科學出版社大學物理(下)答案

1、作業(yè)題一(靜止電荷的電場)班級: 姓名: 學號:一、選擇題1 . 一均勻帶電球面，電荷面密度為，球面內(nèi)電場強度處處為零，球面上面元d S帶有d S的電荷，該電荷在球面內(nèi)各點產(chǎn)生的電場強度(A)處處為零.(B)不一定都為零.(C)處處不為零.(D)無法判定.2 .電荷面密度均為十的兩塊 “無限大”均勻帶電的平行平板如圖放置，其周圍空間各點電場強度 E隨位置坐標x變化的關(guān)系曲線為：(設(shè)場強方向向右為正、向左為負)EA4 -a : 一 f"O +a x-To(D):：享-a O +a x3.將一個試驗電荷qo (正電荷)放在帶有負電荷的大導體附近P點處(如圖)，測得它所受的力為F.若考慮到

2、電荷qo不是足夠小，則(A) F / qo比P點處原先的場強數(shù)值大.(B) F / q0比P點處原先的場強數(shù)值小.(C) F / q。等于P點處原先場強的數(shù)值.(D) F / qo與P點處原先場強的數(shù)值哪個大無法確定.4.如圖所示，一個電荷為q的點電荷位于立方體的 A角上,則通過側(cè)面abcd的電場強度通量等于：(A)(B)(C)q24 o(D)48 o5.高斯定理 E dS dV/ oSV(A)適用于任何靜電場.(B)只適用于真空中的靜電場.(C)只適用于具有球?qū)ΨQ性、軸對稱性和平面對稱性的靜電場.(D)只適用于雖然不具有(C)中所述的對稱性、但可以找到合適的高斯面的靜電場.6.如圖所示，兩個

3、“無限長”的、半徑分別為R和圓柱面均勻帶電，沿軸線方向單位長度上所帶電荷分別為 在內(nèi)圓柱面里面、距離軸線為處的P點的電場強度大小(A)(B)120R1220R2(C)120pl(D) 0.8.根據(jù)高斯定理的數(shù)學表達式 )E dSq/?？芍率龈鞣N說法中，正確的7.點電荷Q被曲面S所包圍，從無窮遠處引入另一點電荷 至曲面外一點，如圖所示，則引入前后：(A)曲面S的電場強度通量不變，曲面上各點場強不變.(B)曲面S的電場強度通量變化，曲面上各點場強不變.(C)曲面S的電場強度通量變化，曲面上各點場強變化.(D)曲面S的電場強度通量不變，曲面上各點場強變化.+是:(A)閉合面內(nèi)的電荷代數(shù)和為零時，閉

4、合面上各點場強一定為零.(B)閉合面內(nèi)的電荷代數(shù)和不為零時，閉合面上各點場強一定處處不為零.(C)閉合面內(nèi)的電荷代數(shù)和為零時，閉合面上各點場強不一定處處為零.(D)閉合面上各點場強均為零時，閉合面內(nèi)一定處處無電二、填空題9. A、B為真空中兩個平行的“無限大”均勻帶電平面，已 知兩平面間的電場強度大小為Eo,兩平面外側(cè)電場強度大小都為b/3,方向如圖.則 A、B兩平面上的電荷面密度分別 為 A=, B= .10. 三個平行的“無限大”均勻帶電平面，其電荷面密度都是 十 ,如圖所示，則 A、B、C、D三個區(qū)域的電場強 度分別為： Ea=, Eb =, Ec=, Ed =(設(shè)方向向右為正 ).11

5、. 一半徑為R的帶有一缺口的細圓環(huán)，缺口長度為 d (d<<R坪上均勻帶有正電，電荷為q,如圖所示.貝“圓心 O 處的場強大小 E=,場強方向為.12 .如圖所示，真空中兩個正點電荷Q,相距2R.若以其中一點電荷所在處為中心，以R為半徑作高斯球面 S,則通過該球面的電 場強度通量=；若以 ro表示高斯面外法線 方向的單位矢量，則高斯面上a、b兩點的電場強度分別 為.三、計算題13 .帶電細線彎成半徑為 R的半圓形，電荷線密度為 二0sin,式中0為一常數(shù)，為半徑 R與x軸所成的夾角，如圖 所示.試求環(huán)心 O處的電場強度.14 . “無限長”均勻帶電的半圓柱面，半徑為 R,設(shè)半圓柱面

6、 沿軸線OO單位長度上的電荷為，試求軸線上一點的電場強度.'O'15 . 一半彳全為R的帶電球體，其電荷體密度分布為=Ar (r<R) ,=0 (r>R)A為一常量.試求球體內(nèi)外的場強分布.16 .圖中虛線所示為一立方形的高斯面，已知空間的場強分布為：Ex=bx, Ey= 0,Ez=0.高斯面邊長 a= m,常量b = 1000 N/(C m).試求該閉 合面中包含的凈電荷.(真空介電常數(shù)0=X 10-12C2 , N-1 - m-2 )班級:姓名:作業(yè)題二(電勢)學號:一、選擇題1.(1019)在點電荷+q的電場中，若取圖中 P點處為電勢零 點，則M點的電勢為q(

7、AK六(C)U(D)U2.(1482)如圖所示, 有電荷Q;外球殼半徑為 相連接.設(shè)地為電勢零點,兩個同心球殼.內(nèi)球殼半徑為 自，殼的厚度忽略，原先不帶電, 則在內(nèi)球殼里面，距離球心為點的場強大小及電勢分別為:Q(A) E=0, U= .40R1Q(B) E= 0, U=40Ri(C) E=Q , Q2 ， U=40r40r_ _ Q ,(D) E=-2, U =4 or點, 則R2Q40R13.關(guān)于靜電場中某點電勢值的正負，下列說法中正確的是:(A) (B) (C) (D)電勢值的正負取決于置于該點的試驗電荷的正負.電勢值的正負取決于電場力對試驗電荷作功的正負.電勢值的正負取決于電勢零點的選

