各电阻两端的电压相等，设电压为U ，则有21U P R =

，222

U P R =，…， 1212

11

::::P P R R =

，得证。（3）因为串联电路总电压等于各部分电压之和，即12U U U =++ ，所以串联电路消耗的总功率1212()P UI I U U P P ==++=++ ，得证。

（4）因为并联电路总电流等于各支路电流之和，即12I I I =++ ，

所以并联电路消耗的总功率1212()P UI U I I P P ==++=++ ，得证。

2． 答：（1）接通S 时，1R 直接接在电源两端，电路消耗的电功率为212

U P R =

。当S 断开时，1R 、2R 串联后接到电源上，电路消耗的电功率为2

212

U P R R =+。因为12P P >，所以S 接通时，电饭锅处于加热状态，S 断开时，电饭锅处于保温状态。

（2）加热时22212

(

)R U

P R R R '=+，要使2212R R P P '=

，必有12R R =。

3． 答：根据灯泡的规格可以知道a c b d R R R R =>=。电路可以看成是由a 、bc 并联部分和d 三部分串联而成。由于电流相同，

且并联部分的总电阻小于其中最小的电阻，所以a d b c P P P P >>+。对于bc 并联部分，由于电压相等，b 的电阻小，因此

b c P P >。所以a d b c P P P P >>>。

4． 答：（1）当只有电炉A 时，2202210052

A U I A A R r ===++?。所以200A A U IR V ==，2400A A

P I R W ==；（3）当再并联电炉B 时，总电流2201110035222

A

U

I A A R r '=

=

=+?+。电炉上的电压为115018323A A B R U U I V V ===?=。每个电炉

上消耗的电功率为2

2

550()3336100

A A A

U P W W R ''=

==。

5． 答：电热（消耗的电能）为362101060 1.210Q Pt J J ==???=?。水升温吸收的热量为

354.210280 6.7210Q Cm T J J '=?=???=?。效率为000010056Q Q

η'

=

?= 第6节 电阻定律

1． 答：小灯泡的电阻为3120.25

U R I

==

Ω=Ω。若铜丝10cm ，横截面直径为1mm ，则铜丝的电阻为8322

0.11.710 2.1710(110)4

l R s

ρπ

---'==??

Ω=?Ω?。可见，R '比R 小得多，故可以不计导线电阻。 2． 答：导线的电阻为8

32501.7100.17(2.510)4

l R s

ρπ

--==??

Ω=Ω?。空调正常工作时，电流为3

1.5100.17 1.16220

P I V V U ?==?=。 3． 答：盐水柱的体积不变，故横截面积变为原来的34

，因此

22111216

44339R l S R l S =?=?=，所以21169

R R = 4． 答：211

142

l R S R l S ρρ==?=甲

甲

甲甲乙乙乙

乙

（1）并联时，::2:1P P R R ==甲乙乙甲；（2）串联时，::1:2P P R R ==甲乙甲乙 第7节 闭合电路的欧姆定律

1． 答：根据闭合电路的欧姆定律，可得11()0.51(8)E I R r A r =+=?Ω+；22()0.10(13)E I R r A r =+=?Ω+，联立解得：

1.5E V =，2r =Ω。

2． 答：每节干电池的电动势为1.5V ，两节干电池的电动势为3.0V 。设每节干电池的内阻为r ，两节干电池的总内阻为2r 。由

题意得：(3.0 2.2)0.8U E U V V =-=-=内外又因为2U rI =内，所以0.8 1.6220.25

U r I =

=Ω=Ω?内

3． 答：不接负载时的电压即为电动势，因此600E V μ=，短路时外电阻0R =。根据闭合电路的欧姆定律：

6002030V

E r I A

μμ===Ω。

4． 答：当外电阻为4.0Ω时，电流 1.0U I A R

=

=外

。再由闭合电路的欧姆定律：()E I R r =+，可得0.5r =Ω。当在外电路并联一个6.0

Ω的电阻时，46 2.4R ?=Ω=Ω并电路总电流为 4.5 1.552.40.5

E I A A R r '===++并。路端电压为

3.72U I R V '='=外并。当处电路串联一个6.0Ω的电阻时，10R =Ω串。电路电流为

4.50.43100.5

E I A A R r ''=

==++并。路

端电压为 4.3U I R V ''=''=外串。

5． 答：用电器的电阻为226600.6

U R P ==Ω=Ω，通过用电器的电流0.60.16U I A A P ===。设至少需要n 节电池，串联的分

压电阻为0R ，由闭合电路欧姆定律得0)(U nE I nr R =-+，解得060.11.4 1.4

n R =+。因为n 要取整数，所以当010R =Ω，n

有最小值为5。 第8节 多用电表

2． 答：D 、B 、E 3． 答：（1）红表笔（2）红笔表（3）黑表笔

4． 答：黑箱内部有电阻和二极管，它们的连接情况如图所示． 第9节 实验：测电源电池的电动势和内阻

1． 答：该实验方案的主要缺点是，将路端电压和电流分两次测量．由于电表内阻的影响，两次测量时电路并不处于同一状态，

也就是说，测量的电流值，已不是测电压时电路中的电流值了．另外，在测量中需要不断改变电路，操作也不方便．

2． 答：因蓄电池的电动势为2V ，故电压表量程应选3V 挡．若定值值电阻取10Ω，则电路中电流最大不超过0.2A ，电流值不

到电流表小量程的13

，不利于精确读数，故定值电阻只能取1Ω．若电流表量程选3A ，为了便于读数（应使指针半偏及以上），

电流需在1.5A 以上．这样，电路的总电阻在1.33Ω以下，变化范围太小，不利于滑动变阻器操作，所以电流表量程应选0.6A ．当滑动变阻器的阻值大于10Ω时，电流小于0.2A ，电流表示较小，不利于精确读数，所以滑动变阻器的阻值只用到10Ω以内的部分．如果用200Ω的变阻器，大于10Ω的部分几乎无用．所以变阻器选E ．（说明：选取实验器材，需要综合考虑，要从“安全可行、测量精确、便于操作”三方面考虑．

3． 答：U I -图象如图所示．由图象可知： 2.03V E =，0.56r =Ω 第10节 简单的逻辑电路 1． 答：（1）如图甲所示（2）如图乙所示． 2． 答：如图所示．（说明：解决这类问题，需要根据实际问题中的信息，抽象出逻辑关系后，选择能实现该逻辑关系的电路．必

