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文檔簡介
1、.第一章一、選擇題1速度大小,故(D)正確。(A)不是速度大小;(B)與(A)一樣是不對的;(C)是速度,是矢量,也不合題意。2勻速率圓周運(yùn)動,運(yùn)動一周平均速度為零,運(yùn)動三周平均速度同樣為零。平均速率,故(B)正確。3(D)正確,始終豎直向下,大小和方向保持不變。而(A)單擺的運(yùn)動是由重力與繩子拉力合力產(chǎn)生的加速度,隨時(shí)間變化。(B)勻速率圓周運(yùn)動a大小不變,但是方向隨時(shí)間變。(C)行星作橢圓軌道運(yùn)動大小和方向都是隨時(shí)間變化。4(C)正確。(A)中;(B)中,(D)中。5因?yàn)椋沙跏紬l件t=0時(shí),初速度為,則, ,故選(C)。6由題意,時(shí),v0=2m·s-1,a0=-2m·
2、s-2,只對時(shí)才有效,因?yàn)橹皇撬矔r(shí)加速度,對于無效,故選(D)。7因?yàn)椋剩?。二填空題1因?yàn)椤.?dāng)x=0時(shí),2因?yàn)椋俣?; 速度與坐標(biāo)關(guān)系3,位移,路程16+1=17(m).4由圖知,即t=3時(shí),速度為0;從03s間,速度為正,加速度為負(fù);從36s間,速度為負(fù),加速度也為負(fù)。5由題意,重力提供向心力,。6因?yàn)椋瑒t。7,法向加速度,所以曲率半徑R或。8取ox軸,一般情形下,P點(diǎn)速度當(dāng),9,m·s-210經(jīng)歷的路程為,周期,位移,平均速度,方向三計(jì)算題1因?yàn)榧铀俣龋跏紬l件t=0,x0=5m,v0=0,2a=-ky,初始條件,y=y0時(shí),,3因?yàn)閍=1-kv,初始條件t=0時(shí)v=v0,
3、。,v=0時(shí),。由, 4由T=20s P(x,y) , ,其中,R=2m 速度: 加速度: 0秒時(shí)在O處,5秒時(shí)在A處,平均速度大小為,方向 0秒時(shí)速度方向x軸方向,5秒速度方向y軸方向,平均加速度大小,方向與x軸成135°角。 5以螺絲落時(shí)計(jì)時(shí),并以升降機(jī)底部為坐標(biāo)原點(diǎn),建立ox坐標(biāo)系(1)螺絲運(yùn)動方程: (2)升降機(jī)底板運(yùn)動方程:(3)相遇時(shí),,(4)6,初始條件 t=0時(shí),x=x0 , ,7 速度 , 當(dāng)a=b時(shí),切向加速度為0,法向加速度8因?yàn)镽=2m,2m·s-2,則,初始條件t=0時(shí),v=0,v=2t,則,解得,其中t=-1舍去,則t=1時(shí),法向加速度大小相等,
4、總加速度與半徑成45°角。這時(shí),在t=1時(shí)經(jīng)過的路程為1m .9以地面為坐標(biāo)原點(diǎn),向上為x軸正方向(1),v1=at=200m·s-1(2),當(dāng)v2=0時(shí),達(dá)到最高點(diǎn),所以。(3),.10如圖建立坐標(biāo)系,運(yùn)動方程為當(dāng)y=0時(shí),t=20s,所以瞄準(zhǔn)角.第二章一、選擇題1在繩子剪斷瞬間,彈簧中存在力圖恢復(fù)原狀的力mg,對球2向上,與其重力大小相等方向相反,對于m1來將,與重力mg方向一致,故加速度為2g2水平方向上合力 豎直方向合力, 3分析m的受力情況,m受N1, N2, mg三力平衡,故4 5小球轉(zhuǎn)動周期 ,T與mg提供,6由 二、填空題1(1)三力平衡,最大;(2)二力產(chǎn)
5、生切向加速度2二力提供水平向心力 ,擺錘 3, , 4N, mg提供水平方向指向軸心的向心力 ,因?yàn)椋?5因?yàn)椋?所以,6C突然抽走,B沒有支持,這時(shí)彈簧中存在力圖恢復(fù)原狀的力,對于B向下大小mg,與重力相等,故向下加速度為2g;對于A向上大小為mg 正好與重力相抵,故加速度為07A受三個(gè)力作用,當(dāng)N=0時(shí) T,mg產(chǎn)生水平向右的加速度,由幾何知識 即 8N, mg使物體具有加速度 N>mg加速向上,反之加速向下。因?yàn)?.8N ,F(xiàn)=14>9.8則向上加速; F=7<9.8則向下加速。(9.8用10表示)9分析:F用于克服摩擦力,剩余的力提供三物體加速度所需要的力10物體受
