理力答案_第七、八章

《毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论》第七、八章练习题答案一、单项选择题（在备选答案中选出一个正确答案，将其标号写在题后括号内）1. 新时期改革开放的伟大开端是( A )A．十一届三中全会 B．十二大 C．十三大 D．十四大2.决定当代中国命运的关键选择是( D )A．改革B．开放C．现代化D．改革开放3.我国社会主义改革是一场新的革命,其性质是( C )A.解放生产力,发展生产力B.社会主义根本制度的根本变革C.社会主义制度自我完善和发展D.建立和完善社会主义市场经济体制4.“三个有利于”标准是( B )A．判断改革姓“社”姓“资”的标准B．判断改革和一切工作是非得失的标准C．判断一切改革政策的标准D．判断经济成就的标准5.新时期以来逐步形成的对外开放新格局是( C )A．对内改革、对外开放 B．“请进来”与“走出去”相结合C．全方位、多层次、宽领域 D．国内国际两个市场、两种资源相结合6.我国实行对外开放的立足点是( D )A．以我为主 B．以外向经济为主 C．保证国家安全 D．独立自主、自力更生7.正确处理改革、发展、稳定关系的主要结合点是( A )A．不断改善人民生活，维护好、实现好、发展好最广大人民的根本利益B．不断解放和发展生产力，为社会稳定、和谐奠定物质基础C．不断增强发展协调性，使现代化建设的各个环节又相互制约、又相互促进D．不断扩大社会主义民主，确保人民权益以及公平正义的实现8. 公有制经济包括（ D ）A 混合所有制经济B 中外合资经济C 中外合作经济D 国有经济、集体经济以及混合所有制中的国有成分和集体成分9.公有制的实现形式，具体指的是( C )A．社会主义经济制度的实现形式 B．公有资产的所有、占有、支配、使用的关系C．公有资产的组织形式和经营方式 D．公有资产的最终归属问题10股份制是公有还是私有，关键看（ D ）A.是为社会主义服务还是为资本主义服务B.是以公有制为基础还是以私有制为基础C.是实行社会主义市场经济还是实行资本主义市场经济D.谁掌握控股权11.如果国家拿出1亿元进行投资，组建一家国有独资公司，国家控制的资本总额是1亿元。

—————————————— 工程力学习题 ——————————————第一章 绪论思 考 题1） 现代力学有哪些重要的特征？2) 力是物体间的相互作用。

按其是否直接接触如何分类？试举例说明。

3） 工程静力学的基本研究内容和主线是什么？ 4） 试述工程力学研究问题的一般方法.第二章 刚体静力学基本概念与理论习 题2-1 求图中作用在托架上的合力F R 。

2-2， 求图中作用在耳环上的合力F R 。

2-3 F R 。

2-4 α。

使x 轴。

b ）合力为零。

习题2-2图(b)F 1F 1F 2(a )。

为提起木桩，欲使垂直向上的合力为F R =750N,且F 2α角。

o 点之矩。

2(d) (g) 习题2-6图 习题2-7图CDBA2—9 求图中力系的合力F R 及其作用位置。

F R 及其作用位置。

q 1=400N/m ，q 2=900N/m, 若欲使作用在.第三章 静力平衡问题习 题3-1 图示液压夹紧装置中，油缸活塞直径习题2-8图(d) (c)q ( c ) 图B习题2-11图 习题2-9图D=120mm ，压力p =6N/mm 2,若α=30︒， 求工件D 所受到的夹紧力F D 。

3—2 图中为利用绳索拔桩的简易方法。

若施加力F =300N ，α=0.1弧度，求拔桩力F AD 。

(提示 ：α较小时，有tg α≈α）。

•m ，l =0。

8m ，求梁A 、B 处的约束力。

3-4 若F 2=2F 1，求图示梁A 、B 处的约束力。

3q=15kN/m 和集中力偶3—DE 和压杆AC 处于水r=40mm ，a =120mm,b=60mm ，求在力F 作用下，工件受到的夹紧力.习题3-1图习题3-5图习题3-3图的反力。

