大物練習題_2014

1、1及其方向及其方向點的磁感應(yīng)強度點的磁感應(yīng)強度求求一、一、BOoI2R1R（2）*OIRIAB（1） 二二、一半徑為、一半徑為R R的圓形閉合線圈，載的圓形閉合線圈，載有電流有電流I，放在均勻磁場中，磁場方向，放在均勻磁場中，磁場方向與線圈平面平行，大小為與線圈平面平行，大小為B B，如圖，如圖，求：（求：（1 1）線圈磁矩的大小和方向；）線圈磁矩的大小和方向；（2 2）線圈所受磁力矩大小和方向；）線圈所受磁力矩大小和方向；（3 3）在磁力作用下，線圈平面繞過）在磁力作用下，線圈平面繞過O點的豎直軸轉(zhuǎn)過點的豎直軸轉(zhuǎn)過90900 0，磁力矩做功。，磁力矩做功。BI2三三、如圖所示，一直角邊長為、

2、如圖所示，一直角邊長為 a 的等腰的等腰直角三角形線圈直角三角形線圈ACD內(nèi)維持穩(wěn)恒電流強內(nèi)維持穩(wěn)恒電流強度為度為I，放在均勻磁場中，線圈平面與，放在均勻磁場中，線圈平面與磁場方向平行。求：磁場方向平行。求：（1）AC邊固定，邊固定，D點繞點繞AC邊向紙外轉(zhuǎn)，磁力做的功；邊向紙外轉(zhuǎn)，磁力做的功；（2）CD邊固定，邊固定，A點繞點繞CD邊向紙外轉(zhuǎn)，邊向紙外轉(zhuǎn)，磁力做的功；（磁力做的功；（3）AD邊固定，邊固定，C點繞點繞AD邊向紙外轉(zhuǎn)，磁力做的功。邊向紙外轉(zhuǎn)，磁力做的功。BADCI四四、設(shè)有一電纜，由兩個無限長的同軸圓筒導體構(gòu)成，、設(shè)有一電纜，由兩個無限長的同軸圓筒導體構(gòu)成，內(nèi)、外圓筒之間充滿了

3、磁導率為內(nèi)、外圓筒之間充滿了磁導率為的磁介質(zhì)，內(nèi)、外圓的磁介質(zhì)，內(nèi)、外圓筒上通有大小相等，方向相反的電流筒上通有大小相等，方向相反的電流 I ，設(shè)兩圓筒的半，設(shè)兩圓筒的半徑分別為徑分別為R1、R2，求：（，求：（1）此電流系統(tǒng)激發(fā)的磁場的）此電流系統(tǒng)激發(fā)的磁場的磁感應(yīng)強度分布；（磁感應(yīng)強度分布；（2）長度為）長度為 l 的一段電纜內(nèi)所儲存的的一段電纜內(nèi)所儲存的磁能；（磁能；（3）單位長度同軸電纜的磁能和自感單位長度同軸電纜的磁能和自感（取軸線（取軸線為坐標原點。）若內(nèi)芯為導體，則如何？為坐標原點。）若內(nèi)芯為導體，則如何？3五五、均勻磁場局限在半徑為、均勻磁場局限在半徑為 R 的圓柱體內(nèi)，磁場隨

4、時間的圓柱體內(nèi)，磁場隨時間的變化率的變化率 ，( k為常數(shù)為常數(shù))，有一長，有一長 為為金屬棒金屬棒AB放在磁場中，如圖。求（放在磁場中，如圖。求（1）A、B兩點處的感兩點處的感生電場的大??；生電場的大小； （2）AB棒中電動勢的大小和方向。棒中電動勢的大小和方向。0 kdtdBR23ABRRh2ROCD4六六、積分形式的麥克斯韋方程組中方程、積分形式的麥克斯韋方程組中方程 的物理意義為的物理意義為 （1 1） ； 方程的物理方程的物理意義為（意義為（8 8） （2 2） 。 dtdl dEmL dtdl dHDL 七、七、寫出表明穩(wěn)恒電流的磁場是無源場的數(shù)學表達式寫出表明穩(wěn)恒電流的磁場是無源