6、兩個(gè)力作用,重力切向分力產(chǎn)生切向加速度,重力的另一個(gè)分力與T提供向心力,即,切向加速度.11兩個(gè)力存在, 因?yàn)椋琋=0時(shí),當(dāng)才脫離。三、計(jì)算題1建立ox坐標(biāo)系 , ,2取oxy系,y方向加速度為零,下滑加速度3,x=a時(shí),v=0, ,. x=a時(shí),v=0,則 ,.4因?yàn)閙B=2mA,B相對升降機(jī)向下運(yùn)動加速度為a1,利用絕對速度與相對速度、牽連速度關(guān)系:絕對速度=相對速度+牽連速度;(mB-mA)g=(mA+mB)a1+(mA-mB)a又mB=2m,mA=m,T=5分析:以轉(zhuǎn)動時(shí),m1與m2間的彈簧提供m2所需的向心力,當(dāng)燒斷線時(shí),彈簧力圖恢復(fù)原狀對m1向右拉力,產(chǎn)生的加速度為;對m2向左拉力
7、,產(chǎn)生的加速度為.6若a較大m將上移,且沒有移動時(shí),摩擦力方向沿斜面向下;若a較小m將有下滑的趨勢,則摩擦力方向沿斜面向上,因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)a的極大值amax和一個(gè)極小值amin。 (1)(2)78建立oxy坐標(biāo)系,;極小值的條件:,第三章一、選擇題1因?yàn)镽1處萬有引力勢能,R2處萬有引力勢能,萬有引力勢能的減少等于動能的增加,且R1>R2 .2彈性力的功彈性力作負(fù)功則彈性勢能增加。3彈性力f=-kx,則外力的功.4因?yàn)閗AxA=kBxB,5開始作用時(shí)系統(tǒng)具有動能,達(dá)到彈簧最大壓縮時(shí)只有彈性勢能,整個(gè)過程機(jī)械能守恒,則.6如果外力為零則沖量為零,作功也為零;如果作用時(shí)間為零,則沖量為零,功也
8、是為零。7,動能由,動能損失為,當(dāng)進(jìn)入一半時(shí),動能損失,還有.8最大位移,為什么?A處重力勢能為零,A處彈性勢能為零;C處重力勢能-mgx,C處彈性勢能,機(jī)械能守恒:9重力勢能以桌面為零,則開始時(shí)重力勢能,后來,減少,動能.10保守力作正功,系統(tǒng)相應(yīng)的勢能減少,(A)不對;保守力經(jīng)閉合路徑作功為零,(B)正確;作用力與反作用力作功代數(shù)和不一定為零。如子彈打木塊,(C)不對;外力矢量和為零,作功代數(shù)和不一定為零。如斜面上物體的運(yùn)動,(D)不對。11,二、填空題1外力慢慢地拉至B,則的過程中外力,這時(shí)x<0,對于的過程中,外力,這時(shí)x>0,摩擦力作負(fù)功.2,.3 動能 重力勢能 彈性勢
9、能 A處 0 0 0 B處 由機(jī)械能守恒得4,代入v1=800m·s-1,v2=600m·s-1,v3=?5不同參考系中,速度、動量、動能、功不同。6,摩擦力,因?yàn)椋阅Σ亮ψ鞴?7向心力.8a處萬有引力勢能,b處萬有引力勢能,萬有引力作的功等于萬有引力勢能的減少,即.9F=ma,; F=ma,.10對岸不動,則F·0=0,對流水F·vt>0.11離地面2R處,萬有引力勢能,地面,比地面引力勢能高.12F=ma,所以,.13因?yàn)殪o摩擦力為零,做功為零;加速運(yùn)動時(shí)靜摩擦力向前,故做正功,因?yàn)閭魉蛶蛴壹铀伲矬wm有向左滑動的趨勢,靜摩擦力向右。三、
10、計(jì)算題1因?yàn)椋?A(a, 0)動能;B(0, b)動能.,其中Fx所做的功為,F(xiàn)y所做的功為.2根據(jù)力把物體從該點(diǎn)移動勢能為零處所做的功為該處的勢能,可得,當(dāng)r=2a時(shí),.3解:取Ox坐標(biāo)系,設(shè)A處開始運(yùn)動,在P處,一旦停下來不再運(yùn)動。從A到P點(diǎn),阻力作功,彈性勢能由變成,則,由. 與相聯(lián)立,則.4.5(1)緩慢下降,即伸長量滿足胡克定律. 重力勢能 彈性勢能 動能(2)突然放手,則A點(diǎn) 0 0 0 C點(diǎn) -mgx 0 B點(diǎn) 機(jī)械能守恒:,.6,; ,; ,.第四章、選擇題1水平方向上從變成,豎直方向上不變,則動量變化為故選(A).2機(jī)槍開槍有反沖力是動量守恒的結(jié)果,每分鐘射出20g子彈800