3—8 汽车吊如图.车重W 1=26kN, 起吊装置重W 2=31kN,作用线通过B 点，起重臂重G =4。

5kN ，求最大起重量P max . （提示:起重量大到临界状态时,A 处将脱离接触,约束力为零.）3-9 求图示夹紧装置中工件受到的夹紧力F E 。

一．选择题（共11小题）1．用绳子系住水桶，手握住绳子从井中提水，手受到竖直向下的拉力，此拉力的施力物体是（）A．地球B．水桶C．绳子D．手2．关于力的概念，下列说法中错误的是（）A．力是物体对物体的作用B．物体受力的同时也一定在施力C．力是改变物体运动状态的原因D．只有接触的物体才能产生力的作用3．小红和小明站在冰面上静止．小明在后面推了小红一下，使小红向前滑去，同时，小明后退，这个现象不能说明（）A．力可以改变物体的运动状态B．力的作用效果与力的方向有关C．力的作用效果与力的作用点有关D．物体间力的作用是相互的4．如图是同一弹簧两次受力的情景．通过此实验可以探究力的作用效果与力的（）A．大小有关B．作用点有关C．方向有关D．大小、方向、作用点都有关5．下列过程中，有一个力的作用效果与其它三个不同类，它是（）A．水总是由高处向低处流B．进站的火车受阻力缓缓停下C．橡皮泥上留下漂亮指印D．小铁球受旁边磁铁吸引会转弯6．如图所示，用扳手拧紧螺母时，以同样大小的力分别作用在a、b、c点，关于力的作用效果，下列说法中正确的是（）A．作用在a点时，力的作用效果最明显B．作用在b点时，力的作用效果最明显C．作用在c点时，力的作用效果最明显D．作用在a、b、c三点时，力的作用效果是相同的7．王明同学用力提一桶水时，他对水桶施加一个提力，同时水桶对王明的手也施加一个拉力，则这两个力的三要素（）A．完全相同B．大小、方向都相同，作用点不同C．大小相同，方向和作用点都不同D．作用点相同，大小、方向都不同8．在足球场上，优秀运动员的脚踢在球的恰当的位置，球会划过一道弧线飞转过守门员而使球进入球门，这就是所谓的“香蕉球”．这里的：“恰当的位置”，从力的三要素分析是指力的（）A．大小B．方向C．作用点D．以上都是9．“5•1”期间，各县市都在开展各种丰富多彩的健民活动，如图所示为凯里体育馆旁甲乙两队进行拔河比赛的情景，其中乙队取胜，甲乙两队的拉力（）A．两队拉力一样大B．甲队拉力大…C．乙队拉力大D．无法判断10．如图，灯泡处于静止状态．与灯泡所受的重力相互作用的另一个力是（）A．灯泡对地球的作用力B．天花板对电线的拉力C．灯泡对电线的拉力D．电线对灯泡的拉力11．坐在船上的人用桨向后划水时，船就会前进．使船前进的力是（）A．人手作用在桨上的力B．水作用于桨上的力C．水作用于船体上的力D．桨作用于水上的力二．填空题（共5小题）12．在蹦床比赛中，运动员对蹦床向下施加力的同时，也受到蹦床对他向上的作用力，但这两个力的作用效果却不同，前者主要改变了蹦床的，后者主要改变了运动员的．13．如图所示，甲同学向前推乙同学时，甲同学反而向后运动，说明物体间力的作用是．乙同学由静止向前运动，说明力可以改变物体的．14．如图所示，用手指压圆珠笔芯，笔芯会弯曲，这个实验说明力可以改变物体的．同时手指感到疼痛，说明物体间力的作用是的．15．用如图所示的水壶提水时，手应提在水壶把手的处（选填“A”或“B”，下同）；把水壶里的水灌到保温瓶中去时，手应提在水壶把手的处．出现这样的差别主要是因为力的三要素中力的影响力的所导致的．16．如图所示，锲形物体A静止在斜面上（斜面固定不动），物体B放在A上．试对物体A进行受力分析，并画出受力分析图．~三．作图题（共2小题）17．如图所示，用细线将小球悬挂在竖直墙壁上，请画出小球所受重力及小球对墙壁压力的示意图．18．如图，一条长绳的一端固定在天花板上，另一端系一个小球做成一个摆．当球摆到图中所在位置时，画出小球所受重力和绳对小球拉力的示意图．四．实验探究题（共2小题）19．）力的作用效果与哪些因最有关呢？为了探究这个问题，小华设计了这样的实验，用一个弹性较好的钢片固定在桌边，在钢片上用细线挂钓码，通过钢片受力而发生形变来研究问题，如图所示是小华设计的实验的主要步骤，（小华使用的钩码规格相同）（1）通过比较甲和乙中钢片的形变程度，可以发现：力的作用效果与力的_____有关．（2）通过比较甲和丙中钢片的弯曲方向，可以发现：；（3）通过比较和中钢片的形变程度，可以发现：力的作用效果与力的作用点有关；（4）在本实验中，小华采用的方法叫做法．20．将一薄钢条的下端固定，分别用不同的力推它，F1=F3=F4＞F2，使其发生A、B、C、D各图中所示的形变，则（1）对比两图说明力的作用效果与力的大小有关；（2）对比两图说明力的作用效果与力的方向有关；（3）对比两图说明力的作用效果与力的作用点有关．一．选择题（共11小题）1．用绳子系住水桶，手握住绳子从井中提水，手受到竖直向下的拉力，此拉力的施力物体是（）A．地球B．水桶C．绳子D．手【解答】解：力是物体对物体的相互作用，拉力是绳子和手之间的相互作用．受力物体是手，施力物体是绳子．故选C．{2．关于力的概念，下列说法中错误的是（）A．力是物体对物体的作用B．物体受力的同时也一定在施力C．力是改变物体运动状态的原因D．只有接触的物体才能产生力的作用【解答】解：A、由力的概念知，力是物体对物体的作用．故A正确；B、因为物体间力的作用是相互的，所以物体受力的同时也一定在施力．故B正确；C、物体运动状态的改变是力作用的效果，所以力是改变物体运动状态的原因．故C正确{D、两个不相互接触的物体间，也会有力的作用．如磁铁吸引铁钉，故D错误．故选D．3．小红和小明站在冰面上静止．小明在后面推了小红一下，使小红向前滑去，同时，小明后退，这个现象不能说明（）A．力可以改变物体的运动状态B．力的作用效果与力的方向有关C．力的作用效果与力的作用点有关D．物体间力的作用是相互的】【解答】解：小红和小明站在冰面上静止．小明在后面推了小红一下，使小红向前滑去，同时，小明后退，即说明物体间力的作用是相互的；同时小红向前滑去说明力可以改变物体的运动状态，同时也表明力的作用效果与力的方向有关，但没有提到力的作用点的改变，所以题目中的信息不能体现出力的作用效果与力的作用点有关，故不能说明的是C选项；故选C．4．如图是同一弹簧两次受力的情景．通过此实验可以探究力的作用效果与力的（）A．大小有关B．作用点有关C．方向有关D．大小、方向、作用点都有关【解答】解：由图可知，用5N的力向上拉弹簧时，弹簧变长；用5N的力向下压弹簧时，弹簧变短；由此可见，在力的大小与作用点相同时，力的方向不同，力的作用效果不同．…故选C．5．下列过程中，有一个力的作用效果与其它三个不同类，它是（）A．水总是由高处向低处流B．进站的火车受阻力缓缓停下C．橡皮泥上留下漂亮指印D．小铁球受旁边磁铁吸引会转弯【解答】解：A、水总是由高处向低处流，水在重力作用下，速度越来越快，所以选项A属于力改变物体的运动状态；@B、进站的火车受阻力缓缓停下，速度在减小，所以选项B属于力改变物体的运动状态；C、橡皮泥上留下漂亮指印，橡皮泥的形状发生变化，所以选项C属于力改变物体的形状；D、小铁球受旁边磁铁吸引会转弯，小铁球的运动方向发生改变，所以选项D属于力改变物体的运动状态．故选C．6．（2016春•保定期中）如图所示，用扳手拧紧螺母时，以同样大小的力分别作用在a、b、c点，关于力的作用效果，下列说法中正确的是（）A．作用在a点时，力的作用效果最明显·B．作用在b点时，力的作用效果最明显C．作用在c点时，力的作用效果最明显D．作用在a、b、c三点时，力的作用效果是相同的【解答】解：力的三要素：力的大小、方向、作用点，力的三要素影响力的作用效果；在生活中用扳手拧螺丝，在远离螺母处用力更容易拧开，这是因为力的大小、方向一定时，力的作用点影响着力的作用效果；即力臂越长，力的作用效果越明显，故c点的效果最明显，故C正确．故选C．-7．王明同学用力提一桶水时，他对水桶施加一个提力，同时水桶对王明的手也施加一个拉力，则这两个力的三要素（）A．完全相同B．大小、方向都相同，作用点不同C．大小相同，方向和作用点都不同D．作用点相同，大小、方向都不同【解答】解：手对桶的提力和桶对手的拉力是一对相互作用力，它们作用在不同的物体上，所以作用点不同，方向相反，但大小相等，并且作用在同一直线上．故选C．~8．在足球场上，优秀运动员的脚踢在球的恰当的位置，球会划过一道弧线飞转过守门员而使球进入球门，这就是所谓的“香蕉球”．这里的：“恰当的位置”，从力的三要素分析是指力的（）A．大小B．方向C．作用点D．以上都是【解答】解：球会划过一道弧线飞转过守门员而使球进入球门是因为击球的作用点不同造成的．故选C．9．黔东南州2015年“5•1”期间，各县市都在开展各种丰富多彩的健民活动，如图所示为凯里体育馆旁甲乙两队进行拔河比赛的情景，其中乙队取胜，甲乙两队的拉力（）A．两队拉力一样大 B．甲队拉力大…C．乙队拉力大D．无法判断【解答】解：甲、乙两队进行拔河比赛，甲在拉乙的同时，乙也会给甲一个反作用力，甲对乙的力和乙对甲的力是作用力与反作用力的关系，所以两个力的大小相等．其中乙胜利的原因是乙与地面之间的摩擦力大于甲与地面之间的摩擦力．故选A．10．如图，灯泡处于静止状态．与灯泡所受的重力相互作用的另一个力是（）A．灯泡对地球的作用力B．天花板对电线的拉力!C．灯泡对电线的拉力D．电线对灯泡的拉力【解答】解：灯泡所受的重力与电线对灯泡的拉力，这两个力都作用在物体上，大小都等于其重力，方向相反，且在同一直线上．所以这两个力是一对平衡力．天花板对电线的拉力和灯泡对电线的拉力都是电线受到的，且大小都相等，方向相反，且在同一直线上．所以这两个力是一对平衡力．灯泡对地球的作用力和灯泡所受的重力，这两个力等大，反向，共线．是灯泡和地球这两个物体之间相互发生的．所以这两个力是一对作用力与反作用力．故选A．11．坐在船上的人用桨向后划水时，船就会前进．使船前进的力是（）A．人手作用在桨上的力B．水作用于桨上的力【C．水作用于船体上的力D．桨作用于水上的力【解答】解：A、人手作用在桨上的力，它的反作用力应该是桨作用给人手的，这两个力都不是直接使船前进的力，不合题意；B、水作用于桨上的力，推动了桨，进而推动了船，因此，这是使船前进的力，符合题意；C、水并没有直接作用于船体，推动船体前进，而是将力作用在桨上，不合题意；D、桨作用于水上的力方向是向后的，并不是使船前进的力，不合题意．故选B．二．填空题（共5小题）#12．在蹦床比赛中，运动员对蹦床向下施加力的同时，也受到蹦床对他向上的作用力，但这两个力的作用效果却不同，前者主要改变了蹦床的形状，后者主要改变了运动员的运动状态．【解答】解：运动员对蹦床向下施加力，是蹦床受的，效果是使蹦床发生形变；蹦床对运动员向上的作用力，是运动员受的，这个力使运动员由静止变为运动，所以这个力改变了运动员的运动状态．故答案为：形状、运动状态．13．如图所示，甲同学向前推乙同学时，甲同学反而向后运动，说明物体间力的作用是相互的．乙同学由静止向前运动，说明力可以改变物体的运动状态．【解答】解：因为物体间力的作用是相互的．甲同学在后面对乙施加了力的作用的同时，也受到了乙同学对他的反作用力，所以甲同学会向后运动．@因为力可以改变物体的运动状态，甲同学在后面对乙同学施加了力的作用，乙同学由静止向前运动，这个推力改变了乙同学的运动状态．故答案为：相互的；运动状态．14．如图所示，用手指压圆珠笔芯，笔芯会弯曲，这个实验说明力可以改变物体的形状．同时手指感到疼痛，说明物体间力的作用是相互的．【解答】解：用手指压圆珠笔芯使它弯曲，说明力可以改变物体的形状；手感觉疼痛，原因是手对圆珠笔芯施加力的作用的同时，受到圆珠笔芯的反作用力，说明力的作用是相互的．故答案为：形状；相互．15．用如图所示的水壶提水时，手应提在水壶把手的A处（选填“A”或“B”，下同）；把水壶里的水灌到保温瓶中去时，手应提在水壶把手的B处．出现这样的差别主要是因为力的三要素中力的作用点影响力的作用效果所导致的．【解答】解：力的作用点不同，产生的力的效果也就不同，用水壶提水时，手应提在水壶把手的A处，把水壶里的水灌到保温瓶中去时，手应提在水壶把手的B 处．故答案为：A；B；作用点；作用效果．16．如图所示，锲形物体A静止在斜面上（斜面固定不动），物体B放在A上．试对物体A进行受力分析，并画出受力分析图．~【解答】解：过物体A的重心沿竖直向下的方向画出两条带箭头的线段，分别用符号G和F表示；沿斜面向上的方向画一条带箭头的线段，用符号f表示；沿垂直于斜面向上的方向画一条带箭头的线段，用符号N表示．如图所示：三．作图题（共2小题）17．如图所示，用细线将小球悬挂在竖直墙壁上，请画出小球所受重力及小球对墙壁压力的示意图．【解答】解：重力的方向竖直向下，压力的作用点是球与墙壁的接触点，然后过作用点作垂直于墙壁，并指向墙里面的压力．如图所示：;18．如图，一条长绳的一端固定在天花板上，另一端系一个小球做成一个摆．当球摆到图中所在位置时，画出小球所受重力和绳对小球拉力的示意图．【解答】解：过球心作竖直向下的重力和沿绳子斜向上的拉力．如图所示：四．实验探究题（共2小题）19．）力的作用效果与哪些因最有关呢？为了探究这个问题，小华设计了这样的实验，用一个弹性较好的钢片固定在桌边，在钢片上用细线挂钓码，通过钢片受力而发生形变来研究问题，如图所示是小华设计的实验的主要步骤，（小华使用的钩码规格相同）（1）通过比较甲和乙中钢片的形变程度，可以发现：力的作用效果与力的大小有关．（2）通过比较甲和丙中钢片的弯曲方向，可以发现：力的作用效果与力的方向有关；（3）通过比较甲和丁中钢片的形变程度，可以发现：力的作用效果与力的作用点有关；（4）在本实验中，小华采用的方法叫做控制变量法．【解答】解：（1）通过比较甲和乙中钢片的形变程度，可以发现：甲中一个砝码弯曲程度比乙中两个砝码弯曲程度小，故力的作用效果与力的大小有关；（2）通过比较甲和丙中钢片的弯曲方向，可知，同样大小的力向上拉和向下拉效果不同，故力的作用效果与力的方向有关；（3）甲和丁力的作用点不同，在同样力的作用下效果不同，故力的作用效果与力的作用点有关；（4）这种研究问题的方法叫做控制变量法；故答案为：（1）大小；（2）力的作用效果与力的方向有关；（3）甲；丁；（4）控制变量．20．将一薄钢条的下端固定，分别用不同的力推它，F1=F3=F4＞F2，使其发生A、B、C、D各图中所示的形变，则（1）对比甲、乙两图说明力的作用效果与力的大小有关；（2）对比甲、丙两图说明力的作用效果与力的方向有关；（3）对比甲、丁两图说明力的作用效果与力的作用点有关．【解答】解：（1）图甲、乙，力的方向和作用点相同时，研究力的作用效果跟力的大小的关系，力越大钢条形变大；（2）图甲、丙，力的大小和作用点相同时，研究力的作用效果跟力的方向的关系，力的方向不同，钢条的形变不同；（3）图甲、丁，力的大小和力的方向相同时，研究力的作用效果跟力的作用点的关系，力的作用点不同，钢条的形变大小不同．故答案为：（1）甲、乙；（2）甲、丙；（3）甲、丁．。

