大学物理b2习题含答案docxWord文件下载.docx

1、4R3、实验证明，地球表面上方电场不为0,晴天大气电场的平均场强约为120Vm,方向向下，这意味着地球表面上有多少过剩电荷？试以每平方厘米的额外电子数 表示。（6.64 105个 / cm2）解 设想地球表面为一均匀带电球面，总面积为 S ,则它所总电量为E dS = OESe e128.85 10 1201.6 10 j99 2 5 2=6.64 10 /m =6.64 10 /cm4、地球表面上方电场方向向下，大小可能随高度变化，设在地面上方100m高处 场强为150NC, 300m高处场强为100N/C,试由高斯定理求在这两个高度之间的单位体积内的电子数为5、如图所示，电量q均匀分布在半

2、径为Ri的球面上，电量q2均匀分布在同心的 半径为R2的球面上，R2 Ri （1）利用高斯定理求出r V Rl , Rl V r V R2 , r R?区域的电场强度求内筒的内部、两筒间及外筒外部的电场分布解由对称性分析可知，E分布具有轴对称性，即与圆柱轴线距离相等的同轴圆柱面上各点场强大小O （OCrCR）E （R . r ： R2）（垂直中心轴线向外）2 r0 （r R2）7、一厚度为d的无限大平板，平板体积内均匀带电，体电荷密度T 0.设板内、Pd 1E/OZJr2阳d外的介电常数均为；0.求平板内、外电场分布.解 f E dS=2ESJ SiD=2x5q所以 E = PXlEQ （I

3、Jr j）E的方向垂直于平板F 0吋向 外，Ri）带等值异号电荷的无限长同轴圆柱面，线电荷 密度为和-,求：两圆柱面间的电势差V.8-20两半往分别为凤和2（/?,）.带等值导号电荷的无限长同轴圆柱面，电荷线密嗖为f求两圆柱面间的电势差*解；在两圆柱面间的电场强度.根据高斯定理- - V qf E dS =JS E = f E * ds + E ds + Ie dsJ p. IJJiJf F JJijrjlj图8. 77两导体的电势盂，由定义阳“宀八 J A RlWr U = f Edr= f dr In 加 加 2 惑（J r 2sL（I RI9、（27 页例 9.14）如图所示，在一个接地

4、的导体球附近有一电量为 q的点电荷，已知球的半径为R,点电荷到球心的距离为l ,求导体球表面感应电荷的总电量ql例8J4如图8. 22所示，在一个接地的导怵球附近有一个 电量为曲点电荷一已如球的半径为E点电荷到球心的距离 为/-求导体球表面感应电荷的总电量/ -解 因为接地导体球的电势为零， 所以球心庶的电势为零.另一方面 球心O点的电势是由点电荷痢球面 上感应电荷b 同产生的.前者=0所以r球心O点的电势 Uo = UG + Uo220H.15& Q=-* 徐州工程学院王克权W10、（ 10分）一根很长的圆柱形铜导线，半径为 R载有电流I ,设电流均匀分 布于横截面。在导线内部作一平面 S,

5、如图所示。试计算（1）、导线内任一点的磁感应强度；、通过S平面的磁通量。（设铜的磁导率 ,并 沿导线长度方向取长为1m的一段作计算）（在导线内去一个半径为r的环路，则通过环路的电漩二非根据安培环路定理：jr;CrR） P在S内取宽度为虫的区域真长度为1叫则其面积歩=加MfljFESraai: =11、（第 91 页 10.17 题）10. 17 0. 17中所示是一根很怅的长直圆管形导体的横截面.内、外半径分别为a,b.导休内载有沿轴线方向的电流J，且J均匀地分布在管的横截面匕 设导体的磁导率l（bL rg 试证明导体内部各点ar b）的施感应强度的大小由下式给出:取闭合回路 = 2r （1

6、r r,横截面如题10图所示现在电流I沿导体管流动，电流均 匀分布在管的横戴面上，而电流方向与管的轴线平厅求；（】）圆柱轴线上的磁感应强度的大小：）空心部分轴线上的僵感应强度的大小.空间各点磁场可看作半径为R ,电流人均匀分布在横截面上的圆柱导体和半径为尸电流-厶均匀分布在横截面上的圆柱导休磁场之和（1）圆柱轴线上的O点R的大小；电流厶产生的BI =Or电流-厶产生的蔬场=a Ir-2 27 27 Rl-r22a（R2 -r2）空心部分轴线上O点B的大小:电流人产生的尽0 卅2Tia R2 K12t（R2 -K2）电流妇产生的B； =0,粒a2（R2 -r2）13、（第 90 页 10.11