11、顆,則60秒內(nèi)子彈的動量有,平均反沖力為,故選(A).3重力mg作用的時(shí)間為,故重力沖力,故選(B).4此過程中動量守恒,則,因?yàn)楣剩蔬x(A).5車M,人m,設(shè)人速度,則車速度,由題意人對車速度,又,故,故選(A).6當(dāng)彈簧壓縮量達(dá)到最大時(shí),P、Q相對靜止,則P與Q速度相等,故選(B).7系統(tǒng)動量守恒,因?yàn)楹贤饬榱恪6鴱椥粤ψ髫?fù)功,外力做正功,機(jī)械能不守恒。我們知道只有保守力作用下,機(jī)械能才守恒。二、填空題1在碰撞過程中,豎直方向動量由變成,地面小球垂直方向沖量為,方向向上,在水平方向動量由變成,地面對小球的水平?jīng)_量為,即方向向左。2開始兩秒內(nèi)沖量,由初始條件,.3運(yùn)動一周小球動量由變成,
12、增量為零。小球受重力沖量大小為,小球受繩中張力沖量的大小與受重力沖量大小相等,即.4故軌道作用于質(zhì)點(diǎn)的沖量大小I=mv . 5水平方向動量由變成;豎直方向動量由變成0,故合沖量大小為,方向向下。6水平方向動量由變成,豎直方向動量由變成,故合沖量大小為,方向豎直向下。7沿x方向動量由變成,墻壁受到的平均沖量大小為.8,由題意,.9動量,即,原動能J。動量守恒:,v=15m·s-1,。子彈后來動能,即子彈受阻力作用,即阻力做功-750J.子彈機(jī)械能損失50J+22.5J800J=-727.5J.三、計(jì)算題1(1),mv0=mv=MV,V=4m·s-1,;(2)2 , ,a=50
13、0,;在B中動量守恒.3牽引力,平板車功率,牽引力向車提供能量單位時(shí)間內(nèi)為,而石子動能.4(1)問A、B加速度多大,多久運(yùn)動0.1m,由mg=2ma,t=0.2s . (2)碰撞.5(1),; (2)C:,.6(1)Mv=mv; (2)V=0.05m·s-1,v=0.5 m·s-1,.7,從開始到最高,增加水平距離.8: , :, :9;第5章一、選擇題1作勻速率圓周運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn),其速度方向不斷改變,即動量方向不斷改變,但角動量(注意:即動量矩)不變。因?yàn)椴皇芎贤饬刈饔谩?地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道角動量L=Rmv,又萬有引力提供向心力.3L1=mv1R1,L2=mv2R2,L1
14、=L2,.因?yàn)镽1>R2,所以,Ek2>Ek1 .4物體的運(yùn)動屬于有心力的作用下的運(yùn)動,合外力矩為零,故角動量不變(動量矩不變),由于外力作正功動能增加,速度方向也不斷改則動量也改變。5因?yàn)橘|(zhì)量、厚度相等,則RA<RB,.6,.7平行于軸作用的兩個(gè)力,合力矩為零;垂直于軸作用的兩個(gè)力對軸的合力矩可能為零,也可能不為零。8動量矩守恒.9從狀態(tài)AB過程中,重力矩減小,減小,而增加。10碰前,碰后.二、填空題1,r=0.2m,.2,.3質(zhì)點(diǎn)m作有心力作用下的運(yùn)動,力矩為零,對原點(diǎn)角動量大小為,方向?yàn)閦軸k方向。4.5大盤轉(zhuǎn)動慣量;小盤對自身中心軸的轉(zhuǎn)動慣量,對O軸轉(zhuǎn)動慣量為。故總的
15、對O軸的轉(zhuǎn)動慣量為.6,.7.8.9(1)動量矩守恒, (2)機(jī)械能守恒.10取Ox軸,取元xx+dx,元重力,元摩擦力,元摩擦力矩.三、計(jì)算題1,又,.2,制動前轉(zhuǎn)動動能,從制動到時(shí),轉(zhuǎn)動動能為,從轉(zhuǎn)動動能減少,即為阻力矩所作的功,故阻礙力矩作的功為.3(1);(2).4 56 7 ,; ,.8(1)打擊前對O點(diǎn)動量矩mv0l; 打擊后對O點(diǎn)動量矩 (2)設(shè)最大擺角為,則桿重心上升,.9(1)動量矩守恒:; (2)機(jī)械能守恒:.10 角速度 轉(zhuǎn)動動能+平動動能 重力勢能 A處: 0 B處: -mgR C處: -2mgRABC動量矩守恒ABC機(jī)械能守恒,靜電場一、選擇題1點(diǎn)電荷即帶電體的尺寸(