8、取.電勢值的正負取決于產(chǎn)生電場的電荷的正負.4.點電荷-q位于圓心 O處，A、B、C、D為同一圓周上的四如圖所示.現(xiàn)將一試驗電荷從 A點分別移動到B、C、D各點,(A) (B) (C) (D)從A到B,電場力作功最大.從A到C,電場力作功最大.從A到D,電場力作功最大.從A到各點，電場力作功相等.-qO5.如圖所示，直線 MN長為21,弧OCD是以 點為中心，l為半徑的半圓弧，N點有正電荷+ q,點有負電荷-q.今將一試驗電荷+ q。從O點出發(fā)沿路NM徑OCDP移到無窮遠處，設(shè)無窮遠處電勢為零，則電場力作功（A） AV0 ,且為有限常量.(C) A=oo.（B） A>0，且為有限常量.（

9、D） A= 0.R的均勻帶電球面2,帶有電荷Q,則此兩球面之間的電勢差q(A)4 o1(C);4 oq(D)4 or7.兩塊面積均為U1-U2 為:1. rS的金屬平板A和B彼此平行放置，板間距離為d（dqiq2遠小于板的線度），設(shè)A板帶有電荷qi, B板帶有電荷q2,則AB兩板間的電勢差(A)Uab為qq2 7d -(C)qioSd.2 oS(D) q-q2d . oS二d.4 oS8.面積為S的空氣平行板電容器，極板上分別帶電量土 q,若不考慮邊緣效應(yīng), 則兩極板間的相互作用力為(A)(C)2S2q：oS2(B)(D)2工.2 oS2qs2o S二、填空題9 .如圖所示，兩同心帶電球面，內(nèi)

10、球面半徑為 門= q1=3X1o-8 C;外球面半徑為2 = 2。cm , 帶電荷q2 設(shè)無窮遠處電勢為零，則空間另一電勢為 零的球面半徑 r = .10 .真空中一半徑為 R的均勻帶電球面，總電荷為面上挖去很小一塊面積 S（連同其上電荷），若電荷分布不改變，則挖去小塊后球心處 電勢（設(shè)無窮遠處電勢為零）為.11 .把一個均勻帶有電荷 +Q的球形肥皂泡由半徑 門吹脹到r2,則半徑為R（rKRv的球面上任一點的場強大小勢U由 點）.12.意義是：E由變?yōu)?變?yōu)椋浑姡ㄟx無窮遠處為電勢零靜電場的環(huán)路定理的數(shù)學表示式為:.該式的物理.該定理表明，靜電場是場.6.半徑為的均勻帶電球面1,帶有電荷q,其外

11、有一同心的半徑為三、計算題13 . 一 “無限大”平面，中部有一半徑為R的圓孔，設(shè)平面上均勻帶電，電荷面密度為.如圖所示，試求通過小孔中心O并與平面垂直的直線上各點的場強和電勢（選O點的電勢為零）.14 .圖示為一個均勻帶電的球?qū)?，其電荷體密度為，球?qū)觾?nèi)表面半 徑為Ri,外表面半徑為R2,設(shè)無窮遠處為電勢零點，求空腔內(nèi)任一點的 電勢.15 .兩個帶等量異號電荷的均勻帶電同心球面，半徑分別為Ri =知兩者的電勢差為 450 V,求內(nèi)球面上所帶的電荷.16 .有兩根半徑都是 R的“無限長”直導線，彼此平 行放置，兩者軸線的距離是 d (d>2R),沿軸線方向單位長 度上分別帶有十和一的電荷，

12、如圖所示.設(shè)兩帶電導線之 間的相互作用不影響它們的電荷分布，試求兩導線間的電 勢差.作業(yè)題三(導體和電介質(zhì))班級:姓名:學號:、選擇題1. A、B為兩導體大平板，面積均為 S,平行放置，如圖所示.A +Q1 1板帶電荷+Qi, B板帶電荷+Q2,如果使B板接地，則AB間電場強度 .+Q2 的大小£為 (A)(C)2 oSQi(B)(D)QiQ2 oSQi Q22 oS2. 一帶正電荷的物體M,靠近一原不帶電的金屬導體N, N M n _的左端感生出負電荷，右端感生出正電荷.若將N的左端接地，如 仁二圖所示，則(A) N上有負電荷入地.(B) N上有正電荷入地.(C) N上的電荷不動.