第八章 电磁感应 电磁场8 －1 一根无限长平行直导线载有电流I ，一矩形线圈位于导线平面内沿垂直于载流导线方向以恒定速率运动（如图所示），则（ ） （A ） 线圈中无感应电流（B ） 线圈中感应电流为顺时针方向 （C ） 线圈中感应电流为逆时针方向 （D ） 线圈中感应电流方向无法确定分析与解 由右手定则可以判断，在矩形线圈附近磁场垂直纸面朝里，磁场是非均匀场，距离长直载流导线越远，磁场越弱．因而当矩形线圈朝下运动时，在线圈中产生感应电流，感应电流方向由法拉第电磁感应定律可以判定．因而正确答案为（B ）．8 －2 将形状完全相同的铜环和木环静止放置在交变磁场中，并假设通过两环面的磁通量随时间的变化率相等，不计自感时则（ ）（A ） 铜环中有感应电流，木环中无感应电流 （B ） 铜环中有感应电流，木环中有感应电流 （C ） 铜环中感应电动势大，木环中感应电动势小 （D ） 铜环中感应电动势小，木环中感应电动势大分析与解 根据法拉第电磁感应定律，铜环、木环中的感应电场大小相等， 但在木环中不会形成电流．因而正确答案为（A ）．8 －3 有两个线圈，线圈1 对线圈2 的互感系数为M 21 ，而线圈2 对线圈1的互感系数为M 12 ．若它们分别流过i 1 和i 2的变化电流且，并设由i 2变化在线圈1 中产生的互感电动势为ε12 ，由i 1 变化在线圈2 中产生的互感电动势为ε21 ，下述论断正确的是（ ）． （A ） ， （B ） ， （C ），ti t i d d d d 21<2112M M =1221εε=2112M M ≠1221εε≠2112M M =1221εε<（D ） ，分析与解 教材中已经证明M21 ＝M12 ，电磁感应定律；．因而正确答案为（D ）． 8 －4 对位移电流，下述四种说法中哪一种说法是正确的是（ ） （A ） 位移电流的实质是变化的电场（B ） 位移电流和传导电流一样是定向运动的电荷 （C ） 位移电流服从传导电流遵循的所有定律 （D ） 位移电流的磁效应不服从安培环路定理分析与解 位移电流的实质是变化的电场．变化的电场激发磁场，在这一点位移电流等效于传导电流，但是位移电流不是走向运动的电荷，也就不服从焦耳热效应、安培力等定律．因而正确答案为（A ）． 8 －5 下列概念正确的是（ ） （A ） 感应电场是保守场（B ） 感应电场的电场线是一组闭合曲线（C ） ，因而线圈的自感系数与回路的电流成反比 （D ） ，回路的磁通量越大，回路的自感系数也一定大分析与解 对照感应电场的性质，感应电场的电场线是一组闭合曲线．因而 正确答案为（B ）．8 －6 一铁心上绕有线圈100匝，已知铁心中磁通量与时间的关系为，求在时，线圈中的感应电动势．分析 由于线圈有N 匝相同回路，线圈中的感应电动势等于各匝回路的感应电动势的代数和，在此情况下，法拉第电磁感应定律通常写成，其中称为磁链． 解 线圈中总的感应电动势当 时，．8 －7 有两根相距为d 的无限长平行直导线，它们通以大小相等流向相反的电流，且电流均以的变化率增长．若有一边长为d 的正方形线圈与两导线处于同一平面内，如图所示．求线圈中的感应电动势．2112M M =1221εε<t i M εd d 12121=tiM εd d 21212=LI Φm =LI Φm =()Wb π100sin 100.85t Φ⨯=s 100.12-⨯=t tψt ΦN ξd d d d -=-=ΦN ψ=()()t tΦNξπ100cos 51.2d d =-=s 100.12-⨯=t V 51.2=ξtId d分析 本题仍可用法拉第电磁感应定律来求解．由于回路处在非均匀磁场中，磁通量就需用来计算（其中B 为两无限长直电流单独存在时产生的磁感强度B 1 与B 2 之和）．为了积分的需要，建立如图所示的坐标系．由于B 仅与x 有关，即，故取一个平行于长直导线的宽为ｄx 、长为d 的面元ｄS ，如图中阴影部分所示，则，所以，总磁通量可通过线积分求得（若取面元，则上述积分实际上为二重积分）．本题在工程技术中又称为互感现象，也可用公式求解．解1 穿过面元ｄS 的磁通量为因此穿过线圈的磁通量为再由法拉第电磁感应定律，有解2 当两长直导线有电流I 通过时，穿过线圈的磁通量为线圈与两长直导线间的互感为tΦξd d -=⎰⋅=SΦS B d ()B B x =x d S d d =y x S d d d =tl ME M d d -=()x d xIμx d d x I μΦd π2d π2d d d d 0021-+=⋅+⋅=⋅=S B S B S B ()43ln π2d π2d π2d 02020Id μx x Id μx d x Id μΦΦd d dd=-+==⎰⎰⎰tI d μt ΦE d d 43ln π2d d 0⎪⎭⎫ ⎝⎛=-=43ln π20dI μΦ=43ln π20d μI ΦM ==当电流以变化时，线圈中的互感电动势为 试想：如线圈又以速率v 沿水平向右运动，如何用法拉第电磁感应定律求图示位置的电动势呢？此时线圈中既有动生电动势，又有感生电动势．设时刻t ，线圈左端距右侧直导线的距离为ξ，则穿过回路的磁通量，它表现为变量I 和ξ的二元函数，将Φ代入 即可求解，求解时应按复合函数求导，注意，其中，再令ξ＝d 即可求得图示位置处回路中的总电动势．最终结果为两项，其中一项为动生电动势，另一项为感生电动势．8 －8 有一测量磁感强度的线圈，其截面积S ＝4.0 cm 2 、匝数N ＝160 匝、电阻R ＝50Ω．线圈与一内阻R i ＝30Ω的冲击电流计相连．若开始时，线圈的平面与均匀磁场的磁感强度B 相垂直，然后线圈的平面很快地转到与B 的方向平行．此时从冲击电流计中测得电荷值．问此均匀磁场的磁感强度B 的值为多少？ 分析 在电磁感应现象中，闭合回路中的感应电动势和感应电流与磁通量变化的快慢有关，而在一段时间内，通过导体截面的感应电量只与磁通量变化的大小有关，与磁通量变化的快慢无关．工程中常通过感应电量的测定来确定磁场的强弱．解 在线圈转过90°角时，通过线圈平面磁通量的变化量为因此，流过导体截面的电量为则 8 －9 如图所示，一长直导线中通有I ＝5.0 A 的电流，在距导线9.0 cm 处，放一面积为0.10 cm 2 ，10 匝的小圆线圈，线圈中的磁场可看作是均匀的．今在1.0 ×10－2 s 内把此线圈移至距长直导线10.0 cm 处．求：（1） 线圈中平均感应电动势；（2） 设线圈的电阻为1.0×10－2Ω，求通过线圈横截面的感应电荷．tld d tI d μt I ME d d 43ln π2d d 0⎪⎭⎫ ⎝⎛=-=()ξf ΦS,1d =⋅=⎰S B tΦE d d -=v =tξd d 54.010C q -=⨯NBS NBS ΦΦΦ=-=-=0Δ12ii R R NBSR R Φq +=+=Δ()T 050.0=+=NSR R q B i分析 虽然线圈处于非均匀磁场中，但由于线圈的面积很小，可近似认为穿过线圈平面的磁场是均匀的，因而可近似用来计算线圈在始、末两个位置的磁链． 解 （1） 在始、末状态，通过线圈的磁链分别为, 则线圈中的平均感应电动势为电动势的指向为顺时针方向．（2） 通过线圈导线横截面的感应电荷为8 －10 如图（ａ）所示，把一半径为R 的半圆形导线OP 置于磁感强度为B 的均匀磁场中，当导线以速率v 水平向右平动时，求导线中感应电动势E 的大小，哪一端电势较高？NBS ψ=1011π2r IS μN S NB ψ==2022π2r ISμN S NB ψ==V 1011.111πΔ2ΔΔ8210-⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-==r r t IS μN t ΦE tΦE d d -=分析 本题及后面几题中的电动势均为动生电动势，除仍可由求解外（必须设法构造一个闭合回路），还可直接用公式求解．在用后一种方法求解时，应注意导体上任一导线元ｄl 上的动生电动势.在一般情况下，上述各量可能是ｄl 所在位置的函数．矢量（v ×B ）的方向就是导线中电势升高的方向．解1 如图（ｂ）所示，假想半圆形导线O P 在宽为2R 的静止形导轨上滑动，两者之间形成一个闭合回路．设顺时针方向为回路正向，任一时刻端点O 或 端点P 距 形导轨左侧距离为x ，则即由于静止的 形导轨上的电动势为零，则E ＝－2R v B ．式中负号表示电动势的方向为逆时针，对OP 段来说端点P 的电势较高．解2 建立如图（c ）所示的坐标系，在导体上任意处取导体元ｄl ，则由矢量（v ×B ）的指向可知，端点P 的电势较高．解3 连接OP 使导线构成一个闭合回路．由于磁场是均匀的，在任意时刻，穿过回路的磁通量常数.由法拉第电磁感应定律可知，E ＝0 又因 E ＝E OP ＋E PO 即 E OP ＝－E PO ＝2R v B由上述结果可知，在均匀磁场中，任意闭合导体回路平动所产生的动生电动势为零；而任意曲线形导体上的动生电动势就等于其两端所连直线形导体上的动生电动势．上述求解方法是叠加思想的逆运用，即补偿的方法． 8 －11 长为L 的铜棒，以距端点r 处为支点，以角速率ω绕通过支点且垂直于铜棒的轴转动.设磁感强度为B 的均匀磁场与轴平行，求棒两端的电势差．tΦE d d -=()l B d ⋅⨯=⎰lE v ()l B d d ⋅⨯=v E B R Rx Φ⎪⎭⎫⎝⎛+=2π212B R txRB t ΦE v 2d d 2d d -=-=-=()θR θB l θB E o d cos d cos 90sin d d v v ==⋅⨯=l B v B R θθBR E v v 2d cos d E π/2π/2===⎰⎰-==BS ΦtΦE d d -=分析 应该注意棒两端的电势差与棒上的动生电动势是两个不同的概念，如同电源的端电压与电源电动势的不同．在开路时，两者大小相等，方向相反（电动势的方向是电势升高的方向，而电势差的正方向是电势降落的方向）．本题可直接用积分法求解棒上的电动势，亦可以将整个棒的电动势看作是O A 棒与O B 棒上电动势的代数和，如图（ｂ）所示．而E O A 和E O B 则可以直接利用第８ －2 节例1 给出的结果． 解1 如图（ａ）所示，在棒上距点O 为l 处取导体元ｄl ，则因此棒两端的电势差为当L ＞2r 时，端点A 处的电势较高解2 将AB 棒上的电动势看作是O A 棒和O B 棒上电动势的代数和，如图（ｂ）所示．其中, 则8 －12 如图所示，长为L 的导体棒OP ，处于均匀磁场中，并绕OO ′轴以角速度ω旋转，棒与转轴间夹角恒为θ，磁感强度B 与转轴平行．求OP 棒在图示位置处的电动势．()()r L lB ωl lB ωE L-rr ABAB 221d d --=-=⋅⨯=⎰⎰-l B v ()r L lB ωE U AB AB 221--==221r ωB E OA =()221r L B ωE OB -=()r L BL ωE E E OB OA AB 221--=-=分析 如前所述，本题既可以用法拉第电磁感应定律 计算（此时必须构造一个包含OP 导体在内的闭合回路， 如直角三角形导体回路OPQO ），也可用来计算．由于对称性，导体OP 旋转至任何位置时产生的电动势与图示位置是相同的． 解1 由上分析，得由矢量的方向可知端点P 的电势较高．解2 设想导体OP 为直角三角形导体回路OPQO 中的一部分，任一时刻穿 过回路的磁通量Φ为零，则回路的总电动势显然，E QO ＝0，所以由上可知，导体棒OP 旋转时，在单位时间内切割的磁感线数与导体棒QP 等效．后者是垂直切割的情况． 8 －13 如图（ａ）所示，金属杆AB 以匀速平行于一长直导线移动，此导线通有电流I ＝40A．求tΦE d d -=()l B d ⋅⨯=⎰lE v ()l B d ⋅⨯=⎰OPOP E v l αB lo d cos 90sin ⎰=v ()()l θB θωlo d 90cos sin ⎰-=l ()⎰==L θL B ωl l θB ω022sin 21d sin B ⨯v QO PQ OP E E E tΦE ++==-=0d d ()221PQ B ωE E E QO PQ OP ==-=12.0m s -=⋅v杆中的感应电动势，杆的哪一端电势较高？分析 本题可用两种方法求解．（1） 用公式求解，建立图（a ）所示的坐标系，所取导体元，该处的磁感强度．（2） 用法拉第电磁感应定律求解，需构造一个包含杆AB 在内的闭合回路．为此可设想杆AB 在一个静止的形导轨上滑动，如图（ｂ）所示．设时刻t ，杆AB 距导轨下端CD 的距离为y ，先用公式求得穿过该回路的磁通量，再代入公式，即可求得回路的电动势，亦即本题杆中的电动势．解1 根据分析，杆中的感应电动势为式中负号表示电动势方向由B 指向A ，故点A 电势较高．解2 设顺时针方向为回路AB CD 的正向，根据分析，在距直导线x 处，取宽为ｄx 、长为y 的面元ｄS ，则穿过面元的磁通量为穿过回路的磁通量为回路的电动势为由于静止的形导轨上电动势为零，所以()l B d ⋅⨯=⎰lE v x l d d =xIμB π20=⎰⋅=SΦS B d tΦE d d -=()V 1084.311ln 2πd 2πd d 50m1.1m 1.00-⨯-=-=-==⋅⨯=⎰⎰vv v I μx x μxl E ABAB l B x y xIμΦd 2πd d 0=⋅=S B 11ln 2πd 2πd 0m1.1m 1.00⎰⎰-===SIyμx y x I μΦΦV 1084.32πd d 11ln 2πd d 500-⨯-=-=-=-=Iyμt y x I μt ΦE式中负号说明回路电动势方向为逆时针，对AB 导体来说，电动势方向应由B 指向A ，故点A 电势较高． 8 －14 如图（ａ）所示，在“无限长”直载流导线的近旁，放置一个矩形导体线框，该线框在垂直于导线方向上以匀速率v 向右移动，求在图示位置处，线框中感应电动势的大小和方向．分析 本题亦可用两种方法求解．其中应注意下列两点：1．当闭合导体线框在磁场中运动时，线框中的总电动势就等于框上各段导体中的动生电动势的代数和．如图（ａ）所示，导体eh 段和fg 段上的电动势为零［此两段导体上处处满足］，因而线框中的总电动势为其等效电路如图（ｂ）所示．2．用公式求解，式中Φ是线框运动至任意位置处时，穿过线框的磁通量．为此设时刻t 时，线框左边距导线的距离为ξ，如图（c ）所示，显然ξ是时间t 的函数，且有．在求得线框在任意位置处的电动势E（ξ）后，再令ξ＝d ，即可得线框在题目所给位置处的电动势． 解1 根据分析，线框中的电动势为由E ef ＞E hg 可知，线框中的电动势方向为efgh ．解2 设顺时针方向为线框回路的正向．根据分析，在任意位置处，穿过线框的磁通量为相应电动势为V 1084.35-⨯-==E EAB ()0l B =⋅⨯d v ()()()()hg ef hgefghefE E E -=⋅⨯-⋅⨯=⋅⨯+⋅⨯=⎰⎰⎰⎰l B l B l B l B d d d d v v v v tΦE d d -=v =tξd d hg ef E E E -=()()⎰⎰⋅⨯-⋅⨯=hgefl B l B d d v v ()⎰⎰+-=2201000d 2πd 2πl l l l d I μl d I μvv ()1202πl d I I μ+=1vI ()()ξl ξξx Il μdx ξx Il μΦl 120020ln π2π21++=+=⎰令ξ＝d ，得线框在图示位置处的电动势为由E ＞0 可知，线框中电动势方向为顺时针方向．*8 －15 有一长为l ，宽为b 的矩形导线框架，其质量为m ，电阻为R ．