物理期中B解答（課堂PPT）

1、.11 .在一磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻的磁場中，作一半徑為在一磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻的磁場中，作一半徑為r 的半球面的半球面S，其邊線所在平面的法線方向單位矢量，其邊線所在平面的法線方向單位矢量 與與 的夾角為的夾角為，則通過半球面，則通過半球面 S 的磁通量為的磁通量為 ： （A）r 2B。 （B）2 r 2B 。 （C）- r 2B sin 。（。（D）- r 2Bcos。BBnBSn 解：解：選閉合高斯面（選閉合高斯面（S底面底面S ），則），則S SsBdsBsBssdd 0 通過通過S的磁通的磁通:sBsmd sBsd cos2Br D大學(xué)物理大學(xué)物理2期中試卷期中試卷(B)解答解答 (201

2、1.12).21B 2B 3B B 2電流電流I由長直導(dǎo)線由長直導(dǎo)線1沿垂直沿垂直bc邊方向經(jīng)邊方向經(jīng)a點(diǎn)流入由電阻均點(diǎn)流入由電阻均勻的導(dǎo)線構(gòu)成的正三角形線框，再由勻的導(dǎo)線構(gòu)成的正三角形線框，再由b點(diǎn)沿垂直點(diǎn)沿垂直ac邊方向邊方向流出，經(jīng)長直導(dǎo)線流出，經(jīng)長直導(dǎo)線2返回電源（如下圖）。若載流直導(dǎo)線返回電源（如下圖）。若載流直導(dǎo)線1、2和三角形框中的電流在框中心和三角形框中的電流在框中心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度分別點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度分別用用 、 和和 表示，則表示，則O點(diǎn)的磁感強(qiáng)度點(diǎn)的磁感強(qiáng)度 大小大小: a b c I O 1 2 解：解：O點(diǎn)在點(diǎn)在1, 2延長線上延長線上,10,B 20B 23I3I

3、3I3B 00023(cos30cos150 )4Ia 向外向外00023(cos30cos150 )4Ia 向內(nèi)向內(nèi)0=123oBBBB =0.3120BB 120;BB 120BB (D) B 0，因?yàn)殡m然，因?yàn)殡m然 ,但但B3 0。(A) B = 0，因?yàn)?，因?yàn)锽1 = B2 = B3 = 0；(B) B = 0，因?yàn)殡m然，因?yàn)殡m然B1 0、B2 0，但，但， ，B3 = 0；(C) B 0，因?yàn)殡m然，因?yàn)殡m然B3= 0，但，但 a b c I O 1 2 A 1B 2B 3B B 2電流電流I由長直導(dǎo)線由長直導(dǎo)線1沿垂直沿垂直bc邊方向經(jīng)邊方向經(jīng)a點(diǎn)流入由電阻均點(diǎn)流入由電阻均勻的導(dǎo)線構(gòu)

4、成的正三角形線框，再由勻的導(dǎo)線構(gòu)成的正三角形線框，再由b點(diǎn)沿垂直點(diǎn)沿垂直ac邊方向邊方向流出，經(jīng)長直導(dǎo)線流出，經(jīng)長直導(dǎo)線2返回電源（如下圖）。若載流直導(dǎo)線返回電源（如下圖）。若載流直導(dǎo)線1、2和三角形框中的電流在框中心和三角形框中的電流在框中心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度分別點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度分別用用 、 和和 表示，則表示，則O點(diǎn)的磁感強(qiáng)度點(diǎn)的磁感強(qiáng)度 大小大小: .43一個(gè)動(dòng)量為一個(gè)動(dòng)量為p的電子，沿圖示方向入射并能穿過一個(gè)寬的電子，沿圖示方向入射并能穿過一個(gè)寬度為度為D、磁感強(qiáng)度為、磁感強(qiáng)度為 （方向垂直紙面向外）的均勻磁場（方向垂直紙面向外）的均勻磁場區(qū)域，則該電子出射方向和入射方向間的夾角為：區(qū)