16、或線度)遠(yuǎn)小于源、場之距,故選(C).2中q0試驗(yàn)電荷可正可負(fù),故選(B).3+q板對下板任一處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為,下板受到的吸引力大小,而不是,故選(D).4P上端“+”與帶負(fù)電的球吸引,故逆時(shí)針轉(zhuǎn)動,吸引力大小大于排斥力大小,則邊逆時(shí)針轉(zhuǎn)動邊向負(fù)電荷球靠攏。故選(A).5關(guān)鍵詞“正”,電場力提供向心力;關(guān)鍵詞“速度隨時(shí)間增大”,電場力提供向心力。故選(D).6P點(diǎn)的場強(qiáng)大小.7,故選(C).8關(guān)鍵詞“負(fù)”,故,選(B).9由油漆桶型高斯面的側(cè)面有效型得到,故選(A).10顯然是無限長均勻帶電直線在其周圍所激發(fā)的電場強(qiáng)度E與r的關(guān)系。11(12)高斯定理適合于任何靜電場,只是利用高斯定理能求解
17、的問題只有對稱性好的少數(shù)幾種情形,如無限長均勻帶電直線附近的場強(qiáng),無窮大均勻帶電平面,以及球?qū)ΨQ性問題。高斯定理說高斯面上的電通量只與面內(nèi)電荷有關(guān)與面外電荷無關(guān),不等于說高斯面上各點(diǎn)的場強(qiáng)只與面內(nèi)電荷有關(guān)與面外電荷無關(guān)。13左邊半部進(jìn)入的電通量與右半部分出去的電通量大小相等,總電通量為零,故選(A).14S1上電通量為零,S2上電通量,即,而且,故選(C).15但各點(diǎn)場強(qiáng)不相等。16圖中陰影部分相當(dāng)于題中平面,則電通量僅占總電通量的1/6,即故選(D).17圖中陰影部分相當(dāng)于16題中陰影部分的1/4,故選(D).18由高斯定理,高斯面上的電通量等于內(nèi)電荷除以,與外電荷無關(guān),但高斯面上任一點(diǎn)場強(qiáng)
18、的數(shù)值不僅與內(nèi)電荷有關(guān),還與外電荷有關(guān)。故選(B).19靜電場中P點(diǎn)電勢有兩個(gè)定義:(1)單位正電荷在該點(diǎn)的電勢能的數(shù)值;(2)把單位正電荷從該點(diǎn)移到無窮遠(yuǎn)處電場力所做的功的數(shù)值,故選(C).20靜電場是保守場,兩點(diǎn)電勢差僅與位置有關(guān)。21,即電勢不變的空間,場強(qiáng)必相等。22以無窮遠(yuǎn)處電勢為零,則,; 以P點(diǎn)電勢為零,則,.23以無窮遠(yuǎn)處電勢為零,則,; 以P點(diǎn)電勢為零,則,.24以導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)為零可得,P點(diǎn)的場強(qiáng),AB兩板的電勢差為。25由對稱性C點(diǎn)電勢為零,故選(C). 26導(dǎo)體內(nèi)部是場強(qiáng)為零,導(dǎo)體是等勢體,均勻帶電球面外,故選(A).27導(dǎo)體內(nèi)部是場強(qiáng)為零,導(dǎo)體是等勢體,故選(C).28
19、由高斯定理得電場強(qiáng)度大小為,因?yàn)閞=R2處電勢為零,則,故選(C).29對于題意中P1點(diǎn)位于內(nèi)圓柱面內(nèi),則E=0,故選(B).30因?yàn)锳、B關(guān)于Q點(diǎn)是等勢點(diǎn),電荷q從A運(yùn)動到B點(diǎn),電場力作功為零,相當(dāng)于一桶水水平移動了x米,重力作功為零一樣。二、填空題1F1的力臂,F(xiàn)2的力臂,F(xiàn)1=F2=qE,總力矩,電矩.2對P產(chǎn)生水平向右場強(qiáng),對P產(chǎn)生水平向左場強(qiáng);.34 假定向右為正,向左為負(fù)。5A:,B:,C:,D:,假定向右為正,向左為負(fù)。67沒挖則O點(diǎn)處的場強(qiáng)為零,挖去后,只要求的電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的相反數(shù),即面上電荷對O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為,由于Q<0則挖去后O點(diǎn)的場強(qiáng)由指向O點(diǎn)。8電場線