在t ＝0时，框架从距水平面y ＝0 的上方h 处由静止自由下落，如图所示．磁场的分布为：在y ＝0 的水平面上方没有磁场；在y ＝0 的水平面下方有磁感强度为B 的均匀磁场，B 的方向垂直纸面向里．已知框架在时刻t 1 和t 2 的位置如图中所示．求在下述时间内，框架的速度与时间的关系：（1） t 1 ≥t ＞0，即框架进入磁场前；（2） t 2 ≥t ≥t 1 ，即框架进入磁场， 但尚未全部进入磁场；（3）t ＞t 2 ，即框架全部进入磁场后．分析 设线框刚进入磁场（t 1 时刻）和全部进入磁场（t 2 时刻）的瞬间，其速度分别为v 10 和v 20 ．在情况（1）和（3）中，线框中无感应电流，线框仅在重力作用下作落体运动，其速度与时间的关系分别为v ＝gt （t ＜t 1）和v ＝v 20 ＋g （t －t 2 ）（t ＞t 2 ）．而在t 1＜t ＜t 2这段时间内，线框运动较为复杂，由于穿过线框回路的磁通量变化，使得回路中有感应电流存在，从而使线框除受重力外，还受到一个向上的安培力F A ，其大小与速度有关，即．根据牛顿运动定律，此时线框的运动微分方程为，解此微分方程可得t 1＜t ＜t 2 时间内线框的速度与时间的关系式．解 （1） 根据分析，在时间内，线框为自由落体运动，于是其中时，()()1120π2d d l ξξl l I μt ΦξE +=-=v ()1120π2l d d l l I μE +=v ()A A F F =v ()tvv d d mF mg A =-1t t ≤()11t t gt ≤=v 1t t =gh 2101==v v（2） 线框进入磁场后，受到向上的安培力为根据牛顿运动定律，可得线框运动的微分方程令，整理上式并分离变量积分，有积分后将代入，可得（3） 线框全部进入磁场后（t ＞t 2），作初速为v 20 的落体运动，故有8 －16 有一磁感强度为B 的均匀磁场，以恒定的变化率在变化．把一块质量为m 的铜，拉成截面半径为r 的导线，并用它做成一个半径为R 的圆形回路．圆形回路的平面与磁感强度B 垂直．试证：这回路中的感应电流为式中ρ 为铜的电阻率，d 为铜的密度．解 圆形回路导线长为，导线截面积为，其电阻R ′为在均匀磁场中，穿过该回路的磁通量为，由法拉第电磁感应定律可得回路中的感应电流为而，即，代入上式可得v Rl B IlB F A 22==tv m v d d 22=-R l B mg mRl B K 22=⎰⎰=-t t t g 110d d vv Kv vgh 210=v ()()[]1212t t K e gh K g g K----=v ()()()[]()222031221t t g e gh K g g Kt t g t t K -+--=-+=--v v td d Btd d π4Bd ρm I =πR 22πr 22rR ρS l ρR =='BS Φ=tt t d d 2πd d π1d d 122B ρRr B R R ΦR R E I ='='='=2ππ2r R d m =dmRr π2π2=td d π4Bd ρm I =8 －17 半径为R ＝2.0 cm 的无限长直载流密绕螺线管，管内磁场可视为均匀磁场，管外磁场可近似看作零．若通电电流均匀变化，使得磁感强度B 随时间的变化率为常量，且为正值，试求：（1） 管内外由磁场变化激发的感生电场分布；（2） 如，求距螺线管中心轴r ＝5．0 cm 处感生电场的大小和方向．分析 变化磁场可以在空间激发感生电场，感生电场的空间分布与场源———变化的磁场（包括磁场的空间分布以及磁场的变化率等）密切相关，即.在一般情况下，求解感生电场的分布是困难的．但对于本题这种特殊情况，则可以利用场的对称性进行求解．可以设想，无限长直螺线管内磁场具有柱对称性，其横截面的磁场分布如图所示．由其激发的感生电场也一定有相应的对称性，考虑到感生电场的电场线为闭合曲线，因而本题中感生电场的电场线一定是一系列以螺线管中心轴为圆心的同心圆．同一圆周上各点的电场强度E k 的大小相等，方向沿圆周的切线方向．图中虚线表示r ＜R 和r ＞R 两个区域的电场线．电场线绕向取决于磁场的变化情况，由楞次定律可知，当时，电场线绕向与B 方向满足右螺旋关系；当 时，电场线绕向与前者相反．解 如图所示，分别在r ＜R 和r ＞R 的两个区域内任取一电场线为闭合回路l （半径为r 的圆），依照右手定则，不妨设顺时针方向为回路正向． （1） r ＜R ，r ＞R ，td d B1s T 010.0d d -⋅=tBtd d B S Bl E d d ⋅∂∂-=⎰⎰S S k t 0d d <t B 0d d >tBtB r t r E E k lk d d πd d d π2d 2-=⋅-=⋅=⋅=⎰⎰S B l E tBr E k d d 2-=tB R t r E E k l k d d πd d d π2d 2-=⋅-=⋅=⋅=⎰⎰S B l E tBr R E k d d 22-=由于，故电场线的绕向为逆时针． （2） 由于r ＞R ，所求点在螺线管外，因此将r 、R 、的数值代入，可得，式中负号表示E k 的方向是逆时针的． 8 －18 在半径为R 的圆柱形空间中存在着均匀磁场，B 的方向与柱的轴线平行．如图（ａ）所示，有一长为l的金属棒放在磁场中，设B 随时间的变化率为常量．试证：棒上感应电动势的大小为分析 变化磁场在其周围激发感生电场，把导体置于感生电场中，导体中的自由电子就会在电场力的作用下移动，在棒内两端形成正负电荷的积累，从而产生感生电动势．由于本题的感生电场分布与上题所述情况完全相同，故可利用上题结果，由计算棒上感生电动势．此外，还可连接OP 、OQ ，设想PQOP 构成一个闭合导体回路，用法拉第电磁感应定律求解，由于OP 、OQ 沿半径方向，与通过该处的感生电场强度E k 处处垂直，故，OP 、OQ 两段均无电动势，这样，由法拉第电磁感应定律求出的闭合回路的总电动势，就是导体棒PQ 上的电动势． 证1 由法拉第电磁感应定律，有证2 由题８ －17可知，在r ＜R 区域，感生电场强度的大小 设PQ 上线元ｄx 处，E k 的方向如图（b ）所示，则金属杆PQ 上的电动势为0d d >tBtB r R E k d d 22-=tB d d 15m V 100.4--⋅⨯-=k E tBdd ⎰⋅=lk E l E d 0d =⋅l E k 22Δ22d d d d d d ⎪⎭⎫⎝⎛-==-==l R l t B t B S t ΦE E PQtBr E k d d 2=讨论 假如金属棒PQ 有一段在圆外，则圆外一段导体上有无电动势？ 该如何求解？8 －19 截面积为长方形的环形均匀密绕螺绕环，其尺寸如图（ａ）所示，共有N 匝（图中仅画出少量几匝），求该螺绕环的自感L ．分析 如同电容一样，自感和互感都是与回路系统自身性质（如形状、匝数、介质等）有关的量．求自感L 的方法有两种：1．设有电流I 通过线圈，计算磁场穿过自身回路的总磁通量，再用公式计算L ．2．让回路中通以变化率已知的电流，测出回路中的感应电动势E L ，由公式计算L ．式中E L 和都较容易通过实验测定，所以此方法一般适合于工程中．此外，还可通过计算能量的方法求解．解 用方法1 求解，设有电流I 通过线圈，线圈回路呈长方形，如图（ｂ）所示，由安培环路定理可求得在R 1 ＜r ＜R 2 范围内的磁场分布为由于线圈由N 匝相同的回路构成，所以穿过自身回路的磁链为则若管中充满均匀同种磁介质，其相对磁导率为μr ，则自感将增大μr 倍．()()222202/2d d d 2/d d 2d cos d l R l t B x r l R t B r x θE E lk k PQ -=-==⋅=⎰⎰x E IΦL =tI E L Ld /d =t I d d xNIμB π20=12200lnπ2d π2d 21R R hI N μx h x NI μN N ψSR R ==⋅=⎰⎰S B 1220lnπ2R R h N μI ψL =8 －20 如图所示，螺线管的管心是两个套在一起的同轴圆柱体，其截面积分别为S 1 和S 2 ，磁导率分别为μ1 和μ2 ，管长为l ，匝数为N ，求螺线管的自感．（设管的截面很小）分析 本题求解时应注意磁介质的存在对磁场的影响．在无介质时，通电螺线管内的磁场是均匀的，磁感强度为B 0 ，由于磁介质的存在，在不同磁介质中磁感强度分别为μ1 B 0 和μ2 B 0 ．通过线圈横截面的总磁通量是截面积分别为S 1 和S 2 的两部分磁通量之和．由自感的定义可解得结果． 解 设有电流I 通过螺线管，则管中两介质中磁感强度分别为, 通过N 匝回路的磁链为则自感8 －21 有两根半径均为a 的平行长直导线，它们中心距离为d ．试求长为l 的一对导线的自感（导线内部的磁通量可略去不计）．I L N μnl μB 111==I LN μnl μB 222==221121S NB S NB ΨΨΨ+=+=2211221S μS μlN I ψL L L +==+=分析 两平行长直导线可以看成无限长但宽为d 的矩形回路的一部分．设在矩形回路中通有逆时针方向电流I ，然后计算图中阴影部分（宽为d 、长为l ）的磁通量．该区域内磁场可以看成两无限长直载流导线分别在该区域产生的磁场的叠加．解 在如图所示的坐标中，当两导线中通有图示的电流I 时，两平行导线间的磁感强度为穿过图中阴影部分的磁通量为则长为l 的一对导线的自感为如导线内部磁通量不能忽略，则一对导线的自感为．L 1 称为外自感，即本题已求出的L ，L 2 称为一根导线的内自感．长为l 的导线的内自感，有兴趣的读者可自行求解． 8 －22 如图所示，在一柱形纸筒上绕有两组相同线圈AB 和A ′B ′，每个线圈的自感均为L ，求：（1） A 和A ′相接时，B 和B ′间的自感L 1 ；（2） A ′和B 相接时，A 和B ′间的自感L 2 ．分析 无论线圈AB 和A ′B ′作哪种方式连接，均可看成一个大线圈回路的两个部分，故仍可从自感系数的定义出发求解．求解过程中可利用磁通量叠加的方法，如每一组载流线圈单独存在时穿过自身回路的磁通量为Φ，则穿过两线圈回路的磁通量为2Φ；而当两组线圈按（1）或（2）方式连接后，则穿过大线圈回路的总磁通量为2Φ±2Φ，“ ±”取决于电流在两组线圈中的流向是相同或是相反．解 （1） 当A 和A ′连接时，AB 和A ′B ′线圈中电流流向相反，通过回路的磁通量亦相反，故总通量为，故L 1 ＝0．（2） 当A ′和B 连接时，AB 和A ′B ′线圈中电流流向相同，通过回路的磁通量亦相同，故总通量为，()r d Iμr I μB -+=π2π200aa d l μr Bl ΦSad a-==⋅=⎰⎰-ln πd d 0S B aad l μI ΦL -==ln π0212L L L +=8π02lμL=0221=-=ΦΦΦΦΦΦΦ4222=+=故． 本题结果在工程实际中有实用意义，如按题（1）方式连接，则可构造出一个无自感的线圈．8 －23 如图所示，一面积为4.0 cm 2 共50 匝的小圆形线圈A ，放在半径为20 cm 共100 匝的大圆形线圈B 的正中央，此两线圈同心且同平面．设线圈A 内各点的磁感强度可看作是相同的．求：（1） 两线圈的互感；（2） 当线圈B 中电流的变化率为－50 A·ｓ－1 时，线圈A 中感应电动势的大小和方向．分析 设回路Ⅰ中通有电流I 1 ，穿过回路Ⅱ的磁通量为Φ21 ，则互感M ＝M 21 ＝Φ21I 1 ；也可设回路Ⅱ通有电流I 2 ，穿过回路Ⅰ的磁通量为Φ12 ，则 ． 虽然两种途径所得结果相同，但在很多情况下，不同途径所涉及的计算难易程度会有很大的不同．以本题为例，如设线圈B 中有电流I 通过，则在线圈A 中心处的磁感强度很易求得，由于线圈A 很小，其所在处的磁场可视为均匀的，因而穿过线圈A 的磁通量Φ≈BS ．反之，如设线圈A 通有电流I ，其周围的磁场分布是变化的，且难以计算，因而穿过线圈B 的磁通量也就很难求得，由此可见，计算互感一定要善于选择方便的途径． 解 （1） 设线圈B 有电流I 通过，它在圆心处产生的磁感强度穿过小线圈A 的磁链近似为 则两线圈的互感为（2） 互感电动势的方向和线圈B 中的电流方向相同．8 －24 如图所示，两同轴单匝线圈A 、C 的半径分别为R 和r ，两线圈相距为d ．若r 很小，可认为线圈A 在线圈C 处所产生的磁场是均匀的．求两线圈的互感．若线圈C 的匝数为N 匝，则互感又为多少？L IΦI ΦL 4422===21212I ΦM M ==RIμN B B200=A BA A A A S RIμN N S B N ψ200==H 1028.6260-⨯===RSμN N I ψM A B A A V 1014.3d d 4-⨯=-=tIME A解 设线圈A 中有电流I 通过，它在线圈C 所包围的平面内各点产生的磁 感强度近似为穿过线圈C 的磁通为则两线圈的互感为若线圈C 的匝数为N 匝，则互感为上述值的N 倍．8 －25 如图所示，螺绕环A 中充满了铁磁质，管的截面积S 为2.0 cm 2 ，沿环每厘米绕有100 匝线圈，通有电流I 1 ＝4.0 ×10 －2 A ，在环上再绕一线圈C ，共10 匝，其电阻为0.10 Ω，今将开关Ｓ 突然开启，测得线圈C 中的感应电荷为2.0 ×10－3C ．求：当螺绕环中通有电流I 1 时，铁磁质中的B 和铁磁质的相对磁导率μr ．分析 本题与题８ －８ 相似，均是利用冲击电流计测量电磁感应现象中通过回路的电荷的方法来计算磁场的磁感强度．线圈C 的磁通变化是与环形螺线管中的电流变化相联系的．()2/322202dR IR μB +=()22/32220π2r dR IR μBS ψC +==()2/3222202πd R R r μI ψM +==解 当螺绕环中通以电流I 1 时，在环内产生的磁感强度则通过线圈C 的磁链为设断开电源过程中，通过C 的感应电荷为q C ，则有由此得相对磁导率8 －26 一个直径为0.01 m ，长为0.10 m 的长直密绕螺线管，共1 000 匝线圈，总电阻为7.76 Ω．求：（1） 如把线圈接到电动势E ＝2.0 V 的电池上，电流稳定后，线圈中所储存的磁能有多少？ 磁能密度是多少？*（2） 从接通电路时算起，要使线圈储存磁能为最大储存磁能的一半，需经过多少时间？分析 单一载流回路所具有的磁能，通常可用两种方法计算：（1） 如回路自感为L （已知或很容易求得），则该回路通有电流I 时所储存的磁能，通常称为自感磁能．（2） 由于载流回路可在空间激发磁场，磁能实际是储存于磁场之中，因而载流回路所具有的能量又可看作磁场能量，即，式中为磁场能量密度，积分遍及磁场存在的空间．由于，因而采用这种方法时应首先求载流回路在空间产生的磁感强度B 的分布．上述两种方法还为我们提供了计算自感的另一种途径，即运用求解L ．解 （1） 密绕长直螺线管在忽略端部效应时，其自感，电流稳定后，线圈中电流，则线圈中所储存的磁能为在忽略端部效应时，该电流回路所产生的磁场可近似认为仅存在于螺线管中，并为均匀磁场，故磁能密度 处处相等， 110I n μμB r =S I n μμN BS N ψr c 11022==()RS I n μμN ψR ψR qc r c c 110201Δ1=--=-=T 10.02110===SN RqcI n μμB r 1991102==I n μS N Rqcμr 221LI W m =V w W Vmm d ⎰=mwμB w m 22=V w LI V m d 212⎰=l S N L 2=REI =J 1028.3221522202-⨯===lRSE N μLI W m m w 3m J 17.4-⋅==SLW w mm。

