大学物理课后答案解析第七章静电场中的导体及电介质1习题77-2 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2.0 mm ．B ，C 都接地，如题7-2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7-2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7-2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+2σSq A=得,32S q A =σSq A 321=σ而7110232-⨯-=-=-=A C q S q σC C10172-⨯-=-=S q B σ(2) 301103.2d d ⨯===AC AC AC A E U εσV 7-3 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(1)(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*(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7-3图⎰⎰∞∞==⋅=2220π4π4d 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：0π4π42020=-=R q R q U 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0π4'π4'π4'202010=+-+-=R q q R q R q U A εεε得q R R q 2 1=' 外球壳上电势()22021202020π4π4'π4'π4'R qR R R q q R q R q U B εεεε-=+-+=7-4 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 U7-4图由电势叠加原理有：=O U 03π4π4'00=+RqR q εε得-='q 3q 7-5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，解: 由题意知2020π4rq 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q q 43=''∴此时小球1与小球2间相互作用力00220183π483π4"'2F rqr 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00294π432322F r qq F ==ε7-6如题7-6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UU AB =可得以下6个方程题7-6图⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰++++==+=+-==+=+===+6543215432065430021001σσσσσσσσσσεσσσσεσσd U S q S qdU U C S S q B A 解得S q261==σσSq d U2032-=-=εσσSq dU2054+=-=εσσ所以CB 间电场S qd U E 00422εεσ+==)2d (212d 02Sq 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2U U C = 7-7 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∑⎰=⋅q S D Sd(1)介质内)(21R r R 303π4,π4rrQ E r r Q D r εε==内; 介质外)(2R r 303π4,π4rr Q E r Qr D ε==外(2)介质外)(2R r >电势rQE U 0rπ4r d ε=⋅=⎰∞外介质内)(21R r R rd r d ⋅+⋅=⎰⎰∞∞rrE E U 外内大学物理实验报告范文3篇大学物理实验是一门着重培养大学生综合能力和素质的课程。
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大学物理实验报告范文篇一：一、实验综述1、实验目的及要求1.了解游标卡尺、螺旋测微器的构造，掌握它们的原理，正确读数和使用方法。
2.学会直接测量、间接测量的不确定度的计算与数据处理。
3.学会物理天平的使用。
4.掌握测定固体密度的方法。
2 、实验仪器、设备或软件1 50分度游标卡尺准确度=0.02mm 最大误差限△仪= 0.02mm2 螺旋测微器准确度=0.01mm 最大误差△仪= 0.005mm 修正值=0.018mm3 物理天平TW-0.5 t天平感度0.02g 最大称量500g △仪= 0.02g 估读到0.01g二、实验过程(实验步骤、记录、数据、分析)1、实验内容与步骤1、用游标卡尺测量圆环体的内外径直径和高各6次;2、用螺旋测微器测钢线的直径7次;3、用液体静力称衡法测石蜡的密度;2、实验数据记录表(1)测圆环体体积(2)测钢丝直径仪器名称：螺旋测微器(千分尺) 准确度=0.01mm 估读到0.001mm测石蜡的密度仪器名称：物理天平TW 0.5 天平感量：0.02 g 最大称量500 g3、数据处理、分析(1)、计算圆环体的体积1直接量外径D的A类不确定度SD ,SD=○SD=0.0161mm=0.02mm2直接量外径D的B类不确定度u○d.ud,=Ud=0.0155mm=0.02mm3直接量外径D的合成不确定度○D=0.0223mm=0.2mm4直接量外径D科学测量结果○D=(21.19 0.02)mmD=5直接量内径d的A类不确定度S○Sd=0.0045mm=0.005mmd。
dS=6直接量内径d的B类不确定度u○dud=ud=0.0155mm=0.02mm7直接量内径d的合成不确定度i ○d=0.0160mm=0.02mm8直接量内径d的科学测量结果○d=(16.09 0.02)mm9直接量高h的A类不确定度S○Sh=0.0086mm=0.009mmd=h hS=10直接量高h的B类不确定度u○h duh=0.0155mm=0.02mm11直接量高h的合成不确定度○h=0.0177mm=0.02mm 12直接量高h的科学测量结果○h=(7.27 0.02)mmhh=13间接量体积V的平均值：V= h(D-d)/4 ○22V =1277.8mm14 间接量体积V的全微分：dV=○3(D2-d2)4dh+Dh dhdD- dd 22再用方和根的形式推导间接量V的不确定度传递公式(参考公式1-2-16) 222v(0.25 (D2 d2) h) (0.5Dh D) (0.5dh d)计算间接量体积V的不确定度3V=0.7mmV15写出圆环体体积V的科学测量结果○V=(1277.8 0.7) mm2、计算钢丝直径(1)7次测量钢丝直径d的A类不确定度Sd ，Sd=SdSd =0.0079mm=0.008mm3(2)钢丝直径d的B类不确定度ud ，ud=udud=0.0029mm=0.003mm(3)钢丝直径d的合成不确定度。
d=d d=0.0084mm=0.008mm(4)写出钢丝直径d的科学测量结果d=(2.169 0.008)mm3、计算石蜡的密度(1)以天平的感量为仪，计算直接测量M1、M2、M3的B类不确定度uM uM=0.0115g=0.01g(2)写出直接测量M1、M2、M3的科学测量结果M1=(2.44 0.01)g M2=(11.04 0.01)g M3=(8.50 0.01)g(3) t以22.5C为标准查表取值，计算石蜡密度平均值：M1tM2 M3=0.9584(kg/m3)=0.958(kg/m3) (4)间接量石蜡密度的全微分：tm1 tm1 td =dm1-dm2+dm3m2-m3(m2-m3)2(m2-m3)2再用方和根的形式推导密度的不确定度传递公式(参考公式1-2-16)2( t m1/(m2 m3)) (m1 t m2/(m2 m3)2) (m1 t m3/(m2 m3)2)22计算间接量密度的不确定度3 3d =0.0076 kg/m=0.008 kg/m(5)写出石蜡密度的科学测量结果=(0.958 0.008) kg/m3三、结论1、实验结果实验结果即上面给出的数据。
2、分析讨论(1)心得体会：1、天平的正确使用：测量前应先将天平调水平，再调平衡，放取被称量物和加减砝码时○一定要先将天平降下后再操作，天平的游码作最小刻度的1/2估读。
2、螺旋测微器正确使用：记下初始读数，旋动时只旋棘轮旋柄，当听到两声咯咯响○时便停止旋动，千分尺作最小刻度的1/10估读。
(2)思考：1、试述螺旋测微器的零点修正值如何确定?测定值如何表示? ○答：把螺旋测微器调到0点位置，读出此时的数值，测定值是读数+零点修正值2、游标卡尺读数需要估读吗? ○答：不需要。
3、实验中所用的水是事先放置在容器里，还是从水龙头里当时放出来的好，为什么? ○答：事先放在容器里面的，这样温度比较接近设定温度。
(3)建议学校的仪器存放时间过长，精确度方面有损，建议购买一些新的。
四、指导教师评语及成绩：评语：成绩：指导教师签名：批阅日期：大学物理实验报告范文篇二：一、实验目的。