5、場的數(shù)學表達式 （3 3） ；寫出表明穩(wěn)恒電流的磁場是有旋場的；寫出表明穩(wěn)恒電流的磁場是有旋場的數(shù)學表達式數(shù)學表達式 （4 4） 。六六、（、（1 1）表明變化的磁場要產(chǎn)生電場；）表明變化的磁場要產(chǎn)生電場； （2 2）表明變化的電場要產(chǎn)生磁場；）表明變化的電場要產(chǎn)生磁場； 03 SSdB）（ Il dBL04 ）（七、七、5八八、一導體框架與一通電、一導體框架與一通電 I 的無的無限長直導線共面，有一長限長直導線共面，有一長 l 的導的導體棒體棒ab可沿金屬框架滑動，求：可沿金屬框架滑動，求：（1）在如圖所示的位置時，導）在如圖所示的位置時，導體回路中的磁通量；（體回路中的磁通量；（2）若直）

6、若直導線電流導線電流 Ikt（k 0為常數(shù)）為常數(shù)）時，回路中的感應(yīng)電動勢的大時，回路中的感應(yīng)電動勢的大小和方向；（小和方向；（3）若）若 Ikt，導體，導體棒棒ab又以勻速又以勻速 從框架邊緣開從框架邊緣開始向右運動時，在任一時刻導始向右運動時，在任一時刻導體回路內(nèi)的感應(yīng)電動勢。體回路內(nèi)的感應(yīng)電動勢。dIOrrable6九九、真空中，一電磁波的波動方程如下：、真空中，一電磁波的波動方程如下：則則：（：（1）該電磁波的傳播方向是什么？（該電磁波的傳播方向是什么？（2）電矢量的）電矢量的振幅為多少？（振幅為多少？（3）電場的表達式是什么？）電場的表達式是什么？0cos0 zxyBBcztBB，

7、,/)(102cos100 . 6, 082mVcxtEEEyzx 十十、在真空中，一平面電磁波的電場為、在真空中，一平面電磁波的電場為則則：（：（1）磁場磁場方向是什么？（方向是什么？（2）磁場的表達式是什么？）磁場的表達式是什么？（3）磁感應(yīng)強度的大小是多少？）磁感應(yīng)強度的大小是多少？7十一十一、一導線矩形框的平面與磁感一導線矩形框的平面與磁感強度為強度為 的均勻磁場相垂直的均勻磁場相垂直. .在矩在矩形框上形框上, ,有一質(zhì)量為有一質(zhì)量為m, ,長為長為l 的可的可移動的細導體棒移動的細導體棒MN; ; 矩形框還接矩形框還接有一個電阻有一個電阻R, ,其值較之導線的電阻其值較之導線的電阻

8、值要大得很多值要大得很多. .若開始時若開始時, ,細導體棒細導體棒以速度以速度 沿如圖所示的矩形框運沿如圖所示的矩形框運動動, ,試求試求: :（1 1）棒中的感生電動棒中的感生電動勢勢;(2);(2)棒中的感生電流棒中的感生電流; ;（3 3）棒所）棒所受的安培力；（受的安培力；（4 4）棒的速率隨時）棒的速率隨時間變化的函數(shù)關(guān)系間變化的函數(shù)關(guān)系. . B0vF+lRBvoxMNI8lSE十二、十二、如圖的長直密繞螺線管如圖的長直密繞螺線管,已知已知 , ; 求求：（1）其自感其自感 L。（忽略邊緣效應(yīng)）；（。（忽略邊緣效應(yīng)）；（2）若通有電流）若通有電流I 且且 （C為常數(shù)且大于零），則

9、其感應(yīng)電動勢。為常數(shù)且大于零），則其感應(yīng)電動勢。 NSl,CdtdI 十三十三、兩塊長、兩塊長10cm平玻片，一端接觸，另一端被直徑為平玻片，一端接觸，另一端被直徑為0.045cm的金屬絲所分開。用鎘燈光（的金屬絲所分開。用鎘燈光（ ）垂直）垂直照射到平玻片上，求：（照射到平玻片上，求：（1）玻璃片上出現(xiàn)的明紋數(shù)；）玻璃片上出現(xiàn)的明紋數(shù)；（2）相鄰的兩暗紋之間的距離。）相鄰的兩暗紋之間的距離。 6438 9十四十四、空氣劈尖干涉實驗中，波長為的單色光垂直入射，、空氣劈尖干涉實驗中，波長為的單色光垂直入射，如圖，上方玻璃板的長度為如圖，上方玻璃板的長度為L，劈尖末端厚度為，劈尖末端厚度為d（dL