2022年初中物理《八下第七章力》重力（选择题）真题模拟练习题+答案及解析姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________题型选择题填空题解答题判断题计算题附加题总分得分评卷人得分1、如图。

为我国自主研发的长航程极地漫游机器人，装有四条三角形履带轮。

若机器人质量是500kg，在南极执行某次任务时，20min内自主行走了18km。

求：（1）该机器人所受到的重力是多少？（2）它本次自主行走的平均速度为多少？答案（1）该机器人所受到的重力是5000N；（2）它本次自主行走的平均速度为54km/h。

【解析】（1）机器人的重力：G＝mg＝500kg×10N/kg＝5000N；（2）由题知，路程s＝18km，时间t＝20min＝h，机器人的平均速度：v＝＝＝54km/h。

2、下列物体重力最接近1N的是（）A．一枚大头针B．一头奶牛 C．两个鸡蛋 D．一张书桌答案C【解析】A、一枚大头针的质量非常小，受到的重力也非常小，一般不超过0.01N，故A不符合题意；B、一头奶牛的质量在300kg左右，受到的重力大约为G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N左右，故B不符合题意；C、两个鸡蛋的质量在100g＝0.1kg左右，受到的重力为G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N，故C符合题意；D、一张书桌的质量在15kg左右，受到的重力为G＝mg＝15kg×10N/kg＝150N，故D不符合题意。

选C。

3、关于重心，下列说法正确的是（）A．空心的足球没有重心B．物体的重心不一定在物体上C．将质地均匀的木球的中心挖去后，木球的重心就消失了D．物体受到的力全部都作用在重心上答案B【解析】A、任何物体都有重心，故A错误；B、重心不一定在物体上，也可以物体之外，比如均匀的圆环，重心在环外。

故B正确；C、物体重心的位置可以在物体上，也可以在物体外，如圆环、空心球它们的重心在中间的空心部位上，所以质地均匀的木球的中心挖去后，重心仍在其球心处，故C错误；D、重心是物体各部分所受重力的集中点，而物体受到的力并非都作用在重心上，故D错误。

第七章 气体动理论7–1 一定量的理想气体，在保持温度T 不变的情况下，使压强由P 1增大到P 2，则单位体积内分子数的增量为_________________。

解：由nkT P =，可得单位体积内分子数的增量为kTP P kT P n 12-=∆=∆ 7–2 一个具有活塞的圆柱形容器中贮有一定量的理想气体，压强为P ，温度为T ，若将活塞压缩并加热气体，使气体的体积减少一半，温度升高到2T ，则气体压强增量为_______，分子平均平动动能增量为_________。

解：设经加热和压缩后气体的压强为P '，则有TV P T PV 22/⨯'=所以P P 4='压强增量为P P P P 3=-'=∆由分子平均平动动能的计算公式kT 23=ε知分子平均平动动能增量为kT 23。

7–3 从分子动理论导出的压强公式来看，气体作用在器壁上的压强，决定于 和 。

解：由理解气体的压强公式k 32εn P =，可知答案应填“单位体积内的分子数n ”，“分子的平均平动动能k ε”。

7–4 气体分子在温度T 时每一个自由度上的平均能量为 ；一个气体分子在温度T 时的平均平动动能为 ；温度T 时，自由度为i 的一个气体分子的平均总动能为 ；温度T 时，m /M 摩尔理想气体的内能为 。

解：kT 21；kT 23；kT i2；RT i M m 27–5 图7-1所示曲线为处于同一温度T 时氦（原子量4）、氖（原子量20）和氩（原子量40）三种气体分子的速率分布曲线，其中曲线（a ）是__________气分子的速率分布曲线； 曲线（c ）是__________气分子的速率分布曲线。

解：在相同温度下，对不同种类的气体，分子质量大的，速率分布曲线中的最慨然速率p v 向量值减小方向迁移。

可得图7-1中曲线（a ）是氩气分子的速率分布曲线，图7-1中曲线（c ）是氦气分子的速率分布曲线。

7–6 声波在理想气体中传播的速率正比于气体分子的方均根速率。

第7章力探究、计算题专题练习一、实验题1．小红在“探究力的作用效果与哪些因素有关的实验”中，做了以下的实验：将一薄钢条的下端固定，分别用不同的力去推它（F1=F3=F4>F2），使其发生如图所示的各种形变｡(1)能说明力的作用效果跟力的大小有关的是图_____和图_____(2)能说明力的作用效果跟力的方向有关的是图_____和图_____(3)能说明力的作用效果跟力的作用点有关的是图_____和图_____2．实验室准备了如下实验器材：橡皮筋、铁架台、钩码一盒（20 个，每个10g）、细线，小东同学想通过实验证明：“当橡皮筋的伸长量（x）越大时，橡皮筋所产生的弹力（F）也越大”。

(1)为完成实验，需要添加的实验器材是_______；(2)进行了如下实验，请你帮助他补全实验步骤：①橡皮筋的一端系好细线做成的绳套，另一端通过细线固定在铁架台的试管夹上，记录橡皮筋自由时的长度l0；②将一个钩码挂在细线上，_______，并记录；③________，仿照②再做两次实验；④用公式_________计算出x，并记录。

用公式F=mg 计算出F，并记录；(3)画出实验数据记录表格；_________(4)小东同学进行了充分的实验数据收集，并画出了F- x图像，如图所示。

由图可知，在x<15cm 范围内该橡皮筋每伸长1cm所产生的弹力是_________N，图中当x>15cm 后F- x 图像变成了曲线，图像弯曲的原因是：_____________。

3．探究物体所受重力的大小与其质量的关系时，测量一些水果的质量及其所受的重力，获得的数据记录表中：(1)分析表中实验数据,可得出的结论:______________；(2)实验进行多次测量的目的是________；(3)用g表示重力与质量的比值,则实验测得g _________；(4)某同学根据自己测量的数据,绘制出重力与质量的关系图象如图所示，你认为该同学在实验中存在的问题是_____________.4．下表是小华在探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中得到的实验数据：(1)实验中，需要的测量工具是__________和___________；(2)在上表空白处填出比值Gm的平均值__________；(3)在通常情况下，我们将g值取为9.8N/kg，但经过精确测量，发现在某些不同的地理位置，g值存在着微小差异，下表列出了一些城市和地区的g值大小；根据表中提供的信息，回答下列问题：①g值相同的城市是：_____________；②猜想造成g值不同的原因可能是：___________________________；③我国与许多国家之间的贸易往来频繁，在这些往来的货物运输中，发货单上所标示的“货物重量”，实质上应该是货物的__________________。