要时还应考虑简单逻辑电路的组合． 3． 答：（1）如图所示（2）应使R 增大．当天色还比较亮时，因光线照射，光敏电阻的阻值较小，但不是很小，此时R 的分压

较低，从而会使非门输出一高电压而激发继电器工作，所以应增大R ，使非门输入端电压升高，而输出一低电压，使继电器处于断开状态． 第三章 磁场

第1节 磁现象和磁场 1． 答：喇叭发声的机理：磁体产生的磁场对附近的通电线圈产生力的作用，从而使线圈振动，带动喇叭的纸盒振动，发出声音．耳

机和电话的听筒能够发声也是这个道理．

2． 答：如果有铁质的物体（如小刀等）落入深水中无法取回时，可以用一根足够长的细绳拴一磁体，放入水中将物体吸住，然

后拉上来；如果有许多大头针（或小铁屑等）撒落在地上，可以用一块磁铁迅速地将它们拾起来． 3． 答：磁的应用的分类：（1）利用磁体对铁、钴、镍的吸引力，如门吸、带磁性的螺丝刀、皮带扣、女式的手提包扣、手机皮

套扣等等．（2）利用磁体对通电导线的作用力，如喇叭、耳机、电话、电动机等．（3）利用磁化现象记录信息，如磁卡、磁带、磁盘等等．

第2节 磁感应强度

1． 这种说法不对．磁场中的霜点的磁感应强度由磁场本身决定，与检验电流的大小、方向、通电导线的长度、受到的安培力的

大小均无关．（说明：单纯从数学出发而不考虑公式的物理意义是学生的一种常见错误．定义式F B IL

=是一个定义式，磁场

中特定位置的比值F IL

不变才反映了磁场本身的属性．

2． 由F B IL

=，可知0.0019B T =．

3． 正确的是乙和丙图．由定义式F B IL =可知，当L 一定时，F I

是定值，所以两点的联线应通过F I -图的坐标原点．

第3节 几种常见的磁场 1． 答：电流方向由上向下

2． 答：小磁针N 极的指向是垂直纸面向外，指向读者．

3． 答：通电螺线管内部的磁感应强度比管口外的大，可根据磁感一越密处，磁感应强度越大来判断．

4． 答：110.24Wb abcd BS BS ?===；222cos900BS BS ?==?=；33cos 0.024Wb abcd BS bac BS ?=∠== 第4节 磁场对通电导线的作用力 1． 答：如图所示

2． 答：（1）通电导线的a 端和b 端受到的安培力分别垂直纸面向外和垂直纸面向内，所以导线会按俯视逆时针方向转动．当转

过一个很小的角度后，在向右的磁场分量的作用下，通电导线还会受到向下的安培力．所以导线先转动，后边转动边下移．（2）图3-5所示的甲、乙、丙、丁四个图分别表示虚线框内的磁场源是条形磁体、蹄形磁体、通电螺线管和直流电流及其大致位置．说明：虚线框内的磁场源还可以是通电的环形电流．

3． 答：（

1）设电流方向未改变时，等臂天平的左盘内砝码质量为1m ，右盘的质量为2m ，则由等臂天平的平衡条件，有：

12m g m g nBIL =-电流方向改变后，同理可得：

12()m m g m g nBIL +=+，

两式相减，得mg

B =．（2）将9n =，

0.10l A =，8.78m g =代入2mg

B nIL

=

，得0.48B T =．说明：把安培力的知识与天平结合，可以“称出”磁感应强度，这是一个很有用的方法．

4． 答：弹簧上下振动，电流交替通断．产生这种现象的原因是：通入电流时，弹簧各相邻线圈中电流方向相同，线圈之间相互

吸引，使得弹簧收缩，电路断开；电路断开；电路断开后，因电流消失，线圈之间相互作用消失，因而弹簧恢复原来的状态，电路又被接通．这个过程反复出现，使得弹簧上下振动，电路交替通断． 第5节 磁场对运动电荷的作用力

1． 答：在图中，A 图中运动电荷所受洛伦兹力的方向在纸面向上；B 图中运动电荷所受洛伦兹力的方向在纸面向下；C 图中运

动电荷所受洛伦兹力的方向垂直纸面指向读者；D 图中运动电荷所受洛伦兹力的方向垂直纸面背离读者．

I

乙

丙

+v

q

+v

+q

+A

B C D

N

S

2． 答：由F qvB =可知，19

6141.610

3.0100.10

4.810F N N --=????=?．

3． 答：能够通过速度选择器的带电粒子必须做直线运动，而做直线运动的带电粒子是沿电场中的等势面运动的，静电力对带电

粒子不做功．同时，洛伦兹力对带电粒子也不做功，所以，粒子一定做匀速运动，它所受到的洛伦兹力与静电力等大反向，

即qE qvB =，所以E v B

=．说明：本题还可以进一步引出：（1）如果粒子所带电荷变为负电荷，仍从左向右入射，此装置是

否还能作为速度选择器用？（2）如果带电粒子从右向左入射，此装置是否还能作为速度选择器用？如果可以，那么粒子应该从哪个方向入射？

4． （1）等离子体进入磁场，正离子受到的洛伦兹力的方向向下，所以正离子向了B 板运动，负离子向A 板运动．因此，B 板

是发电机的正极．（2）在洛伦兹力的作用下，正负电荷会分别在B 、A 两板上积聚．与此同时，A 、B 两板间会因电荷的积聚

而产生由B 指向A 的电场．当qE qvB =成立时，A 、B 两板间的电压最大值就等于此发电机的电动势，即U Ed dvB ==．所以，此发电机的电动势为dvB ．

5． 答：荧光屏上只有一条水平的亮线，说明电子束在竖直方向的运动停止了．故障可能是，在显像管的偏转区产生方向的磁场

的线圈上没有电流通过．说明：应该注意的是，水平方向的磁场使电子束产生竖直方向的分速度，而竖直方向的磁场使电子束产生水平方向的分速度． 第6节 带电粒子在匀强磁场

1． 由2v qvB m r =，得24.610mv r m qB -==?，722 1.810r m T s v qB

ππ-===?

