大学物理1试卷1答案

发布 2022-07-07 22:07:28 阅读 2579

一、判断对错题(每小题1分,共6分)

1)错;2)对;3)错;4)对; 5)错; 6)错。

二、填空题(每小题2分,共20分)

1);2)角动量;3)并联;4)4;5)a; 6)电场; 7); 8)洛仑兹变换; 9);10)0.

三、单选题(每小题3分,共24分)

dbbacdaa

四、计算题(在下面6个题目中任意选择5个作答。每小题10分,共50分)

1)一沿x轴正方向的力作用在一质量为3.0kg的质点上。已知质点的运动方程为,求合力在最初2.0s内作的功。

解:法1:(3分)速度。

3分)于是;

由动能定理知合力作功为。

4分) 法2:(3分)速度,加速度。

2分)于是合力。

2分)元功

合力作功为。

3分) 2)一长为l,质量为m的匀质直棒可绕其一端与棒垂直的水平光滑固定轴o转动,抬起棒的另一端使棒向上与水平面成θ,如图2所示,然后静止释放。求。

1)放手时棒的角加速度;

2)棒转动到水平位置时的角速度。

解:(1)细棒所受外力矩为。

1分)根据转动定律(2分)

而且 (1分)

所以 (1分)

2)法1:取细棒与地球为一系统,机械能守恒。

3分)而且 (1分)

于是 (1分)

法2:由角加速度定义得到。

2分)作变量代换。

于是得到 (1分)

两边积分 (1分)

得到 (1分)

3)如图3所示,均匀带电的半圆环半径。

为r,电荷线密度是λ,求中心o点的电。

场强度。解:如图,在半圆上取电荷元。

(1分)2分)其在o点的电场强度大小为。

1分)在x轴和y轴的分量分别为。

2分)由对称性易知。

3分)所以。

1分)即o点的电场强度沿y轴负向。

4)如图4所示,一均匀带电圆环,圆环的内外半径分别为r1和r2,电荷面密度为σ,求其轴线上的电势分布(取无限远处为电势零点)。

解:如图,建立坐标系,并在圆环上取环。

形面元,带电量为。

(3分)取无限远处为电势零点,则在p点的电势为。

(4分)所以p点的总电势为。

(3分)5)如图5,一无限长金属薄圆筒(可看成圆柱面),截面半径为r,通电流为i。求其内外磁感应强度的分布。

解:根据电流分布的轴对称性,作如图安培。

回路l,则由安培回路定理有。

4分)3分)当时,3分)当时,.方向与电流成右手螺旋关系。

6)如图6,直角三角形金属框abc,∠cab=90 ,边长ab=a,bc=b.将其放在均匀磁场中以角速度ω匀速旋转,而且ca边与磁场平行。求:

1) 金属框abc中的总电动势;

2) 各边中的电动势。

解:(1)由题意知穿过金属框abc的磁通量为。

(2分)由电磁感应定律可知。

(3分)3) ca边不切割磁感线,所以。

1分)cb边与ab边切割磁感线的等效长度相等,所以。

3分)1分)方向均指向b.

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