5、域，則該電子出射方向和入射方向間的夾角為： B 1coseBDp (A) ； 1sineBDp (B) ； 1sinBDep (C) ； 1cosBDep (D) ； D -e B B vmvFevBmRReB 2 D -e B B DsinR DeBDeBsinmvp pmv B 解：如圖解：如圖.54如右圖，在一固定的載流大平板附近有一載流小線如右圖，在一固定的載流大平板附近有一載流小線框能自由轉(zhuǎn)動(dòng)或平動(dòng)。線框平面與大平板垂直。大平板框能自由轉(zhuǎn)動(dòng)或平動(dòng)。線框平面與大平板垂直。大平板的電流與線框中電流方向如圖所示，則通電線框的運(yùn)動(dòng)的電流與線框中電流方向如圖所示，則通電線框的運(yùn)動(dòng)情況對著大平板

6、看是：情況對著大平板看是：(A)靠近大平板?？拷笃桨?。 (B)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。(C)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。(D)離開大平板向外運(yùn)動(dòng)。離開大平板向外運(yùn)動(dòng)。學(xué)習(xí)指導(dǎo)學(xué)習(xí)指導(dǎo).8解：解：載流大平板在小線框區(qū)域的載流大平板在小線框區(qū)域的磁場方向如圖所示：磁場方向如圖所示：從外向里看，線框應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。從外向里看，線框應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。從里向外看，線框應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。從里向外看，線框應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。BI1I1BABFF另外兩邊另外兩邊受力平衡受力平衡BmM 或考慮磁力矩：或考慮磁力矩：.65如下圖兩個(gè)半徑為如下圖兩個(gè)半徑為R的相同的金屬環(huán)在的相同的金屬環(huán)在a、b兩兩點(diǎn)接觸（點(diǎn)接觸（ab連線為環(huán)直徑）

7、，并相互垂直放置。連線為環(huán)直徑），并相互垂直放置。電流電流I沿沿ab連線方向由連線方向由a端流入，端流入，b端流出，則環(huán)中端流出，則環(huán)中心心O點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的大小為：點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的大小為： I I b a 04IR (A) 0； (B) ；024IR 0IR (C) ； (D) ； 028IR (E) 。A 解：解：12344IIIII1234012341422IBBBBR 120,BB 340BB12340oBBBBB .7解解1： 兩根長直電流在圓心處的磁兩根長直電流在圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為感應(yīng)強(qiáng)度均為0.I1在圓心處產(chǎn)生在圓心處產(chǎn)生1B大小：大?。?222IR222R2IB0101 方向：

8、方向： I2在圓心處產(chǎn)生在圓心處產(chǎn)生2B大小：大?。?222IR22R2IB0202 方向：方向： 0BB21 圓心處的總磁感應(yīng)強(qiáng)度為圓心處的總磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.IIOI1ACI212補(bǔ)充：補(bǔ)充：兩根導(dǎo)線沿半徑方向被引到鐵環(huán)兩根導(dǎo)線沿半徑方向被引到鐵環(huán)上上A，C兩點(diǎn)，電流方向如圖所示。求兩點(diǎn)，電流方向如圖所示。求環(huán)中心環(huán)中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多少？處的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多少？.8IIOI1ACI212解解2： 兩根長直電流在圓心處的磁兩根長直電流在圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為感應(yīng)強(qiáng)度均為0.I1在圓心處的磁場為在圓心處的磁場為21101101422RlIRlRIB 方向垂直紙面向外。方向垂直紙面向外。 I2

