《大学物理学》恒定磁场部分自主学习材料
要掌握的典型习题：
1． 载流直导线的磁场：已知：真空中I 、1α、2α、x 。 建立坐标系Oxy ，任取电流元I dl ，这里，dl dy =
P 点磁感应强度大小：02
sin 4Idy dB r μα
π=
；
方向：垂直纸面向里?。
统一积分变量：cot()cot y x x παα=-=-； 有：2csc dy x d αα=；sin()r x πα=-。
则： 2022sin sin 4sin x d B I x μαααπα=?21
0sin 4I d x ααμααπ=?012(cos cos )4I x
μααπ-=。 ①无限长载流直导线：παα==210，，02I
B x μπ=；（也可用安培环路定理直接求出）
②半无限长载流直导线：παπα==212，，04I
B x
μπ=。
2．圆型电流轴线上的磁场：已知：R 、I ，求轴线上P 点的磁感应强度。 建立坐标系Oxy ：任取电流元Idl ，P 点磁感应强度大小：
2
04r Idl
dB πμ=
；方向如图。
分析对称性、写出分量式：
0B dB ⊥⊥==?；?
?==2
0sin 4r Idl dB B x
x α
πμ。
统一积分变量：r R =αsin
∴??==20sin 4r Idl dB B x x απμ?=dl r IR 304πμR r
IR ππμ2430?=23222
0)(2x R IR +=μ。 结论：大小为2
02232
2
032()24I R r
IR B R x μμππ??=
=+；方向满足右手螺旋法则。 ①当x R >>时，2
2
003
3224IR
I R B x
x
μμππ=
=
??； ②当0x =时，（即电流环环心处的磁感应强度）：00224I
I
B R R
μμππ=
=
?；
③对于载流圆弧，若圆心角为θ，则圆弧圆心处的磁感应强度为：04I
R
B μθπ=。
B
?
R
I
dl
α
O
B
第③情况也可以直接用毕—沙定律求出：00
0220
444I Idl IRd B R R R
θ
μμ
μθ
θππ
π===??
。 一、选择题： 1．磁场的高斯定理
0S
B dS ?=??
说明了下面的哪些叙述是正确的？（ ）
(a ) 穿入闭合曲面的磁感应线条数必然等于穿出的磁感应线条数； (b ) 穿入闭合曲面的磁感应线条数不等于穿出的磁感应线条数； (c ) 一根磁感应线可以终止在闭合曲面内； (d ) 一根磁感应线可以完全处于闭合曲面内。 （A ）ad ； （B ）ac ； （C ）cd ； （D ）ab 。
【提示：略】
7-2．如图所示，在磁感应强度B 的均匀磁场中作一半经为r 的半球面S ， S 向边线所在平面法线方向单位矢量n 与B 的夹角为α，则通过半球面 S 的磁通量（取凸面向外为正）Φ为： （ ） （A ）2
r B π；（B ）2
2r B π；（C ）2
sin r B πα-；（D ）2
cos r B πα-。
【提示：由通量定义m B d S Φ=??知为2cos R B πα-】
7--2．在图（a ）和（b ）中各有一半径相同的圆形回路1L 、2L ，圆周内有电流1I 、2I ，其分布相同，且均在真空中，但在（b ）图中2L 回路外有电流3I ，1P 、2P 为两圆形回路上的对应点，则：（ ） （A ）1
2
d d L L B l B l ?=???，12P P B B =； （B ）12
d d L L B l B l ?≠???，12P P B B =； （C ）12
d d L L B l B l ?=???，12P P B B ≠； （D ）
12
d d L L B l B l ?≠
??
?
，12P P B B ≠。
【提示：用
i
l
B d l I μ?=∑?判断有1
2
L L =
?
?
；但P 点的磁感应强度应等于空间各电流在P 点产生磁感强
度的矢量和】
7--1．如图所示，半径为R 的载流圆形线圈与边长为a 的 正方形载流线圈中通有相同的电流I ，若两线圈中心的 磁感应强度大小相等，则半径与边长之比:R a 为：（ ） （A ）1；（B
；（C
/4；（D
/8。
【载流圆形线圈为：00242O I I B R R μμππ=
?=
；正方形载流线圈为：043(cos cos )4/244I B
a μπππ?=?-?则当O B B =
时，有:/4R a =
】
7-1．两根长度L 相同的细导线分别密绕在半径为R 和r （2R r =）的两个长直圆筒上形成两个螺线管，两个螺线管长度l 相同，通过的电流I 相同，则在两个螺线管中心的磁感应强度的大小之比:R r B B 为： （ ） （A ）4； （B ）2； （C ）1； （D ）
1
2
。 【提示：用0B nI μ=判断。考虑到2R L n R π=
，2r L
n r
π=】 6．如图所示，在无限长载流直导线附近作一球形闭合曲面S ，当球面S 向长直导线靠近时，穿过球面S 的磁通量Φ和面上各点的磁感应强度B 将如何变化？（ ） （A ）Φ增大，B 也增大；（B ）Φ不变，B 也不变； （C ）Φ增大，B 不变；（D ）Φ不变，B 增大。
【提示：由磁场的高斯定理
0S
B dS ?=??