2． 答：（1）由mv m r qB q =∝可知314::::1:3:2112r r r α==质子氚核粒子（2）由2

12qU mv =和mv r qB

=得r =

∝

以::r r r α==质子氚核粒子

3． 答：由2

12qU mv =和mv r qB

=得r =

=2222:: 1.08:1 1.17A B A B m m d d ==≈． 4． 答：带电粒子离开回旋加速器时，做匀速圆周运动的半径等于D 形盒的半径，由2v qvB m r =得qBr v =．所以，粒子离开D

形盒时的动能为2222122k q B r E mv m

==．说明：上述结果告诉我们，对于电荷量和质量一定的粒子，D 形盒的半径越大、盒

内磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能越大．但是，增大盒半径和增大磁感应强度都受到技术水平的限制．

大学物理教程 (上)课后习题 答案

物理部分课后习题答案（标有红色记号的为老师让看的题） 27页 1-2 1-4 1-12 1-2 质点的运动方程为22,(1)x t y t ==-，,x y 都以米为单位，t 以秒为单位， 求： （1） 质点的运动轨迹； （2） 从1t s =到2t s =质点的位移的大小； （3） 2t s =时，质点的速度和加速度。 解：（1）由运动方程消去时间t 可得轨迹方程，将t = 代入，有 2 1) y =- 或 1= （2）将1t s =和2t s =代入，有 11r i = ， 241r i j =+ 213r r r i j =-=- 位移的大小 r = = （3） 2x dx v t dt = = 2(1)y dy v t dt = =- 22(1)v ti t j =+- 2 x x dv a dt = =， 2y y dv a dt = = 22a i j =+ 当2t s =时，速度和加速度分别为 42/v i j m s =+ 22a i j =+ m/s 2 1-4 设质点的运动方程为cos sin ()r R ti R t j SI ωω=+ ，式中的R 、ω均为常 量。求（1）质点的速度；（2）速率的变化率。

解 （1）质点的速度为 sin cos d r v R ti R t j dt ωωωω==-+ （2）质点的速率为 v R ω = = 速率的变化率为 0dv dt = 1-12 质点沿半径为R 的圆周运动，其运动规律为232()t SI θ=+。求质点在t 时刻的法向加速度n a 的大小和角加速度β的大小。 解 由于 4d t d t θω= = 质点在t 时刻的法向加速度n a 的大小为 2 2 16n a R R t ω == 角加速度β的大小为 2 4/d ra d s d t ωβ== 77 页2-15, 2-30， 2-34， 2-15 设作用于质量1m kg =的物体上的力63()F t SI =+，如果物体在这一力作用 下，由静止开始沿直线运动，求在0到2.0s 的时间内力F 对物体的冲量。 解 由冲量的定义，有 2.0 2.0 2.02 (63)(33) 18I Fdt t dt t t N s = =+=+=? ? 2-21 飞机着陆后在跑道上滑行，若撤除牵引力后，飞机受到与速度成正比的阻力 （空气阻力和摩擦力）f kv =-（k 为常数）作用。设撤除牵引力时为0t =，初速度为0v ，求（1）滑行中速度v 与时间t 的关系；（2）0到t 时间内飞机所滑行的路程；（3）飞机停止前所滑行的路程。 解 （１）飞机在运动过程中只受到阻力作用，根据牛顿第二定律，有 dv f m kv dt ==- 即 d v k dt v m =- 两边积分，速度v 与时间t 的关系为 2-31 一质量为m 的人造地球卫星沿一圆形轨道运动，离开地面的高度等于地球

大学物理学第三版课后习题答案

1-4 在离水面高h 米的岸上,有人用绳子拉船靠岸,船在离岸S 处,如题1-4图所示.当人以0v (m ·1-s )的速率收绳时,试求船运动的速度与加速度的大小. 图1-4 解: 设人到船之间绳的长度为l ,此时绳与水面成θ角,由图可知 2 22s h l += 将上式对时间t 求导,得 t s s t l l d d 2d d 2= 题1-4图 根据速度的定义,并注意到l ,s 就是随t 减少的, ∴ t s v v t l v d d ,d d 0-==-=船绳 即 θ cos d d d d 00v v s l t l s l t s v ==-=-=船 或 s v s h s lv v 02/1220)(+==船 将船v 再对t 求导,即得船的加速度 1-6 已知一质点作直线运动,其加速度为 a ＝4+3t 2s m -?,开始运动时,x ＝5 m,v =0,

求该质点在t ＝10s 时的速度与位置. 解:∵ t t v a 34d d +== 分离变量,得 t t v d )34(d += 积分,得 122 34c t t v ++= 由题知,0=t ,00=v ,∴01=c 故 22 34t t v += 又因为 22 34d d t t t x v +== 分离变量, t t t x d )2 34(d 2+= 积分得 2322 12c t t x ++= 由题知 0=t ,50=x ,∴52=c 故 52 1232++=t t x 所以s 10=t 时 m 7055102 1102s m 190102310432101 210=+?+?=?=?+?=-x v 1-10 以初速度0v ＝201s m -?抛出一小球,抛出方向与水平面成幔 60°的夹角, 求:(1)球轨道最高点的曲率半径1R ;(2)落地处的曲率半径2R .

大学物理学下册答案第11章

第11章 稳恒磁场 习 题 一 选择题 11-1 边长为l 的正方形线圈，分别用图11-1中所示的两种方式通以电流I （其中ab 、cd 与正方形共面），在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感应强度的大小分别为：[ ] （A ）10B =，20B = （B ）10B = ，02I B l π= （C ）01I B l π= ，20B = （D ）01I B l π= ，02I B l π= 答案：C 解析：有限长直导线在空间激发的磁感应强度大小为012(cos cos )4I B d μθθπ= -，并结合右手螺旋定则判断磁感应强度方向，按照磁场的叠加原理，可计 算 01I B l π= ，20B =。故正确答案为（C ）。 11-2 两个载有相等电流I 的半径为R 的圆线圈一个处于水平位置，一个处于竖直位置，两个线圈的圆心重合，如图11-2所示，则在圆心O 处的磁感应强度大小为多少? [ ] （A ）0 （B ）R I 2/0μ （C ）R I 2/20μ （D ）R I /0μ 答案：C 解析：圆线圈在圆心处的磁感应强度大小为120/2B B I R μ==，按照右手螺旋定 习题11-1图 习题11-2图

则判断知1B 和2B 的方向相互垂直，依照磁场的矢量叠加原理，计算可得圆心O 处的磁感应强度大小为0/2B I R =。 11-3 如图11-3所示，在均匀磁场B 中，有一个半径为R 的半球面S ，S 边线所在平面的单位法线矢量n 与磁感应强度B 的夹角为α，则通过该半球面的磁通量的大小为[ ] （A ）B R 2π （B ）B R 22π （C ）2cos R B πα （D ）2sin R B πα 答案：C 解析：通过半球面的磁感应线线必通过底面，因此2cos m B S R B παΦ=?= 。故正 确答案为（C ）。 11-4 如图11-4所示，在无限长载流直导线附近作一球形闭合曲面S ，当曲面S 向长直导线靠近时，穿过曲面S 的磁通量Φ B 将如何变化？[ ] （ A ）Φ增大， B 也增大 （B ）Φ不变，B 也不变 （ C ）Φ增大，B 不变 （ D ）Φ不变，B 增大 答案：D 解析：根据磁场的高斯定理0S BdS Φ==? ，通过闭合曲面S 的磁感应强度始终为0，保持不变。无限长载流直导线在空间中激发的磁感应强度大小为02I B d μπ= ，曲面S 靠近长直导线时，距离d 减小，从而B 增大。故正确答案为（D ）。 11-5下列说法正确的是[ ] (A) 闭合回路上各点磁感应强度都为零时，回路内一定没有电流穿过 (B) 闭合回路上各点磁感应强度都为零时，回路内穿过电流的代数和必定为零 (C) 磁感应强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感应强度必定为零 (D) 磁感应强度沿闭合回路的积分不为零时，回路上任意一点的磁感应强度 I 习题11-4图 习题11-3图