9、在圓心處的磁場為在圓心處的磁場為22202202422RlIRlRIB 方向垂直紙面向里。方向垂直紙面向里。 由于由于l1和和l2的電阻與其長度成正比，于是的電阻與其長度成正比，于是121221llRRII所以所以I1 l1I2 l2。 因此因此 與與 大小相等，方向相反，因而圓心處的大小相等，方向相反，因而圓心處的合磁場為零。合磁場為零。1B2B.96在真空中波長為在真空中波長為的單色光，在折射率為的單色光，在折射率為n的透的透明介質(zhì)中從明介質(zhì)中從A沿某路徑傳播到沿某路徑傳播到B，若，若A、B兩點(diǎn)相位兩點(diǎn)相位差為差為3 ，則此路徑，則此路徑AB的光程為：的光程為： (A) 1.5 ； (B)

10、 1.5 / n；(C) 1.5 n ； (D) 3 。 23 1.5A 解：解：.107一束平行單色光垂直入射在光柵上，當(dāng)光柵常一束平行單色光垂直入射在光柵上，當(dāng)光柵常數(shù)數(shù)(a + b)為下列哪種情況時(shí)為下列哪種情況時(shí)(a代表每條縫的寬度代表每條縫的寬度)，k=3、6、9 等級次的主極大均不出現(xiàn)？等級次的主極大均不出現(xiàn)？ (A) ab=2 a； (B) ab=3 a； (C) ab=4 a； (A) ab=6 a。 3 6 9abkka 、3aba k 1 2 3、B 解：解：.118一束光強(qiáng)為一束光強(qiáng)為I0的自然光垂直穿過兩個(gè)偏振片，的自然光垂直穿過兩個(gè)偏振片，且此兩偏振片的偏振化方向成且

11、此兩偏振片的偏振化方向成45角，則穿過兩角，則穿過兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)個(gè)偏振片后的光強(qiáng)I為：為： 0( A)I / 4 20(B)I / 40(C )I / 20(D)2I / 2解：解：由馬呂斯定律由馬呂斯定律02045cos2I 001242II I2I0P1 I1=I0/2P2 212cosII B .129一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃（如圖），設(shè)入一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃（如圖），設(shè)入射角等于布儒斯特角射角等于布儒斯特角i0，則在界面，則在界面2的反射光的反射光 (A) 是自然是自然光；光； (B) 是線偏振光且光矢量的振動(dòng)方向垂直于入射面；是線偏振光且光矢量的振動(dòng)方向垂直于

12、入射面； (C) 是線偏振光且光矢量的振動(dòng)方向平行于入射面；是線偏振光且光矢量的振動(dòng)方向平行于入射面； (D) 是部分偏振光。是部分偏振光。 i012tgin / n 021tgrn / n 012解：解：在界面在界面1有有設(shè)界面設(shè)界面2的入射角為的入射角為r0有有r0也為也為布儒斯特角。布儒斯特角。B .13 b c I I c a 10（本題（本題5分）兩根長直導(dǎo)線通有電流分）兩根長直導(dǎo)線通有電流I，圖示有，圖示有三種環(huán)路；在每種情況下，三種環(huán)路；在每種情況下， 等于：等于： （對環(huán)路（對環(huán)路a）；）； 0 （對環(huán)路（對環(huán)路b）；）； （對環(huán)路（對環(huán)路c）。）。dlBl 0I 02I .1

13、411（本題（本題4分）在沒有自由電荷與傳導(dǎo)電流的分）在沒有自由電荷與傳導(dǎo)電流的變化電磁場中，沿閉合環(huán)路變化電磁場中，沿閉合環(huán)路l （設(shè)環(huán)路包圍的面（設(shè)環(huán)路包圍的面積為積為S）dlHl dlEl _；解：解：Maxwell方程組：方程組：dd2LSBElS()t dd4cLSDHl( J)S()t dSDSt ddD/t 或或dSBSt ddm/ t 或或_。.1512（本題（本題3分）一平行板空氣電容器的兩極板都分）一平行板空氣電容器的兩極板都是半徑為是半徑為R的圓形導(dǎo)體片，在充電時(shí)，板間電場的圓形導(dǎo)體片，在充電時(shí)，板間電場強(qiáng)度的變化率為強(qiáng)度的變化率為dE/dt。若略去邊緣效應(yīng)，則兩板。若略