20、指向電勢降低的方向。9顯然S面上電通量,即向左,故,.10在靜電場中,高斯定理普遍成立,高斯面上電通量僅取決于包圍在曲面內(nèi)的靜電荷,與曲面外電荷無關(guān)。11,E是點(diǎn)電荷q1、q2、q3、q4、q5在閉合曲面上任一點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)矢量和。12S1面上的電通量,S2面上的電通量,S3面上的電通量.13電通量出為正,則圖(a)電通量,若圖(b),則電通量為零。 圖(a) 圖(b)14因?yàn)椋瑒t .1516以中點(diǎn)B為零電勢點(diǎn),則相當(dāng)于以無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)。如果取Ox坐標(biāo)軸,取元xx+dx,元在O點(diǎn)產(chǎn)生電勢,;同理在區(qū)域,仍取元xx+dx,元在O點(diǎn)產(chǎn)生電勢,;,由對稱性,.17取元xx+dx,因?yàn)椋瑒t.18r=
21、r2處的電勢為;在處的電勢為,令,則r=0.1m.19,;,.20R在吹前位于球外,;R在吹后位于球外,.21因?yàn)锳AB=8×10-15J,ABA=-8×10-15J,設(shè)A電勢為零,則B電勢為負(fù),.22因?yàn)锳D對Q為等勢點(diǎn),則A到D電場力作功為零,而電場力作功為.23因?yàn)锳B=BO=R,則uB=0,而,從電勢降低,故電場力作功為.24因?yàn)閝在A時(shí)球殼電勢為,q與Q擁有電勢能;當(dāng)q在B時(shí),由于,則q與Q擁有電勢能,故q從電場力作功.25電場力作功將正電荷從高電勢移向低電勢,電場力作正功則外力作負(fù)功。三、計(jì)算題1,由題意,.2方向沿桿延長線向右。3先求型,取元,元量,元電量,.
22、由正電荷產(chǎn)生,由負(fù)電荷產(chǎn)生,合成水平方向. 4由在O點(diǎn)產(chǎn)生,由在O點(diǎn)產(chǎn)生,由在O點(diǎn)產(chǎn)生,故.5無限大平面在P點(diǎn)產(chǎn)生,半徑為R圓平面在P產(chǎn)生,由題意,即.6取高斯面如圖1:,取高斯面如圖2:,故.7本題等價(jià)于, .8本題看成半徑為R的均勻分布電荷體密度為的球與半徑為r的均勻分布電荷體密度為的球疊加而成。 方向向右; 方向向左。9連線上E=0的點(diǎn)x滿足,x>0舍去,故,以無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn),u=0的點(diǎn)x滿足,.10以“無窮大”平面為電勢零點(diǎn),則沿電場線方向電勢降低.11取Ox為坐標(biāo)軸,取元,,.12取Ox坐標(biāo)軸,.13因?yàn)锳、C接地電勢為零,則B對A的電勢差與B對C的電勢差相等,即uBA=u
23、BC ,假定B內(nèi)表面單位長度上帶電量為,外表面單位長度上帶電量為,故在A表面感應(yīng)出單位長度上帶電量,;,;.14如圖取元,區(qū)域,區(qū)域,.15解:由高斯定理得,.16解:r1=0.1m,r2=0.2m,u0=300V,r1球面上帶電量,r2球面上帶電量,r>r2處,r1<r<r2處,當(dāng)r=r1時(shí),.設(shè)外球上放掉Q電荷,則.17因?yàn)椋瑒t,.18,.導(dǎo)體一、選擇題1導(dǎo)體是等勢體,故選(D).2由于q0的加入使原電場發(fā)生改變,電荷重新分布,測出的電場強(qiáng)度比原電場小些,故選(C).3由于接地導(dǎo)體的正電荷入地,故選(C).4如果q為正,則球感應(yīng)帶負(fù)電荷相吸,如果q為負(fù),則球感應(yīng)帶正電荷相
