1、大学物理下册学习指南例题练习题参考答案( 详解)1第 11 章 静电场【例题精选】例 11-1 （见书上）例 11-2 ，从 O 点指向缺口中心点 22300(48qdqdRR或例 11-3 D例 11-4 D例 11-5 B例 11-6 ， 向右； ， 向右； ， 向左 0/203/20/2例 11-7 （见书上）【练习题】11-1 B 11-2 ， ，沿矢径 OP 0/d2(4)dR11-3 ，0/Q02518和 r11-4 B 11-5 【解】 （1）作与球体同心，半径 rR 的高斯球面 S1。球体内电荷密度 随 r 变化，因此，球面 S1 内包含的电荷 。已知的电荷体密度 (r) =k
2、r，根据高斯定理：24()dro， ，可求得球体内任意点的场强：11dsoQEA2304drroEk，rR。24rok（2）作与球体同心、半径 rR 的球面 S2，因 R 外电荷为零，故 S2 内的电荷 Q2=Q 总 ，根据高斯定理： ，得球体外任意一点的场强：1 2301d4drs oEkrSA，rR。420rEk大学物理下册学习指南例题练习题参考答案( 详解)211-6 ，0/(2)03/)11-7 【解】两同轴圆柱面带有等量异号电荷，则内外电荷线密度分别为 和- 。电场分布具有轴对称性。（1）建立半径 的同轴高斯柱面，设高为 h。高斯柱面内无电荷分布。1rR，则， （ ）1d20SErA
3、10E1rR（2）建立 的同轴高斯柱面，设高为 h。高斯柱面内包含电荷。柱面的上下底面无电场12r分布，电场均匀分布在侧面。，则， （ ）20dSEr 20Er12R（3）建立半径 的同轴高斯柱面，设高为 h。高斯柱面内包含正负电荷的代数和为零。2rR，则， （ ）3d2SrA32r第 12 章 电势【例题精选】例 12-1 -2000V 例 12-2 45V ， -15V 例 12-3 （见书上）例 12-4 （见书上）例 12-5 D 例 12-6 C【练习题】12-1 ， 单位正电荷在静电场中沿任何闭合路径绕行一周，电场力所做的功为零，d0LErA保守12-2 C11-3 (1) ， 0
4、；(2) ， 4QR04R02Qr12-4 【解】在任意位置 x 处取长度元 dx，其上带有电荷 dq=0 (xa)dx 大学物理下册学习指南例题练习题参考答案( 详解)3它在 O 点产生的电势 xaU04ddO 点总电势： lalax0 alln4012-5 【解】 (1) 球心处的电势为两个同心带电球面各自在球心处产生的电势的叠加，即 1204qUr22104r210r8.8510 -9 C / m2 21(2) 设外球面上放电后电荷面密度为 ，则应有 = 0，即 。210rU 21r外球面上应变成带负电，共应放掉电荷 6.6710 -9 C221244rqr210244rUr12-6【解
5、】设无穷远处为电势零点，则 A、B 两点电势分别为 ； 20043ARU02068RUq 由 A 点运动到 B 点电场力作功00126qq注：也可以先求轴线上一点场强，用场强线积分计算12-7【答】均匀带电球体的电场能量大。因为半径相同且总电荷相等的球面和球体，其外部电场分布相同，具有相同的能量；但内部电场不同：球面内部场强为零，球体内部场强不为零，所以球体的电场能量大。第 13 章 静电场中的导体【例题精选】例 13-1 C例 13-2 C例 13-3 （见书上）例 13-4 （见书上） 大学物理下册学习指南例题练习题参考答案( 详解)4【练习题】13-1 D13-2 【解】三块无限大平行导