10、），則干涉圖樣中，相鄰明紋的間距為多少？明），則干涉圖樣中，相鄰明紋的間距為多少？明紋總數(shù)為多少條？紋總數(shù)為多少條？ dL十五十五、用曲率半徑為、用曲率半徑為R R4.5m4.5m平凸透鏡做牛頓環(huán)實驗，平凸透鏡做牛頓環(huán)實驗，測得第測得第k k級暗環(huán)半徑級暗環(huán)半徑r rk k=4.95nm=4.95nm，第，第k k5 5級暗環(huán)半徑級暗環(huán)半徑r rk k5 56.065nm6.065nm，則：，則：（1 1）所用單色光波長；（所用單色光波長；（2 2）環(huán)數(shù)）環(huán)數(shù)k k值。值。十六、十六、在雙縫裝置中，用一塊薄云母片蓋住其中的一條在雙縫裝置中，用一塊薄云母片蓋住其中的一條縫，已知云母片的折射率為縫

11、，已知云母片的折射率為1.58，發(fā)現(xiàn)第七條明紋極大，發(fā)現(xiàn)第七條明紋極大恰好位于原中央零級明紋處，若入射光波長為恰好位于原中央零級明紋處，若入射光波長為5000，求云母片的厚度。求云母片的厚度。 10十七十七、波長為、波長為600nm的單色光垂直入射在一光柵上，第的單色光垂直入射在一光柵上，第二級明紋出現(xiàn)在處，第四級為第一個缺級。求：（二級明紋出現(xiàn)在處，第四級為第一個缺級。求：（1）光柵上相鄰兩縫的距離是多少？（光柵上相鄰兩縫的距離是多少？（2）狹縫可能的最小）狹縫可能的最小寬度是多少？（寬度是多少？（3）屏上可能觀察到的全部明紋數(shù)目是）屏上可能觀察到的全部明紋數(shù)目是多少？多少？十八、十八、已知

12、某介質(zhì)折射率為已知某介質(zhì)折射率為1.732，則當光從空氣射向該，則當光從空氣射向該介質(zhì)，求介質(zhì)，求：（：（1）入射角為多少時，反射光為完全偏振入射角為多少時，反射光為完全偏振光；（光；（2）一束強度為）一束強度為 I0 自然光垂直入射到兩塊平行放自然光垂直入射到兩塊平行放置且透光方向夾角為置且透光方向夾角為30的偏振片上，則透射光的強度的偏振片上，則透射光的強度是多少？（是多少？（3）折射光線與玻璃平面的夾角是多少？折射光線與玻璃平面的夾角是多少？ 十九、十九、已知：某照相機物鏡的直徑為已知：某照相機物鏡的直徑為D =5.0cm，其焦距，其焦距為為f =17.5cm，對，對=550nm的光。求

13、：的光。求：（1）最小分辨角；）最小分辨角；（2）在焦平面上每毫米能分辨多少條線？）在焦平面上每毫米能分辨多少條線？11212cosII 0121II 20cos2I二十、二十、在兩塊正交偏振片在兩塊正交偏振片 之間插入另一塊偏振之間插入另一塊偏振片片 ，光強為，光強為 的自然光垂直入射于偏振片的自然光垂直入射于偏振片 ，討論，討論轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動 透過透過 的光強的光強 與轉(zhuǎn)角的關(guān)系與轉(zhuǎn)角的關(guān)系 .I31p,p2p2p3p0I1p3p1p0I0I1I3p2p1p2I3I2p3p1p12二一、二一、靜電子經(jīng)加速電壓靜電子經(jīng)加速電壓 的靜電加速器加速的靜電加速器加速后后, ,求求: :（1 1）電子的總