14、去邊緣效應(yīng)，則兩板間的位移電流為間的位移電流為 _。0dddEISt 板板20ddERt 解：極板間總位移電流解：極板間總位移電流 20ddERt .1613（本題（本題4分）如右圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中分）如右圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中SS1SS2，用波長為，用波長為 的光照射雙縫的光照射雙縫S1和和S2，通過空氣后在屏，通過空氣后在屏幕幕E上形成干涉條紋。已知上形成干涉條紋。已知P點(diǎn)處為第三級明條紋，則點(diǎn)處為第三級明條紋，則S1和和S2到到P點(diǎn)的光程差為點(diǎn)的光程差為_。若將整個(gè)裝置放于。若將整個(gè)裝置放于某種透明液體中，某種透明液體中，P點(diǎn)為第四級明條紋，則該液體的折射點(diǎn)為第四級明條紋，則該液

15、體的折射率率n=_。 P E S S1 S2 解：明紋條件解：明紋條件k 3透明液體中透明液體中n 4n/ 433 1 33. 1 33.1714（本題（本題3分）若在邁克耳孫干涉儀的可動(dòng)反射分）若在邁克耳孫干涉儀的可動(dòng)反射鏡鏡M移動(dòng)移動(dòng)0.620 mm過程中，觀察到干涉條紋移動(dòng)過程中，觀察到干涉條紋移動(dòng)了了2300條，則所用光波的波長為條，則所用光波的波長為_nm。2dN . 320 620102300.m 9539 110539 1 .539 1nm. 解：解：.1815（本題（本題3分）若對應(yīng)于衍射角分）若對應(yīng)于衍射角 =30，單縫，單縫處的波面可劃分為處的波面可劃分為4個(gè)半波帶，則單縫

16、的寬度個(gè)半波帶，則單縫的寬度a =_ （ 為入射光波長）。為入射光波長）。a sin 3042 a 44解：解：.1916（本題（本題3分）可見光的波長范圍是分）可見光的波長范圍是400 nm760 nm。用平行的白光垂直入射在平面透射光柵上時(shí)，它產(chǎn)生的用平行的白光垂直入射在平面透射光柵上時(shí)，它產(chǎn)生的不與另一級光譜重疊的完整的可見光光譜是第不與另一級光譜重疊的完整的可見光光譜是第_級光譜。級光譜。解：設(shè)解：設(shè)1=400nm, 2=760nm.要不重疊，須滿足要不重疊，須滿足2的第的第k級譜線對應(yīng)的衍射角級譜線對應(yīng)的衍射角小于小于1的的第第(k+1)級譜線對應(yīng)的衍射角級譜線對應(yīng)的衍射角 . si

17、n2 kd ) 1(sin1 kd 由由12)1( kk211 kk1211 kkk360400 k即即僅當(dāng)僅當(dāng)k=1時(shí)滿足條件。時(shí)滿足條件。1.2017如圖所示，載有電流如圖所示，載有電流I1和和I2的長直導(dǎo)線的長直導(dǎo)線ab和和cd相互平相互平行，相距為行，相距為3r，今有載有電流，今有載有電流I3的導(dǎo)線的導(dǎo)線MN = r，水平放，水平放置，且其兩端置，且其兩端MN分別與分別與I1、I2的距離都是的距離都是r，ab、cd和和MN共面，求：導(dǎo)線共面，求：導(dǎo)線MN所受的磁力大小和方向。所受的磁力大小和方向。 M r r r a c b d N I1 I2 I3 01IB2(rx ) 02I2(2

