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