大学物理C课后答案解析1.doc

【大学物理C】课后习题解答 在大学物理C的学习中，我们常常需要通过解决课后习题来深入理解并巩固所学概念。这里我们分析几道典型的题目，涉及电场、电势、磁场等多个核心知识点。 题5-2考察了库仑定律的应用。两个质量为m，带电量相同的球体静止时，绳子形成的角度为2θ。通过力的平衡，我们可以计算出每个小球所带的电量。关键公式是力的平衡条件，即两个绳子上的张力和重力平衡，利用正弦和余弦定律可以解出电量q，表达式为：tanθ = 4sin²θ/(mgl)，进一步简化得到q = (mgl*tanθ)/(2*sin²θ)。 题5-4探讨了带电直线产生的电场强度。对于长为l的均匀带电直导线，其上每段长度为dx的电荷在P点产生的场强可以用点电荷产生的场强公式进行计算，并对整个导线积分。对于点Q，由于对称性，只考虑垂直于导线方向的场强分量。最终，我们得出P点的场强E_P和Q点的场强E_Q的表达式，其中涉及到线密度λ和距离的关系。 题5-7涉及无限长同轴圆柱面上的电场强度。利用高斯定理，我们可以得知在不同位置的场强。当r<R时，场强为零；当r>R时，场强沿径向向外，大小为λ/2πε₀r；而当r介于两圆柱之间时，场强为λ/2πε₀r，但方向指向圆心。 题5-9和题5-10是关于电场力做功和电势的问题。在题5-9中，移动一个点电荷从O到C，电场力做的功可以通过积分路径上的电势差来计算。在题5-10中，电荷分布在绝缘细线上形成的环状结构，要求O点的场强和电势。通过考虑对称性和积分，可以找到场强的方向和大小，以及电势的总和。 题6-5考察的是电流产生的磁场。两根平行的无限长直导线中通有方向相反的电流，我们需要计算在A、B两点以及磁场为零的点的磁感应强度。依据安培环路定理和毕奥-萨伐尔定律，可以分别计算出A、B点的磁感应强度，而磁场为零的点位于两导线的外侧，距离导线2L的距离满足B=0的条件。 通过以上问题的解答，我们可以看到，大学物理C涵盖了电场、磁场、电势、力的平衡等多个基本概念，理解和掌握这些概念对于深入学习电磁学至关重要。同时，解决实际问题的能力，如正确应用物理定律、进行几何分析和数学运算，也是物理学学习中必不可少的技能。