大学物理(下册)练习解答-大学物理-施建青.doc

1、25大学物理（下册）练习解答练习 22 毕奥萨伐尔定律22-1 （1）D；（2）A；（3）B 22-2 （ 1） ；（2 ）1.7110 -5 T；（3） ；（4）aI80104RIB220IB = 022-3 解：以 O 为圆心，在线圈所在处作一半径为 r 的圆则在 r 到 r + dr 的圈数为RNd12由圆电流公式得 )(120rIB21)(d10RI12lnR方向 22-4 解：利用无限长载流直导线的公式求解。(1) 取离 P 点为 x 宽度为 dx 的无限长载流细条，它的电流 xid(2) 这载流长条在 P 点产生的磁感应强度 xiB200方向垂直纸面向里。(3) 所有载流长条在 P

2、 点产生的磁感强度的方向都相同，所以载流平板在 P 点产生的磁感强度 dbaxd20baln0方向垂直纸面向里。22-5 解：(1) 对 rr +dr 段，电荷 dq = dr，旋转形成圆电流则 qI2d它在 O 点的磁感强度rrIB400badd00abln40方向垂直纸面向内。x dx P O x O a r b dr 26(2) rIrpmd21dba 6/)(3ab方向垂直纸面向内。 (3) 若 a b，则 ，有alnqbB400过渡到点电荷的情况。同理在 a b 时， ，则 )/31()(326aqapm也与点电荷运动时的磁矩相同。练习 23 磁通量、磁场的高斯定理和安培环路定律23

3、-1 （1）B；（2）D 23-2 （1） R2c；（2） ；（3） ，021RB)2/(10RrI23-3 解：设 x 为假想平面里面的一边与对称中心轴线距离 xRxrlBlSdd21(导线内)201IrB(导线外)2(420xRIlRxIln0令 d / dx = 0， 得 最大时 )15(23-4 解：(1) 在环内作半径为 r 的圆形回路, 由安培环路定理得， NIB2)2/(rIB在 r 处取微小截面 dS = bdr, bSdSrI212lnRI(2) 同样在环外( r R2 )作圆形回路，由于 0i0B B = 023-5 解：圆电流产生的磁场 27)2/(01RIB长直导线电流

4、的磁场/20导体管电流产生的磁场 )(13dI所以，圆心点处的磁感强度321B)(1120RI练习 24 磁场对运动电荷的作用、霍尔效应24-1 （1）C；（2）B；（ 3） D 24-2 （1）匀速直线，匀速率圆周，等距螺旋线；（2）0.8010 -13 N；（3）k，垂直向上；（4）3.0810 -13 J ；（5） ，20evfa )/(cos2eBmv；（6）z 轴正方向；（7）n，p)/(sinm24-3 解：电子进入磁场作圆周运动，圆心在底边上当电子轨迹 与上面边界相切时，对应最大速度，此时有如图所示情形。 Rl45sin)( l)12()/(由 ，求出 v 最大值为)/(eBmR

5、v meBe24-5 解：(1) p 型半导体(2) aIKUqn01m-32008.aIB练习 25 磁场对电流的作用、磁介质25-1 （1）C；（2）B 25-2 （1） ；（2） ， ；（3）aI )(2121RIpm)(21RIBMm；（4）9.3410 -19 Am2，相反；（5）0.226 T，300 A/memre02O O R R l 45 2825-3 解：对 OO轴而言,重力矩为sinsin211 gSaagSMsin2g磁力矩为co)i(22 BIBI平衡时， 。所以1 sin2gSas2IaT3105.9/t25-4 解：(1) mMpBtIt 202sinsi)(2)

6、 tPd/ ta2siaITi)/1(2001I25-5 解：(1) 设磁场强度为 H，磁感强度为 BH = nI = NI / lB = 0rH =0r IN / l铁环的周长远大于横截面半径，所以在横截面内可以认为磁场是均匀的。所以Wb61.20rSIN(2) -13mA58.91 Mr（3）i SM9.5810 3 Am-1练习 26 电磁感应的基本定律、动生电动势26-1 （1）A；（2）D 26-2 （1）等于，小于；（2 ） ， ，0；（3）相同( 或 )，8/32lB8/2l 21RB沿曲线由中心向外；（4）一个电源，vBL，洛伦兹力26-3 解：由题意，大线圈中的电流在小线圈回