物理选修3-5课后习题标准答案

物理选修3－5课后习题答案 冲量与动量 1.答案：0 详解:４*20 - 5*16，减号是因为两个冲量反向。 2.答案：A 详解:因为二者动量都是正,于是速度方向相同，要保证二者相碰，左边那个要去追右边的，于是左球速度大,因为B质量大，于是B速度小，于是右球是B. 碰后A动量是2 kg?m/s据动量守恒,B动量是１0 ｋｇ?m/s．动量除以质量得到速度比。 3.答案：B 详解：因为A在B后方嘛,碰后A会减速,B会加速，于是A动量必然减小,根据动量守恒,C 不可能,B才对。 4.答案：BD 详解：冲量大小肯定是一样的。因为这就是作用力和反作用力的冲量。然而人质量小，于是速度改变量大，于是人走得快。 D说得很明确了，就是因为动量守恒,船必停。 5.答案：3５88Ｎ 详解:先算落地速度，从1．28米高度落地，根据自由落体公式,速度是5.0m/s (g取９.８）然后落地速度减为0,根据Ft =ｍ△ｖ，F = 3００0N。然后加上重力5８８N即可 6.答案：D 详解：冲量表征的是动量变化量。Ｄ就是按定义判断的。 A错,冲量和速度没什么关系。Ｂ错，力作用时间未知。Ｃ错,力作用时间和物体质量都未知。 7.答案:Ｄ 详解:重物动量改变量不少，但是动量改变的时间大大延长了。不拉皮筋，动量瞬间变为0,有了皮筋，动量要过一会儿才减为０．动量改变量不少,也就是受到的冲量不变。这么看,只有D对。 8.答案：BD 详解:二者位移一样，然而上升过程阻力和重力都同向,下降过程阻力和重力反向,于是上升过程加速度大,时间短,重力冲量小。比较速度改变量,因为回到抛出点速度必然小于初速度,于是上升过程改变量大,上升过程合外力冲量大。C项,重力方向不变，重力冲量方向也不变,都是竖直向下。D项空气阻力反向,于是冲量方向也是反向。 动量守恒定律及其应用 １. 答案:2.9m／s 详解,由系统动量守恒得:MＶ0-mｖ′＝mv于是V0可以算出是2.9m/s

大学物理(上)课后习题标准答案

大学物理(上)课后习题答案

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3 第1章 质点运动学 P21 1.8 一质点在xOy 平面上运动，运动方程为：x =3t +5, y = 2 1t 2 +3t -4. 式中t 以 s 计，x ,y 以m 计。⑴以时间t 为变量，写出质点位置矢量的表示式；⑵求出t =1 s 时刻和t ＝2s 时刻的位置矢量，计算这1秒内质点的位移；⑶ 计算t ＝0 s 时刻到t ＝4s 时刻内的平均速度；⑷求出质点速度矢量表示式，计算t ＝4 s 时质点的速度；(5)计算t ＝0s 到t ＝4s 内质点的平均加速度；(6)求出质点加速度矢量的表示式，计算t ＝4s 时质点的加速度(请把位置矢量、位移、平均速度、瞬时速度、平均加速度、瞬时加速度都表示成直角坐标系中的矢量式)。 解：（1）j t t i t r )432 1()53(2 m ⑵ 1 t s,2 t s 时，j i r 5.081 m ；2114r i j v v v m ∴ 213 4.5r r r i j v v v v v m ⑶0t s 时，054r i j v v v ；4t s 时，41716r i j v v v ∴ 140122035m s 404r r r i j i j t v v v v v v v v v ⑷ 1 d 3(3)m s d r i t j t v v v v v ，则：437i j v v v v 1s m (5) 0t s 时，033i j v v v v ；4t s 时，437i j v v v v 24041 m s 44 j a j t v v v v v v v v v (6) 2d 1 m s d a j t v v v v 这说明该点只有y 方向的加速度，且为恒量。 1.9 质点沿x 轴运动，其加速度和位置的关系为2 26a x ，a 的单位为m/s 2， x 的单位为m 。质点在x =0处，速度为10m/s,试求质点在任何坐标处的速度值。 解：由d d d d d d d d x a t x t x v v v v 得：2 d d (26)d a x x x v v 两边积分 210 d (26)d x x x v v v 得：2322250x x v ∴ 31225 m s x x v 1.11 一质点沿半径为1 m 的圆周运动，运动方程为 =2+33t ，式中 以弧度计，t 以秒计，求：⑴ t ＝2 s 时，质点的切向和法向加速度；⑵当加速度 的方向和半径成45°角时，其角位移是多少? 解： t t t t 18d d ,9d d 2 ⑴ s 2 t 时，2 s m 362181 R a 2 222s m 1296)29(1 R a n ⑵ 当加速度方向与半径成ο45角时，有：tan 451n a a 即： R R 2 ，亦即t t 18)9(2 2 ，解得：9 2 3 t 则角位移为：32 2323 2.67rad 9 t 1.13 一质点在半径为0.4m 的圆形轨道上自静止开始作匀角加速度转动，其角加速度为 =0.2 rad/s 2，求t ＝2s 时边缘上各点的速度、法向加速度、切向加速度和合加速度。 解：s 2 t 时，4.02 2.0 t 1s rad 则0.40.40.16R v 1s m 064.0)4.0(4.022 R a n 2 s m 0.40.20.08a R 2 s m 22222s m 102.0)08.0()064.0( a a a n 与切向夹角arctan()0.0640.0843n a a