14、能；（）電子的總能；（2 2）電子的總質(zhì)量與靜質(zhì)量）電子的總質(zhì)量與靜質(zhì)量之比；（之比；（3 3）電子的運動速度和相應(yīng)的物質(zhì)波波長。）電子的運動速度和相應(yīng)的物質(zhì)波波長。 V101 . 55 二二、二二、（1）一粒子的靜質(zhì)量為）一粒子的靜質(zhì)量為m0，粒子的速率為，粒子的速率為kc(k1),問粒子的運動質(zhì)量是靜質(zhì)量的多少倍？問粒子的運動質(zhì)量是靜質(zhì)量的多少倍？（2）若一運動粒子質(zhì)量為其靜質(zhì)量）若一運動粒子質(zhì)量為其靜質(zhì)量m0的的k 倍，求該粒倍，求該粒子的總能量、動能和動量。子的總能量、動能和動量。二三、二三、一初速為零的電子，在靜電場中經(jīng)電勢差為一初速為零的電子，在靜電場中經(jīng)電勢差為10 10 MVM

15、V的電場區(qū)域加速后，（的電場區(qū)域加速后，（1 1）電子速度大小是多少？（）電子速度大小是多少？（2 2）電子的質(zhì)量為其靜質(zhì)量的多少倍？電子的質(zhì)量為其靜質(zhì)量的多少倍？ 二四、二四、宇宙大爆炸遺留在宇宙空間均勻背景熱輻射相當宇宙大爆炸遺留在宇宙空間均勻背景熱輻射相當于于T=3K輻射。（輻射。（1）此輻射的單色輻射本領(lǐng)在什么波長）此輻射的單色輻射本領(lǐng)在什么波長下有極大值？（下有極大值？（2）地球表面接收此輻射功率是多大？）地球表面接收此輻射功率是多大？ 13二五、二五、已知地球到太陽的距離是已知地球到太陽的距離是 ，太，太陽的直徑為陽的直徑為 ，太陽表面的溫度為，太陽表面的溫度為T=6000KT=6

16、000K。如果將太陽看成為絕對黑體，問在地球表面。如果將太陽看成為絕對黑體，問在地球表面受陽光垂直照射時每平方米的面積上每秒中得到輻射能受陽光垂直照射時每平方米的面積上每秒中得到輻射能量是多少？量是多少？ kmd8105 . 1 mD91039. 1 二六、二六、用波長用波長4000A4000A的光照射銫感光層，求的光照射銫感光層，求：（：（1 1）銫銫的紅限頻率；（的紅限頻率；（2 2）銫的逸出功）銫的逸出功A A；（；（3 3）光子的能量；）光子的能量；（4 4）光電子的最大初動能；（）光電子的最大初動能；（5 5）所放出的光電子速）所放出的光電子速度；（度；（6 6）遏止電壓。（紅限波長

17、為）遏止電壓。（紅限波長為6600A6600A）二七、二七、分別計算波長為分別計算波長為6000A6000A的紅光和的紅光和1A1A的的x x射線光子射線光子的能量和動量。的能量和動量。14三十、三十、具有能量為具有能量為15eV15eV的光子，被氫原子中處于第一玻的光子，被氫原子中處于第一玻爾軌道的電子所吸收而形成一光電子。問此光電子遠離爾軌道的電子所吸收而形成一光電子。問此光電子遠離質(zhì)子時的速度多大？它的德布羅意波長是多少？質(zhì)子時的速度多大？它的德布羅意波長是多少？ 二九二九、動能為、動能為2eV2eV的電子，從無窮遠處向著靜止的質(zhì)子的電子，從無窮遠處向著靜止的質(zhì)子運動，最后被質(zhì)子所束縛形

18、成基態(tài)的氫原子，試求：運動，最后被質(zhì)子所束縛形成基態(tài)的氫原子，試求：（1 1）在此過程中放出的光波的波長；（）在此過程中放出的光波的波長；（2 2）此時電子繞）此時電子繞質(zhì)子運動的動能；（質(zhì)子運動的動能；（3 3）此時電子的德布羅意波長。）此時電子的德布羅意波長。二八、二八、按玻爾理論，當氫原子處于第一激發(fā)態(tài)時按玻爾理論，當氫原子處于第一激發(fā)態(tài)時, ,求：求：（1 1）氫原子的總能量；（）氫原子的總能量；（2 2）此時電子繞核運動的動能；）此時電子繞核運動的動能；（3 3）此時電子繞核運動的角動量；）此時電子繞核運動的角動量；（4 4）與電子運動相對應(yīng)的德布羅意波長。）與電子運動相對應(yīng)的德布羅