知Φ不变，但无限长载流直导线附近磁场分布为：02I
B r
μπ=
】 7．两个载有相等电流I 的半径为R 的圆线圈一个处于水平位置，一个处于竖直位置，两个线圈的圆心重合，则在圆心O 处的磁感应强度大小为多少? （ ）
（A ）0；（B ）R I 2/0μ；（C ）R I 2/20μ；（D ）R I /0μ。
【提示：载流圆线圈在圆心处为00242I I
B R R
μμππ=?=，水平线圈磁场方向向上，竖直线圈磁场方向向里，∴
合成后磁场大小为B =
7-11．如图所示，无限长直导线在P 处弯成半径为R
则在圆心O 点的磁感强度大小等于：（
） (A)
02I R μπ ；
(B) 04I R μ ；(C) 01(1)2I R μπ- ；(D) 01
(1)4I R μπ
+ 。 【提示：载流圆线圈在圆心处为00242I I B R R μμππ=
?=，无限长直导线磁场大小为02I
B R
μπ=，方向相反，合成】 9．如图所示，有一无限大通有电流的扁平铜片，宽度为a ，厚度不计，电流I 在铜片上均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜片左边缘为b 处的P 点的磁感强度的大小为：（ ） (A )
02()
I
a b μπ+； (B )
0ln 2I a b b a
μπ+； (C )
0ln 2I a b a b μπ+； (D ) 02[(/2)]
I
a b μπ+。 【提示：无限长直导线磁场大小为02I B r μπ=。若以铜片左边缘为原点，水平向右为x 轴，有：02()
P I
d x
a d B
b x μπ=-，积分有：000ln 22P a I d x I b B a b x a b a μμππ-=
=-+?。注意：ln ln b b a
b a b
+=-+】 P
10．一根很长的电缆线由两个同轴的圆柱面导体组成，若这两个圆柱面的半径分别为R 1和R 2（R 1 （A ） （B ） （C ） （D ） 【提示：由安培环路定理 i l B d l I μ?=∑?知r 10B =；R 1< r B r μπ= ；r >R 2时， 30B =】 11．有一半径R 的单匝圆线圈，通有电流I ，若将该导线弯成匝数N = 2的平面圆线圈，导 线长度不变，并通以同样的电流，则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的（ ） (A) 4倍和1/8；(B) 4倍和1/2；(C) 2倍和1/4；(D) 2倍和1/2。 【提示：载流圆线圈在圆心磁场为02I B R μ=，导线长度为2R π，利用22'2R R ππ=?，有'/2R R =，∴ 00'2442' 2I I B B R R μμ=? =? =；磁矩可利用m N I S =求出，∵2S R π=，2''/4S R S π==，∴'2/4/2m IS m ==】 12．洛仑兹力可以（ ） （A ）改变带电粒子的速率； （B ）改变带电粒子的动量； （C ）对带电粒子作功； （D ）增加带电粒子的动能。 【提示：由于洛仑兹力总是与带电粒子的速度方向垂直，所以只改变粒子的运动方向而不改变粒子的速率】 13．一张气泡室照片表明，质子的运动轨迹是一半径为0.10m 的圆弧，运动轨迹平面与磁感强度大小为0.3Wb /m 2的磁场垂直，该质子动能的数量级为：（ ） （A ）0.01MeV ； （B ）1MeV ； （C ）0.1MeV ； （D ）10Mev 【提示：由2/ev B mv R =知221()2e BR mv m =，有1922 427 1.6100.30.110()1.6710 K E e eV --???=?】 7--3．一个半导体薄片置于如图所示的磁场中，薄片通有方向 向右的电流I ，则此半导体两侧的霍尔电势差：（ ） （A ）电子导电，a b V V <；（B ）电子导电，a b V V >； （C ）空穴导电，a b V V >；（D ）空穴导电，a b V V =。 【提示：如果主要是电子导电，据左手定则，知b 板集聚负电荷，有a b V V >；如果主要是空穴导电，据左手定则，知b 板集聚正电荷，有a b V V <】 15．一个通有电流I 的导体，厚度为d ，横截面积为S ，放在磁感强度为B 的匀强磁场中，磁场方向如图所示，现测得导体上下两面电势差为U H ，则此导体的霍尔系数为：（ ） 1 2 R 1 1 2 R 1 2 R （A ）H H U d R I B = ；（B ）H H I BU R S d =；（C ）H H U S R I B d =；（D ）H H I U S R B d =。 【提示：霍尔系数为：1H R nq = ，而霍尔电压为：H I B U nqd =，∴H H U d R I B =】 16．如图所示，处在某匀强磁场中的载流金属导体块中出现霍耳效应，测得两底面M 、N 的电势差为30.310V M N V V --=?，则图中所加匀 强磁场的方向为：（ ） （A ）竖直向上； （B ）竖直向下； （C ）水平向前； （D ）水平向后。 【提示：金属导体主要是电子导电，由题知N 板集聚负电荷，据左手定则，知强磁场方向水平向前】 17．有一由N 匝细导线绕成的平面等腰直角三角形线圈，直角边长为a , 通有电流I ，置于均匀外磁场B 中，当线圈平面的法向与外磁场方向成60时，该线圈所受的磁力矩M m 为：（ ） (A) 2Na IB ； (B) 2Na IB ； (C) 2sin60IB ；(D) 0 。 【提示：磁矩为m N I S =， 2/2S a =，M m B =?，∴23sin602NIa B NIa M = = 】 18．用细导线均匀密绕成长为l 、半径为a （l >>a ）、总匝数为N 的螺线管，通以稳恒电流I ，当管内充满相对磁导率为r μ的均匀介质后，管中任意一点的（ ） （A ）磁感应强度大小为NI r μμ0； （B ）磁感应强度大小为l NI r /μ； （C ）磁场强度大小为l NI /0μ； （D ）磁场强度大小为l NI /。 【提示：螺线管0r B n I μμ=。而/n N l =，有0/r B N I l μμ=；又0r B H μμ=，有/H N I l =】 19．如图所示的一细螺绕环，它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成，每厘米绕10匝．当导线中的电流I 为2A 时，测得铁环内的磁感应强度的大小B 为1T ，则可求得铁环的相对磁导率r μ为(真空磁导率70410/T m A μπ-=??) （ ） (A) 796 ；(B) 398；(C)199 ；； (D) 63.3。 【提示：螺线管0r B n I μμ=。取n =103】 20．半径为R 的无限长圆柱形直导线置于无穷大均匀磁介质中，其相对磁导率为r μ，导线内通有电流强度为I 的恒定电流，则磁介质内的磁化强度M 为：（ ） （A ）(1)2r I r μπ-- ；（B ） (1)2r I r μπ-；（C ） 2r I r μπ；（D ）2r I r πμ。 