7、路处产生的磁场可视为均匀的。 2/3202/320 )()(4xRIxRI/rBS小线圈中的感应电动势为 2043ddi rIxttv4203I当 x =NR 时， 2420/()iIvNR26-4 解：(1) 设线圈转至任意位置时圆线圈的法向与磁场之间的夹角为 ，则, cosrBnt2292dsinNBrttntBNr2si2imi ItR当线圈转过时，t =T /4，则A987.0/2RnrIim(2) 由圆线圈中电流 Im 在圆心处激发的磁场为 6.2010-4 T)(0NB方向在图面内向下，故此时圆心处的实际磁感强度的大小 T50.2/12方向与磁场 的方向基本相同。26-5 解： ,

8、 ditdiRt而由 可得 tqid1i00dQqRWb15因为 ，所以Br2T0)/(22NrB练习 27 感生电动势、自感和互感27-1 （1）B ；（2）D；（ 3） D 27-2（1）0；（2）0；（3） ；（4）0.15 H 021lnrR27-3 解：大小： =dd tS dB / d t =S dB / d t = =3.68 mV OaR)si21(方向：沿 adcb 绕向。27-4 解：线框内既有感生又有动生电动势。设顺时针绕向为 的正方向。由 = d/d t 出发，先求任意时刻 t 的 (t) ()tBSyxIba)(20abxIln)(20dlnd)( tttabIt l

9、n)1(e20v RBcb daO I (t) v a y i d y x (t) 30abtIt ln)1(e2d0v方向： t 1 时，顺时针。27-5 解：(1) 根据安培环路定理可求得磁场分布如下： rRrIB010rR 分23/0/2ddRRSIrI2ln)4(00I 23ln160I30IM(2) 分0d(l)si28i tt练习 28 磁场能量、位移电流、Maxwell 方程组28-1 （1）A；（2）D 28-2 （1）1 16 ；（ 2） ， ， ，dSVDAdLStBElAd0SA；（3） ，与 方向相同（或由正极板垂直指向负d()dLStHlJtR/0极板）28-3 解：

10、 ， (R1 0 ，所以 3(3) (SI) )10cos(152tx33练习 30 简谐振动的能量、简谐振动的叠加30-1 （1）D ；（2）B 30-2 （1）T /8，3T/8；（2）0.84；（3）3/4， ；（4）|A 1 A2|，gl/2；（5）410 -2 m， ；（ 6）1.47；（7）291 Hz 或 309 )cos(2tAx 1Hz；（8）4:330-3 解：(1) 势能 2kxWP总能量 21AE由题意， 4/2kxm 10.(2) 周期T = 2/ = 6 s从平衡位置运动到 的最短时间 t 为 T/8 2Ax t = 0.75 s30-4 (1) 取平衡位置为原点，

11、向下为 x 正方向。设物体在平衡位置时弹簧的伸长量为l，则有 , 加拉力 F 后弹簧又伸长 x0，则lkmg)(lkmgF= kx0由题意，t = 0 时 v 0 = 0，x = x 0。则 022)/(xxAv又由题给物体振动周期 s, 可得角频率 。由于 ，所以483TT2mkN4.)/(2AmkF(2) 平衡位置以下 1 cm 处 (2xvJ 2107.EK= 4.4410-4 J22)/4(Tkxp30-5 解：由合振动的振幅及初相公式，可得 cos2121AA34m m22 10)43cos(65 2108.7= 84.8=1.48 rad /)4/3cos(ininartg所以(S

12、I)8.10cos(18.72tx30-6 解：把两波写成 ).0(cos1tAy)02.(1xtA0282x并令 A1 = A2 = A = 0.06 m，则对于所求的点有 cos2121cos由 ，可得x0. 或 )3/2(k )3/2(0.kxm 或 m ( k = 0,1,2,) 5)/2(5x练习 31 波的基本概念、平面简谐波31-1 （1） C；（2）B；（3 ）D 31-2 （ 1）503 m/s；（2）125 rad/s，338 m/s，17.0 m；（3）u = 5.10103 m/s；（ 4） (SI)；（ 5） 或)30/(65cos0. xty )2cos(1tTAyx；（6）80 N )/2sin(1TtAx31-3 解：设平面简谐波的波长为 ，坐标原点处质点振动初相为 ，则该列平面简谐波的表达式可写成(SI)/27cos(1.0xtyt = 1 s 时 0/1.0. 因此时 a 质点向 y 轴负方向运动，故2)/.(27而此时，b 质点正通过 y = 0.05 m 处向 y 轴正方向运动，应有05./.0cos1.0且31)/2.(7由、两式联立得 = 0.24 m/7