19、意波長。15三一三一、在量子理論發(fā)展過程中，普朗克提出了、在量子理論發(fā)展過程中，普朗克提出了 （1 1） 假說，愛因斯坦提出了假說，愛因斯坦提出了 （2 2） 假說，德布羅意提出了假說，德布羅意提出了 （3 3） 假說，玻爾的氫原子理論是由假說，玻爾的氫原子理論是由 （4 4） 個假說組個假說組成的；這三個假設(shè)分別為成的；這三個假設(shè)分別為 （5 5）、（6 6） 和（和（7 7）。（1 1）能量子；（）能量子；（2 2）光子；（）光子；（3 3）物質(zhì)波；（）物質(zhì)波；（4 4）3 3個；個；（5 5）定態(tài)；（）定態(tài)；（6 6）角動量量子化；（）角動量量子化；（7 7）頻率條件；）頻率條件； 三二

20、、三二、海森堡不確定關(guān)系是微觀粒子具有海森堡不確定關(guān)系是微觀粒子具有 （8） 性質(zhì)的性質(zhì)的必然結(jié)果，對能量時間的不確定關(guān)系式為必然結(jié)果，對能量時間的不確定關(guān)系式為 （9） 。 （5）波粒二象性；）波粒二象性； （6）2tE 16171801）（一、一、1010200444)2(RIRIRIB 方方向向向向外外，）（二二、21RIIsm 方方向向：豎豎直直向向上上，）（22RBImBM 212)(321RBIIBsmIIdAmmmm ）（19三、三、解：（解：（1） 102212BSa B221211()(0)22IAIIa Ba B1(2)020221()0AI1(3)022242222143

21、BaBacosBSSB BIaBaIIA2212342042 20四、解：（1）取軸線為坐標原點。由安培環(huán)路定理， 可得 Il dBl0 RIabcdOx0,1 BRr0,2 BRr,21RrR IrH 2rIHB 2 rIH 2 21222282rIHwm )()2(21RrRP 點處drlrdV 2RIabcdOxlPdr1222222ln44282121RRlIrdrlIdrlrrIdVwWRRRRVmm 2m213LIW ）（12ln2RRL 22 SLsddtBdldE）（解解：五五、122hdtdBEh khdtdBhEA22 hrRrAA ，）點（222RdtdBEh khRdt

22、dBhREB4422 hrRrBB2 ，）點（23)12141()360302121()()2(22RhRkRRhkSSdtdBdtdoCDoACmoABAB 扇方向方向BA六六、（、（1 1）表明變化的磁場要產(chǎn)生電場；）表明變化的磁場要產(chǎn)生電場； （2 2）表明變化的電場要產(chǎn)生磁場；）表明變化的電場要產(chǎn)生磁場； 03 SSdB）（ Il dBL04 ）（七、七、24rIB 2)1(0 dedIlldrrISdBedd ln2200 dedlkdtdIdedldtd ln2ln2)2(00 drIlln2)3(0 tdlktdtdlkdtdrrlktkdrldtd 2ln212ln20000八

23、八、解：、解：25CBBE00000 cztCBEx cos)3(0的的正正方方向向）（解解：九九、z1000000000)2( BBHE 26 CxtBz810102cos102)3( 的的正正方方向向）（解解：十十、z1TCEEEB10000000001021 000000000)2( BBHE 27如圖建立坐標如圖建立坐標（3）棒所受安培力）棒所受安培力Rv22lBBlIFi 方向沿方向沿OX軸負向軸負向vBl i （1）且由且由MN十一十一、解：、解：RBlRIii ）（2F+lRBvoxMN（4）棒的運動方程為）棒的運動方程為Rvv22ddlBtm則則ttlB022ddmRvvvv0