《大学物理(上册)》课后习题答案

第1章 质点运动学 P21 1.8 一质点在xOy 平面上运动，运动方程为：x =3t +5, y = 2 1t 2 +3t -4. 式中t 以 s 计，x ,y 以m 计。⑴以时间t 为变量，写出质点位置矢量的表示式；⑵求出t =1 s 时刻和t ＝2s 时刻的位置矢量，计算这1秒内质点的位移；⑶ 计算t ＝0 s 时刻到t ＝4s 时刻内的平均速度；⑷求出质点速度矢量表示式，计算t ＝4 s 时质点的速度；(5)计算t ＝0s 到t ＝4s 内质点的平均加速度；(6)求出质点加速度矢量的表示式，计算t ＝4s 时质点的加速度(请把位置矢量、位移、平均速度、瞬时速度、平均加速度、瞬时加速度都表示成直角坐标系中的矢量式)。 解：（1）j t t i t r )432 1()53(2-+++=m ⑵ 1=t s,2=t s 时，j i r 5.081-= m ；2114r i j =+m ∴ 213 4.5r r r i j ?=-=+m ⑶0t =s 时，054r i j =-；4t =s 时，41716r i j =+ ∴ 140122035m s 404 r r r i j i j t --?+= ===+??-v ⑷ 1d 3(3)m s d r i t j t -==++?v ，则：437i j =+v 1s m -? (5) 0t =s 时，033i j =+v ；4t =s 时，437i j =+v 24041 m s 44 j a j t --?= ===??v v v (6) 2d 1 m s d a j t -==?v 这说明该点只有y 方向的加速度，且为恒量。 1.9 质点沿x 轴运动，其加速度和位置的关系为2 26a x =+，a 的单位为m/s 2， x 的单位为m 。质点在x =0处，速度为10m/s,试求质点在任何坐标处的速度值。 解：由d d d d d d d d x a t x t x ===v v v v 得：2 d d (26)d a x x x ==+v v 两边积分 210 d (26)d x x x =+? ?v v v 得：2322 250x x =++v ∴ 1m s -=?v 1.11 一质点沿半径为1 m 的圆周运动，运动方程为θ=2+33t ，式中θ以弧度计，t 以秒计，求：⑴ t ＝2 s 时，质点的切向和法向加速度；⑵当加速度 的方向和半径成45°角时，其角位移是多少? 解： t t t t 18d d ,9d d 2==== ωβθω ⑴ s 2=t 时，2 s m 362181-?=??==βτR a 2 222s m 1296)29(1-?=??==ωR a n ⑵ 当加速度方向与半径成ο45角时，有：tan 451n a a τ?== 即：βωR R =2 ，亦即t t 18)9(2 2=，解得：9 23= t 则角位移为：32 2323 2.67rad 9 t θ=+=+? = 1.13 一质点在半径为0.4m 的圆形轨道上自静止开始作匀角加速度转动，其角加速度为α=0.2 rad/s 2，求t ＝2s 时边缘上各点的速度、法向加速度、切向加速度和合加速度。 解：s 2=t 时，4.022.0=?== t αω 1s rad -? 则0.40.40.16R ω==?=v 1s m -? 064.0)4.0(4.022=?==ωR a n 2 s m -? 0.4 0.20.0a R τα==?=2s m -? 22222 s m 102.0)08.0()064.0(-?=+=+= τa a a n 与切向夹角arctan()0.06443n a a τ?==≈?

大学物理第11章习题解答

习题11 1. 选择题 (1) 一圆形线圈在均匀磁场中作下列运动时, 哪些情况会产生感应电流( ) A. 沿垂直磁场方向平移 B. 以直径为轴转动, 轴跟磁场垂直 C. 沿平行磁场方向平移 D. 以直径为轴转动, 轴跟磁场平行 (2) 尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中, 通以相同变化率的磁通量, 环中( ) A. 感应电动势相同, 感应电流不同. B. 感应电动势相同, 感应电流相同. C. 感应电动势不同, 感应电流相同. D. 感应电动势不同. (3) 对于涡旋电场, 下列说法不正确的是( ) A. 涡旋电场对电荷有作用力. B. 涡旋电场由变化的磁场产生. C. 涡旋电场由电荷激发. D. 涡旋电场的电场线是闭合的. (4) 用线圈的自感系数L 来表示载流线圈磁场能量的公式2 12 m W LI =( ) A. 只适用于单匝圆线圈. B. 只适用于一个匝数很多, 且密绕的螺线环. C. 适用于自感系数L 一定的任意线圈. D. 只适用于无限长密绕螺线管. (5) 有两个长直密绕螺线管, 长度及线圈匝数均相同, 半径分别为1r 和2r . 管内充满均匀介质, 其磁导率分别为1μ和2μ. 设1212r r =, 1221μμ=, 当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后, 其自感系数之比12L L 与磁能之比12m m W W 分别为( ) A. 1211L L =, 1211m m W W =. B. 1212L L =, 1211m m W W =. C. 1212L L =, 1212m m W W =. D. 1221L L =, 1221m m W W =. 答案：B A C D C 2. 填空题 (1) 电阻2R =Ω的闭合导体回路置于变化磁场中, 通过回路包围面的磁通量与时间的关系 为23 (582)10()m t t Wb -Φ=+-?, 则在2t s =至3t s =的时间内, 流过回路导体横截面 的感应电荷等于______________C .

人教版物理选修3-1-课后答案

第一章第一节 1． 答：在天气干躁的季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。接着用手去摸金属门把手时，身 体放电，于是产生电击的感觉。 2． 答：由于A 、B 都是金属导体，可移动的电荷是自由电子，所以，A 带上的是负电荷，这是电子由B 移动到A 的结果。其中， A 得到的电子数为8 1019 10 6.25101.610 n --= =??，与B 失去的电子数相等。 3． 答：图1－4是此问题的示意图。导体B 中 的一部分自由受A 的正电荷吸引积聚在B 的左端，右端会因失去电子而带正电。A 对B 左端的吸引力大于对右端的排斥力，A 、B 之间产生吸引力。 4． 答：此现象并不是说明制造出了永动机，也 没有违背能量守恒定律。因为，在把A 、B 分开的过程中要克服A 、B 之间的静电力做功。这 是把机械转化为电能的过程。 第二节 1． 答：根据库仑的发现，两个相同的带电金属球接触后所带的电荷量相等。所以，先把A 球与B 球接触，此时，B 球带电 2 q ；再把B 球与C 球接触，则B 、C 球分别带电 4q ；最后，B 球再次与A 球接触，B 球带电3()2248 B q q q q =+÷=。 2． 答：192291222152 (1.610)9.010230.4(10)q q e F k k N N r r --?===??=（注意，原子核中的质子间的静电力可以使质子产生 29 21.410/m s ?的加速度！） 3． 答：设A 、B 两球的电荷量分别为 q 、 q -，距离 为r ，则2 2kq F r =-。当用C 接触A 时，A 的电荷量变为2A q q =，C 的电荷量也是2c q q =；C 再与接触后，B 的电荷量变为 224B q q q q -+ ==-；此时，A 、B 间的静电力变为：2222112288 A B q q q q q F k k k F r r r ? '==-=-=。在此情况下，若再使A 、B 间距增大为原来的2倍，则它们之间的静电力变为2 11232 F F F "='= 。 1－6所示。4q 共受三个力的 4． 答：第四个点电荷受到其余三个点电荷的排斥力如图 为a 、、a ，所以 作用，，由于1234q q q q q ====，相互间距离分别 2122q F F k a ==，2 222q F k a =。根据平行四边形定则， 合力沿对角线的连线向外，且 大小是21222cos 45q F F F k a =?+= 。由于对称性，每个电荷受到其他三 个电荷的静电力的合力的大小都相等，且都沿对角线 的连线向外。 5． 答：带电小球受重力、静电斥力和线的拉力作用而平 衡，它的受力示意图见图1 － 7 。 静 电 斥 力 t a F m g θ= 5tan 12 θ= =， 又， 2 2t a n q F k m g r θ== ， 所以， 85.310q C -===? 3 q