习题八8-1 电量都是q 的三个点电荷，分别放在正三角形的三个顶点．试问：(1)在这三角形的中心放一个什么样的电荷，就可以使这四个电荷都达到平衡(即每个电荷受其他三个电荷的库仑力之和都为零)?(2)这种平衡与三角形的边长有无关系? 解: 如题8-1图示(1) 以A 处点电荷为研究对象，由力平衡知：q '为负电荷20220)33(π4130cos π412a q q a q '=︒εε解得q q 33-='(2)与三角形边长无关．题8-1图 题8-2图8-2 两小球的质量都是m ，都用长为l 的细绳挂在同一点，它们带有相同电量，静止时两线夹角为2θ,如题8-2图所示．设小球的半径和线的质量都可以忽略不计，求每个小球所带的电量．解: 如题8-2图示⎪⎩⎪⎨⎧===220)sin 2(π41sin cos θεθθl q F T mg T e解得θπεθtan 4sin 20mg l q =8-3 根据点电荷场强公式204r qE πε=，当被考察的场点距源点电荷很近(r →0)时，则场强→∞，这是没有物理意义的，对此应如何理解?解:20π4r r q E ε=仅对点电荷成立，当0→r 时，带电体不能再视为点电荷，再用上式求场强是错误的，实际带电体有一定形状大小，考虑电荷在带电体上的分布求出的场强不会是无限大．8-4 在真空中有A ，B 两平行板，相对距离为d ，板面积为S ，其带电量分别为+q 和-q ．则这两板之间有相互作用力f ，有人说f =2024d q πε,又有人说，因为f =qE ,S qE 0ε=，所以f =S q 02ε．试问这两种说法对吗?为什么? f 到底应等于多少?解: 题中的两种说法均不对．第一种说法中把两带电板视为点电荷是不对的，第二种说法把合场强S qE 0ε=看成是一个带电板在另一带电板处的场强也是不对的．正确解答应为一个板的电场为S q E 02ε=，另一板受它的作用力S q S q q f 02022εε==，这是两板间相互作用的电场力．8-5 一电偶极子的电矩为l q p =，场点到偶极子中心O 点的距离为r ,矢量r 与l 的夹角为θ,(见题8-5图)，且l r >>．试证P 点的场强E 在r 方向上的分量r E 和垂直于r 的分量θE 分别为r E =302cos r p πεθ, θE =304sin r p πεθ证: 如题8-5所示，将p 分解为与r 平行的分量θsin p 和垂直于r 的分量θsin p ．∵ l r >>∴ 场点P 在r 方向场强分量30π2cos r p E r εθ=垂直于r 方向，即θ方向场强分量300π4sin r p E εθ=题8-5图 题8-6图 8-6 长l =15.0cmAB 上均匀地分布着线密度λ=5.0x10-9C ·m-1(1)在导线的延长线上与导线B 端相距1a =5.0cm 处P 点的场强；(2)在导线的垂直平分线上与导线中点相距2d =5.0cm 处Q 点的场强．解： 如题8-6图所示(1)在带电直线上取线元x d ，其上电量q d 在P 点产生场强为20)(d π41d x a x E P -=λε2220)(d π4d x a xE E llP P -==⎰⎰-ελ ]2121[π40l a l a +--=ελ)4(π220l a l-=ελ用15=l cm ，9100.5-⨯=λ1m C -⋅, 5.12=a cm 代入得21074.6⨯=P E 1C N -⋅ 方向水平向右(2)同理2220d d π41d +=x xE Q λε 方向如题8-6图所示 由于对称性⎰=lQx E 0d ，即QE只有y 分量，∵22222220d d d d π41d ++=x x x E Qyλε22π4d d ελ⎰==lQyQy E E ⎰-+2223222)d (d ll x x2220d 4π2+=l lελ以9100.5-⨯=λ1cm C -⋅, 15=l cm ,5d 2=cm 代入得21096.14⨯==Qy Q E E 1C N -⋅，方向沿y 轴正向8-7 一个半径为R 的均匀带电半圆环，电荷线密度为λ,求环心处O 点的场强．解: 如8-7图在圆上取ϕRd dl =题8-7图ϕλλd d d R l q ==，它在O 点产生场强大小为20π4d d R R E εϕλ=方向沿半径向外则 ϕϕελϕd sin π4sin d d 0R E E x ==ϕϕελϕπd cos π4)cos(d d 0R E E y -=-=积分R R E x 000π2d sin π4ελϕϕελπ==⎰0d cos π400=-=⎰ϕϕελπR E y∴R E E x 0π2ελ==，方向沿x 轴正向．8-8 均匀带电的细线弯成正方形，边长为l ，总电量为q ．(1)求这正方形轴线上离中心为r处的场强E ；(2)证明：在l r >>处，它相当于点电荷q 产生的场强E．解: 如8-8图示，正方形一条边上电荷4q 在P 点产生物强P Ed 方向如图，大小为()4π4cos cos d 22021l r E P +-=εθθλ ∵22cos 221l r l +=θ 12cos cos θθ-= ∴24π4d 22220l r ll r E P ++=ελ P Ed 在垂直于平面上的分量βcos d d P E E =⊥∴424π4d 222222l r rl r l r lE+++=⊥ελ题8-8图由于对称性，P 点场强沿OP 方向，大小为2)4(π44d 422220l r l r lrE E P ++=⨯=⊥ελ ∵l q 4=λ ∴2)4(π422220l r l r qrE P ++=ε 方向沿 8-9 (1)点电荷q 位于一边长为a 的立方体中心，试求在该点电荷电场中穿过立方体的一个面的电通量；(2)如果该场源点电荷移动到该立方体的一个顶点上，这时穿过立方体各面的电通量是多少?*(3)如题8-9(3)图所示，在点电荷q 的电场中取半径为R 的圆平面．q 在该平面轴线上的A 点处，求：通过圆平面的电通量．(x Rarctan=α)解: (1)由高斯定理0d εq S E s⎰=⋅立方体六个面，当q 在立方体中心时，每个面上电通量相等∴ 各面电通量06εqe =Φ．(2)电荷在顶点时，将立方体延伸为边长a 2的立方体，使q 处于边长a 2的立方体中心，则边长a 2的正方形上电通量06εq e =Φ对于边长a 的正方形，如果它不包含q 所在的顶点，则024εqe =Φ，如果它包含q 所在顶点则0=Φe ．如题8-9(a)图所示．题8-9(3)图题8-9(a)图 题8-9(b)图 题8-9(c)图(3)∵通过半径为R 的圆平面的电通量等于通过半径为22x R +的球冠面的电通量，球冠面积*]1)[(π22222xR x x R S +-+=∴)(π42200x R Sq +=Φε02εq=[221x R x +-]*关于球冠面积的计算：见题8-9(c)图ααα⎰⋅=0d sin π2r r S ααα⎰⋅=02d sin π2r)cos 1(π22α-=r8-10 均匀带电球壳内半径6cm ，外半径10cm ，电荷体密度为2×510-C ·m -3求距球心5cm ，8cm ,12cm 各点的场强．解: 高斯定理0d ε∑⎰=⋅qS E s,02π4ε∑=qr E当5=r cm 时，0=∑q ,=E8=r cm 时，∑q 3π4p=3(r )3内r -∴()2023π43π4r r r E ερ内-=41048.3⨯≈1C N -⋅， 方向沿半径向外．12=r cm时,3π4∑=ρq-3(外r）内3r∴()42331010.4π43π4⨯≈-=rrrEερ内外1CN-⋅沿半径向外.8-11 半径为1R和2R(2R＞1R)的两无限长同轴圆柱面，单位长度上分别带有电量λ和-λ,试求:(1)r＜1R；(2) 1R＜r＜2R；(3) r＞2R处各点的场强．解: 高斯定理0dε∑⎰=⋅qSEs取同轴圆柱形高斯面，侧面积rlSπ2=则rlESESπ2d=⋅⎰对(1) 1Rr<0,0==∑Eq(2) 21RrR<<λlq=∑∴rEπ2ελ=沿径向向外(3) 2Rr>0=∑q∴0=E题8-12图8-12 两个无限大的平行平面都均匀带电，电荷的面密度分别为1σ和2σ，试求空间各处场强．解: 如题8-12图示，两带电平面均匀带电，电荷面密度分别为1σ与2σ，两面间，nE)(2121σσε-=1σ面外，nE)(2121σσε+-=2σ面外，nE)(2121σσε+=n ：垂直于两平面由1σ面指为2σ面．8-13 半径为R的均匀带电球体内的电荷体密度为ρ,若在球内挖去一块半径为r＜R的小球体，如题8-13图所示．试求：两球心O与O'点的场强，并证明小球空腔内的电场是均匀的．解: 将此带电体看作带正电ρ的均匀球与带电ρ-的均匀小球的组合，见题8-13图(a)．(1)ρ+球在O点产生电场010=E，ρ- 球在O 点产生电场d π4π3430320OO r E ερ=∴ O 点电场d 33030r E ερ= ；(2) ρ+在O '产生电场d π4d 3430301E ερπ='ρ-球在O '产生电场002='E∴ O ' 点电场003ερ='E OO题8-13图(a) 题8-13图(b)(3)设空腔任一点P 相对O '的位矢为r '，相对O 点位矢为r(如题8-13(b)图)则03ερrE PO =，03ερr E O P '-=' ,∴00033)(3ερερερd r r E E E O P PO P=='-=+=' ∴腔内场强是均匀的．8-14 一电偶极子由q =1.0×10-6Cd=0.2cm ，把这电偶极子放在1.0×105N ·C-1解: ∵ 电偶极子p 在外场E 中受力矩E p M⨯=∴ qlE pE M ==max代入数字 4536max 100.2100.1102100.1---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=M m N ⋅8-15 两点电荷1q =1.5×10-8C ，2q =3.0×10-8C ，相距1r =42cm ，要把它们之间的距离变为2r =25cm ，需作多少功?解:⎰⎰==⋅=22210212021π4π4d d r r r r q q r r q q r F A εε)11(21r r - 61055.6-⨯-=J外力需作的功 61055.6-⨯-=-='A A J题8-16图8-16 如题8-16图所示，在A ，B 两点处放有电量分别为+q ,-q 的点电荷，AB 间距离为2R ，现将另一正试验点电荷0q 从O 点经过半圆弧移到C 点，求移动过程中电场力作的功．解: 如题8-16图示0π41ε=O U 0)(=-R qR q 0π41ε=O U )3(R q R q -R q 0π6ε-=∴R qq U U q A oC O 00π6)(ε=-=8-17 如题8-17图所示的绝缘细线上均匀分布着线密度为λ的正电荷,两直导线的长度和半圆环的半径都等于R ．试求环中心O 点处的场强和电势．解: (1)由于电荷均匀分布与对称性，AB 和CD 段电荷在O 点产生的场强互相抵消，取θd d R l =则θλd d R q =产生O 点Ed 如图，由于对称性，O 点场强沿y 轴负方向题8-17图θεθλππcos π4d d 2220⎰⎰-==R R E E y R 0π4ελ=［)2sin(π-2sinπ-］ R 0π2ελ-=(2) AB 电荷在O 点产生电势，以0=∞U⎰⎰===AB 200012ln π4π4d π4d R R x x x x U ελελελ同理CD 产生 2ln π402ελ=U半圆环产生 0034π4πελελ==R R U∴0032142ln π2ελελ+=++=U U U U O8-18 一电子绕一带均匀电荷的长直导线以2×104m ·s -1的匀速率作圆周运动．求带电直线上的线电荷密度．(电子质量0m =9.1×10-31kg ，电子电量e =1.60×10-19C)解: 设均匀带电直线电荷密度为λ，在电子轨道处场强r E 0π2ελ=电子受力大小r e eE F e 0π2ελ==∴r v m r e 20π2=ελ 得1320105.12π2-⨯==e mv ελ1m C -⋅ 8-19 空气可以承受的场强的最大值为E =30kV ·cm -1，超过这个数值时空气要发生火花放电．今有一高压平行板电容器，极板间距离为d =0.5cm ，求此电容器可承受的最高电压．解: 平行板电容器内部近似为均匀电场∴ 4105.1d ⨯==E U V8-20 根据场强E与电势U 的关系U E -∇= ，求下列电场的场强：(1)点电荷q 的电场；(2)总电量为q ，半径为R 的均匀带电圆环轴上一点；*(3)偶极子ql p =的l r >>处(见题8-20图)．解: (1)点电荷r qU 0π4ε=题 8-20 图∴ 0200π4r r q r r U E ε=∂∂-= 0r 为r 方向单位矢量．(2)总电量q ，半径为R 的均匀带电圆环轴上一点电势220π4x R qU +=ε∴()ix R qx i x U E 2/3220π4+=∂∂-=ε (3)偶极子l q p=在l r >>处的一点电势 200π4cos ])cos 21(1)cos 2(1[π4r ql ll r qU εθθθε=+--=∴ 30π2cos r p r U E r εθ=∂∂-=30π4sin 1r p U r E εθθθ=∂∂-=8-21 证明：对于两个无限大的平行平面带电导体板(题8-21图)来说，(1)相向的两面上，电荷的面密度总是大小相等而符号相反；(2)相背的两面上，电荷的面密度总是大小相等而符号相同．证: 如题8-21图所示，设两导体A 、B 的四个平面均匀带电的电荷面密度依次为1σ，2σ，3σ，4σ题8-21图(1)则取与平面垂直且底面分别在A 、B 内部的闭合柱面为高斯面时，有)(d 32=∆+=⋅⎰S S E sσσ∴ +2σ03=σ 说明相向两面上电荷面密度大小相等、符号相反；(2)在A 内部任取一点P ，则其场强为零，并且它是由四个均匀带电平面产生的场强叠加而成的，即0222204030201=---εσεσεσεσ又∵ +2σ03=σ∴ 1σ4σ=说明相背两面上电荷面密度总是大小相等，符号相同．8-22 三个平行金属板A ，B 和C 的面积都是200cm 2，A 和B 相距4.0mm ，A 与C 相距2.0mm ．B ，C 都接地，如题8-22图所示．如果使A 板带正电3.0×10-7C ，略去边缘效应，问B 板和C 板上的感应电荷各是多少?以地的电势为零，则A 板的电势是多少?解: 如题8-22图示，令A 板左侧面电荷面密度为1σ，右侧面电荷面密度为2σ题8-22图(1)∵ AB AC U U =，即∴AB AB AC AC E E d d =∴ 2d d 21===ACABAB AC E E σσ且 1σ+2σS q A= 得,32S q A =σ S q A321=σ 而7110232-⨯-=-=-=A C q S q σC C10172-⨯-=-=S q B σ(2)301103.2d d ⨯===AC AC AC A E U εσV8-23 两个半径分别为1R 和2R （1R ＜2R )的同心薄金属球壳，现给内球壳带电+q ，试计算：(1)外球壳上的电荷分布及电势大小；(2)先把外球壳接地，然后断开接地线重新绝缘，此时外球壳的电荷分布及电势； *(3)再使内球壳接地，此时内球壳上的电荷以及外球壳上的电势的改变量．解: (1)内球带电q +；球壳内表面带电则为q -,外表面带电为q +，且均匀分布，其电势题8-23图⎰⎰∞∞==⋅=22020π4π4d d R R R qr r q r E U εε(2)外壳接地时，外表面电荷q +入地，外表面不带电，内表面电荷仍为q -．所以球壳电势由内球q +与内表面q -产生：π4π42020=-=R qR qU εε(3)设此时内球壳带电量为q '；则外壳内表面带电量为q '-，外壳外表面带电量为+-q q '(电荷守恒)，此时内球壳电势为零，且π4'π4'π4'202010=+-+-=R q q R q R q U A εεε得 q R R q 21='外球壳上电势()22021202020π4π4'π4'π4'R qR R R q q R q R q U B εεεε-=+-+-=8-24 半径为R 的金属球离地面很远，并用导线与地相联，在与球心相距为R d 3=处有一点电荷+q ，试求：金属球上的感应电荷的电量．解: 如题8-24图所示，设金属球感应电荷为q '，则球接地时电势0=O U8-24图由电势叠加原理有：=O U 03π4π4'00=+R qR q εε得 -='q 3q8-25 有三个大小相同的金属小球，小球1，2带有等量同号电荷，相距甚远，其间的库仑力为0F．试求：(1)用带绝缘柄的不带电小球3先后分别接触1，2后移去，小球1，2之间的库仑力； (2)小球3依次交替接触小球1，2很多次后移去，小球1，2之间的库仑力．解: 由题意知 2020π4r q F ε=(1)小球3接触小球1后，小球3和小球1均带电2q q =',小球3再与小球2接触后，小球2与小球3均带电qq 43=''∴ 此时小球1与小球2间相互作用力00220183π483π4"'2F r qr q q F =-=εε(2)小球3依次交替接触小球1、2很多次后，每个小球带电量均为32q.∴ 小球1、2间的作用力0294π432322F r qq F ==ε *8-26 如题8-26图所示，一平行板电容器两极板面积都是S ，相距为d ，分别维持电势A U =U ，B U =0不变．现把一块带有电量q 的导体薄片平行地放在两极板正中间，片的面积也是S ，片的厚度略去不计．求导体薄片的电势．解: 依次设A ,C ,B 从上到下的6个表面的面电荷密度分别为1σ，2σ，3σ，4σ,5σ,6σ如图所示．由静电平衡条件，电荷守恒定律及维持U U AB =可得以下6个方程题8-26图⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧++++==+=+-==+=+===+6543215432065430021001σσσσσσσσσσεσσσσεσσd US q S qdU U C S S q B A解得S q261==σσ S qd U 2032-=-=εσσ S qd U 2054+=-=εσσ所以CB 间电场S q d U E 00422εεσ+== )2d (212d 02S q U E U U CB C ε+===注意：因为C 片带电，所以2U U C ≠，若C 片不带电，显然2UU C =8-27 在半径为1R 的金属球之外包有一层外半径为2R 的均匀电介质球壳，介质相对介电常数为r ε，金属球带电Q ．试求： (1)电介质内、外的场强； (2)电介质层内、外的电势； (3)金属球的电势． 解: 利用有介质时的高斯定理∑⎰=⋅qS D Sd(1)介质内)(21R r R <<场强303π4,π4r rQ E r r Q D r εε ==内; 介质外)(2R r <场强303π4,π4r r Q E r Qr D ε ==外(2)介质外)(2R r >电势r Q E U 0rπ4r d ε=⋅=⎰∞外介质内)(21R r R <<电势rd r d⋅+⋅=⎰⎰∞∞rrE E U 外内2020π4)11(π4R Q R r qr εεε+-=)11(π420R r Q r r -+=εεε(3)金属球的电势rd r d 221 ⋅+⋅=⎰⎰∞R R R E E U 外内⎰⎰∞+=222020π44πdrR R R r r Qdrr Q εεε )11(π4210R R Q r r -+=εεε8-28 如题8-28图所示，在平行板电容器的一半容积内充入相对介电常数为r ε的电介质．试求：在有电介质部分和无电介质部分极板上自由电荷面密度的比值．解: 如题8-28图所示，充满电介质部分场强为2E ，真空部分场强为1E ，自由电荷面密度分别为2σ与1σ 由∑⎰=⋅0d q S D得11σ=D ，22σ=D而101E D ε=,202E D r εε=d 21UE E ==∴ r D D εσσ==1212题8-28图 题8-29图8-29 两个同轴的圆柱面，长度均为l ，半径分别为1R 和2R (2R ＞1R )，且l >>2R -1R ，两柱面之间充有介电常数ε的均匀电介质.当两圆柱面分别带等量异号电荷Q 和-Q 时，求： (1)在半径r 处(1R ＜r ＜2R ＝，厚度为dr ，长为l 的圆柱薄壳中任一点的电场能量密度和整个薄壳中的电场能量； (2)电介质中的总电场能量； (3)圆柱形电容器的电容． 解: 取半径为r 的同轴圆柱面)(S 则 rlDS D S π2d )(=⋅⎰当)(21R r R <<时，Q q =∑∴rl Q D π2=(1)电场能量密度22222π82l r Q D w εε== 薄壳中rl rQ rl r l r Q w W εευπ4d d π2π8d d 22222=== (2)电介质中总电场能量⎰⎰===211222ln π4π4d d R R V R R l Q rl r Q W W εε(3)电容：∵C Q W 22=∴)/ln(π22122R R lW Q C ε== *8-30 金属球壳A 和B 的中心相距为r ，A 和B 原来都不带电．现在A 的中心放一点电荷1q ，在B 的中心放一点电荷2q ，如题8-30图所示．试求：(1) 1q 对2q 作用的库仑力，2q 有无加速度；(2)去掉金属壳B ，求1q 作用在2q 上的库仑力，此时2q 有无加速度． 解: (1)1q 作用在2q 的库仑力仍满足库仑定律，即2210π41r q q F ε=但2q 处于金属球壳中心，它受合力为零，没有加速度．(2)去掉金属壳B ，1q 作用在2q 上的库仑力仍是2210π41r q q F ε=，但此时2q 受合力不为零，有加速度．题8-30图 题8-31图8-31 如题8-31图所示，1C =0.25μF ，2C =0.15μF ，3C =0.20μF ．1C 上电压为50V ．求：AB U ．解: 电容1C 上电量111U C Q =电容2C 与3C 并联3223C C C +=其上电荷123Q Q =∴355025231123232⨯===C U C C Q U86)35251(5021=+=+=U U U AB V8-32 1C 和2C 两电容器分别标明“200 pF 、500 V ”和“300 pF 、900 V ”，把它们串联起来后等值电容是多少?如果两端加上1000 V ? 解: (1) 1C 与2C 串联后电容1203002003002002121=+⨯=+='C C C C C pF(2)串联后电压比231221==C C U U ，而100021=+U U∴ 6001=U V ,4002=U V即电容1C 电压超过耐压值会击穿，然后2C 也击穿．8-33 将两个电容器1C 和2C 充电到相等的电压U 以后切断电源，再将每一电容器的正极板与另一电容器的负极板相联．试求： (1)每个电容器的最终电荷； (2)电场能量的损失．解: 如题8-33图所示，设联接后两电容器带电分别为1q ,2q题8-33图则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-=-=+2122112121201021U U U C U C q q U C U C q q q q解得 (1) =1q UC C C C C q U C C C C C 21212221211)(,)(+-=+-(2)电场能量损失W W W -=∆0)22()2121(2221212221C q C q U C U C +-+= 221212U C C C C +=8-34 半径为1R =2.0cm 的导体球，外套有一同心的导体球壳，壳的内、外半径分别为2R =4.0cm 和3R =5.0cm ，当内球带电荷Q =3.0×10-8C(1)整个电场储存的能量；(2)如果将导体壳接地，计算储存的能量； (3)此电容器的电容值．解: 如图，内球带电Q ，外球壳内表面带电Q -，外表面带电Q题8-34图(1)在1R r <和32R r R <<区域0=E在21R r R <<时 301π4r rQ E ε =3R r >时 302π4r rQ E ε =∴在21R r R <<区域⎰=21d π4)π4(21222001R R r r r Q W εε⎰-==21)11(π8π8d 2102202R R R R Q rr Q εε 在3R r >区域⎰∞==32302220021π8d π4)π4(21R R Q r r rQ W εεε ∴ 总能量)111(π83210221R R R Q W W W +-=+=ε 41082.1-⨯=J(2)导体壳接地时，只有21R r R <<时30π4r rQ E ε=,02=W∴ 4210211001.1)11(π8-⨯=-==R R Q W W ε J(3)电容器电容)11/(π422102R R Q W C -==ε 121049.4-⨯=F。

