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2014-2-15第二学期大学物理作业 问答题 1一人用恒力推地上的木箱，经历时间( t未能推动木箱，此推力的冲量等于多少？木箱既然受了力的冲量，为什么它的动量没有改变？ 答：推力的冲量为． 动量定理中的冲量为合外力的冲量，此时木箱除受力外还受地面的静摩擦力等其它外力，木箱未动说明此时木箱的合外力为零，故合外力的冲量也为零，根据动量定理，木箱动量不发生变化． 2．电荷为q1的一个点电荷处在一高斯球面的中心处，问在下列三种情况下，穿过此高斯面的电场强度通量是否会改变？电场强度通量各是多少？ (1) 将电荷为q2的第二个点电荷放在高斯面外的附近处； (2) 将上述的q2放在高斯面内的任意处； (3) 将原来的点电荷移离高斯面的球心，但仍在高斯面内． 答：根据高斯定理，穿过高斯面的电通量仅取决于面内电量的代数和，而与面内电荷的分布情况及面外电荷无关，故： (1) 电通量不变， (1＝q1 / ?0； (2) 电通量改变，由(1变为(2＝(q1＋q2 ) / ?0； (3) 电通量不变，仍为(1． 3．在“孤立”的半径为R的带电导体球外作一半径为r的同心球面，则下列说法是否正确，如有错误请改正． 1．球面上电场均匀． 2．通过球面上任一单位面积的电场强度通量相等． 3．一试验电荷q0从球面上各不同点经任意路径移到无穷远处，电场力作功不相等． 答：（1）球面上各点场强大小相等，但因方向各不相同，所以不能说球面上电场相同 （2）正确 （3）电场力作功相等 4．一带电的“孤立”导体球，在静电平衡状态下，电荷均匀地分布在球表面上，球内场强处处为零，其表面外附近场强处处垂直于球面．如果在这导体球旁放一点电荷，在静电平衡时，下列说法是否正确？如有错误请改正． 1．导体内部场强仍处处为零． 2．根据场强叠加原理，导体球外靠近表面处场强不再垂直于球面． 3．电荷仍均匀分布在导体球表面上． 答：（1）正确 （2）导体球外表面靠近表面处场强仍垂直与球面 （3）导体球表面上电荷不再均匀分布 5．在所示图中，(1) 一个电流元的磁场是否在空间的所有点上磁感强度均不为零？为什么？(2) 电流元在a、b、c、d四点产生的磁感强度的方向？(设与a、b、c、d均在纸平面内)． 答：(1) 否，由，的磁场在它的延长线上的各点磁感强度均为零． (2) a⊙，b⊙，c?，d?． 6．如图所示，一磁铁竖直地自由落入一螺线管中，如果开关K是断开的，磁铁在通过螺线管的整个过程中，下落 的平均加速度和重力加速度是什么关系；如果开关K是闭合的，磁铁在通过螺线管的整个过程中，下落的平均加速度和重力加速度又是什么关系．(空气阻力不计)． 答：(1) 螺线管中仅有感应电动势，但无感应电流，故对磁铁下落运动没有影响． (2) 螺线管中有感应电流，根据楞次定律知∶磁铁进入螺线管中时，感应电流激发的磁场抵制磁铁进入；但当磁铁欲从管中漏出时感应电流激发的磁场又阻止磁铁从管中漏出． 7．两个物体作同方向、同频率、同振幅的简谐振动．在振动过程中，每当第一个物体经过位移为的位置向平衡位置运动时，第二个物体也经过此位置，但向远离平衡位置的方向运动．试利用旋转矢量法求它们的相位差． 解：依题意画出旋转矢量图． 由图可知两简谐振动的位相差为． 8．设某时刻一横波波形曲线如图所示． (1) 试分别用矢量符号表示图中A，B，C，D，E，F，G，H，I等质点在该时刻的运动方向； (2) 画出四分之一周期后的波形曲线． 计算题 9. 一质量为m的子弹，水平射入悬挂着的静止砂袋中，如图所示．砂袋质量为M，悬线长为l．为使砂袋能在竖直平面内