赵近芳版《大学物理学上册》课后答案

1 习题解答 习题一 1-1 ｜r ?｜与r ? 有无不同? t d d r 和 t d d r 有无不同? t d d v 和 t d d v 有无不同?其不同在哪里?试举例说明． 解：（1） r ?是位移的模，? r 是位矢的模的增量，即r ?1 2r r -=，1 2r r r -=?； （2） t d d r 是速度的模，即 t d d r = =v t s d d .t r d d 只是速度在径向上的分量. ∵有r r ?r =（式中r ?叫做单位矢），则t ?r ?t r t d d d d d d r r r += 式中t r d d 就是速度径向上的分量， ∴ t r t d d d d 与 r 不同如题1-1图所示 . 题1-1图 (3) t d d v 表示加速度的模，即t v a d d = ， t v d d 是加速度a 在切向上的分量. ∵有ττ (v =v 表轨道节线方向单位矢） ，所以 t v t v t v d d d d d d ττ += 式中dt dv 就是加速度的切向分量. (t t r d ?d d ?d τ 与的运算较复杂，超出教材规定，故不予讨论) 1-2 设质点的运动方程为x =x (t )，y = y (t )，在计算质点的速度和加速度时，有人先求出r ＝2 2y x +，然后根据v = t r d d ，及a ＝ 2 2d d t r 而求得结果；又有人先计算速度和加速度的分量，再合成求得结果，即 v = 2 2d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x 及a = 2 22222d d d d ??? ? ??+???? ??t y t x 你认为两种方法哪一种正确？为什么？两者差别何在？ 解：后一种方法正确.因为速度与加速度都是矢量，在平面直角坐标系中，有j y i x r +=， j t y i t x t r a j t y i t x t r v 222222d d d d d d d d d d d d +==+==∴ 故它们的模即为

大学物理学(课后答案)第1章

第1章 质点运动学 习 题 一 选择题 1-1 对质点的运动，有以下几种表述，正确的是[ ] (A)在直线运动中，质点的加速度和速度的方向相同 (B)在某一过程中平均加速度不为零，则平均速度也不可能为零 (C)若某质点加速度的大小和方向不变，其速度的大小和方向可不断变化 (D)在直线运动中，加速度不断减小，则速度也不断减小 解析：速度是描述质点运动的方向和快慢的物理量，加速度是描述质点运动速度变化的物理量，两者没有确定的对应关系，故答案选C 。 1-2 某质点的运动方程为)(12323m t t x +-=，则该质点作[ ] (A)匀加速直线运动，加速度沿ox 轴正向 (B)匀加速直线运动，加速度沿ox 轴负向 (C)变加速直线运动，加速度沿ox 轴正向 (D)变加速直线运动，加速度沿ox 轴负向 解析：229dx v t dt = =-，18dv a t dt ==-，故答案选D 。 1-3 一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为v ，瞬时速率为v ，某一段时间内的平均速率为v ，平均速度为v ，他们之间的关系必定有[ ] (A)v =v ，v =v (B)v ≠v ，v =v (C)v ≠v ，v ≠v (D)v =v ，v ≠v 解析：瞬时速度的大小即瞬时速率，故v =v ；平均速率s v t ?=?，而平均速度t ??r v = ，故v ≠v 。答案选D 。 1-4 质点作圆周运动时，下列表述中正确的是[ ]

(A)速度方向一定指向切向，所以法向加速度也一定为零 (B)法向分速度为零，所以法向加速度也一定为零 (C)必有加速度，但法向加速度可以为零 (D)法向加速度一定不为零 解析：质点作圆周运动时，2 n t v dv a a dt ρ =+=+ n t n t a e e e e ，所以法向加速度一定不为零，答案选D 。 1-5 某物体的运动规律为 2dv kv t dt =-，式中，k 为大于零的常量。当0t =时，初速为0v ，则速率v 与时间t 的函数关系为[ ] (A)2012v kt v =+ (B)2011 2kt v v =+ (C)2012v kt v =-+ (D)2011 2kt v v =-+ 解析：由于2dv kv t dt =-，所以 02 0()v t v dv kv t dt =-? ? ，得到20 11 2kt v v =+，故答案选B 。 二 填空题 1-6 已知质点位置矢量随时间变化的函数关系为2=4t +( 2t+3)r i j ，则从0t =到1t s =时的位移为 ，1t s =时的加速度为 。 解析：45342=-=+-=+1010r r r i j j i j ,228d d dt dt = ==111v r a i 1-7 一质点以初速0v 和抛射角0θ作斜抛运动，则到达最高处的速度大小为 ，切向加速度大小为 ，法向加速度大小为 ，合加速度大小为 。 解析：以初速0v 、抛射角0θ作斜抛的运动方程：

大学物理第11章习题答案(供参考)

第11章 电磁感应 11.１ 基本要求 １理解电动势的概念。 ２掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律，能熟练地应用它们来计算感应电动势的大小，判别感应电动势的方向。 ３理解动生电动势的概念及规律，会计算一些简单问题中的动生电动势。 ４理解感生电场、感生电动势的概念及规律，会计算一些简单问题中的感生电动势。 ５理解自感现象和自感系数的定义及物理意义，会计算简单回路中的自感系数。 ６理解互感现象和互感系数的定义及物理意义，能计算简单导体回路间的互感系数。 ７理解磁能（磁场能量）和磁能密度的概念，能计算一些简单情况下的磁场能量。 ８了解位移电流的概念以及麦克斯韦方程组（积分形式）的物理意义。 11.２ 基本概念 １电动势ε：把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时，非静电力所作的功，即 W q ε= ２动生电动势：仅由导体或导体回路在磁场中的运动而产生的感应电动势。 ３感生电场k E ：变化的磁场在其周围所激发的电场。与静电场不同，感生电场的电 场线是闭合的，所以感生电场也称有旋电场。 ４感生电动势：仅由磁场变化而产生的感应电动势。 ５自感：有使回路保持原有电流不变的性质，是回路本身的“电磁惯性”的量度。 自感系数L ：//m L I N I =ψ=Φ ６自感电动势L ε：当通过回路的电流发生变化时，在自身回路中所产生的感应电动势。