18、rx ) 解：載流導(dǎo)線解：載流導(dǎo)線MN上任一點(diǎn)處的磁感上任一點(diǎn)處的磁感強(qiáng)度大小為：強(qiáng)度大小為：MN上電流元上電流元I3dx所受磁力：所受磁力：dd3FI B x 013II 2(rx ) d01I x2(2rx) 2分分3分分.21dr010230IIFI x2 (rx )2 (2rx ) dr0310IIx2rx dr20Ix 2rx 0312I2rrI lnI ln2r2r 0312II ln2I ln22 0312I( II )ln22 12II F若若 ，則，則 的方向向下，的方向向下，12II F若若 ，則，則 的方向向上。的方向向上。 2分分3分分.2218在一長直密繞的螺線管中間

19、放一正方形小線圈，若在一長直密繞的螺線管中間放一正方形小線圈，若螺線管長螺線管長1 m，繞了，繞了1000匝，通以電流匝，通以電流 I =10cos100t (SI)，正方形小線圈每邊長，正方形小線圈每邊長5cm，共，共100匝，電阻為匝，電阻為1W，求線圈中感應(yīng)電流的最大值（正方形線圈的法線方向與求線圈中感應(yīng)電流的最大值（正方形線圈的法線方向與螺線管的軸線方向一致，螺線管的軸線方向一致，m0 =410-7 Tm/A。）。） a0BnI 220a B anI 解：解： n =1000 (匝匝/m)3分分20ddddINNantt =210-1 sin 100 t (SI) 3分分/mmIR 2

20、10-1 A = 0.987 A 1分分1分分.2319如圖所示，有一中心挖空的水平金屬圓盤，內(nèi)如圖所示，有一中心挖空的水平金屬圓盤，內(nèi)圓半徑為圓半徑為R1，外圓半徑為，外圓半徑為R2。圓盤繞豎直中心軸。圓盤繞豎直中心軸OO 以角速度以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。均勻磁場勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。均勻磁場 的方向?yàn)榈姆较驗(yàn)樨Q直向上。求圓盤的內(nèi)圓邊緣處豎直向上。求圓盤的內(nèi)圓邊緣處C點(diǎn)與外圓邊緣點(diǎn)與外圓邊緣A點(diǎn)之間的動(dòng)生電動(dòng)勢的大小及指向。點(diǎn)之間的動(dòng)生電動(dòng)勢的大小及指向。B O O R2 R1 A C B d() dBr 2122211d()2RRrBrB RR 解：動(dòng)生電動(dòng)勢：解：動(dòng)生電動(dòng)勢：指向：指向：CA 1分分2分分

21、2分分.2420一螺繞環(huán)單位長度上的線圈匝數(shù)為一螺繞環(huán)單位長度上的線圈匝數(shù)為n =10匝匝/cm，環(huán)心材料的磁導(dǎo)率環(huán)心材料的磁導(dǎo)率 =0。求在電流強(qiáng)度。求在電流強(qiáng)度I為多大時(shí)，為多大時(shí)，線圈中磁場的能量密度線圈中磁場的能量密度w =1 J/ m3？（0 =410-7 Tm/A）220011wH(nI )22 0I(2w /) / n1.26A 解：解：3分分2分分.2521在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長550 nm的單色平行光的單色平行光垂直入射到縫間距垂直入射到縫間距a 210-4 m的雙縫上，屏到雙縫的距的雙縫上，屏到雙縫的距離離D2 m。求：（。求：（1）中央明紋兩側(cè)的兩條第）中央明紋兩側(cè)的兩條第10級明紋中級明紋中心的間距；（心的間距；（2）用一厚度為）用一厚度為e6.610-5 m、折射率為、折射率為n1.58的玻璃片覆蓋一縫后，零級明紋將移到原來的第幾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？級明紋處？解：（解：（1）x20 D / a =0.11m 4分分設(shè)不蓋玻璃片時(shí)，此點(diǎn)為第設(shè)不蓋玻璃片時(shí)，此點(diǎn)為第k級明紋，級明紋，則應(yīng)有則應(yīng)有r2r1kl 2分分（2）覆蓋云玻璃后，零級明紋應(yīng)滿足）覆蓋云