24、吸,故選(B).5假定,因qB=0,故選(A).6故選(A). 7,故選(B).8由于感應(yīng)內(nèi)球殼感應(yīng)-Q,處球殼感應(yīng)+Q,;,;故選(D).9B不帶電,A帶電量q,由感應(yīng)B的內(nèi)表面感應(yīng)出-q的電荷,不是均勻地分布,距A近處密度大些,B的外表面均勻分布感應(yīng)電量+q,如果將A、B用導(dǎo)線連接,則A、B等勢,電荷只分布在導(dǎo)體外表面,故選(D).10由于內(nèi)球帶電q1,外球面的內(nèi)表面感應(yīng)-q1,外表面帶電q1+q2,外球的電勢為,當(dāng)兩球面用導(dǎo)線相連后,則等勢,故選(B).11大球2R,小球R,用導(dǎo)線相連后等勢,大球帶電量多,小球帶電量少,本題中大球帶電球是小球帶電量的2倍。故選(A).12因?yàn)榘霃綖榈闹本€
25、單位長度上帶電量為,由高斯定理得,故選(C).13因?yàn)榛×?dǎo)體電容,實(shí)心與空心一樣,只要半徑相同,電容就相同,故選(B).14因?yàn)榭諝馄叫邪咫娙萜鳎捎诎彘g插入的金屬板后,相當(dāng)于,則電容變?yōu)樵瓉淼?.5倍,故選(C).15C1:,C2:串聯(lián)后電荷相等,即Q=C1U1=C2U2總電壓1 000V,則C1上加了600V故擊穿,C2上隨后加上了1 000V,也擊穿。故選(B).1622不作要求二、填空題1內(nèi)導(dǎo)體殼A帶電q,則外導(dǎo)體殼B的內(nèi)表面帶電量為-q,由于B總電量-2q,則外表面-q.2我們可以得到,當(dāng)B板接地AB間P的電場強(qiáng)度:由產(chǎn)生向右;由產(chǎn)生向右.3導(dǎo)體表面,方向豎直于導(dǎo)體表面,當(dāng)由表面朝
26、外,當(dāng)指向?qū)w表面。4B不帶電,;當(dāng)B接地,.5r1=5cm,r2=10cm,r3=10cm,q1=2×10-8C,q2=4×10-8C,.6,.7因?yàn)椋▌驈?qiáng)電場)插入時(shí)q不變,.8可以判斷q1<0,q1+q2=q,.916不作要求三、計(jì)算題1由于q的存在,金屬殼內(nèi)表面感應(yīng)電荷-q,不是均勻地分布,則外表面電量q+Q,球心O處由金屬殼內(nèi)表面-q產(chǎn)生的電勢為,球心處總電勢.2R1原帶電Q1,后來帶電為Q1,R2內(nèi)表面感應(yīng)-Q1,外表面Q2+Q1,r帶電從,,小球帶電量.3設(shè)R1帶電Q1,R2帶電Q2,u1=u2,Q1+Q2=Q,R1與無窮遠(yuǎn)構(gòu)成,R2與無窮遠(yuǎn)構(gòu)成,.4A
27、、B用導(dǎo)線相連,則等勢,uA=uB,又.5取Ox坐標(biāo)軸,向右,.磁場一、選擇題1A點(diǎn)在頂點(diǎn)上,則.2由于相對的兩根導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,總的結(jié)果為零。3設(shè)BEA=B1,BBF=B2,設(shè)正三角形的邊長為a,方向垂直于紙面向里。方向垂直于紙面向里。B3=0,因?yàn)锳B對O貢獻(xiàn)垂直于紙面向里,AB與AC、CB并聯(lián),IAB=2IAC=2ICB .4BP方向垂直于紙面向里,取Ox坐標(biāo)軸,取元,P到源之距為a+b-x,.5,故選(B).6分五段,其中水平兩段對BO沒有貢獻(xiàn),R2一段,方向垂直紙面向里;R1一段,方向垂直紙面向里;半無限長一段,方向垂直紙面向外;,故選(A).7由對稱對
28、BO的貢獻(xiàn)為零,故選(A).8,故選(C).9R=2r,因?yàn)閚1=n2,故選(B).10由安培環(huán)路定理可知,選(B).11由安培環(huán)路定理r>R2時(shí),;R2>r>R1時(shí),故選(C).12,BO1=BO2,故選(D).13假定用“×”、“·”表示B的方向,近的B大,:5“×”,5“·” :6“×”,4“·”:4“×”,6“·” :5“×”,5“·”,故選(B).14因?yàn)檫M(jìn)負(fù),出正,磁通量大小,故選(D).15洛侖茲力提供向心力,電子在磁場中運(yùn)動軌道所圍的面積內(nèi)的磁通量,故選(B).
