大學(xué)物理B2習(xí)題課件

1、大學(xué)物理B2習(xí)題一、電磁學(xué)部分1、如圖所示，真空中一長為L的均勻帶電細直桿，總電荷為q，試求在直桿延長線上距桿的一端距離為d的P點的電場強度和電勢解： 方向向右2、一半徑為R的均勻帶電半圓環(huán)，電荷線密度為，求換新處O點的電場強度和電勢。3、實驗證明，地球表面上方電場不為0，晴天大氣電場的平均場強約為120V/m，方向向下，這意味著地球表面上有多少過剩電荷？試以每平方厘米的額外電子數(shù)表示。4、地球表面上方電場方向向下，大小可能隨高度變化，設(shè)在地面上方100m高處場強為150N/C，300m高處場強為100N/C，試由高斯定理求在這兩個高度之間的平均體電荷密度，以多余的或缺少的電子數(shù)密度表示。（缺

2、少，）5、如圖所示，電量均勻分布在半徑為的球面上，電量均勻分布在同心的半徑為的球面上，。（1）利用高斯定理求出，區(qū)域的電場強度（2）若區(qū)域的電場強度為零，則，與同號還是異號？解：（1） ， ， ， ， （2） ， ， q1與q2異號6、二個無限長同軸圓筒半徑分別為和，單位長度帶電量分別為和。求內(nèi)筒的內(nèi)部、兩筒間及外筒外部的電場分布。7、一厚度為d的無限大平板，平板體積內(nèi)均勻帶電，體電荷密度.設(shè)板內(nèi)、外的介電常數(shù)均為.求平板內(nèi)、外電場分布.8、兩半徑分別為R1和R2(R2R1)帶等值異號電荷的無限長同軸圓柱面，線電荷密度為和-，求： 兩圓柱面間的電勢差V.9、（27頁例9.14）如圖所示，在一個

3、接地的導(dǎo)體球附近有一電量為q的點電荷，已知球的半徑為R，點電荷到球心的距離為,求導(dǎo)體球表面感應(yīng)電荷的總電量.10、（10分）一根很長的圓柱形銅導(dǎo)線，半徑為R，載有電流I，設(shè)電流均勻分布于橫截面。在導(dǎo)線內(nèi)部作一平面S，如圖所示。試計算 (1)、導(dǎo)線內(nèi)任一點的磁感應(yīng)強度；(2)、通過S平面的磁通量。（設(shè)銅的磁導(dǎo)率，并沿導(dǎo)線長度方向取長為1m的一段作計算）11、（第91頁10.17題）圖中所示是一根很長的長直圓管形導(dǎo)體的橫截面，內(nèi)、外半徑分別為,，導(dǎo)體內(nèi)載有沿軸線方向的電流，且均勻地分布在管的橫截面上設(shè)導(dǎo)體的磁導(dǎo)率，試證明導(dǎo)體內(nèi)部各點 的磁感應(yīng)強度的大小由下式給出： 解：取閉合回路 則 12、（第9

4、2頁10.19題）在半徑為的長直圓柱形導(dǎo)體內(nèi)部，與軸線平行地挖成一半徑為的長直圓柱形空腔，兩軸間距離為,且，橫截面如題10.19圖所示現(xiàn)在電流I沿導(dǎo)體管流動，電流均勻分布在管的橫截面上，而電流方向與管的軸線平行求：(1)圓柱軸線上的磁感應(yīng)強度的大??；(2)空心部分軸線上的磁感應(yīng)強度的大小解：空間各點磁場可看作半徑為，電流均勻分布在橫截面上的圓柱導(dǎo)體和半徑為電流均勻分布在橫截面上的圓柱導(dǎo)體磁場之和 (1)圓柱軸線上的點的大?。弘娏鳟a(chǎn)生的，電流產(chǎn)生的磁場 (2)空心部分軸線上點的大?。弘娏鳟a(chǎn)生的，電流產(chǎn)生的 13、（第90頁10.11題）如題10.11圖所示，兩根導(dǎo)線沿半徑方向引向鐵環(huán)上的，兩點，