13、(D) N上所有電荷都入地.3. 一導體球外充滿相對介電常量為的均勻電介質(zhì)，若測得導體表面附近場強為E,則導體球面上的自由電荷面密度為(A) o E.(B) or E.(C) r E.(D) (or-o)E.4. 一平行板電容器始終與端電壓一定的電源相聯(lián).當電容器兩極板間為真空時， 電場強度為Eo ,電位移為Do ,而當兩極板間充滿相對介電常量為r的各向同性均勻電介質(zhì)時，電場強度為 E ,電位移為D ,則 (A)EE。/ r ,DD0.(B)EE°, D rD°.(C)EEo/ r,DDo/r .(D)EE° , DDO .5 .在靜電場中，作閉合曲面S,若有口

14、D dS o (式中D為電位移矢量)，則S 面內(nèi)必定(A)既無自由電荷，也無束縛電荷.(B)沒有自由電荷.(C)自由電荷和束縛電荷的代數(shù)和為零.(D)自由電荷的代數(shù)和為零.6 . 一個大平行板電容器水平放置，兩極板間的一半空間充有各-Q向同性均勻電介質(zhì)，另一半為空氣，如圖.當兩極板帶上恒定的等繆繆密量異號電荷時，有一個質(zhì)量為m、帶電荷為+q的質(zhì)點，在極板間的奧算笏m+q空氣區(qū)域中處于平衡.此后，若把電介質(zhì)抽去 ，則該質(zhì)點 +Q(A)保持不動.(B)向上運動.(C)向下運動.(D)是否運動不能確定.7 .一個平行板電容器，充電后與電源斷開，當用絕緣手柄將電容器兩極板間距離 拉大，則兩極板間的電勢

15、差U12、電場強度的大小 E、電場能量 W將發(fā)生如下變化： (A) U12減小，E減小，W減小.(B) U12增大，E增大，W增大.(C) U12增大，E不變，W增大.(D) U12減小，E不變，W不變.8 .如圖所示，一球形導體，帶有電荷 q,置于一任意形狀的空腔導體r個中.當用導線將兩者連接后，則與未連接前相比系統(tǒng)靜電場能量將.(A)增大.(B)減小.q(C)不變.(D)如何變化無法確定.L、填空題9 .半徑為R和R2的兩個同軸金屬圓筒，其間充滿著相對介電常量為的均勻介質(zhì).設(shè)兩筒上單位長度帶有的電荷分別為 +和-,則介質(zhì)中離軸線的距離為 r處的電位 移矢量的大小D =,電場強度的大小 E

16、=.10 . 一平行板電容器，充電后與電源保持聯(lián)接，然后使兩極板間充滿相對介電常 量為的各向同性均勻電介質(zhì)，這時兩極板上的電荷是原來的 倍；電場強度是 原來的 倍；電場能量是原來的 倍.11 . 一平行板電容器，充電后切斷電源，然后使兩極板間充滿相對介電常量為的各向同性均勻電介質(zhì).此時兩極板間的電場強度是原來的 倍；電場 能量是原來的 倍.12 .分子的正負電荷中心重合的電介質(zhì)叫做 電介質(zhì).在外電 場作用下，分子的正負電荷中心發(fā)生相對位移，形成 .、計算題13 .如圖所示，一內(nèi)半徑為 a、外半徑為b的金屬球殼，帶有電 荷Q,在球殼空腔內(nèi)距離球心 r處有一點電荷q.設(shè)無限遠處為電勢 零點，試求：

17、(1)球殼內(nèi)外表面上的電荷.(2)球心O點處，由球殼內(nèi)表面上電荷產(chǎn)生的電勢.(3)球心O點處的總電勢.14 .半徑分別為 Ri和R2 (R2 > Ri )的兩個同心導體薄球 殼，分別帶有電荷 Qi和Q2,今將內(nèi)球殼用細導線與遠處半 徑為r的導體球相聯(lián)，如圖所示，導體球原來不帶電，試求 相聯(lián)后導體球所帶電荷 q.15 .假想從無限遠處陸續(xù)移來彳量電荷使一半徑為R的導體球帶電.(1)當球上已帶有電荷 q時，再將一個電荷元 dq從無限遠處移到球上的過程中, 外力作多少功U(2)使球上電荷從零開始增加到Q的過程中，外力共作多少功16 . 一電容器由兩個很長的同軸薄圓筒組成，內(nèi)、外圓筒半徑分別為R

18、i = 2 cm, R2 = 5 cm,其間充滿相對介電常量為 r的各向 同性、均勻電介質(zhì).電容器接在電壓 U = 32 V的電源上，(如圖所 示)，試求距離軸線 R = cm處的A點的電場強度和 A點與外筒間 的電勢差.作業(yè)題四(電流的磁場)班級: 姓名: 學號:、選擇題1.如圖，邊長為a的正方形的四個角上固定有四個電荷均為q的點電荷.此正方形以角速度繞AC軸旋轉(zhuǎn)時，在中心 O點產(chǎn)生的磁感強度大小為Bi ；此正方形同樣以角速度繞過O點垂直于正方形平面的軸旋轉(zhuǎn)時，在 O點產(chǎn)生的磁感強度的大小為B2,則Bi與B2間的關(guān)系為 1 _(A)Bi= B2.(B)Bi= 2B2.(C)Bi =- B2.

19、(D) Bi = B2/4 .22.電流I由長直導線i沿平行bc邊方向經(jīng)a點流入由電阻 均勻的導線構(gòu)成的正三角形線框，再由 b點沿垂直ac邊方向流 出，經(jīng)長直導線 2返回電源(如圖).若載流直導線i、2和三角 形框中的電流在框中心 O點產(chǎn)生的磁感強度分別用 Bi、B2和B3 表示，則O點的磁感強度大小3.(A) B = 0,因為 Bi = B2 = B3 = 0.(B) B = 0,因為雖然Biw0、B2W0,但BiB20,B3 = 0.(C) B w 0,因為雖然 B2 = 0、B3= 0,但 Biw 0.(D) B w 0,因為雖然 Bi B2 0,但 0.3.通有電流I的無限長直導線有如