【提示：由安培环路定理 i l H d l I ?=∑?知：2I H r π=，再由0r B H μμ=有：02r I B r μμπ= ，考虑到0 B H M μ=-有：0 (1)222r r B I I I M H r r r μμμπππ= -= -=-】 7--4．磁介质有三种，用相对磁导率r μ表征它们各自的特性时：（ ） （A ）顺磁质0r μ>，抗磁质0r μ<，铁磁质1r μ； （B ）顺磁质1r μ>，抗磁质1r μ=，铁磁质 1r μ； （C ）顺磁质1r μ>，抗磁质1r μ<，铁磁质 1r μ； （D ）顺磁质0r μ<，抗磁质1r μ<，铁磁质0r μ>。 【提示：略】 7--5．两种不同磁性材料做的小棒，分别放在两个磁铁的两个磁极之间，小棒被磁化后在磁极 间处于不同的方位，如图所示，则：（ ） （A ）a 棒是顺磁质， b 棒是抗磁质； （B ）a 棒是顺磁质， b 棒是顺磁质； （C ）a 棒是抗磁质， b 棒是顺磁质； （D ）a 棒是抗磁质， b 棒是抗磁质。 【提示：略】 二、填空题 1．一条载有10A 的电流的无限长直导线，在离它0.5m 远的地方产生的磁感应强度大小B 为 。 【提示：由安培环路定理0i l B d l I μ?=∑?知02I B r μπ=，有：74101020.5 B ππ-??==?6410T -?】 2．一条无限长直导线，在离它0.01m 远的地方它产生的磁感应强度是4 10T -，它所载的电流为 。 【提示：利用02I B r μπ= ，可求得I =5A 】 7-15．如图所示，一条无限长直导线载有电流I ，在离它d 远的地方的 长a 宽l 的矩形框内穿过的磁通量Φ= 。 【提示：由安培环路定理知02I B r μπ=，再由S B dS Φ=???有： 02d b d I ld r r μπ+Φ=?=? 0ln 2I l d b d μπ+】 7-9．地球北极的磁场B 可实地测出。如果设想地球磁场是由地球赤道上的一个假想的圆电流(半径为地球半径R )所激发的，则此电流大小为I = 。 【提示：利用载流圆环在轴线上产生的磁感强度公式：2 02 232 2() I R B R x μ= + ，有B =。则I =0 】 5．形状如图所示的导线，通有电流I ，放在与匀强磁场垂直的平 面内，导线所受的磁场力F = 。 I 1 【提示：考虑dF I dl B =?，再参照书P271例2可知：F =(2)BI l R +】 6．如图所示，平行放置在同一平面内的三条载流长直导线， 要使导线AB 所受的安培力等于零，则x 等于 。 【提示：无限长直导线产生的磁场，考虑导线AB 所在处的合磁场为0，有： 00 222() I I x a x μμππ?=-，解得：x =/3a 】 7.如图所示，两根无限长载流直导线相互平行，通过的电流分别为1I 和2I 。则 1 L B dl ?=? ，2 L B dl ?=? 。 【提示：L 1包围I 1和I 2两个反向电流，有： 1 L B dl ?=? 021()I I μ-，而L 2由 于特殊的绕向，包围I 1和I 2两个同向电流，有： 2 L B dl ?=? 021()I I μ+】 8．真空中一载有电流I 的长直螺线管，单位长度的线圈匝数为n ，管内中段部分的磁感应强度为 ，端点部分的磁感应强度为 。 【提示：“无限长”螺线管内的磁感强度为0n I μ，“半无限长”螺线管端点处的磁感强度为一半：0/2n I μ】 9.半径为R ，载有电流为I 的细半圆环在其圆心处O 点所产生的磁感强度 ；如果上述条件的半圆改为3/π的圆弧，则圆心处O 点磁感强度 。 【提示：圆弧在圆心点产生的磁感强度：04I B R μθπ= ?，∴半圆环为04I R μ；3π圆弧为 012I R μ】 10．如图所示，ABCD 是无限长导线，通以电流I ，BC 段 被弯成半径为R 的半圆环，CD 段垂直于半圆环所在的平面， AB 的沿长线通过圆心O 和C 点。则圆心O 处的磁感应强度 大小为 。 【提示：AB 段的延长线过O 点，对O 的磁感强度没有贡献。BC 半圆弧段在O 点产生方向垂直于圆弧平面向里的磁感强度：00144I I B R R μμππ=?=，半无限长直导线CD 在O 点处产生方向在圆弧平面内向下的磁感强度：024I B R μπ= ，∴B 】 7-12.一无限长导线弯成如图形状，弯曲部分是一半径为R 的半圆，两直线部分平行且与半圆平面垂直，如在导线上通有电流I ，方向如图。圆心O 处的磁感应强度为 。 【提示：同上题。半圆弧段在O 点产生方向垂直于圆弧平面向里的磁感强度：00144I I B R R μμππ= ?=，两个半无限长直导线在O 点处都产生方向在圆弧平面内向下的磁感强度：022I B R μπ= ，∴B 7-11.两图中都通有电流I ，方向如图示，已知圆的 半径为R ，则真空中O 处的磁场强度大小和方向为： 左图O 处的磁场强度的大小为 ， 方向为 ； 右图O 处的磁场强度的大小为 ，方向为 。 【提示：左图半圆弧段：014I B R μ=，两个半无限长直导线：022I B R μπ= ，方向都是垂直于纸面向里，∴B = 0024I I R R μμπ+ ；右图1/4圆弧：B =08I R μ，方向是垂直于纸面向外，两直导线的延长线都过O 点，对O 的磁感强度没有贡献。】 13．有一相对磁导率为500的环形铁芯，环的平均半径为10cm ，在它上面均匀地密绕着360匝线圈，要使铁芯中的磁感应强度为0.15T ，应在线圈中通过的电流为 。 【提示：利用0r B n I μμ=有0r B I n μμ= ， 则7 0.15 410500360/20.1 I ππ-= ????，解得I =512A 】 7-10．两根长直导线沿半径方向引到铁环上的A 、B 两点，并与很远的 电源相连，如图所示，环中心O 的磁感应强度B = 。 【提示：圆环被分成两段圆弧，在O 点产生的磁场方向相反，圆弧产生磁感强度满足04I B R μθπ= ?，显然，优弧所对的圆心角大，但优弧和劣弧并联，劣弧的电阻小，所分配的电流大。圆心角和电流正好相对涨落，也可经过计算得知：B =0】 7-19．电流I 均匀流过半径为R 的圆形长直导线，则单位长直导线 通过图中所示剖面的磁通量Φ= 。 【提示：在导线内部r 处磁场分布为022I r B R μπ=，则磁通量02012R I r dr R μπ?Φ=?，经计算知：Φ= 04I μπ 】 三、计算题 7-13．如图所示，一半径为R 的无限长半圆柱面导体，沿长度方向的 电流I 在柱面上均匀分布，求中心轴线OO '上的磁感强度。 7-14 彼此平行的线圈构成。若它们的半径均为R 均为I ，相距也为R ，则中心轴线上O 、O 1、O 2的磁感强度分别为多少？ 7-25．霍尔效应可用来测量血流的速度，其原理如图所示， 在动脉血管两侧分别安装电极并加以磁场。设血管的直 径为2mm ，磁场为0.080T ，毫伏表测出血管上下两端的 电压为0.10mV ，血管的流速为多大？ 