5、并在很遠處與電源相連已知圓環(huán)的粗細均勻，求環(huán)中心的磁感應(yīng)強度解： 如題10.11圖所示，圓心點磁場由直電流和及兩段圓弧上電流與所產(chǎn)生，但和在點產(chǎn)生的磁場為零。且.產(chǎn)生方向紙面向外，產(chǎn)生方向紙面向里 有 題10.11圖14、 如圖所示，半徑為R的半圓線圈ACD通有電流, 置于電流為的無限長直線電流的磁場中, 直線電流 恰過半圓的直徑, 兩導(dǎo)線相互絕緣. 求半圓線圈受到長直線電流的磁力.15、（第64頁例10.3） 16、在通有電流I=5A的長直導(dǎo)線近旁有一導(dǎo)線段ab，長，離長直導(dǎo)線距離.當(dāng)它沿平行于長直導(dǎo)線的方向以速度平移時，導(dǎo)線中的感應(yīng)電動勢多大？a、b哪端的電勢高？17題圖16題圖17、直徑

6、為D的半圓形導(dǎo)線置于與它所在平面垂直的均勻磁場中，當(dāng)導(dǎo)線繞著過P點并與平行的軸以勻角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，求其動生電動勢.18、（第112頁11.5）如題11.5圖所示，載有電流的長直導(dǎo)線附近，放一導(dǎo)體半圓環(huán)與長直導(dǎo)線共面，且端點的連線與長直導(dǎo)線垂直半圓環(huán)的半徑為，環(huán)心與導(dǎo)線相距設(shè)半圓環(huán)以速度平行導(dǎo)線平移求半圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小和方向及兩端的電壓 解: 作輔助線，則在回路中，沿方向運動時 即 又 所以沿方向，大小為 點電勢高于點電勢，即題11.5圖19、如圖，導(dǎo)體棒AB（長50cm）和DB接觸，整個線框放在B=0.5T的均勻磁場中，磁場方向與圖畫垂直.（1）若導(dǎo)體棒以的速度向右運動，求棒內(nèi)感應(yīng)電

7、動勢的大小和方向；（2）若導(dǎo)體棒運動到某一位置時，電路的電阻為0.20，求此時棒所受的力.摩擦力不計.（3）比較外力作功的功率和電路中消耗的功率，并從能量守恒角度進行分析.20、（114頁11.9）長度為的金屬桿以速率v在導(dǎo)電軌道上平行移動已知導(dǎo)軌處于均勻磁場中，的方向與回路的法線成60°角(如題11.9圖所示)，的大小為=(為正常)設(shè)=0時桿位于處，求：任一時刻導(dǎo)線回路中感應(yīng)電動勢的大小和方向解: 即沿方向順時針方向 題11.9圖21、矩形線圈長l=20cm，寬b=10cm，由100匝導(dǎo)線繞成，放置在無限長直導(dǎo)線旁邊，并和直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，該直導(dǎo)線是一個閉合回路的一部分，其余部分

8、離線圈很遠，其影響可略去不計。求圖中線圈與長直導(dǎo)線間的互感。22、23、均勻磁場B限定在無限長圓柱體內(nèi)，dB/dt10-2T/s，在該圓柱體的一個橫截面上作如圖所示的梯形PQMNP，已知PQR=1cm，MN=0.5cm，試求：（1）各邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、600QMNPOR×(2)整個梯形的總電動勢。（圖中×表示磁場的方向）。24、（115頁11.13）磁感應(yīng)強度為的均勻磁場充滿一半徑為的圓柱形空間，一金屬桿放在題11.13圖中位置，桿長為2，其中一半位于磁場內(nèi)、另一半在磁場外當(dāng)0時，求：桿兩端的感應(yīng)電動勢的大小和方向解： 即從二、波動光學(xué)部分 25、在圖示的雙縫干涉實驗中，