29、 16,且環(huán)路上任意一點(diǎn),故選(C).17由洛侖茲力提供向心力圖(a)心是正電荷,回轉(zhuǎn)周期T與半徑R分別為,故選(B).18因?yàn)榉较蛳蛏希?fù)電荷則向下運(yùn)動,利用,即,故OC速度較大,故選(C).19向右,由于電子,則剛進(jìn)入磁場時(shí)洛侖茲力向左,與入射速度無關(guān),則兩電子同時(shí)回到出發(fā)點(diǎn),故選(C).20在均勻磁場中可積分為,對于b:方向向外,大小IlbB;對于a:;對于c:大小介于Fb與Fa之間,故選(C).21CD上電流方向向右,故安培力方向向上,按題意開始時(shí),故選(B).22由于AB、CD產(chǎn)生的磁場示意圖如左圖,又AB導(dǎo)線固定,故CD逆時(shí)針運(yùn)動,故選(D).23由于C產(chǎn)生的磁場方向在D區(qū)域是+x
30、方向,使D產(chǎn)生左向里,右向外轉(zhuǎn)動,則趨勢CD電流同向,而且同向電流相吸,故選(A).24由于同向電流相吸引,AB、BC上受到的力的合力向右,但大小比AC上受到向左的力小。故選(A).25由于合下K時(shí)形成如圖電流,產(chǎn)生左N右S磁場,故選(D).26由于故I1在半徑為r的圓范圍內(nèi)的磁場,故小線圈所受磁力矩,故選(D).27由,故選(D).28可以選(A). 同學(xué)們可以思考:對于不均勻磁場中有無可能合力為零,合力矩也為零?二、填空題1AB對B2貢獻(xiàn)為零,CD對B2貢獻(xiàn)為零,其他對B2貢獻(xiàn)總和為零。2因?yàn)锳C對P點(diǎn)的貢獻(xiàn)為零,BC對BP貢獻(xiàn)為.3,.4對4(a)AB、BC、DE、EF段對O點(diǎn)貢獻(xiàn)為零,
31、對O點(diǎn)貢獻(xiàn)向里,對O點(diǎn)貢獻(xiàn)向外,;對4(b)GH、HI、JK、KL段對O點(diǎn)貢獻(xiàn)為零,對O點(diǎn)貢獻(xiàn),-y方向,對O點(diǎn)貢獻(xiàn)向里,+z方向.磁場二、填空題5圓電流對BO的貢獻(xiàn)為向里,長直導(dǎo)線對BO的貢獻(xiàn)為向外,向里。6AC、圓環(huán)對O點(diǎn)的貢獻(xiàn)為零,BD則產(chǎn)生,方向垂直于紙面向里。7,當(dāng)r>>R時(shí),方向向右。89,.10,.11,故磁通量之比為1:1.12同11題,.13,.1415因?yàn)椋?dāng)v與B方向一致時(shí),f=0勻速直線運(yùn)動; 當(dāng)v與B方向垂直時(shí),f提供向心力作勻速率圓周運(yùn)動; 當(dāng)v與B方向成角時(shí),作等距螺線運(yùn)動.16電流I產(chǎn)生z方向磁場,帶電粒子受到洛侖茲力作用,v與B同向,故受力為零;運(yùn)
32、動電荷產(chǎn)生圓圈狀的磁場,電流I上任取一段,安培力,dl與B同向故受力也為零。17洛侖茲力提供向心力為直角三角形,CE為切線方向與CD成60°角與CF成120°角。18,.19最大磁力矩.20因?yàn)榉较虼怪庇诩埫嫦蛲猓笮》较蛳蛏稀?1因?yàn)榉较虼怪庇诩埫嫦蛲猓较蛳蛏稀?2因?yàn)殚]合線圈在均勻磁場合力為零,則最大合力矩,Pm由1匝ISn變成N匝NISn,.23電場力提供切向力,切向加速度;洛侖茲力提供向心力,法向加速度an=0;切向力為零,即切向加速度為零;洛侖茲力與電場力方向豎直則.24B=0.1T,E=2×104V·m-1,又,由qE=qvB,.25由于金
