大学物理解题指导答案（大学物理解题指导第二

一、简答题

1. 保守力与非保守力的区别是什么？保守力做功的特点是什么？如何引入势能概念？

答案：保守力做功与路径无关，非保守力做功则与路径有关。由于保守力做功与路径无关，我们引入了势能概念。这是一种物理量，用于描述系统状态的能量储存和转换能力。

2. 转动定律是什么？刚体定轴转动时，角动量守恒的表达式及其条件是什么？

答案：转动定律是指刚体作定轴转动时，其角加速度正比于所受的合外力矩，反比于刚体的转动惯量。刚体定轴转动时角动量守恒的表达式为L=Jω=恒矢量。其条件是刚体所受合外力矩为零。

3. 简述静电平衡条件及导体表面电荷密度与导体表面曲率半径之间的关系。

答案：当导体达到静电平衡时，导体内部的任意处的电场强度为零，导体表面的电场强度方向都与导体面垂直。净电荷分布在导体的外表面。关于电荷密度与导体表面曲率半径之间的关系，曲率半径较小处电荷密度较大，电场较强，曲率半径较大处电荷密度较小，电场较弱。

4. 感生电场与静电场有何区别？

答案：静电场是保守场、有源场，其电场力做功与路径无关；而感生电场则是非保守场、有旋电场。静电场由电荷产生，而感生电场则由变化的磁场产生。

二、选择题

2. 一物体A放在三角形物体B的斜面上，两者之间的系统在没有摩擦力的情况下，当物体A从斜面上滑下来时，系统的水平方向动量P守恒，但机械能E不守恒。这是因为物体A下滑的过程中，部分重力势能转化为动能，导致系统总机械能发生变化。因此正确答案是B选项。

3. 对于一个带电荷量为q的球形导体与一个任意形状的空腔导体，当用导线连接两者后，系统的静电场能量会减少。这是因为导线将两个导体连接在一起后，电荷会重新分布以达到新的平衡状态，这个过程会释放一部分能量。因此正确答案是B选项。

4. 关于力矩的说法中正确的是B选项。即作用力与反作用力对同一轴的力矩之和必为零。这是因为作用力与反作用力是等大反向的力，它们对同一轴的力矩自然也会是相反的，因此总和为零。其他选项中，内力矩不会改变刚体对某个定轴的角动量；角速度的方向并不一定与外力矩的方向相同；质量相等、形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的角加速度也不一定相等。因此A、C、D选项都是错误的。

5. 对于一个轻绳绕在有水平轴的定滑轮上，若将下方的物体去掉而以相同的力直接向下拉绳子，滑轮的角加速度会变大。这是因为去掉物体后，绳子上的拉力会立即减小，导致滑轮上的力矩增大，从而角加速度增大。因此正确答案是C选项。

6. 一束质子由左向右运动进入某一均匀场时向上偏转。若改变质子的运动方向，偏转方向仍然一致。造成这个偏转的原因是磁场的作用。因为只有在磁场中，运动方向改变时粒子的偏转方向仍然一致。因此答案是B选项。

7. 关于磁场中的安培环路定理的应用和解释中正确的是D选项。即使环路内无电流，环路外的电流仍然可能产生磁场；同样地，环路外的电流产生的磁感应强度对环路的积分也可能为零。因此A和B选项是错误的；而C选项中环路上的磁感应强度与环路外的电流是有关的，因此也是错误的。因此正确答案是D选项。

选择题环节：

关于数值为零的问题，是选择（A）一定为零，还是（B）可以不为零，或者（C）不为零，又或是（D）无法确定？这个问题，考验着我们对数值的敏锐洞察力。

接下来，我们面对的是一个关于电流互动的问题。长直电流I2与圆形电流I1共面并相重合，当长直电流固定不动时，圆形电流会如何反应呢？是（A）绕I2旋转，（B）向左运动，（C）向右运动，（D）向上运动还是（E）向下运动？这个问题需要我们理解电流间的相互作用力。

平行板电容器的问题也颇具挑战性。当电容器充电后断开电源，然后增大两极板间的距离，会发生什么呢？是电容器的电容（A）增大一倍，还是电容器所带的电量（B）增大一倍？是电容器两极板间的电场强度（C）增大一倍，还是储存在电容器中的电场能量（D）增大一倍？这个问题涉及到电容器的电场变化以及能量存储机制。

填空题环节：

一道关于电荷分布的题目要求我们确定半圆中心O处的场强大小和方向。一根细玻璃棒被弯成带有正负电荷的半圆，我们需要计算场强的大小并确定其方向。这是一个关于电场分布的问题，需要我们运用电场的知识来解决。

另一道题目是关于无限长载流导线的相互作用。一根载流导线受到另一根共面载流导线的作用力，我们需要确定作用力的方向和大小。这是一个关于电流间相互作用的问题，需要我们理解电流间的磁力。

计算题环节：

一道关于带电球面的题目要求我们计算球面内外的电场强度和电势，以及球面内一点和球面外一点之间的电势差。这是一个关于电荷分布和电场的问题，需要我们运用高斯定理和库仑定律来解决。

另一道题目是关于动生电动势、电阻所消耗的功率以及磁场作用在导线上的力。导线AB在导线架上滑动，我们需要计算产生的动生电动势、电阻上的功率以及磁场对导线的力。这是一个关于电磁感应和力学的问题，需要我们运用法拉第电磁感应定律和洛伦兹力公式来解决。

本文结束，希望这些题目对大家有所帮助。让我们一起电磁世界的奥秘吧！