7-29．如图所示，一根长直导线载有电流为I 1，矩形 回路上的电流为I 2，计算作用在回路上的合力。 7-33．在氢原子中，设电子以轨道角动量2h L π = 绕质子作圆周运动，其半径r 为115.2910m -?，求质子所在处的磁感强度。 （h 为普朗克常数：346.6310J s -??） 7-34．半径为R 的薄圆盘均匀带电，电荷面密度为σ， 令此盘绕通过盘心且垂直盘面的轴线作匀速转动， 角速度为ω，求轴线上距盘心x 处的磁感强度的 大小和旋转圆盘的磁矩。 7-35.一根同轴电缆线由半径为R 1的长导线和套在它外面的 半径为R 2的同轴薄导体圆筒组成，中间充满相对磁导率 为r μ（1r μ<）的磁介质，如图所示。传导电流沿导线 向上流去，由圆筒向下流回，电流在截面上均匀分布。求 空间各区域内的磁感强度和磁化电流。 8．螺绕环中心周长l =10cm ，环上均匀密绕线圈N =200匝，线圈中通有电流I =100mA 。 （1）求管内的磁感应强度B 0和磁场强度H 0； （2）若管内充满相对磁导率r μ=4200的磁性物质，则管内的B 和H 是多少？ （3）磁性物质内由导线中电流产生的0B 和由磁化电流产生的B '各是多少？ 磁场部分自主学习材料解答 一、选择题： 1.A 2.D 3.C 4.C 5.D 6.D 7.C 8.C 9.C 10.C 11.B 12.B 13.A 14.B 15.A 16.C 17.B 18.D 19.A 20.B 21.C 22.C 三、计算题 1．解：画出导体截面图可见： 电流元电流I I d I Rd d R θθππ =?=， 产生的磁感应强度为：022I d B d R μθπ=，方向如图； 由于对称性，d B 在y 轴上的分量的积分0y B =；d B 在x 轴上的分量为： 02sin 2x I d B d R μθθπ=，∴00220sin 2x I I B B d R R πμμθθππ===?。方向为Ox 轴负向。 I B x 2．解：利用载流圆环在轴线上产生的磁感强度公式：2 02232 2()I R B R x μ= +， 有O 上的磁感强度：2 000223/220.7162[(2)]O IR I I B R R R R μμμ=?= =+； O 1 上的磁感强度：12 0000223/20.677 22()O I IR I I B R R R R R μμμμ= + = =+ 同理O 2上的磁感强度产生的磁感应强度也为：200.677O I B R μ=。 3．解：洛仑兹力解释霍尔效应的方法是： “动平衡时，电场力与洛仑兹力相等”。 有：H qvB qE =，则/H v E B =；又∵/H H E U d = 33 0.1100.625/0.08210 H U v m s B d --?= ==??。 4．解：由安培环路定律 0l B d l I μ?=?知： 电流 1I 产生的磁感应强度分布为：01 2I B r μπ= ，方向?； 则回路左端受到的安培力方向向左，大小：012212I I l F I l B d μπ==1； 回路右端受到的安培力方向向右，大小：012222()I I l F I l B d b μπ==+2； 回路上端受到的安培力方向向上，大小：010122ln 22d b d I d r I I d b F I r d μμππ++==?3； 回路上端受到的安培力方向向下，大小：010122ln 22d b d I d r I I d b F I r d μμππ++==?4； 合力为：01201201222()2() I I l I I l I I l b F d d b d d b μμμπππ=-=? ++，方向向左。 5．解：由电流公式q I t =知电子绕核运动的等价电流为：2e I ω π =， 由L J ω=知22h m r ωπ= ，有224eh I mr π=；利用02I B r μ=得：023 8eh B mr μπ= ∴7 19 34 231113 410 1.610 6.6310 12.589.1110(5.2910) B T ππ-----?????= =???。 6．解：如图取半径为r ，宽为dr 的环带。 元电流：22dq dq dI dq T ωπωπ = ==， 而2dq ds r d r σπσ==， ∴dI r dr σω= I I 利用载流圆环在轴线上产生的磁感强度公式： 2 02 232 2() I r B r x μ= +，有22002 23/2 2 23/2 2() 2() r dI r rdr dB r x r x μμσω= = ++ 32222 00223/2 223/2 ()2()4 ()R R r r x x B d r d r r x r x μσω μσω +-== ++?? ，有： 22 02)2 B x μσω= -，方向：x 轴正向。磁矩公式：m I S n = 如图取微元：2d m S d I r r d r πσω== 4 2 4 R R m d m r r d r πσωπσω=== ??，方向：x 轴正向。 7．解：因磁场柱对称，取同轴的圆形安培环路用公式 l H dl I ?=∑? 当10r R <<时，2 12 1 2r rH I R πππ=，得：1212r I H R π=； 当12R r R <<时，22rH I π=，得：22I H r π=； 当2r R >时，320rH π=，得：30H =； 考虑到导体的相对磁导率为1，利用公式0r B H μμ=，有： 01212r I B R μπ= ，02 2r I B r μμπ=，30B =。 再利用公式0 B M H μ= -，得：10M =，2(1)2r I M r μπ-= ，30M = 则磁介质内外表面的磁化电流可由s l I M d l = ??求出： 当1r R =时，磁介质内侧的磁化电流为：11(1)2(1)2r si r I I R I R μπμπ-= ?=-； 当2r R =时，磁介质外侧的磁化电流为：22 (1)2(1)2r se r I I R I R μπμπ-=?=-。 8．解：（1）由7 5002004100.18100.1 B n I T μππ--==???=?， 而0200 0.1200/0.1 H n I A m ==?=； （2）若4200r μ=，则：5 4200810B T π-=??，0200/H H A m ==； （3）由0'B B B =+，有5 0'4199810B B B T π-=-=??。 一、填空题： 1、多元统计分析是运用数理统计方法来研究解决多指标问题的理论和方法. 2、回归参数显著性检验是检验解释变量对被解释变量的影响是否著. 3、聚类分析就是分析如何对样品（或变量）进行量化分类的问题。通常聚类分析分为 Q型聚类和 R型聚类。 4、相应分析的主要目的是寻求列联表行因素A 和列因素B 的基本分析特征和它们的最优联立表示。 5、因子分析把每个原始变量分解为两部分因素：一部分为公共因子，另一部分为特殊因子。 