20、圖三種形狀，則 P, Q, O各點磁感強度的大小Bp, Bq, Bo間的關(guān)系為：(A) Bp > Bq > Bo .(B) Bq > Bp > Bo.(C) Bq > Bo > Bp.(D) Bo > Bq > Bp.I (其中ab、cd與正方4.邊長為l的正方形線圈，分別用圖示兩種方式通以電流形共面)，在這兩種情況下，線圈在其中心產(chǎn)生的磁感強度的大小分別為:(A)(B)(C)(D)BiBiBiBi0, B20 , B22 2 0I l2 2 0I l0.26 0I0.2 2 0Il，B2,B25.如圖，在一圓形電流I所在的平面內(nèi)，選取一個同心圓

21、形閉合回路 培環(huán)路定理可知(A) o B d l0 ,且環(huán)路上任意一點 B = 0.L(B) t> B dl0,且環(huán)路上任意一點 BW0.L(C) 口 B dl0,且環(huán)路上任意一點 BW0.L(D) &B dl0,且環(huán)路上任意一點 B 二常量.LL,則由安6.如圖，流出紙面的電流為 2I,流進紙面的電流為 則下述各式中哪一個是正確的(A)。H dl 2I .(B) 口 H dl IL1L2(C) 口 H dl I .(D) 口 H dl I .L3L47.圖中，六根無限長導線互相絕緣，通過電流均為 I,區(qū)域I、n、田、IV均為相等的正方形，哪一個區(qū)域指向紙內(nèi)的磁通量最大(A) I

22、區(qū)域.(B) n區(qū)域.(C)田區(qū)域.(D) IV區(qū)域.(E)最大不止一個.8.如圖兩個半徑為R的相同的金屬環(huán)在 a、b兩點接觸(ab連線為環(huán)直徑)，并相互垂直放置.電流I沿ab連線方向由a端流入,b端流出，則環(huán)中心的大小為(A)0.(B)(C)(E)2 °I4R2 0I8R填空題(D)0 I4R0I R9.如圖，在無限長直載流導線的右側(cè)有面積為矩形回路.兩個回路與長直載流導線在同一平面，且矩形回路的一 邊與長直載流導線平行. 則通過面積為Si的矩形回路的磁通量與通 過面積為S2的矩形回路的磁通量之比為 .O點的磁感強度Si和&的兩個10.如圖，平行的無限長直載流導線 A和B,

23、電流強度均為 I,垂直紙面向外，兩根載流導線之間相距為 a,則（1） AB中點（P點）的磁感強度Bp .（2）磁感強度B沿圖中環(huán)路L的線積分BB dl .111 .圖中所示的一無限長直圓筒，沿圓周方向上的面電流密度 垂直長度上流過的電流）為i,則圓筒內(nèi)部的磁感強度的大 小為B =,方向.12 .將半徑為R的無限長導體薄壁管（厚度忽略）沿軸向割去一寬度為h（h << R）的無限長狹縫后，再沿軸向流有在管壁上均勻分布的電流，其面電流密度（垂直于電流的單位長度截線上的電流）為i （如上圖），則管軸線磁感強度的大小是 .三、計算題R的無限13 .半徑為R的無限長圓柱形導體和內(nèi)半徑為R。，外

24、半徑也為長圓筒形導體，都通有沿軸向的，在橫截面上均勻分布的電流 I,導 體的磁導率都為0.今取長為1、寬為2 R的矩形平面ABCD和A' B' C D' , AD及A' D'正好在導體的軸線上，如圖所示. （1）通過 ABCD的磁通量大小為多少（2）通過A' B' C D'的磁通量為多少 （3）若電流I不變，外半徑 R不變，圓筒壁變薄，直至壁厚趨于零，再求（2）14 . 一根無限長導線彎成如圖形狀，設(shè)各線段都在同一平面內(nèi)（紙面內(nèi)），其中第二段是半徑為 R的四分之一圓弧，其余為直線.導線中通有電流 I,求圖中O點處的磁感強度.的磁感

25、強度.15 .平面閉合回路由半徑為 R及R2 （R > R2 ）的兩個同心半圓弧和兩個直導線段組成（如圖）.已知兩個直導線段在兩半圓弧中心O處的磁感強度 /VL I為零，且閉合載流回路在 O處產(chǎn)生的總的磁感強度 B與半徑為R2的半圓 L-QR2弧在O點產(chǎn)生的磁感強度 B2的關(guān)系為B =2 B2/3,求R與R2的關(guān)系.作業(yè)題五（電流在磁場中受力）班級:姓名:學號:一、選擇題1.按玻爾的氫原子理論，電子在以質(zhì)子為中心、半徑為 r的圓形 軌道上運動.如果把這樣一個原子放在均勻的外磁場中，使電子軌道平面與B垂直，如圖所示，則在r不變的情況下，電子軌道運動的角速度 將： p(A)增加. (B) 減

26、小. (C)不變.(D)2.如圖，一個電荷為+q、質(zhì)量為 m的質(zhì)點，以速度v沿 軸射入磁感強度為 B的均勻磁場中，磁場方向垂直紙面向里，其改變方向.范圍從x = 0延伸到無限遠，如果質(zhì)點在x = 0和y = 0處進入磁場,+q, mQ-v則它將以速度-v從磁場中某一點出來,這點坐標是x = 0(A) y(C) ymv qB 2mvqB(B) y(D) y2mvqBmv qB3. 一銅條置于均勻磁場中, 將會發(fā)生銅條中電子流的方向如圖所示.試問下述哪一種情況(A) (B) (C) (D)在銅條上a、b兩點產(chǎn)生一小電勢差，且 在銅條上a、b兩點產(chǎn)生一小電勢差，且 在銅條上產(chǎn)生渦流.電子受到洛倫茲力