人教版八年级物理下册第七章力一、单选题1.如图所示下方关于该图的说法错误的是（）A. 鱼线的拉力使钓鱼杆发生形变B. 瓶对海绵的压力使海绵发生形变C. 球拍对球的作用力改变球的运动方向D. 脚踢球使球飞出去，说明力是维持运动的原因2.关于力的概念，以下说法正确的是（）A. 一个物体也能产生力的作用B. 两个相互不接触的物体之间，一定没有力的作用C. 力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而独立存在D. 有力的作用就一定有施力物体，但可以没有受力物体3.以下物体的重力估计正确的是（）A. 一个鸡蛋的重力约为10NB. 一个中学生的体重约为500NC. 一支钢笔的重力约为5ND. 一头成年水牛的重力约为300N4.下列关于弹力的说法中，正确的是（）A. 相互接触的物体之间一定存在弹力作用B. 只有受弹簧作用的物体才受到弹力作用C. 只有相互接触并发生弹性形变的物体间才存在弹力作用D. 弹簧的弹力总是跟弹簧的长度成正比5.下列说法中正确的是（）A. 树上的苹果只有在落下时才受重力作用B. 瀑布是水受重力作用由高处往下流形成的，而河中的水面是平的，因此，河水不受重力C. 当手提一桶水时，会感到手臂的肌肉紧张．这是重力作用的结果D. 悬浮在空气中的尘埃受地球的吸引，同时尘埃也吸引地球6.盛满水的碗壁受到水对它的作用力，其力的示意图如图所示，其中正确的是( )A. B. C. D.7.在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量与它所受到的拉力成正比．某同学在研究“弹簧的弹力与弹簧的伸长量的关系”时，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把L-L0作为弹簧的伸长量x ，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的弹簧所受拉力F与弹簧的伸长量x的图线可能是下图所示图线中的哪一个( )A. B. C. D.二、填空题8.如图所示，此测力计的每个小格表示 N；它是根据：在一定范围内，弹簧的跟拉力的大小成正比的原理制成的；在使用该测力计测量某物体的重力大小时，示数如图所示，该物体的重力大小为 N．9.如图所示，是电影《流浪地球》中的一幅场景。

第七章 真空中的静电场7－1 在边长为a 的正方形的四角，依次放置点电荷q ，2q ，—4q 和2q ，它的几何中心放置一个单位正电荷，求这个电荷受力的大小和方向。

