大学物理习题集
下 册
物理教研室
2003年8月
目 录
部分物理常量┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄2 练习一 库伦定律 电场强度 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄2 练习二 电场强度(续) 电通量┄ ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3 练习三 高斯定理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5 练习四 静电场的环路定理 电势 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄7 练习五 电势梯度 静电能 静电场中的导体 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄9 练习六 静电场中的导体(续) 静电场中的电介质 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄10 练习七 静电场中的电介质(续) 电容 静电场的能量┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄12 练习八 静电场习题课 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄13 练习九 恒定电流 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄15 练习十 磁感应强度 毕奥—萨伐尔定律┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄17 练习十一 毕奥—萨伐尔定律(续) 磁场的高斯定理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄18 练习十二 安培环路定律 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄20 练习十三 洛伦兹力┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 22 练习十四 安培力 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄23 练习十五 静磁场中的磁介质 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄25 练习十六 静磁场习题课 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄27 练习十七 电磁感应定律 动生电动势┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄28 练习十八 感生电动势 自感┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄30 练习十九 自感(续) 互感 磁场的能量┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄32 练习二十 位移电流 麦克斯韦方程组 电磁波┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄34 练习二十一 电磁感应习题课 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄35 练习二十二 狭义相对论的基本原理及其时空观 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄37 练习二十三 相对论力学基础 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄39 练习二十四 热辐射 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄40 练习二十五 光电效应 康普顿效应┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄41 练习二十六 德布罗意波 不确定关系┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄43 练习二十七 薛定格方程 氢原子┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄44 练习二十八 近代物理习题课 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄46
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部 分 物 理 常 量
引力常量 G=6.67×10?11N2·m2·kg?2 重力加速度 g=9.8m/s?2
阿伏伽德罗常量 NA=6.02×1023mol?1 摩尔气体常量 R=8.31J·mol?1·K?1 标准大气压 1atm=1.013×105Pa 玻耳兹曼常量 k=1.38×10?23J·K?1 真空中光速 c=3.00×108m/s 电子质量 me=9.11×10?31kg
中子质量 mn=1.67×10?27kg 质子质量 mp=1.67×10?27kg 元电荷 e=1.60×10?19C
真空中电容率 ?0= 8.85×10-12 C2?N?1m?2
真空中磁导率 ?0=4?×107H/m=1.26×106H/m
－
－
普朗克常量 h = 6.63×1034 J ? s
-
维恩常量 b=2.897×103mK
-
斯特藩?玻尔兹常量 ? = 5.67×10?8 W/m2?K4
练习一 库仑定律 电场强度
一、选择题
1．一均匀带电球面，电荷面密度为?，球面内电场强度处处为零，球面上面元dS的一个电量为?dS的电荷元在球面内各点产生的电场强度
(A) 处处为零. (B) 不一定都为零. (C) 处处不为零. (D) 无法判定.
2．关于电场强度定义式E = F/q0，下列说法中哪个是正确的？ (A) 场强E的大小与试探电荷q0的大小成反比；
(B) 对场中某点，试探电荷受力F与q0的比值不因q0而变； (C) 试探电荷受力F的方向就是场强E的方向；
(D) 若场中某点不放试探电荷q0，则F = 0，从而E = 0.
3．图1.1所示为一沿x轴放置的“无限长”分段均匀带电直线,电荷线密度分别为?? ( x < 0)和?? ( x > 0)，则xOy平面上(0, a)点处的场强为:
(A )
?i.
2??0a+?
y ? (0, a) ?? O
图1.1
(B) 0.
?i.
4??0a?(i?j). (D)
4??0a(C)
x
4．下列说法中哪一个是正确的？
(A) 电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向.
2
(B) 在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的场强处处相同.
(C) 场强方向可由E= F/q定出，其中q为试验电荷的电量，q可正、可负，F为试验电荷所受的电场力.
(D) 以上说法都不正确.
5．如图1.2所示，在坐标(a, 0)处放置一点电荷+q，在坐标(?a,0)处放置另一点电荷?q，P点是x轴上的一点，坐标为(x, 0).当x >>a时，该点场强的大小为：
(A)
q4??0xq(B) .
4??0x2qa(C) 32??0xqa(D) . 3??0x.
y ?q ?a O ?q a P(x,0) x x 图1.2
二、填空题
1．如图1.3所示，两根相互平行的“无限
?1 ?2 y 长”均匀带正电直线1、2，相距为d，其电荷
线密度分别为?1和?2，则场强等于零的点与直
a 线1的距离a= .
+q ?q x 2．如图1.4所示,带电量均为+q的两个点电d
a ?a O 荷,分别位于x轴上的+a和－a位置.则y轴上1 2 图1.3 各点场强表达式为E= ,场图1.4
强最大值的位置在y= .
3.一电偶极子放在场强为E的匀强电场中,电矩的方向与电场强度方向成角?.已知作用在电偶极子上的力矩大小为M,则此电偶极子的电矩大小为 .
三、计算题
1．一半径为R的半球面，均匀地带有电荷,电荷面密度为?.求球心处的电场强度.
2．用绝缘细线弯成的半圆环,半径为R，其上均匀地带有正点荷Q, 试求圆心O处的电场强度.
练习二 电场强度(续) 电通量
一、选择题
1. 以下说法错误的是
(A) 电荷电量大,受的电场力可能小；
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