27、而減速.Ua > Ub .Ua < Ub.4.如圖，無限長直載流導線與正三角形載流線圈在同一平面內(nèi), 若長直導線固定不動，則載流三角形線圈將(A)向著長直導線平移.(C)轉(zhuǎn)動.5.長直電流I2與圓形電流 兩者間絕緣)，設(shè)長直電流不動,(B)離開長直導線平移.(D)不動.I1共面，并與其一直徑相重合如圖 則圓形電流將(A) (C) (E)繞I2旋轉(zhuǎn).向右運動. 不動.(B) 向左運動.(D) 向上運動.(但6.如圖，在一固定的載流大平板附近有一載流小線框能自由轉(zhuǎn) 動或平動.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，則通電線框的運動情況對著從大平板看是： (A)靠近

28、大平板.(C)逆時針轉(zhuǎn)動.(B)順時針轉(zhuǎn)動.(D)離開大平板向外運動.7.兩個同心圓線圈，大圓半徑為R,通有電流I1；小圓半徑為r,通有電流I2,方向如圖.若r << R (大線圈在小線圈處產(chǎn)生的),當它們處在同一平面內(nèi)時小線圈所受磁力磁場近似為均勻磁場矩的大小為0 1112r(A) 2R(B) 01112r . (C)2R0 I1I2R .(D)0.2r8.兩根載流直導線相互正交放置，如圖所示.I1沿y軸的正方向，I2沿Z軸負方向.若載流I1的導線不能動，載流自由運動，則載流I2的導線開始運動的趨勢是I2的導線可以(A)沿x方向平動.(C)繞y軸轉(zhuǎn)動.(B)繞x軸轉(zhuǎn)動.(D)無法

29、判斷.二、填空題9.如圖，均勻磁場中放一均勻帶正電荷的圓環(huán)， 圓環(huán)可繞通過環(huán)心 O與環(huán)面垂直的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn).當圓環(huán) 以角速度轉(zhuǎn)動時，圓環(huán)受到的磁力矩為 其方向.其線電荷密度為,10 .有一半徑為a,流過穩(wěn)恒電流為I的1/4圓弧形載流導線 按圖示方式置于均勻外磁場B中，則該載流導線所受的安培力大小為.11 .如圖所示，在真空可有一半徑為a的3/4圓弧形的導線，其中通以穩(wěn)恒電流I,導線置于均勻外磁場 B中，且B與導線所在平面垂直.則該載流導線 bc所受的磁力大小為 bc,12.如圖所示，在真空中有一半圓形閉合線圈，半徑為a,流過穩(wěn)恒電流I,則圓心O處的電流元Idl所受的安培力dF的BORX bXcc

30、B大小為IXI dl O三、計算題13. 在一頂點為45。的扇形區(qū)域，有磁感強度為B方向垂直/指向紙面內(nèi)的均勻磁場，如圖.今有一電子（質(zhì)量為m,電荷為-e）Bx在底邊距頂點O為l的地方，以垂直底邊的速度v射入該磁場區(qū)o45、R 乂域，若要使電子不從上面邊界跑出，電子的速度最大不應(yīng)超過多產(chǎn)丁邙v少14. 一圓線圈的半徑為 R,載有電流I,置于均勻外磁場 B中（如 圖示）.在不考慮載流圓線圈本身所激發(fā)的磁場的情況下，求線圈導線 上的張力.（載流線圈的法線方向規(guī)定與B的方向相同.）15. 一矩形線圈邊長分別為 a=10 cm和b=5 cm,導線中電流為I =2 A,此線圈可繞它的一邊 O。/轉(zhuǎn)動，如

31、圖.當加上正 y方向的B= T 均勻外磁場B ,且與線圈平面成 30°角時，線圈的角加速度為 =2 rad/s2,求：(1)線圈對O。/軸的轉(zhuǎn)動慣量J =(2)線圈平面由初始位置轉(zhuǎn)到與B垂直時磁力所做的功16. 一根同軸線由半徑為R的長導線和套在它外面的內(nèi)半徑為R2、外半徑為R3的同軸導體圓筒組成. 中間充滿磁導率為的各向同性 均勻非鐵磁絕緣材料，如圖.傳導電流I沿導線向上流去，由圓筒向下流回，在它們的截面上電流都是均勻分布的.求同軸線內(nèi)外的磁感 強度大小B的分布.作業(yè)題六(電磁感應(yīng))班級: 姓名: 學號:一、選擇題1 .將形狀完全相同的銅環(huán)和木環(huán)靜止放置，并使通過兩環(huán)面的磁通量隨時

32、間的變化率相等，則不計自感時(A)銅環(huán)中有感應(yīng)電動勢，木環(huán)中無感應(yīng)電動勢.(B)銅環(huán)中感應(yīng)電動勢大，木環(huán)中感應(yīng)電動勢小.(C)銅環(huán)中感應(yīng)電動勢小，木環(huán)中感應(yīng)電動勢大.(D)兩環(huán)中感應(yīng)電動勢相等.2 .如圖所示，矩形區(qū)域為均勻穩(wěn)恒磁場，半圓形閉合導線回路在紙面內(nèi)繞軸O作逆時針方向勻角速轉(zhuǎn)動，O點是圓心且恰好落在磁場的邊緣上，半圓形閉合導線完全在磁場外時開始計時.圖 (A)(D)的-t函數(shù)圖象中哪一條屬于半圓形導線回路中產(chǎn) 生的感應(yīng)電動勢3 . 一塊銅板垂直于磁場方向放在磁感強度正在增大的磁場中時，銅板中出現(xiàn)的 渦流(感應(yīng)電流)將(A)加速銅板中磁場的增加.(B)減緩銅板中磁場的增加.(C)對磁場