7、题）题10. 11图IO ll如题io 所示，两棍导线沿半包方向引向铁环上的卫，召两点，井在很远处与电 源相连.已知圆环的粗细均匀，求环中心O的晞感应强度.解如题10. n图所示，圆心点磁场由宜电流#Xl和及两段圆弧上电流人与厶所产生*但丄力和BX）在O点产生的磁场为零。且ZI _ F2 _ I2 _电阻尽2-B2R 2人产生耳方向丄纸面向外人产生厶方向丄最面向里二地心&Bl _ Z1（2-9）K= =& =B1+B2=O14、如图所示，半径为R的半圆线圈ACDl有电流2,置于电流为h的无限长直 线电流的磁场中，直线电流丨1恰过半圆的直径，两导线相互绝缘.求半圆线圈 受到长直线电流1的磁力.C

8、2 TAIj鮮如图建立塑标系长宜导线所产生的磁场分布为：E=丛2r则在半倒线圈所在处各点产生的谨感强度犬小为:B = -）L- 方向垂直纸面向里，21? sin式中&拘场点至园心的联线与丫铀的夹甬。半圆线圈上电療元段 所受的力为令解为二半圆线圈畫I.的瞄力的大小为S F = 弩根据对称性知:15、（第 64 页例 10.3）例1*3载有电流厶的长直导线旁边有一与长直导线 垂直的共面导线t载有电流如其长度为A近端与长 直导线的距离为山 如图I山2气所示.求珀作用在丿上的 力+解在f上取山，它与长直导线距离为匚电流人衽此 处产生的磁场方向垂直向内、大小为収受力dF = I2dlB方向垂直导线F向上

9、，大小为所以片作川在F上的力方向垂直导线F向上.大小为16、在通有电流I=5A的长直导线近旁有一导线段ab,长丨=20Cm ,离长直导线 距离d =10cm.当它沿平行于长直导线的方向以速度 v=10ms平移时，导线中 的感应电动势多大？ a、b哪端的电势高？rb =- UB dr 工-U i UrJd 2rIa F*rf4一 In+ 0 -IJx 102托Irlrl -ES 厲定 -诵电势高。dr1ab = Jd jb 一 一X B） drIOJ在通有电流J = 5A的长直导线近旁有一导线 段ab,长I =20Cm,距长古导rf =IOCnl,如图。 当它沿平行于长直导线的方向以速度U=IO

10、m/$平 移时，导线段中的感应电动势多大？ a, b哪端的 屯势高？ -17、直径为D的半圆形导线置于与它所在平面垂直的均匀磁场 B中，当导线绕着17题图过P点并与B平fijg4以匀角速度逆时针转动时，求其动生电动势gpQ.P13. 径为D的半國K导线置于与它所在平面垂胃的均匀5E（见附圏），当导线绕着过点昇与坪行的轴肛匀甬產廛曲逆时FiW1求其动生电册 0窮：在辅助线珂 与隔弧戶构成闭合回商 当绕着F点以j度逆时针转动Bt封闭 睡塢的面积不变，因面闭合回路的总电动势気爵= + = 0 , ; Ss沿甌的动生电动势均 = = =f=VBdl = Bldl = B Idl =朋。18、（第 11

11、2 页 11.5 ）题IL 5图JP JP JO 11L5如.题11.5图所示，载有电流/的长直导线附近.放一导体半隔坏*抢N与长直导线共面, 且端点丄WV的连线与长直导线垂直.半圆环的半径为白，环心O与导线相距设半圆环 以速度甘平行导线平移+求半圆环内感应电动势的大小和方向及AiAr两端的电压-U解:作辅助线MN、则在H刼VM回路中，沿卩方向运动时d%二O吃VfcdV 黑AfTV心、 IllC + 占2 JT n Z?所以吃T汨方向，大小KJ/ 点屯尚于V 点电势.HlJ19、如图，导体棒AB （长50Cm和DB接触，整个线框放在B=0.5T的均匀磁场 中，磁场方向与图画垂直.（1）若导体棒以4ms的速度向右运动，求棒内感应电动势的大小和方向；（2）若导体棒运动到某一位置时，电路的电阻为 0.20门，求此时棒所受的 力.摩擦力不计.（3）比较外力作功的功率和电路中消耗的功率，并从能量守恒角度进行分20、（ 114 页 11.9）11.9长度为/的金属杆口由以速率V在导电轨道应白7上平行移动.已知导轨址于均匀磁场用中.直的方向与回路的法线成60角（如题1L9图所示），鸟的大小为BWk为正常）.设20时杆位于亡力处，求；任一时刻F导线回路中感应电动势的大小和方向.B（S= BIVf co 60o = ktllv 丄二丄 klvt22 2dE =-= 一伽d/即沿门氐沖方向顺时计