6、若 () (,), P x N αμα ∑=1,2,3….n且相互独立，则样本均值向量x服从的分布 为_x~N(μ，Σ/n)_。 二、简答 1、简述典型变量与典型相关系数的概念，并说明典型相关分析的基本思想。 在每组变量中找出变量的线性组合，使得两组的线性组合之间具有最大的相关系数。选取和最初挑选的这对线性组合不相关的线性组合，使其配对，并选取相关系数最大的一对，如此下去直到两组之间的相关性被提取完毕为止。被选出的线性组合配对称为典型变量，它们的相关系数称为典型相关系数。 2、简述相应分析的基本思想。 相应分析，是指对两个定性变量的多种水平进行分析。设有两组因素A和B，其中因素A包含r个水平，因素B包含c个水平。对这两组因素作随机抽样调查，得到一个rc的二维列联表，记为。要寻求列联表列因素A和行因素B的基本分析特征和最优列联表示。相应分析即是通过列联表的转换，使得因素A 和因素B 具有对等性，从而用相同的因子轴同时描述两个因素各个水平的情况。把两个因素的各个水平的状况同时反映到具有相同坐标轴的因子平面上，从而得到因素A 、B 的联系。 3、简述费希尔判别法的基本思想。 从k 个总体中抽取具有p 个指标的样品观测数据，借助方差分析的思想构造一个线性判别函数 系数： 确定的原则是使得总体之间区别最大，而使每个总体内部的离差最小。将新样品的p 个指标值代入线性判别函数式中求出 值，然后根据判别一定的规则，就可以判别新的样品属于哪个总体。 5、简述多元统计分析中协差阵检验的步骤 第一，提出待检验的假设 和H1； 第二，给出检验的统计量及其服从的分布； 第三，给定检验水平，查统计量的分布表，确定相应的临界值，从而得到否定域； 第四，根据样本观测值计算出统计量的值，看是否落入否定域中，以便对待判假设做出决策（拒绝或接受）。 协差阵的检验 检验0=ΣΣ 0p H =ΣI ： /2 /21exp 2np n e tr n λ???? =-?? ? ???? S S 00p H =≠ΣΣI ： /2 /2**1exp 2np n e tr n λ???? =-?? ? ???? S S 第八章恒定磁场 8-1均匀磁场的磁感强度B垂直于半径为"KJ圆面.今以该圆周为边线，作一半球面S,则通过S面的磁通量的大小为［］。 (B) nr2 B(C) 0 (D)无法确定 分析与解根据高斯定理，磁感线是闭合曲线，穿过圆平面的磁通量与穿过半球面的磁通量相等。正确答案为(B)。 8-2下列说法正确的是［］。 (A)闭合回路上各点磁感强度都为零时，I口I路内一定没有电流穿过 (B)闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内穿过电流的代数和必定为零 (C)磁感强度沿闭合回路的积分为零时，回路上作点的磁感强度必定为零 (D)磁感强度沿闭合回路的积分不为零时，回路上任意点的磁感强度必定为零 分析与解由磁场中的安培环路定理，磁感强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感强度不一定为零；闭合回路上各点磁感强度为零时，穿过1口1路的电流代数和一定为零。正确答案为(B)。 8-3磁场中的安培环路定理J B= 口。￡七说明稳恒电流的磁场是［］。 i = 1 (A)无源场(B)有旋场(C)无旋场(D)有源场 分析与解磁场的高斯定理与安培环路定理是磁场性质的重要表述，在恒定磁场中B的环流一般不为零，所以磁场是涡旋场；而在恒定磁场中，通过任意闭合曲面的磁通量必为零, 所以磁场是无源场；静电场中E的环流等于零，故静电场为保守场；而静电场中，通过任意闭合面的电通量可以不为零，故静电场为有源场。正确答案为(B)。 8-4 一半圆形闭合平面线圈，半径为R,通有电流/,放在磁感强度为8的均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，则线圈所受磁力矩大小为［］。 (A) I TI R2B(B) (C) ^I H R2B(D) 0 分析与解对一匝通电平面线圈，在磁场中所受的磁力矩可表示为M = ISe n xB,而且 对任意形状的平面线圈都是适用的。正确答案为(B)o 8-5 —长直螺线管是由直径d=0.2mm的漆包线密绕而成。当它通以/=0. 5A的电流时，其内部的磁感强度B=。(忽略绝缘层厚度，U o=4 n X 10'7N/A2) 分析与解根据磁场中的安培环路定理可求得长直螺线管内部的磁感强度大小为 B = 方向由右螺旋关系确定。正确答安为(3.14X10TT )。 8-6如图所示，载流导线在平面内分布，电流为/,则在圆心。点处的磁感强度大小为 ，方向为。 分析与解根据圆形电流和长直电流的磁感强度公 式，并作矢量叠加，可得圆心。点的总的磁感强度。正 确答案为(也/(1-上)，向里)。 2耻以 第6章 恒定磁场 1． 空间某点的磁感应强度B 的方向，一般可以用下列几种办法来判断，其中哪个是错误的？ （ C ） （A ）小磁针北（N ）极在该点的指向； （B ）运动正电荷在该点所受最大的力与其速度的矢积的方向； （C ）电流元在该点不受力的方向； （D ）载流线圈稳定平衡时，磁矩在该点的指向。 2． 下列关于磁感应线的描述，哪个是正确的? （ D ） （A ）条形磁铁的磁感应线是从N 极到S 极的； （B ）条形磁铁的磁感应线是从S 极到N 极的； （C ）磁感应线是从N 极出发终止于S 极的曲线； （D ）磁感应线是无头无尾的闭合曲线。 3． 磁场的高斯定理 0S d B 说明了下面的哪些叙述是正确的？ （ A ） a 穿入闭合曲面的磁感应线条数必然等于穿出的磁感应线条数； b 穿入闭合曲面的磁感应线条数不等于穿出的磁感应线条数； c 一根磁感应线可以终止在闭合曲面内； d 一根磁感应线可以完全处于闭合曲面内。 （A ）ad ； （B ）ac ； （C ）cd ； （D ）ab 。 4． 如图所示，在无限长载流直导线附近作一球形闭合曲面S ，当曲面S 向长直导线靠近时，穿过曲面S 的磁通量 和面上各点的磁感应强度B 将如何变化？ （ D ） （A ） 增大，B 也增大； （B ） 不变，B 也不变； （C ） 增大，B 不变； （D ） 不变，B 增大。 5． 两个载有相等电流I 的半径为R 的圆线圈一个处于水平位置，一个处于竖直位置，两个线圈的圆心重合，则在圆心o 处的磁感应强度大小为多少? （ C ） （A ）0； （B ）R I 2/0 ； （C ）R I 2/20 ； （D ）R I /0 。 6、有一无限长直流导线在空间产生磁场，在此磁场中作一个以截流导线为轴线的同轴的圆柱形闭合高斯面，则通过此闭合面的磁感应通量（ A ） A 、等于零 B 、不一定等于零 C 、为μ0I D 、为 i n i q 1 1 7、一带电粒子垂直射入磁场B 后，作周期为T 的匀速率圆周运动，若要使运动周期变为T/2，磁感应强度应变为（B ） A 、 B /2 B 、2B C 、B D 、–B 8 竖直向下的匀强磁场中，用细线悬挂一条水平导线。