33、不起作用.(D)使銅板中磁場反向.4 .如圖所示，導體棒 AB在均勻磁場B中繞通過C點的垂直于O,B棒長且沿磁場方向的軸 OO轉(zhuǎn)動(角速度 與B同方向)，BC的長 a J/小C1度為棒長的一，則O，' B3(A) A點比B點電勢高.(B) A點與B點電勢相等.(B) A點比B點電勢低.(D)有穩(wěn)恒電流從 A點流向B點.5.如圖所示，直角三角形金屬框架 abc放在均勻磁場中，磁場B平行于ab邊，bc的長度為1.當金屬框架繞ab邊以勻角速度轉(zhuǎn)動時，abc回路中的感應(yīng)電動勢和a、c兩點間的電勢差 Ua - Uc為1.21 -(A) =0, Ua - Uc = -B 1 .(B) =0, Ua

34、 Uc= - B222B l21(C) =B l2, Ua - Uc=- B l2 . (D) =B l2, Ua -Uc =26 .如圖所示，兩個線圈 P和Q并聯(lián)地接到一電動勢恒定的電 源上.線圈P的自感和電阻分別是線圈 Q的兩倍，線圈P和Q之間 的互感可忽略不計.當達到穩(wěn)定狀態(tài)后，線圈P的磁場能量與 Q的磁場能量的比值是-一 14.(B) 2- (C)(D)2,式中EK為感應(yīng)電場的 dt7 .在感應(yīng)電場中電磁感應(yīng)定律可寫成° Ek dlL電場強度.此式表明：(A)閉合曲線L上Ek處處相等.(B)感應(yīng)電場是保守力場.(C)感應(yīng)電場的電場強度線不是閉合曲線.(D)在感應(yīng)電場中不能像對

35、靜電場那樣引入電勢的概念.8 .對位移電流，有下述四種說法，請指出哪一種說法正確.(A)位移電流是指變化電場.(B)位移電流是由線性變化磁場產(chǎn)生的.(C)位移電流的熱效應(yīng)服從焦耳一楞次定律.(D)位移電流的磁效應(yīng)不服從安培環(huán)路定理.二、填空題9 .如圖所示，aOc為一折成/形的金屬導線(aO =Oc=L), 位于xy平面中，磁感強度為B的勻強磁場垂直于xy平面.當aOc以速度v沿x軸正向運動時，導線上 a、c兩點間 電勢差Uac =；當aOc以速度v沿y軸正向運動 時，a、c兩點的電勢相比較， 是 點電勢高.10 . 一導線被彎成如圖所示形狀，acb為半徑為R的四分之三圓 弧，直線段Oa長為R

36、,若此導線放在勻強磁場 B中，B的方向垂直 圖面向內(nèi).導線以角速度在圖面內(nèi)繞 O點勻速轉(zhuǎn)動，則此導線中的動生電動勢i =電勢最高的點是11 . 一長直導線旁有一長為 b,寬為a的矩形線圈，線 圈與導線共面，長度為 b的邊與導線平行且與直導線相距為 d,如圖.線圈與導線的互感系數(shù)為12 . 一無鐵芯的長直螺線管，在保持其半徑和總匝數(shù)不 變的情況下，把螺線管拉長一些，則它的自感系數(shù)將 .三、計算題13 .均勻磁場 B被限制在半徑 R=10 cm的無限長圓柱空間內(nèi)，方向垂直紙面向里.取一固定的等腰梯形回路abcd,梯形所在平面的法向與圓柱空間的軸平行，位置如圖所示.設(shè)磁感強度1 一 一以dB /d

37、t =1 T/s的勻速率增加， 已知 -,Oa Ob 6 cm , 3求等腰梯形回路中感生電動勢的大小和方向.14 .如圖所示，有一半徑為r =10 cm的多匝圓形線 圈，匝數(shù)N =100,置于均勻磁場 B中(B = T).圓形線 圈可繞通過圓心的軸O1O2轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速n =600O1 'B 貓之二 田蒜士才rev/min .求圓線圈自圖示的初始位置轉(zhuǎn)過一 時,(1)線圈中的瞬時電流值(線圈的電阻R為100 ,不計自感);(2)圓心處的磁感強度.(=4X 10-7 H/m)N15 .兩個半徑分別為 R和r的同軸圓形線圈相距 x,且R>>r, x >>R.若大線圈通

38、有電流I而小線圈沿x軸方向以速率v運動，試求x =NR時（N為正數(shù)）小線圈回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小.16 .載有電流的I長直導線附近，放一導體半圓環(huán)MeN與長直導線共面，且端點 MN的連線與長直導線垂直.半圓環(huán)的半徑 為b,環(huán)心O與導線相距a.設(shè)半圓環(huán)以速度 v平行導線平移， 求半圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小和方向以及MN兩端的電壓UmUn .作業(yè)題七(光的干涉)班級: 姓名: 學號:一、選擇題1 .如圖所示，波長為的平行單色光垂直入射在折射率為n2n1 I的薄膜上，經(jīng)上下兩個表面反射的兩束光發(fā)生干涉.若薄膜厚度為e,而且ni>n2>n3,則兩束反射光在相遇點的相位差為n2(A) 4