24、計算得計算得棒的速率隨時間變化的函數(shù)關(guān)系為棒的速率隨時間變化的函數(shù)關(guān)系為tlB)(22emR0vv28解解 先設(shè)電流先設(shè)電流 I 根據(jù)安培環(huán)路定理求得根據(jù)安培環(huán)路定理求得 H B L.十二、十二、nIHBlNn NBSN ISlNNSlNIL2lSV VnL2（一般情況可用下式測量自感一般情況可用下式測量自感）（1）VCntISlNtILL22dddd （2）29十三十三、解：（、解：（1）已知平玻片的長度）已知平玻片的長度L =10cm，金屬絲的，金屬絲的直徑直徑d =0.045cm，空氣劈尖的折射率，空氣劈尖的折射率n =1。設(shè)平玻片上。設(shè)平玻片上出現(xiàn)明條紋的數(shù)目為出現(xiàn)明條紋的數(shù)目為N，明

25、紋之間的距離為，明紋之間的距離為L，則，則 2 NLLd tan條條140010438. 6105 . 42252 dN（2）相鄰兩暗紋與相鄰兩明紋之間距離）相鄰兩暗紋與相鄰兩明紋之間距離l是相等的，則是相等的，則mm071. 014001010 NLl十四十四、解：由劈尖干涉條件可知：、解：由劈尖干涉條件可知： dLl2sin2 ddN22 30 71 t )n（十六十六、解：由于、解：由于 m10061581105000717610 .nt RkrkRrkk)5(5 十五十五、解：、解：okkARrr54605225 102 Rrkk31 kdk sin,)3(max求求9,10, 1si

26、n,2maxmax kdk取取 ，缺缺級級84 條條明明紋紋共共，只只能能看看到到1597653210 2, 1, 0,sin)1( kkd 光柵方程光柵方程2 . 0sin, 22 kmmd321062 . 02sin2 mmammdad33105 . 1,106, 4)2( mmb3105 . 4 十七、解：十七、解：320000306090)3( 0012060,732. 1tan) 1 (inni002028330cos21)2(III 折射光線與玻璃平面的夾角為折射光線與玻璃平面的夾角為60600 0。 十八十八、解：、解：十九、解十九、解 ( (1) )rad10342.122.1

27、50 D （2 2）焦平面上分辨最小距離：焦平面上分辨最小距離：mm10349. 230 fl每毫米能分辨線數(shù)：每毫米能分辨線數(shù)：mm/8 .4251條條 lN 33)2(cos223 II202cos2II 220223sincos21sinIII2sin81203II 若若 在在 間變化間變化， 如何變化如何變化？203I0,23, ,2, 03I8,47,45,43,403II 0I1I3p2p1p2I3I2p3p1p二十、解：34二一、解二一、解（1 1）MeV02. 1MeV51. 020 kEEE（2 2）200 EEmm 2211c （3 3）m/s106 . 2231182 c

28、c 202220EcPEEEEkcEEEPkk)2(0 eUEk A108 . 1)1060. 1()1051. 021051. 0(1051. 01031063. 6)2()2(421966683400 EeUeUhcEEEhcPhkk 35二二、解二二、解（1 1）kc 2022011kmcmm 201kmm （2 2）0mkm 202ckmmcE )1(202020202 kcmcmckmcmmcEk )2()1(100220 kmmpkmcm12 kkc 120 kcmp36二三、解：二三、解：（1 1）根據(jù)動能定理，電子在電場中加速后）根據(jù)動能定理，電子在電場中加速后具有動能具有動能 MeV10 AEk 1112220202ccmcmmcEk ccmEck9988. 0111220 6 .2051. 0101120200 cmEcmEmmkkkEcmEEE 2002mcE （2 2）37二四、解二四、解：太陽每秒鐘所發(fā)出的總能量為：太陽每秒鐘所發(fā)出的總能量為 242)(DTDTEWB 在地球表面上，受太陽垂直照射處，每平方米的面積上在地球表面上，受太陽垂直照射處，每平方米的面積上每秒鐘所得到的輻射能為每秒鐘所得到的輻射能為232242W/m1058. 144 dDT