７互感系数M ：2112 12 M I I ψψ= = ８互感电动势12ε：当线圈２的电流2I 发生变化时，在线圈１中所产生的感应电动势。 ９磁场能量m W ：贮存在磁场中的能量。 自感贮存磁能：212 m W LI = 磁能密度m w ：单位体积中贮存的磁场能量22111 222 m B w μH HB μ=== １０位移电流：D d d I dt Φ= s d t ?=??D S ，位移电流并不表示有真实的电荷在空 间移动。但是，位移电流的量纲和在激发磁场方面的作用与传导电流是一致的。 １１位移电流密度：d t ?=?D j 11.３ 基本规律 １电磁感应的基本定律：描述电磁感应现象的基本规律有两条。 （１）楞次定律：感生电流的磁场所产生的磁通量总是反抗回路中原磁通量的改变。楞 次定律是判断感应电流方向的普适定则。 （２）法拉第电磁感应定律：不论什么原因使通过回路的磁通量（或磁链）发生变化，回路 中均有感应电动势产生，其大小与通过该回路的磁通量（或磁链）随时间的变化成正比，即 m i d dt εΦ=- ２动生电动势：()B B K A A i εd d ==???E l v B l ，若0i ε>,则表示电动势方向由A B →;若 0i ε<,则表示电动势方向B A → ３感生电动势：m K l s i d Φd εd d dt dt = ?=- =-? ?B E l S （对于导体回路） B K A i εd =?E l （对于一段导体） ４自感电动势：L dI εL dt =- ５互感电动势：12212d ΨdI εM dt dt =-=- ６麦克斯韦方程组

大学物理(吴柳主编)上册课后习题答案

大学物理(吴柳主编) 上册课后习题答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

说明： 上册教材中，第5，6，7等章的习题有答案； 第1，2，4，8章的习题有部分答案； 第3，9，10，11章的习题没有答案。 为方便学生使用，现根据上学期各位老师辛苦所做的解答，对书上原有的答案进行了校对，没有错误的，本“补充答案”中不再给出；原书中答案有误的，和原书中没有给出答案的，这里一并给出。错误之处，欢迎指正！ 第1章 1.4． 2.8×10 15 m 1.5．根据方程中各项的量纲要一致，可以判断：Fx= mv 2/2合理， F=mxv , Ft=mxa , Fv= mv 2/2, v 2+v 3=2ax 均不合理. 第2章 2.1 (1) j i )2615()2625(-+-m; )/]()2615()2625[(45 1151020)2615()2625(s m j i j i t r v -+-=++-+-=??= (2)52m; 1.16m/s 2.2 (1) 4.1 m/s; 4.001m/s; 4.0m/s (2) 4m/s; 2 m.s -2 2.3 3m; m 3 4π ; 140033-s .m π方向与位移方向相同; 1.0m/s 方向沿切线方向 2.5 2π (m); 0; 1(s) 2.6 24(m); -16(m) 2.8 2 22 t v R vR dt d +=θ 2.10 (1) 13 22 =+y x (2) t v x 4sin 43ππ-=;t v y 4 cos 4π π=;t a x 4cos 1632ππ-=;t a y 4sin 162ππ-= (3) 2 6= x ,22=y ;π86- =x v ,π82=y v ;,2326π-=x a 2 322π-=y a 2.12 (1) ?=7.382θ，4025.0=t (s)，2.19=y (m) (2) ?=7.382θ，48.2=t (s)，25.93=y (m)。 2.14 (1) 22119x y - = (2) j t i v 42-=;j a 4-= (3) 0=t 时，j r 19=； 3=t 时，j i r +=6。（4）当9=t s 时取“=”，最小距离为37（m ）。

大学物理课后答案第十一章

第十一章 机械振动 一、基本要求 1．掌握简谐振动的基本特征，学会由牛顿定律建立一维简谐振动的微分方程，并判断其是否谐振动。 2. 掌握描述简谐运动的运动方程)cos( 0?ω+=t A x ，理解振动位移，振幅，初位相，位相，圆频率，频率，周期的物理意义。能根据给出的初始条件求振幅和初位相。 3. 掌握旋转矢量法。 4. 理解同方向、同频率两个简谐振动的合成规律，以及合振动振幅极大和极小的条件。 二、基本内容 1. 振动 物体在某一平衡位置附近的往复运动叫做机械振动。如果物体振动的位置满足)()(T t x t x +=，则该物体的运动称为周期性运动。否则称为非周期运动。但是一切复杂的非周期性的运动，都可以分解成许多不同频率的简谐振动（周期性运动）的叠加。振动不仅限于机械运动中的振动过程，分子热运动，电磁运动，晶体中原子的运动等虽属不同运动形式，各自遵循不同的运动规律，但是就其中的振动过程讲，都具有共同的物理特征。 一个物理量，例如电量、电流、电压等围绕平衡值随时间作周期性（或准周期性）的变化，也是一种振动。 2. 简谐振动 简谐振动是一种周期性的振动过程。它可以是机械振动中的位移、速度、加速度，也可以是电流、电量、电压等其它物理量。简谐振动是最简单，最基本的周期性运动，它是组成复杂运动的基本要素，所以简谐运动的研究是本章一个重点。 （1）简谐振动表达式)cos(0?ω+=t A x 反映了作简谐振动的物体位移随时间的变化遵循余弦规律，这也是简谐振动的定义，即判断一个物体是否作简谐振动的运动学根据。但是简谐振动表达式更多地用来揭示描述一个简谐运动必须

涉及到的物理量A 、ω、0?（或称描述简谐运动的三个参量），显然三个参量确定后，任一时刻作简谐振动的物体的位移、速度、加速度都可以由t 对应地得到。 )2 cos()sin(00π ?ωω?ωω+ +=+-=t A t A v )c o s ()c o s (0202π?ωω?ωω±+=+-=t A t A a （2）简谐运动的动力学特征为：物体受到的力的大小总是与物体对其平衡位置的位移成正比、而方向相反，即kx F -=，它是判定一个系统的运动过程是否作简谐运动的动力学根据，只要受力分析满足动力学特征的，毫无疑问地系统的运动是简谐运动。这里应该注意，F 系指合力，它可以是弹性力或准弹性力。 （3）和简谐运动的动力学特征相一致的是简谐运动的运动学特征：作简谐 运动物体的加速度大小总是与其位移大小成正比、而方向相反，即x dt x d 222ω-=， 它也是物体是否作简谐运动的判据之一。只要加速度与位移大小成正比、而方向恒相反，则该物理量的变化过程就是一个简谐运动的过程。在非力学量，例如电量、电流和电压等电学量，就不易用简谐振动的动力学特征去判定，而LC 电路中的电量q 就满足q LC dt q d 1 22-=，故电量q 的变化过程就是一个简谐振荡的过程，显然用运动学的特征来判定简谐运动更具有广泛的意义。 3. 简谐振动的振幅、周期、频率和相位 （1）振幅A 是指最大位移的绝对值。A 是由初始条件来决定的，即 2 20 2 ω v + = x A 。 （2）周期T 是指完成一次完整的振动所用时间。ω π 2=T ，式中ω是简谐振 动的圆频率，它是由谐振动系统的构造来决定的，即m k =ω,ω也称为固有圆频率。对应的T 称为固有周期。v T 1 = ，式中v 称为频率（即固有频率），它与圆频率的关系2v ωπ=，是由系统本身决定的。