若匀强磁场磁感应强度大小为B ，导线质量为m ， I 聚类分析和判别分析练习题 一、选择题 1.需要在聚类分析中保序的聚类分析是（ ）。 A.两步聚类 B.有序聚类 C.系统聚类 D.k-均值聚类 2.在系统聚类中2R 是（ ）。 A.组内离差平方和除以组间离差平方和 B.组间离差平方和除以组内离差平方和 C.组间离差平方和除以总离差平方和 D.组间均方除以总均方。 3.系统聚类的单调性是指（ ）。 A.每步并类的距离是单调增的 B.每步并类的距离是单调减的 C.聚类的类数越来越少 D.系统聚类2R 会越来越小 4.以下的系统聚类方法中，哪种系统聚类直接利用了组内的离差平方和。（ ） A.最长距离法 B.组间平均连接法 C.组内平均连接法 D.WARD 法 5.以下系统聚类方法中所用的相似性的度量，哪种最不稳健（ ）。 A.2 1()p ik jk k x x =-∑ B. 1p ik jk k ik jk x x x x =-+∑ C. 21p k =∑ D. 1()()i j i j -'x -x Σx -x 6. 以下系统聚类方法中所用的相似性的度量，哪种考虑了变量间的相关性（ ）。A.2 1()p ik jk k x x =-∑ B. 1 p ik jk k ik jk x x x x =-+∑ C. 21 p k =∑ D. 1()()i j i j -'x -x Σx -x 7.以下统计量，可以用来刻画分为几类的合理性统计量为（ ）？ A.可决系数或判定系数2R B. G G W P P - C.()/(1) /() G G W P G P n G -- - D.() G W P W - 8.以下关于聚类分析的陈述，哪些是正确的（） A.进行聚类分析的统计数据有关于类的变量 B.进行聚类分析的变量应该进行标准化处理 C.不同的类间距离会产生不同的递推公式 D.递推公式有利于运算速度的提高。D(3)的信息需要D（2）提供。 9.判别分析和聚类分析所要求统计数据的不同是（） A.判别分析没有刻画类的变量，聚类分析有该变量 B.聚类分析没有刻画类的变量，判别分析有该变量 C.分析的变量在不同的样品上要有差异 D.要选择与研究目的有关的变量 10.距离判别法所用的距离是（） A.马氏距离 B. 欧氏距离 C.绝对值距离 D. 欧氏平方距离 11.在一些条件同时满足的场合，距离判别和贝叶斯判别等价，是以下哪些条件。 （） A.正态分布假定 B.等协方差矩阵假定 C.均值相等假定 D.先验概率相等假定 12.常用逐步判别分析选择不了的标准是（） A.Λ统计量越小变量的判别贡献更大 B.Λ统计量越大变量的判别贡献更大 C.判定系数越小变量的判别贡献更大 D.判定系数越大变量的判别贡献更大 二、填空题 1、聚类分析是建立一种分类方法，它将一批样本或变量按照它们在性质上的_______________进行科学的分类。 2．Q型聚类法是按_________进行聚类，R型聚类法是按_______进行聚类。 3．Q型聚类相似程度指标常见是、、，而R型聚类相似程度指标通常采用_____________ 、。 4．在聚类分析中需要对原始数据进行无量纲化处理，以消除不同量纲或数量级的影响，达到数据间 《运筹学》第七章决策分析习题 1． 思考题 （1）简述决策的分类及决策的程序； （2）试述构成一个决策问题的几个因素； （3）简述确定型决策、风险型决策和不确定型决策之间的区别。不确定型决策 能否转化成风险型决策？ （4）什么是决策矩阵？收益矩阵，损失矩阵，风险矩阵，后悔值矩阵在含义方 面有什么区别； （5）试述不确定型决策在决策中常用的四种准则，即等可能性准则、最大最小 准则、折衷准则及后悔值准则。指出它们之间的区别与联系； （6）试述效用的概念及其在决策中的意义和作用； （7）如何确定效用曲线；效用曲线分为几类，它们分别表达了决策者对待决策 风险的什么态度； （8）什么是转折概率？如何确定转折概率？ （9）什么是乐观系数，它反映了决策人的什么心理状态？ 2． 判断下列说法是否正确 （1）不管决策问题如何变化，一个人的效用曲线总是不变的； （2）具有中间型效用曲线的决策者，对收入的增长和对金钱的损失都不敏感； （3） 3． 考虑下面的利润矩阵(表中数字矩阵为利润) 准则（3）折衷准则（取l=0．5）（4）后悔值准则。 4． 某种子商店希望订购一批种子。据已往经验，种子的销售量可能为500，1000，1500或 2000公斤。假定每公斤种子的订购价为6元，销售价为9元，剩余种子的处理价为每公斤3元。要求：（1）建立损益矩阵；（2）分别用悲观法、乐观法（最大最大）及等可能法决定该商店应订购的种子数；（3）建立后悔矩阵，并用后悔值法决定商店应订购的种子数。 5． 根据已往的资料，一家超级商场每天所需面包数（当天市场需求量）可能是下列当中的 某一个：100，150，200，250，300，但其概率分布不知道。如果一个面包当天卖不掉，则可在当天结束时每个0.5元处理掉。新鲜面包每个售价1.2元，进价0.9元，假设进货量限制在需求量中的某一个，要求 （1）建立面包进货问题的损益矩阵； （2）分别用处理不确定型决策问题的各种方法确定进货量。 6．有一个食品店经销各种食品，其中有一种食品进货价为每个3元，出售价是每个4元，如果这种食品当天卖不掉，每个就要损失0．8元，根据已往销售情况，这种食品每天销售1000，2000，3000个的概率分别为０．３，０．５和０．２，用期望值准则给出商店每天进货的最优策略。 7．一季节性商品必须在销售之前就把产品生产出来。当需求量是D 时，生产者生产x 件商品的利润（元）为： 利润 ?? ?>-≤≤=D x x D D x x x f 302)( 第五章 聚类分析 判别分析和聚类分析有何区别 答：即根据一定的判别准则，判定一个样本归属于哪一类。具体而言，设有n 个样本，对每个样本测得p 项指标（变量）的数据，已知每个样本属于k 个类别（或总体）中的某一类，通过找出一个最优的划分，使得不同类别的样本尽可能地区别开，并判别该样本属于哪个总体。聚类分析是分析如何对样品（或变量）进行量化分类的问题。在聚类之前，我们并不知道总体，而是通过一次次的聚类，使相近的样品（或变量）聚合形成总体。通俗来讲，判别分析是在已知有多少类及是什么类的情况下进行分类，而聚类分析是在不知道类的情况下进行分类。 试述系统聚类的基本思想。 答：系统聚类的基本思想是：距离相近的样品（或变量）先聚成类，距离相远的后聚成类，过程一直进行下去，每个样品（或变量）总能聚到合适的类中。 对样品和变量进行聚类分析时， 所构造的统计量分别是什么简要说明为什么这样构造 答：对样品进行聚类分析时，用距离来测定样品之间的相似程度。因为我们把n 个样本看作p 维空间的n 个点。点之间的距离即可代表样品间的相似度。常用的距离为 （一）闵可夫斯基距离：1/1 ()() p q q ij ik jk k d q X X ==-∑ q 取不同值，分为 （1）绝对距离（1q =） 1 (1)p ij ik jk k d X X ==-∑ （2）欧氏距离（2q =） 21/2 1 (2)() p ij ik jk k d X X ==-∑ （3）切比雪夫距离（q =∞） 1()max ij ik jk k p d X X ≤≤∞=- （二）马氏距离 （三）兰氏距离 对变量的相似性，我们更多地要了解变量的变化趋势或变化方向，因此用相关性进行衡量。 