大学物理作业答案

发布 2022-07-07 21:27:28 阅读 1795

答案:4.1 b ; 4.2 d; 4.3 。

4.4 解:设小球受冲量作用后速度为,根据动量定理有。

当时, 解得。

故时,绳子将被拉断。

4.5 解:取地面参考系,子弹与木块碰撞过程中,动量守恒,于是。

取、和弹簧为研究系统,则碰撞后系统的机械能守恒,动量守恒。当弹簧达到最大压缩长度时,与的速度相同,设为。

由机械能守恒,得2)

由动量守恒,得3)

联立式(1)、(2)、(3),解得最大压缩长度为。

弹性势能为零时,设和的速度分别为和,则将是的最大或最小速度。

由机械能守恒5)

由动量守恒6)

联立式(1)、(5)、(6),得

0最小速度。

即 最大速度

5.1 b ; 5.2 c ; 5.3 ,。

5.4 解:

5.5 解:轮子静止不动时,所受摩擦力为静摩擦力,设其方向沿斜面向上。轮子静止的条件为沿斜面的合力为零,即1)

以o为轴的合力矩为零,即2)

由式(1)、(2)得3)

轮子静止不动的条件为 即。故。

5.6 c ; 5.7 d5.8 ,。

当时, 2)由动能定理

5.10 解:

5.115.125.13 c 。

5.14 解:(1) 动量矩守恒

(3) 动量矩定理

5.15 解:(1)碎片的速率,碎片上升过程机械能守恒。

解得 2) 破裂瞬间,系统对转轴的合外力矩为零,系统角动量守恒。

解得余下圆盘角速度不变。

余下圆盘的角动量

余下圆盘的转动动能

6.1 最低位置(平衡位置); 6.26.3 d 。

6.4 解:

6.5 解:

6.6 c ; 6.7 d ; 6.8 ,(

6.9 解:(1)

6.10 解:(1)

9.1 a ; 9.2 d ; 9.3

9.4解: (1)如图选取微元dx:

2) 在棒的垂直平分线上:

解:建立如图所示坐标系,在薄板上取一宽度为dx的窄条视为无限长均匀带电直导线,其单位长度上带电量为:

1)在p1点产生的电场强度大小为:

整个薄板在该点产生的电场强度大小为:

当薄板上为正电荷时,电场强度方向沿x轴正方向,当为负电荷时,沿x轴负方向。

2)在p2点产生的电场强度大小为:

整个薄板在该点产生的电场强度大小为:

当薄板上为正电荷时,电场强度方向沿y轴正方向,当为负电荷时,沿y轴负方向。

9.6 b ; 9.7 d ; 9.8 。

9.9 解:作一半径为r,高为h的同轴圆柱面为高斯面,由高斯定理可得:

1), 2), 3), 9.10解:过 z 轴上任一点(0,0,z)分别以两条带电细线为轴作单位长度的圆柱形高斯面,如图所示。

按高斯定理求出两带电直线分别在该处产生的场强大小为:

式中正负号分别表示场强方向沿径向朝外和朝里,所求场强方向如图所示。按场强叠加原理,该处合场强的大小为。

9.11 d ; 9.12 d ; 9.13 -2×103 v 。

9.14 解::;

9.15 解: (1)

9.16 c; 9.17 d9.18 2:1;1:2。

9.19 解:由高斯定理知带电圆柱体的电场分布:

其电势分布为。

当时,当时,9.20 解:(1)由静电平衡知内外表面带电量大小相等,则设带电量为q,由高斯定理知。

两球壳间电场强度大小为:

两球间的电势差为:

可知内外球壳带电大小均为:

10.1 d; 10.2 d; 10.3 ,,

10.4 解:将导线分成四部分,各部分在o点产生的磁感强度设为。

根据叠加原理,o点的磁感强度为

因均为0,故, 方向

方向 其中, ,

方向 10.5 解:取坐标如图所示,在距原点为处取宽为的细长直导线带,所载电流为

则在点产生的磁感应强度方向垂直图面向里,大小为:

整个薄长金属板在点产生的磁感强度大小为:

方向垂直图面向里。

10.6 c ; 10.7 b ; 10.8 b 。

10.9 解:(1)当时:

2)当时:3)当时:

4)当时:10.10 解:

10.11 d ; 10.12 a10.13 b 。

10.14 解:

10.15 解:(1)由右手螺旋知方向向东;

2)如图所示,可知。

11.1(c) 11.2(d) 11.3洛伦兹力;感生电场力。

11.4解:建立如图所示坐标系,取导体。

该处的磁感应强度为,则:

负号表示电动势的方向由b→a),因此a点电势高。

11.5解:

11.6(d)

11.8略。

11.9解:取半径为r的回路,绕行方向为顺时针,则:

电场线的方向为逆时针。

2)由于r>r,故代入(2)式有:

11.10解:建立如图所示坐标系,则穿过线圈。

的磁通量为:

11.11(b) 11.12(c) 11.13(1)2 ;(2)3; (3)1

11.14解:(1)电流方向为顺时针。

(2)线框左右受力合力为零。线框的上、下边受力为:

因此,线框的重量。

11.15解:磁场分布。

b=取长为1,半径为r,厚度为dr的薄柱壳,则。

导线内储存的磁能。

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