39、n2 e / .(B) 2n2 e / .(C) (4n2e / .(D) (2n2e / .2 .在相同的時間內(nèi)，一束波長為的單色光在空氣中和在玻璃 中(A)傳播的路程相等，走過的光程相等.(B)傳播的路程相等，走過的光程不相等.(C)傳播的路程不相等，走過的光程相等.(D)傳播的路程不相等，走過的光程不相等.3 .用白光光源進行雙縫實驗，若用一個純紅色的濾光片遮蓋一條縫，用一個純藍色的濾光片遮蓋另一條縫，則(A)干涉條紋的寬度將發(fā)生改變.(B)產(chǎn)生紅光和藍光的兩套彩色干涉條紋.(C)干涉條紋的亮度將發(fā)生改變.(D)不產(chǎn)生干涉條4 .在雙縫干涉實驗中，兩條縫的寬度原來是相等的.若其中一縫的寬

40、度略變窄(縫中心位置不變)，則(A)干涉條紋的間距變寬.(B)干涉條紋的間距變窄.(C)干涉條紋的間距不變，但原極小處的強度不再為零.(D)不再發(fā)生干涉現(xiàn)象.5 .把雙縫干涉實驗裝置放在折射率為n的水中，兩縫間距離為d,雙縫到屏的距離為D (D>>d),所用單色光在真空中的波長為，則屏上干涉條紋中相鄰的明紋之間的 距離是(A) D / (nd) (B) nD/d.(C) d / (nD).(D) D / (2nd).6 .若把牛頓環(huán)裝置(都是用折射率為的玻璃制成的)由空氣搬入折射率為的水中, 則干涉條紋(A)中心暗斑變成亮斑.(B)變疏.(C)變密.(D)間距不變.7 .用劈尖干涉

41、法可檢測工件表面缺陷，當波長為的單色平行光垂直入射時，若觀察到的干涉條紋如圖所示，每一條紋彎曲部分的頂點恰好與其左邊條紋 的直線部分的連線相切，則工件表面與條紋彎曲處對 應(yīng)的部分(A)凸起，且高度為/ 4.(B)凸起，且高度為 / 2.(C)凹陷，且深度為/ 2 .(D)凹陷，且深度為/ 4.8 .在邁克耳孫干涉儀的一條光路中，放入一折射率為 放入后，這條光路的光程改變了n,厚度為d的透明薄片,(A) 2 ( n-1 ) d.(B) 2nd.(C) 2 ( n-1 ) d+ / 2 ,(D) nd.(E) (n-1 )二、填空題9 .如圖所示，假設(shè)有兩個同相的相干點光源Si和S2,發(fā)出波長為的

42、光.A是它們連線的中垂線上的一點.若在Si與A之間插入厚度為e、折射率為n的薄玻璃片，則兩光源發(fā)出的 光在A點的相位差=.若已知=500 nm, n = , A點恰為第四級明紋中心，則 e =nm . (1 nm =10-9 m)10 .用一定波長的單色光進行雙縫干涉實驗時，欲使屏上的干涉條紋間距變大, 可采用的方法是：I 1). .直照射.如果將該劈尖裝置浸入折射率為 度為e的地方兩反射光的光程差的改變量是12.若在邁克耳孫干涉儀的可動反射鏡了 2300條，則所用光波的波長為 n的透明液體中，且 n2>n>n1，則劈尖厚M移動mm過程中，觀察到干涉條紋移動 nm. (1 nm=1

43、0-9 m)II .折射率分別為 m和n2的兩塊平板玻璃構(gòu)成空氣劈尖，用波長為的單色光垂三、計算題13 .在楊氏雙縫實驗中，設(shè)兩縫之間的距離為mm.在距雙縫1 m遠的屏上觀察干涉條紋，若入射光是波長為400 nm 至 760 nm 的白光，問屏上離零級明紋20 mm處，哪些波長的光最大限度地加強 (1 nm= 10-9 m)14 .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a=2x 10-4m的雙縫上，屏到雙縫的距離D = 2 m.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e=x10-5 m、折射率為n=的玻璃片覆蓋一縫后，零級明紋將移到原來

44、的第幾級明紋處(1 nm = 10-9 m)15. 用波長為的單色光垂直照射由兩塊平玻璃板構(gòu)成的空氣劈形膜，已知劈尖角為如果劈尖角變?yōu)椋瑥呐鈹?shù)起的第四條明條紋位移值x 是多少16. 用波長=500 nm的單色光作牛頓環(huán)實驗， 測得第k個暗環(huán)半徑rk=4 mm, 第k+10個暗環(huán)半徑rk+10 =6 mm,求平凸透鏡的凸面的曲率半徑R.作業(yè)題八(光的衍射)班級: 姓名: 學號:一、選擇題1 .在單縫大瑯禾費衍射實驗中，波長為的單色光垂直入射在寬度為a=4的單縫上，對應(yīng)于衍射角為 30°的方向，單縫處波陣面可分成的半波帶數(shù)目為：(A) 2 個.(B) 4 個.(C) 6 個.(D) 8

45、 個.2 .波長為的單色平行光垂直入射到一狹縫上，若第一級暗紋的位置對應(yīng)的衍射角為=± / 6,則縫寬的大小為(A) .(B) .(C) 2.(D).3 .在夫瑯禾費單縫衍射實驗中，對于給定的入射單色光，當縫寬度變小時，除中 央亮紋的中心位置不變外，各級衍射條紋(A)對應(yīng)的衍射角變小.(B)對應(yīng)的衍射角變大.(C)對應(yīng)的衍射角也不變.(D)光強也不變.4 . 一單色平行光束垂直照射在寬度為mm的單縫上，在縫后放一焦距為 m的會聚透鏡.已知位于透鏡焦平面處的屏幕上的中央明條紋寬度為mm,則入射光波長約為(1nm=109m)(A) 100 nm(B) 400 nm(C) 500 nm(D