大学物理课后习题答案(上)

《大学物理》练习题 No .1 电场强度 班级 ___________ 学号 ___________ ___________ 成绩 ________ 说明：字母为黑体者表示矢量 一、 选择题 1．关于电场强度定义式E = F /q 0，下列说法中哪个是正确的？ [ B ] (A) 场强E 的大小与试探电荷q 0的大小成反比； (B) 对场中某点，试探电荷受力F 与q 0的比值不因q 0而变； (C) 试探电荷受力F 的方向就是场强E 的方向； (D) 若场中某点不放试探电荷q 0，则F = 0，从而E = 0. 2．如图1.1所示，在坐标(a , 0)处放置一点电荷+q ，在坐标(a ,0)处放置另一点电荷q ， P 点是x 轴上的一点，坐标为(x , 0).当x >>a 时，该点场强 的大小为： [ D ](A) x q 04πε. (B) 2 04x q πε. (C) 3 02x qa πε (D) 30x qa πε. 3．图1.2所示为一沿x 轴放置的“无限长”分段均匀带电直线,电荷线密度分别为 ( x < 0)和 ( x > 0)，则xOy 平面上(0, a )点处的场强为: [ A ] (A ) i a 02πελ . (B) 0. (C) i a 04πελ . (D) )(40j +i a πελ . 4. 真空中一“无限大”均匀带负电荷的平面如图1.3所示，其电场的场强 分布图线应是(设场强方向向右为正、向左为负) ? [ D ] 5.在没有其它电荷存在的情况下,一个点电荷q 1受另一点电荷 q 2 的作用力为f 12 ,当放入第三个电荷Q 后,以下说法正确的是 [ C ] (A) f 12的大小不变,但方向改变, q 1所受的总电场力不变； (B) f 12的大小改变了,但方向没变, q 1受的总电场力不变； (C) f 12的大小和方向都不会改变, 但q 1受的总电场力发生了变化； -q -a +q a P (x,0) x x y O 图1.1 +λ -λ ? (0, a ) x y O 图1.2 σ -x O E x 02εσ O 02εσ-E x O 0 2εσ-E x 02εσO 02εσ -O E x 02εσ(D)图1.3

(完整版)大学物理课后习题答案详解

第一章质点运动学 1、(习题1.1)：一质点在xOy 平面内运动，运动函数为2 x =2t,y =4t 8-。（1）求质点的轨道方程；（2）求t =1 s t =2 s 和时质点的位置、速度和加速度。 解：（1）由x=2t 得， y=4t 2-8 可得： y=x 2 -8 即轨道曲线 （2）质点的位置 ： 2 2(48)r ti t j =+-r r r 由d /d v r t =r r 则速度： 28v i tj =+r r r 由d /d a v t =r r 则加速度： 8a j =r r 则当t=1s 时，有 24,28,8r i j v i j a j =-=+=r r r r r r r r 当t=2s 时，有 48,216,8r i j v i j a j =+=+=r r r r r r r r 2、（习题1.2）： 质点沿x 在轴正向运动，加速度kv a -=，k 为常数．设从原点出发时速 度为0v ，求运动方程)(t x x =. 解： kv dt dv -= ??-=t v v kdt dv v 001 t k e v v -=0 t k e v dt dx -=0 dt e v dx t k t x -?? =0 00 )1(0 t k e k v x --= 3、一质点沿x 轴运动，其加速度为a = 4t (SI)，已知t = 0时，质点位于x 0=10 m 处，初速度v 0 = 0．试求其位置和时间的关系式． 解： =a d v /d t 4=t d v 4=t d t ? ?=v v 0 d 4d t t t v 2=t 2 v d =x /d t 2=t 2 t t x t x x d 2d 0 20 ?? = x 2= t 3 /3+10 (SI) 4、一质量为m 的小球在高度h 处以初速度0v 水平抛出，求： （1）小球的运动方程； （2）小球在落地之前的轨迹方程； （3）落地前瞬时小球的d d r t v ，d d v t v ，t v d d . 解：（1） t v x 0= 式（1） 2gt 21h y -= 式（2） 201()(h -)2 r t v t i gt j =+v v v （2）联立式（1）、式（2）得 2 2 v 2gx h y -= （3）0d -gt d r v i j t =v v v 而落地所用时间 g h 2t = 所以 0d d r v i j t =v v d d v g j t =-v v 2 202y 2x )gt (v v v v -+=+= 21 20 212202)2(2])([gh v gh g gt v t g dt dv +=+=

河北科技大学大学物理答案11章分解

习 题 11-1 面积很大的导体平板A 与均匀带电平面B 平行放置，如习题11-1图所示。已知A 与B 相距d ，两者相对的部分的面积为S 。(1)设B 面带电量为q ，A 板的面电荷密度为1s 及2s ，求A 板与B 面之电势差。(2)若A 板带电量为Q ，求1s 及2s 。 (1)d S q U 0 212/εσσ-+= ； （2）S q Q 21+=σ，S q Q 22-=σ 习题11-1图 习题11-2图 习题11-3图 11-2 如习题11-2图所示，有三块互相平行的导体板，外面的两块用导线连接，原来不带电。中间一块上所带总面电荷密度为521310.C m --醋。求每块板的两个表面的面电荷密度各 是多少？ （忽略边缘效应。） 解：从上到下6个面一次为面1、2、3、4、5、6. 2 61σ σσ= =，8323σσσ= -=，8 554σ σσ=-= 11-3 如习题11-3图所示，半径为1R 的导体球带有电荷q ，球外有一个内、外半径为2R 、3R 的同心导体球壳，壳上带有电荷Q 。求：(1)两球的电势1j 及2j ；(2)两球的电势差j D ；(3)用导线把球和壳连接在一起后，1j ，2j 及j D 分别为多少？ (4)在情形(1)、(2)中，若外球接地，1j ，2j 和j D 为多少？(5)设外球离地面很远，若内球接地，情况如何？ 解：（1）3 024R Q q πε?+= ，2010301444R q R q R Q q πεπεπε?- ++=； (2)两球的电势差2 01 044R q R q U πεπε- = ； (3) 3 0214R Q q πε??+= =，0=U ；