大学物理课本答案1–5.doc

第一章 1-3 . 解：（1 (2)将,代入上式即有 (3)∵ ∴ (4) 则 (5)∵ (6) 这说明该点只有方向的加速度，且为恒量。 1-6. 解 ∵ 分离变量，得 积分’得 由题知，, , ∴ 故 ； 又因为 ， 分离变量， 积分得 ， 由题知 , ,∴ ， 故 所以时 1-7. 解： (1)时， (2)当加速度方向与半径成角时，有 即 亦即 则解得 于是角位移为 第三章 3-5. 解：：表示一定质量的气体，在温度为的平衡态时，分布在速率附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比. () ：表示分布在速率附近，速率区间内的分子数占总分子数的百分比. () ：表示分布在速率附近、速率区间内的分子数密度． () ：表示分布在速率附近、速率区间内的分子数． ()：表示分布在区间内的分子数占总分子数的百分比． ()：表示分布在的速率区间内所有分子，其与总分子数的比值是. ()：表示分布在区间内的分子数. 3-7. 解：()在平衡态下，分子热运动能量平均地分配在分子每一个自由度上的能量均为T． ()在平衡态下，分子平均平动动能均为. ()在平衡态下，自由度为的分子平均总能量均为. ()由质量为，摩尔质量为，自由度为的分子组成的系统的内能为. (5) 摩尔自由度为的分子组成的系统内能为. (6) 摩尔自由度为的分子组成的系统的内能，或者说热力学体系内，1摩尔分子的平均平动动能之总和为. 3-11. 解：理想气体分子的能量 平动动能 转动动能 内能 第四章 4-1. 解：(1)不， (2)不 (3)不， (4)不， 4-7. 解：(1)等体过程 ：由热力学第一定律得； 吸热 ， 对外作功 (2)等压过程 ： 吸热 ， 内能增加 对外作功 4-8. 解：(1)等温压缩 ； 由 ， 求得体积 对外作功 (2)绝热压缩 由绝热方程 由绝热方程 得 热力学第一定律， ； 所以 ；； 第五章 5-2. 解: 如题4-2图示 解得 5-3.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，另一板受它的作用力，这是两板间相互作用的电场力． 5-4.解： (1)在带电直线上取线元，其上电量在点产生场强为 用，, 代入得 方向水平向右 (2)同理 方向如题4-6图所示，由于对称性，即只有分量， ∵ ， 以,,代入得，方向沿轴正向 5-5. 解: (1)由高斯定理 立方体六个面，当在立方体中心时，每个面上电通量相等∴ 各面电通量． (2)电荷在顶点时，将立方体延伸为边长的立方体，使处于边长的立方体中心，则边长的正方形上电通量 ； 对于边长的正方形，如果它不包含所在的顶点，则， 如果它包含所在顶点则． 题4-9(a)图 题4-9(b)图 题4-9(c)图 5-6. 解: 高斯定理, 当时，, 时， ，∴ ， 方向沿半径向外． cm时, ， ∴ 沿半径向外. 5-7. 解: 高斯定理 ， 取同轴圆柱形高斯面，侧面积 ， 则 对(1) (2) ∴ 沿径向向外 (3) ∴ 5-8. 解: 如题图示，两带电平面均匀带电，电荷面密度分别为与， 两面间， 面外， ；面外， ；：垂直于两平面由面指为面． 5-9.解: ； ∴ 5-10.解: (1)由于电荷均匀分布与对称性，和段电荷在点产生的场强互相抵消，取 则产生点如图，由于对称性，点场强沿轴负方向 ［］ (2) 电荷在点产生电势，以； 同理产生 ，半圆环产生；∴ 5-11.解:令板左侧面电荷面密度为，右侧面电荷面密度为 (1)∵，即∴ ；∴ ；且 + 得 ；而； (2) 5-13.解: 利用有介质时的高斯定理；(1)介质内场强：; 介质外场强： (2)介质外电势， ； 介质内电势： (3)金属球的电势 5-15.解: 电容上电量 电容与并联； 其上电荷 ∴