46、) 600 nm5 .在如圖所示的單縫夫瑯禾費衍射實驗中，若 將單縫沿透鏡光軸方向向透鏡平移，則屏幕上的衍射條紋(A)間距變大.(B)間距變小.(C)不發(fā)生變化.(D)間距不變，但明暗條紋的位置交替變化.6 . 一束平行單色光垂直入射在光柵上，當光柵常數(shù)(a + b)為下列哪種情況時(a代表每條縫的寬度)，k=3、6、9等級次的主極大均不出現(xiàn)(A) a + b=2 a.(B) a+b=3 a.(C) a+b=4 a.(A) a+b=6 a.7 一束白光垂直照射在一光柵上，在形成的同一級光柵光譜中，偏離中央明紋最遠的是 (A)紫光. (B)綠光. (C)黃光. (D)紅光.8 .在光柵光譜中，假

47、如所有偶數(shù)級次的主極大都恰好在單縫衍射的暗紋方向上,因而實際上不出現(xiàn)，那么此光柵每個透光縫寬度 a和相鄰兩縫間不透光部分寬度 b的關(guān)系為：1 (A) a= b.(B) a=b.(C) a=2b.(D) a=3 b.二、填空題9 .波長為600 nm的單色平行光，垂直入射到縫寬為a= mm的單縫上，縫后有一焦距f =60 cm的透鏡，在透鏡焦平面上觀察衍射圖樣.則：中央明紋的寬度為，兩個第三級暗紋之間的距離為 . (1 nm=10 9 m)10 .平行單色光垂直入射于單縫上，觀察夫瑯禾費衍射.若屏上P點處為第二級暗紋，則單縫處波面相應(yīng)地可劃分為 個半波帶.若將單縫寬度縮小一半， P點處將是級 紋

48、.11 . 一束單色光垂直入射在光柵上，衍射光譜中共出現(xiàn)5條明紋.若已知此光柵縫寬度與不透明部分寬度相等，那么在中央明紋一側(cè)的兩條明紋分別是第級和第 級譜線.12 .某單色光垂直入射到一個每毫米有800條刻線的光柵上，如果第一級譜線的衍射角為30° ,則入射光的波長應(yīng)為 .三、計算題13 .在某個單縫衍射實驗中，光源發(fā)出的光含有兩耗波長1和2,垂直入射于單縫上.假如1的第一級衍射極小與2的第二級衍射極小相重合，試問(1)這兩種波長之間有何關(guān)系(2)在這兩種波長的光所形成的衍射圖樣中，是否還有其他極小相重合14 .(1)在單縫大瑯禾費衍射實驗中，垂直入射的光有兩種波長，1=400 nm

49、, =760nm (1 nm=10-9 m),已知單縫寬度 a=x10-2 cm,透鏡焦距f=50 cm.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)d=x10-3 cm的光柵替換單縫，其他條件和上一問相同，求兩種光第一級主極大之間的距離.15 .波長600nm(1nm=10-9m)的單色光垂直入射到一光柵上，測得第二級主極大 的衍射角為30° ,且第三級是缺級.(1)光柵常數(shù)(a + b)等于多少(2)透光縫可能的最小寬度 a等于多少1 1(3)在選定了上述(a + b)和a之后，求在衍射角冗<< 兀范圍內(nèi)可能觀察到2 2的全部主極大的級次.16. 一束平

50、行光垂直入射到某個光柵上，該光束有兩種波長的光，1=440 nm , 2=660nm (1 nm = 10-9 m).實驗發(fā)現(xiàn)，兩種波長的譜線 (不計中央明紋)第二次重合于衍射角=60°的方向上.求此光柵的光柵常數(shù)d.作業(yè)題九(光的偏振)班級: 姓名: 學號:、選擇題1. 一束光是自然光和線偏振光的混合光，讓它垂直通過一偏振片.若以此入射光束為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測得透射光強度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光與線偏振光的光強比值為：(A) 1 / 2 .(B) 1 / 3.(C) 1 / 4.(D) 1 / 5.2. 一束光強為I。的自然光，相繼通過三個偏振片 P1、P2、自后，

51、出射光的光強為 I=Io / 8.已知P1和P2的偏振化方向相互垂直，若以入射光線為軸，旋轉(zhuǎn)P2,要使出射光的光強為零，P2最少要轉(zhuǎn)過的角度是 (A) 30° .(B) 45° .(C) 60° .(D) 90° .3 .兩偏振片堆疊在一起，一束自然光垂直入射其上時沒有光線通過.當其中一偏 振片慢慢轉(zhuǎn)動180。時透射光強度發(fā)生的變化為：(A)光強單調(diào)增加.(B)光強先增加，后又減小至零.(C)光強先增加，后減小，再增加.(D)光強先增加，然后減小，再增加，再減小至零.4 .光強為I0的自然光依次通過兩個偏振片P1和P2 .若P1和P2的偏振化方向的夾(A) I0 / 4 .(收0 / 2 .5.三個偏振片(B)$3 I0 / 4.(D) I0 / 8P1, P2與P3堆疊在一起,角=30° ,則透射偏振光的強度I是(E) 3I0/8 .P1與P3的偏振化方向相互垂直，P2與P1的偏振化方向間的夾角為30° .強度為I。的自然光垂直入射于偏振片P1,并依次透過偏振片P1、P2與P3,則通過三個偏振片后的光強為(A) 10/ 4 ,(B) 3 I0 / 8 .(C) 3I0 / 32.(D) I0 / 16 .6. 一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃(如圖)，設(shè)入射 &