9、若用薄玻璃片（折射率 n1=1.4）覆蓋縫 S1，用同樣厚度的玻璃片（但折射率 n2=1.7）覆蓋縫 S2，將使屏上原來未放玻璃時的中央明紋所在處 O變?yōu)榈谖寮壝骷y。設(shè)單色光波長= 4800，求 （1）玻璃片的厚度h（可認為光線垂直穿過玻璃片）。 （h=）（2）如雙縫與屏間的距離 D120cm，雙縫間距d0.50 mm，則新的零級明紋的坐標(biāo) x？26、在雙縫干涉實驗中，波長550 nm的單色平行光垂直入射到縫間距d2×10-4 m的雙縫上，屏到雙縫的距離D2m。求： (1)中央明紋兩側(cè)的兩條第10級明紋中心的間距； (2)用一厚度為 e6.6×10-6 m、折射率為 n1.

10、58 的玻璃片覆蓋一縫后，零級明紋將移到原來的第幾級明紋處？(1nm=10-9m)27、（164頁13.15）(1)若用波長不同的光觀察牛頓環(huán)，6000，4500，觀察到用時的第k個暗環(huán)與用時的第k+1個暗環(huán)重合，已知透鏡的曲率半徑是190cm求用時第k個暗環(huán)的半徑(2)又如在牛頓環(huán)中用波長為5000的第5個明環(huán)與用波長為的第6個明環(huán)重合，求未知波長解: (1)由牛頓環(huán)暗環(huán)公式據(jù)題意有 ，代入上式得 (2)用照射，級明環(huán)與的級明環(huán)重合，則有 28、（151頁例13.4） 29、用波長為的單色光垂直照射一光柵，已知該光柵的縫寬，不透光部分的寬度。求：（1）單縫衍射圖樣的中央明紋角寬度；（2）單縫

11、衍射圖樣中央明紋寬度內(nèi)能看到的明條紋數(shù)目；（3）若，則能看到哪幾級干涉明條紋？30、（190頁14.12）用橙黃色的平行光垂直照射一寬為a=0.60mm的單縫，縫后凸透鏡的焦距f=40.0cm，觀察屏幕上形成的衍射條紋若屏上離中央明條紋中心1.40mm處的P點為一明條紋；求：(1)入射光的波長；(2)P點處條紋的級數(shù)；(3)從P點看，對該光波而言，狹縫處的波面可分成幾個半波帶?解：(1)由于點是明紋，故有，由故當(dāng) ，得，得(2) 若，則點是第級明紋；若，則點是第級明紋(3)由可知，當(dāng)時，單縫處的波面可分成個半波帶；當(dāng)時，單縫處的波面可分成個半波帶31.（1）在單縫夫瑯和費衍射實驗中，垂直入射的

12、光有兩種波長，。已知單縫寬度為cm，透鏡焦距f=50cm。求兩種光第一級衍射明紋中心之間的距離。（2）若用光柵常數(shù)cm的光柵替換單縫，其它條件和上一問相同，求兩種光第一級主極大之間的距離。三、簡答題1、麥克斯韋建立電磁場理論時，提出了哪些假說？其物理意義是什么？渦旋電流：變化的磁場產(chǎn)生渦旋電流;位移電流：變化的電場產(chǎn)生磁場。2.試舉出至少三個應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實例。3、舉出至少三個應(yīng)用洛倫茲力公式的實例。4、簡述電磁爐加熱的原理。5、 試從以下三個方面來比較靜電場與渦旋電場：（1）產(chǎn)生的原因；（2）電場線的分布；（3）對導(dǎo)體中電荷的作用。6、 獲得相干光的原則是什么？具體用什么方法獲得相干光？舉例說明.7、 舉出