6、体板，作高斯面如图，知：E 1=1 0，E 2=2 0左边两极板电势差 U1=1d1 0，右边两极板电势差 U2=E2d2=2d2 0，而左板和右板构成等势体，中板自身是等势体，所以 U1= U2，则 1 2= d2 d1 13-3 【证】在导体壳内部作一包围 B 的内表面的闭合面，如图。设 B 内表面上带电荷 Q21，根据高斯定理，因导体内部场强 E 处处为零，故 ，得 120d()/sQSA21根据电荷守恒定律，设 B 外表面带电荷为 ，则 22由此可得 。 221QQ13-4 ； 。0dS第 14 章 静电场中的电介质【例题精选】例 14-1 B例 14-2 C例 14-3 (1) 增大
7、 ， 增大 (2) 增大 ， 增大 (3) 减小 ， 不变 例 14-4 ， 。Fd/2dC例 14-5 (见书上)例 14-6 (见书上)【练习题】14-1 04rqR14-2 r ， r 14-3 C14-4 B14-5 C大学物理下册学习指南例题练习题参考答案( 详解)514-6 【解】 （1）电容器充电后断开电源，则极板上所带的电量不变。故极板间的电势差和电场能量分别为 = =1000V， 5106 J。QUC1280.2162.0eQWC(2)设极板原间距为 d，增大为 2d 时，相应的电容量要变小，其值为 。而此时0/2CSd极板所带电量仍然不变。电场总能量改变为 =1.0105
8、J，电场能量的增加22/ /e量为 =5.0106J，由于把带电的电容器极板拉开时，外力需克服电场力作功，这部 eeW分外力所作的功就转化为电场能量了，或者说，电荷不变时，电容器内部的电场强度不变，但是场强存在的空间体积变成原来的两倍，总能量也就变为原来的两倍。第 15 章 稳恒磁场【例题精选】例 15-1 （见书上）例 15-2 （见书上） 例 15-3 （见书上）例 15-4 （见书上）例 15-5 D例 15-6 C例 15-7 环路 L 所包围的所有稳恒电流的代数和；环路 L 上的磁感强度例 15-8 答：第一说法对，第二说法不对因为围绕导线的积分路径只要是闭合的，不管在不在同一平面内
9、，也不管是否是圆，安培环路定理都成立例 15-9 （见书上）例 15-10 （见书上）【练习题】15-1 (1) (只有四分之一圆弧电流在 P 点产生 B ) 0O1428IBR(2) 0000 12(cos)(cos)242IIIIRR参考： 圆形载流导线圆心处的磁场： BO大学物理下册学习指南例题练习题参考答案( 详解)6一段载流直导线的磁场： cos(4210aIB15-2 （参考上一题，注意流过 ab 边与流过 ac,cb 边的电流关系） ；垂直纸面向里lI43015-3 D (参考 15-1，O 点 B 由圆形电流与无限长载流直导线产生，注意二者方向)15-4 B （参考例题 15-
10、2） dI=Idr a ； ； Bp=dra2IrdBo= 。dln2baooIIbdr15-5 解：带电圆盘转动时，可看作无数的电流圆环的磁场在 O 点的叠加 某一半径为 的圆环的磁场为 )/(0iB而 d)2/(d2i 100B正电部分产生的磁感强度为 rBr2d00负电部分产生的磁感强度为 )(0RRr 今 B215-6 ； 0 ； I00I15-7 D 15-8 C15-9 B （载流长直螺线管内的磁场： ）IBn015-10 解：建立坐标系，应用安培环路定理，左边电流产生的磁感应强度； 方向向里 x2I01右边电流产生的磁感应强度； 方向向外 )a3(IB02应用磁场叠加原理可得磁场
11、分布为， )(00xIxI)25(a的方向垂直 x 轴及图面向里 I a a I x O 2a 大学物理下册学习指南例题练习题参考答案( 详解)7第 16 章 磁力【例题精选】例 16-1 12 ； 12 （参考 洛伦兹力 ；回旋半径 ）qFvBmvRqB例 16-2 A (可以用安培力来判断各边受力情况，也可以用 判断出nMeNIS载流线圈所受磁力矩，然后判定转动方向)例 16-3 D (cd 处在 ab 的磁场中，可用安培力来判断)例 16-4 （见书上）例 16-5 （见书上）例 16-6 A；B；（参考闭合载流导线在磁场中磁力矩 ）neBmNIS例 16-7 0 （同上 ）NIS0nM