解：如图可看出两2q 的电荷对单位正电荷的在作用力 将相互抵消,单位正电荷所受的力为)41()22(420+=a q F πε＝,2520aqπε方向由q 指向—4q 。

7－2 如图，均匀带电细棒，长为L,电荷线密度为λ。

(1)求棒的延长线上任一点P 的场强；(2)求通过棒的端点与棒垂直上任一点Q 的场强。

解：(1）如图7－2 图a ，在细棒上任取电荷元dq ，建立如图坐标，dq ＝λd ξ，设棒的延长线上任一点P 与坐标原点0的距离为x ,则2020)(4)(4ξπεξλξπεξλ-=-=x d x d dE则整根细棒在P 点产生的电场强度的大小为)11(4)(4002xL x x d E L--=-=⎰πελξξπελ ＝)(40L x x L-πελ方向沿ξ轴正向。

（2)如图7－2 图b ，设通过棒的端点与棒垂直上任一点Q 与坐标原点0的距离为y204r dxdE πελ=θπελcos 420rdxdE y =， θπελsin 420r dxdE x =因θθθθcos ,cos ,2yr d y dx ytg x ===, 代入上式,则)cos 1(400θπελ--=y ＝)11(4220Ly y+--πελ，方向沿x 轴负向。

习题7－1图dqξd ξ习题7－2 图aθθπελθd y dE E x x ⎰⎰-=-=00sin 4xdx习题7－2 图byθθπελθd y dE E y y ⎰⎰==00cos 400sin 4θπελy =＝2204Ly y L+πελ7－3 一细棒弯成半径为R 的半圆形,均匀分布有电荷q ，求半圆中心O 处的场强.解：如图，在半环上任取d l =Rd θ的线元，其上所带的电荷为dq=λRd θ。

人教版八年级下册物理期末复习第7章力填空题专练1．如图所示，一氢气球用细绳系在玩具车上，静置于广场的光滑水平地面上，当有匀速的风沿水平方向向右吹来，气球和玩具车在风力作用下向前运动，说明力能改变物体的运动状态；玩具车在向右运动的过程中不可能被风吹离地面；一段时间后玩具车匀速前进，此时细绳保持竖直（选填“向左倾斜”、“向右倾斜”或“保持竖直”）。

【考点】6F：力的作用效果．【分析】（1）力可以改变物体的形状，可以改变物体的运动状态；（2）风水平向右吹，玩具车在竖直方向上不受风的作用力；（2）物体处于平衡状态时，受平衡力作用，据此进行分析解答。

【解答】解：（1）当有匀速的风沿水平方向向右吹来，气球和玩具车在风力作用下向前运动，说明力能改变物体的运动状态；（2）风水平向右吹，玩具车在竖直方向上不受风的作用力，故玩具车在向右运动的过程中不可能被风吹离地面；（3）因水平地面光滑，所以玩具车在运动时不受摩擦力的作用；一段时间后玩具车在水平方向上匀速前进，若此时细绳是倾斜的，则细绳对玩具车有斜向上的拉力，导致玩具车受力不平衡，玩具车不可能做匀速运动，所以此时细绳应保持竖直。

故答案为：运动状态；右；保持竖直。

【点评】本题考查力的作用效果以及力的平衡条件的应用，难度不大，属于基础题。

2．如图所示，在皮划艇比赛时，发令枪响参赛选手奋力划桨，皮划艇由静止迅速前进，说明力可以改变物体的运动状态，向后划桨皮划艇向前运动说明物体间力的作用是相互的；此时以地面为参照物，皮划艇是运动的。

【考点】53：运动和静止的相对性；6F：力的作用效果；6I：力作用的相互性．【分析】（1）力的作用效果有两个：一是改变物体的形状，二是改变物体的运动状态；（2）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；（3）判断运动还是静止需要选择一个参照物，然后来比较物体相对于参照物的位置有没有发生变化，发生变化就是物体相对于该参照物是运动的，否则就是静止的。

哈尔滨工业大学理论力学教研室理论力学（I）第8版习题答案《理论力学（1 第8版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材》第1版至第7版受到广大教师和学生的欢迎。

第8版仍保持前7版理论严谨、逻辑清晰、由浅入深、宜于教学的风格体系，对部分内容进行了修改和修正，适当增加了综合性例题，并增删了一定数量的习题。

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理论力学（I）第8版哈尔滨工业大学理论力学教研室课后答案前辅文静力学关注网页底部或者侧栏二维码回复理论力学（I）第8版答案免费获取答案引言第一章静力学公理哈尔滨工业大学理论力学教研室理论力学（I）第8版课后答案理论力学思考题集》、《理论力学解题指导及习题集》（第3版）、《理论力学电子教案》、《理论力学网络课程》、《理论力学习题解答》、《理论力学网上作业与查询系统》等。

理论力学（I）第8版哈尔滨工业大学理论力学教研室课后答案前辅文静力学引言第一章静力学公理和物体的受力分析第二章平面力系第三章空间力系第四章摩擦理论力学（I）第8版哈尔滨工业大学理论力学教研室习题答案§4-4 滚动摩阻的概念运动学引言第五章点的运动学*§5-5 点的速度和加速度在球坐标中的投影思考题习题第六章刚体的简单运动§6-1 刚体的平行移动§6-2 刚体绕定轴的转动§6-3 转动刚体内各点的速度和加速度§6-4 轮系的传动比§6-5 以矢量表示角速度和角加速度·以矢积表示点的速度和加速度思考题习题第七章点的合成运动第八章刚体的平面运动动力学引言第九章质点动力学的基本方程第十章动量定理第十一章动量矩定理第十二章动能定理第十三章达朗贝尔原理第十四章虚位移原理参考文献习题答案索引Synopsis哈尔滨工业大学理论力学教研室理论力学（I）第8版课后答案第十四章虚位移原理。

第一章1【单选题】(3分)课程中认为一个组织被看为是一个实体的标志性表现是A.有领导带领、指导B.有办公场所和员工C.能感受到来自组织的压力D.有品牌和产品正确•本题总得分：3分本题的解析：点击查看2【多选题】(5分)以下对组织的概念诠释正确的是A.组织角色承担责任、权力和目标B.组织管理最主要的方法是分工C.组织为目标存在D.组织是一个实体正确•本题总得分：5分本题的解析：点击查看3【多选题】(5分)在选人用人上的正确理解是A.选人需要以德为先B.提拔人时需要以德为先C.绩效是检验才干的标准D.产生绩效，组织才接受正确•本题总得分：5分本题的解析：点击查看4【多选题】(5分)正式组织的构成元素是A.情感B.权利C.绩效D.目标正确•本题总得分：5分本题的解析：点击查看5【判断题】(2分)组织的概念中只有“角色”，没有真实的人。

A.对B.错正确第二章1【判断题】(2分)一个组织的管理幅度越大，组织就越加高耸。

A.对B.错正确•本题总得分：2分本题的解析：点击查看2【多选题】(5分)组织结构的影响因素有（）A.战略B.环境C.文化D.知识E.规模正确•本题总得分：5分本题的解析：点击查看3【多选题】(5分)有效拆分事业部的好处是（）A.激活组织高速成长B.领袖培养C.实现多元化战略D.激活个体成长动力正确•本题总得分：5分本题的解析：点击查看4【单选题】(3分)培育双元能力主要是为了提升水样组织的（）A.坚韧性B.个体能动性C.动态适应性D.融合性正确•本题总得分：3分本题的解析：点击查看5【多选题】(5分)经典的组织结构形态有哪些？A.简单结构B.职能结构C.事业部结构D.矩阵结构正确第三章【多选题】(5分)以下哪些是大五人格中的个性（）A.外倾性B.稳重性C.宜人性D.情绪稳定性E.责任心F.开放性正确•本题总得分：5分本题的解析：点击查看2【判断题】(2分)组织可以通过制定规则的方式来改变员工态度。

第七章《力》单元测试_______班姓名___________ 得分_________一、选择题（本大题共7小题，共21分）1. 下列关于力的说法中，错误的是( )A．玩具小车从向西运动变成向东运动一定是受到了力的作用B．茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的C．人坐在沙发上，沙发会凹陷下去，这表明力可以改变物体的形状D．游泳时用手脚向后划水，人就能前进，这是因为力的作用是相互的2．下列力的作用效果与其他三个明显不同的是（）A．正在弯道上速滑的运动员B．正在进站的火车C．空中减速下落的降落伞D．熊猫拉弯竹子3．如图甲所示，弹簧的一端挂在墙上，一人用4N的力F拉另一端，弹簧伸长了5cm；如图乙所示，两个人分别拉该弹簧的两端，弹簧也伸长了5cm，则每个人的拉力F分别为（）A．4N 0 B．2N 2N C．4N 4N D．8N 8N 4．如图所示，下列四个重力的示意图中正确的是（）A．B．C．D．5．乒乓球是我国的国球，我国运动员在2022年世界杯香港战比赛中，包揽所有乒乓球项目的金牌，为国争得荣光。

关于乒乓球比赛时的情景（如图所示），下列说法正确的是（）A．击球时，球拍对球的力大于球对球拍的力B．击球时，球受到球拍力的同时也给球拍施加力C．击球时，球拍对球的力只改变了球的运动状态D．击球时，球拍对球的力只改变了球的形状6．现在智能手机都有这样一个功能：把手机竖着放在桌面转90度横放，手机显示画面就自动反向转动90度，保持画面正立，如图所示。

这源于手机内部有一个重力感应器，手机用它来判定方向。

在把手机在桌面上从竖放转为横放的过程中，下列分析正确的是（）A．感应器会检测到重力的大小发生了变化B．感应器会检测到重力的方向发生了变化C．感应器会检测到重力作用点重心位置发生了变化D．手机的重心位置不变，但重心高度会变7．使用弹簧测力计时，下列说法中正确的是（）A．任何情况下，弹簧的伸长量和所受拉力成正比B．在失重的太空中，弹簧测力计无法测量力的大小C．所测力的方向可以不用与弹簧伸缩方向在同一直线上D．必须注意所测的力不能超过弹簧测力计的测量范围二、填空题（本大题8小题，每小题2分，共16分）8．俗话说“鸡蛋碰石头”，说明产生力至少需要（选填“一个”或“两个”）物体，鸡蛋碰石头的结局通常是鸡蛋被碰破，而石头却完好，鸡蛋对石头的力（选填“大于”、“小于”或“等于”）石头对鸡蛋的力。

第八章课后习题解答一、选择题8-1如图8-1所示，一定量的理想气体，由平衡态A 变到平衡态B ，且它们的压强相等，即=A B p p 。

则在状态A 和状态B 之间，气体无论经过的是什么过程，气体必然[ ](A) 对外作正功 (B) 内能增加 (C) 从外界吸热 (D) 向外界放热分析：由p V -图可知，A A B B p V p V =，即知A B T T <，则对一定量理想气体必有B A E E >，即气体由状态A 变化到状态B ，内能必增加。

而作功、热传递均是过程量，与具体的热力学过程相关，所以（A ）、（C ）、（D ）不是必然结果，只有（B ）正确。

8-2 两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛有氦气（均视为刚性分子理想气体）。

开始时它们的压强和温度都相同。

现将3 J 热量传给氦气，使之升高到一定的温度。

若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递热量为[ ](A) 6 J (B) 3 J (C) 5 J (D) 10 J分析：由热力学第一定律Q E W =∆+知在等体过程中Q E =∆。

故可知欲使氢气和氦气升高相同的温度，由理想气体的内能公式2m i E R T M '∆=∆，知需传递的热量之比22222:():():5:3HHe H He H He H He H Hem m Q Q i i i i M M ''===。

故正确的是（C ）。

8-3 一定量理想气体分别经过等压、等温和绝热过程从体积1V 膨胀到体积2V ，如图8-3所示，则下述正确的是[ ]习题8-1图(A) A C →吸热最多，内能增加(B) A D →内能增加，作功最少(C) A B →吸热最多，内能不变(D) A C →对外作功，内能不变分析：根据p V -图可知图中A B →为等压过程，A C →为等温过程，A D →为绝热过程。

又由理想气体的物态方程pV vRT =可知，p V -图上的pV 积越大，则该点温度越高，因此图中D A B C T T T T <==，又因对于一定量的气体而言其内能公式2i E vRT =，由此知0AB E ∆>，0AC E ∆=，0AD E ∆<。