33、屬是自由電子導(dǎo)電,則負(fù)電荷運(yùn)動方向與I方向相反,方向向下,方向向上,則電子向上積聚,故上側(cè)積累負(fù)電荷。洛侖茲力,,即.26如果載流子為正電荷,則正電荷向下積累,與題意相反,則必是N型半導(dǎo)體;必是P型半導(dǎo)體。三、計(jì)算題1AB段對BO貢獻(xiàn)方向垂直紙面向里,弧BC段對BO貢獻(xiàn)方向垂直紙面向里,CD段對BO貢獻(xiàn)為零,故.2AB、DE段對BO貢獻(xiàn)為零,BC段對BO貢獻(xiàn)方向垂直紙面向里,CD段對BO貢獻(xiàn)方向垂直紙面向里,則.3DC、EF段對BO貢獻(xiàn)為零,AB對BO貢獻(xiàn)方向垂直紙面向外,弧BC對BO貢獻(xiàn)方向垂直紙面向外,弧DE對BO貢獻(xiàn)方向垂直紙面向里,方向垂直于紙面向外。4按題意,AB、CD直線段對BO貢
34、獻(xiàn)為零,弧BC對BO貢獻(xiàn)方向垂直紙面向里,弧DA對BO貢獻(xiàn)方向垂直紙面向里,.5因?yàn)檠娱L線過O點(diǎn),則對BO貢獻(xiàn)為零,弧是弧的3倍,則,但是這兩電阻并聯(lián),則,故弧對BO的貢獻(xiàn)方向垂直紙面向外,弧對BO貢獻(xiàn)為方向垂直紙面向里,疊加后結(jié)果為零,而BC段對BO貢獻(xiàn)為方向垂直紙面向外。6解:取電流元,由于之間有NI電流,則區(qū)域內(nèi)有,利用公式可得,.7作俯視圖,取元,弧長,元電流,利用對稱性從0到的積分中dB只有方向的分量疊加后不為零,.8設(shè)電流面密度為,利用安培環(huán)路定理求導(dǎo)線內(nèi)一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度公式方向?yàn)榈姆较颍醚a(bǔ)償法可將原題認(rèn)為電流面密度為j的向上的電流(半徑為R)與電流面密度為-j方向向下的電流(
35、半徑為a)的疊加.于是P點(diǎn)由大圓柱產(chǎn)生的B1方向如圖,假定k方向,則B1方向可寫成方向,故,同理,在圖中BP方向與O1點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一樣,豎直向上,大小為.磁場三、計(jì)算題9取元,元弧長,按題意,在O產(chǎn)生的dBO可參考圓電流軸線上一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度公式,式中,則,.10解(1)取Ox軸,取元,當(dāng)時(shí),.(2),.11取元,.12解:弧AB上電量,以繞O軸轉(zhuǎn)動則,弧CD上電量,以繞O軸轉(zhuǎn)動則. I1對BO的貢獻(xiàn);I2對BO的貢獻(xiàn);AD、BC段對BO的貢獻(xiàn)可選取Ox,取,元量,(AD、BC兩段計(jì)入,故乘以2),總共.13取元,元面積,利用公式,代入相關(guān)量得,令.故.14取元,.15AB質(zhì)量為,重量為,對力矩;同理CD對的力矩也是;BC質(zhì)量為,重量為,對力矩,故本題中重力矩共,再分析圖(2)所示情形,BC上通電I產(chǎn)生安培力方向?yàn)樗椒较颍瑒t力臂為,重力矩與磁力矩方向相反,大小相等,則有. 16,.17r<R型,.18對S2:;對S1:,.19屬于電磁感應(yīng)習(xí)題。20,它們相互吸引。21解:取元,在P點(diǎn)處取單位長度受力,對O點(diǎn)力矩.22,又洛侖茲力提供向心力,.23取元,. 方向向上,大小為.24磁場對
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