12、eBmsi【练习题】16-1 C 【 】22ds vSRq16-2 ； )2/(emB)/(2emB16-3 B16-4 D (用安培力来判断各边受力情况)16-5 C 16-6 解：在直线电流 上任意取一个小电流元 ，2IdlI2此电流元到长直线的距离为 ，无限长直线电流x1在小电流元处产生的磁感应强度为：，01IBx再利用 ，考虑到 ，有： ，dFIl0cos6dxl0120cos6IdxF 。012012lncos6baIbxa16-7 A （参考闭合载流导线在磁场中磁力矩 ）nMeBmNIS大学物理下册学习指南例题练习题参考答案( 详解)8第 17 章磁场中的磁介质【例题精选】例 17
13、-1 B例 17-2 答：不能 因为它并不是真正在磁介质表面流动的传导电流，而是由分子电流叠加而成，只是在产生磁场这一点上与传导电流相似例 17-3 A例 17-4 D 【练习题】17-1 C17-2 D17-3 I / (2r)； I / (2r)17-4 铁磁质；顺磁质；抗磁质17-5 矫顽力小 ；容易退磁17-6 B 解：磁场强度： 310210NHIAmL；0r0rBH第 18 章 电磁感应及电磁波【例题精选】例 18-1 B例 18-2 (见书上)例 18-3 (见书上)例 18-4 ； NaltIgn20解：利用动生电动势公式解决： vgt，()dvBdl02Ir大学物理下册学习指
14、南例题练习题参考答案( 详解)9 ，02dlvIr00lnln22vIgtIdd由右手定则判定： NMU例 18-5 (见书上)例 18-6 (见书上)例 18-7 D例 18-8 D例 18-9 (见书上)例 18-10 C例 18-11 D例 18-12 C例 18-13 B例 18-14 C例 18-15 垂直；横波；相同；同时【练习题】18-1 D18-2 C 【参考 】12d1221 RtIqtii18-3 解： n =1000 (匝/m) nIB0IaB022=210-1 sin 100 t (SI) tnNtdd210-1 A = 0.987 A RIm/18-4 ADCBA 绕
15、向；ADCBA 绕向18-5 解：建立坐标(如图) 则： 21B， xIB201)(20axI， 方向 a)(d xxId)1(20v2a x +dx 2a+b I I C D v x O x 大学物理下册学习指南例题练习题参考答案( 详解)10xd)1a2Idba0vbaI2(ln0v感应电动势方向为 CD，D 端电势较高 18-6 D 18-7 证明：取长直导线之一的轴线上一点作坐标原点，设电流为 I，则在两长直导线的平面上两线之间的区域中 B 的分布为rI20)(0rdI穿过单位长的一对导线所围面积（如图中阴影所示）的磁通为SBdrdrIad)1(20adIln0aILln018-8 0
16、.400 H； 28.8J （参考 和 ）dLIt21mWLI18-9 C18-10 C18-11 解：如图所示，由安培环路定理得导体内距中心轴为 r 处的磁感强度 B= ，在 r 处的磁能密度为 wm= = ，则单位R2I002B24R8I长度导线内所储藏的磁能为 Wm= = =R0rd20342drI。20I1618-12 证明：电场能量密度 21ewE磁场能量密度 2mH的量值关系：EHE2a d r I I O r R r I大学物理下册学习指南例题练习题参考答案( 详解)1122211e mwEHw18-13 （参考 ）820m/srcv18-14 能流密度矢量，其大小表示单位时间内流过与能量传输方向垂直的单位横截面积的能量，其方向为能量的传输方向； SEH