将变量看作p 维空间的向量，一般用 2 1()()()ij i j i j d M -'=--X X ΣX X 11()p ik jk ij k ik jk X X d L p X X =-=+∑ 第七章管理信息 一、教学要点 1、信息的概念。 2、有用信息的特征。 3、信息系统的五个基本要素。 4、信息系统的开发步骤。 5、信息系统在组织管理中的运用。 6、关键名词：信息、数据、信息系统、人工智能、办公自动化 二、习题 (一)填充题 1、在管理学科中，通常把信息定义为_______________。 2、信息评估的关键是对信息进行_______________。 3、_______________是信息的最重要特征。 4、例外报告是在_______________时产生的。 5、信息系统为管理者提供了一种在组织内_________、_________、_________和_________信息的系统方法。 6、信息系统包括五个基本要素：_________、_________、_________、_________和_________。 7、信息系统中的处理是把_________的过程。 8、对以计算机为基础的信息系统来说，除了五个要素外，还包括_________、_________和_________。 9、系统分析的目的是_________。 10、_________是考察系统技术能力的第一步。 11、系统调查，系统分析，系统设计，系统实施和系统维护形成了_________。 12、管理信息系统不仅为日常决策提供服务，还提供有关_________的信息。 13、由于结构化和系统化性质，管理信息系统通常不能提供_________。 14、用户以一种_________的方式与决策支持系统对话。 15、决策支持系统包括_________和_________。 16、对任何形式的信息来说，只要是以光或电的方式从一个地方传送到另一个地方，它所利用的传送技术就称作_________。 17、人工智能的两个主要研究领域是_________和_________。 (二)选择题 1、下列属于有形成本的是_________。 A.购买计算机 B.厂房 C.系统维护和升级 D.公司信誉的降低 2、下列不属于无形成本的是_________。 A.员工士气不振 B.工作程序变动造成的工作瘫痪 C.员工工资 D.公司信誉的降低 3、有形收益包括_________ A.销售额的上升 B.成本的下降 C.旷工率的降低 D.新产品的开发 4、无形收益包括_________ A.信息获取能力的提高 B.士气大振 C.更好的顾客服务 D.生产率的提高 5、信息的完全性要求_________。 A.尽可能详细 B.尽可能简洁 C.在详细和简洁间找到一种平衡 D.信息提供越多越好 《大学物理学》恒定磁场部分自主学习材料 要掌握的典型习题： 1． 载流直导线的磁场：已知：真空中I 、1α、2α、x 。 建立坐标系Oxy ，任取电流元I dl v ，这里，dl dy = P 点磁感应强度大小：02 sin 4Idy dB r μα π= ； 方向：垂直纸面向里?。 统一积分变量：cot()cot y x x παα=-=-； 有：2 csc dy x d αα=；sin()r x πα=-。 则： 2022sin sin 4sin x d B I x μαααπα =?21 0sin 4I d x ααμααπ=?012(cos cos )4I x μααπ-=。 ①无限长载流直导线：παα==210，，02I B x μπ=；（也可用安培环路定理直接求出） ②半无限长载流直导线：παπα==212，，04I B x μπ=。 2．圆型电流轴线上的磁场：已知：R 、I ，求轴线上P 点的磁感应强度。 建立坐标系Oxy ：任取电流元Idl v ，P 点磁感应强度大小： 2 04r Idl dB πμ= ；方向如图。 分析对称性、写出分量式： 0B dB ⊥⊥==?r r ；??==20 sin 4r Idl dB B x x α πμ。 统一积分变量：r R =αsin ∴??==20sin 4r Idl dB B x x απμ?=dl r IR 304πμR r IR ππμ2430?=232220)(2x R IR +=μ。 结论：大小为2 022322032()24I R r IR B R x μμππ??= =+；方向满足右手螺旋法则。 ①当x R >>时，2 20033224IR I R B x x μμππ= =??； ②当0x =时，（即电流环环心处的磁感应强度）：00224I I B R R μμππ= = ?； ③对于载流圆弧，若圆心角为θ，则圆弧圆心处的磁感应强度为：04I R B μθπ=。 B v ? R I dl B v 第三节几种常见的磁场 教学目标 知识与技能 ．知道什么叫磁感线。 ．知道几种常见的磁场（条形、蹄形，直线电流、环形电流、通电螺线管）及磁感线分布的情况 ．会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 ．知道安培分子电流假说，并能解释有关现象 ．理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场 ．理解磁通量的概念并能进行有关计算 重点与难点 ．会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向. ．正确理解磁通量的概念并能进行有关计算 （一）复习引入 要点：磁感应强度的大小和方向。 、电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？ 类比电场线可以很好地描述电场强度的大小和方向，同样，也可以用磁感线来描述磁感应强度的大小和方向 （二）新课讲解 ．磁感线 （）磁感线的定义 ）特点： ①引入磁感线的目的：②磁感线是闭合曲线，其方向 ③任意两条磁感线不相交。④可以表示磁场的方向。 ⑤可以表示磁感应强度的大小。 演示：用铁屑模拟磁感线的形状，加深对磁感线的认识。同时与电场线加以类比。 注意：①磁场中并没有磁感线客观存在，而是人们为了研究问题的方便而假想的。 ②区别电场线和磁感线的不同之处：电场线是不闭合的，而磁感线则是闭合曲线。 ．几种常见的磁场 、几种常见的磁场： ）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线： ）直线电流的磁场的磁感线：安培定则）环形电流的磁场的磁感线：安培定则 ）通电螺线管的磁场的磁感线 、磁感线的特点 ①用铁屑模拟磁感线的演示实验，使学生直观地明确条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电环形电流、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁)各自的磁感线的分布情况(磁感线的走向及疏密分布)。 ②展示:条形磁铁（图）、蹄形磁铁（图）、通电直导线（图）、通电环形电流（图）、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁) （图）、※辐向磁场（图）。 Ｉ 【单元测试七——社会主义市场经济体制】 一、单项选择题 1．市场经济存在和发展的基本条件是（）。 A．商品市场B．劳动力市场 C．金融市场D．要素市场 2．一般说来，当经济增长滞缓，经济运行主要受需求不足的制约时，为促进经济增长，可以采用的经济措施有（）。 ①减少税收，增加财政支出②降低存贷款利息率，增加货币供应量 ③扩大就业，降低失业率④提高税率，增加税收，增加财政收入 A．①②B．①②③ C．②③④D．①②③④ 3．2010年“两会”提出，要实施适度宽松的货币政策。一是保持货币信贷合理充裕；二是优化信贷结构；三是积极扩大直接融资；四是加强风险管理，提高金融监管有效性。适度宽松的货币政策（）。 ①属于经济手段②是运用“看不见的手”进行宏观调控 ③属于行政手段④是为了经济增长、物价稳定 A．①④B．②④ C．①③④D．②③④ 4．2010年“两会”提出，要积极扩大居民消费需求，要继续提高农民收入、企业退休人员基本养老金、部分优抚对象待遇和城乡居民最低生活保障水平，增强居民特别是中低收入者的消费能力。下列措施能够起到扩大消费需求的是（）。 ①提高存贷利率②提高个人所得税的起征点 ③提高外汇汇率④拓宽就业渠道，扩大就业 A．①④B．②④ C．①③D．③④ 5．社会主义市场经济体制是指（）。 A．社会主义基本经济制度 B．社会主义生产关系的总和 C．社会主义基本制度与市场经济的结合 D．社会主义生产、分配、交换、消费的体系 6．社会主义市场经济理论认为，计划和市场属于（）。 A．不同的资源配置方式B．不同的经济增长方式 C．不同的经济制度的范畴D．不同的生产关系的范畴 7．现代企业制度的重要基础是（）。 A．公有制B．现代产权制度 C．公司制 D．股份制 8．现代企业制度要求产权明晰，其产权关系表现为（）。 A．出资者享有的财产所有权和企业拥有的法人财产权相分离 B．出资者享有的财产所有权和企业拥有的法人财产权相统一 C．出资者享有的法人所有权和企业拥有的财产所有权相分离 D．出资者享有的法人所有权和企业拥有的财产所有权相统一 9．在现代企业制度中，负责管理日常具体事务的机构是（）。 A．股东会B．董事会 C．经理层C．监事会 10．现代企业制度的典型形式是（）。 A．合伙制B．业主制 C．公司制D．合作制 11．适应社会主义市场经济要求的现代市场体系的基本特征（或目标）是（）。 A．统一、开放、竞争、有序B．统一、开放、合作、有序 C．宏观、自主、法制、有序D．统一、独立、竞争、无序 12．社会主义国家的宏观调控的主体是（）。 A．银行 B．企业 C．政府 D．市场 13．社会主义社会保障体系的基本目标是（）。 A．满足人们最基本的生活需要 B．建设和谐社会 C．保证劳动者的充分就业 D．实现共同富裕 14．社会保障体系中覆盖面最广、社会意义最大也是最主要的保障形式是（）。 A．社会保险 B．社会福利 C．社会救助D．优抚安置 二、多项选择题 15.社会主义市场经济具有的特性，是指作为社会主义基本制度具有的规定性，主要体现在 5.2酿酒葡萄的等级划分 5.2.1葡萄酒的质量分类 由问题1中我们得知，第二组评酒员的的评价结果更为可信，所以我们通过第二组评酒员对于酒的评分做出处理。我们通过excel计算出每位评酒员对每支酒的总分，然后计算出每支酒的10个分数的平均值，作为总的对于这支酒的等级评价。 通过国际酿酒工会对于葡萄酒的分级，以百分制标准评级，总共评出了六个级别（见表5）。 在问题2的计算中，我们求出了各支酒的分数，考虑到所有分数在区间[61.6，81.5]波动，以原等级表分级，结果将会很模糊，不能分得比较清晰。为此我们需要进一步细化等级。为此我们重新细化出5个等级，为了方便计算，我们还对等级进行降序数字等级（见表6）。 通过对数据的预处理，我们得到了一个新的关于葡萄酒的分级表格（见表7）： 考虑到葡萄酒的质量与酿酒葡萄间有比较之间的关系，我们将保留葡萄酒质量对于酿酒葡萄的影响，先单纯从酿酒葡萄的理化指标对酿酒葡萄进行分类，然后在通过葡萄酒质量对酿酒葡萄质量的优劣进一步进行划分。 5.2.2建立模型 在通过酿酒葡萄的理化指标对酿酒葡萄分类的过程，我们用到了聚类分析方法中的ward 最小方差法，又叫做离差平方和法。 聚类分析是研究分类问题的一种多元统计方法。所谓类，通俗地说，就是指相似元素的集合。为了将样品进行分类，就需要研究样品之间关系。这里的最小方差法的基本思想就是将一个样品看作P 维空间的一个点，并在空间的定义距离，距离较近的点归为一类；距离较远的点归为不同的类。面对现在的问题，我们不知道元素的分类，连要分成几类都不知道。现在我们将用SAS 系统里面的stepdisc 和cluster 过程完成判别分析和聚类分析，最终确定元素对象的分类问题。 建立数据阵，具体数学表示为： 1111...............m n nm X X X X X ????=?????? （5.2.1） 式中，行向量1(,...,)i i im X x x =表示第i 个样品； 列向量1(,...,)'j j nj X x x =’，表示第j 项指标。(i=1,2,…,n;j=1,2,…m) 接下来我们将要对数据进行变化，以便于我们比较和消除纲量。在此我们用了使用最广范的方法，ward 最小方差法。其中用到了类间距离来进行比较，定义为： 2||||/(1/1/)kl k l k l D X X n n =-+ （5.2.2） Ward 方法并类时总是使得并类导致的类内离差平方和增量最小。 系统聚类数的确定。在聚类分析中，系统聚类最终得到的一个聚类树，如何确定类的个数，这是一个十分困难但又必须解决的问题；因为分类本身就没有一定标准，人们可以从不同的角度给出不同的分类。在实际应用中常使用下面几种 大学物理第07章习题分析与解答 r R r R E O r (D) E ∝1/r 2 22 第七章 静电场 7-1 关于电场强度与电势的关系，描述正确的是[ ]。 (A) 电场强度大的地方电势一定高； (B) 沿着电场线的方向电势一定降低； (C) 均匀电场中电势处处相等； (D) 电场强度为零的地方电势也为零。 分析与解 电场强度与电势是描述静电场的两个不同物理量，电场强度为零表示试验电荷在该点受到的电场力为零，电势为零表示将试验电荷从该点移到参考零电势点时，电场力作功为零；电场强度等于负电势梯度；静电场是保守场，电场线的方向就是电势降低的方向。正确答案为（B ）。 7-2 半径为R 的均匀带电球面的静电场中各点的电场强度的大小E 与距球心的距离r 之间的关系曲线为[ ]。 3、下 7-分析与解 根据静电场的高斯定理可以求得均匀带电球面的电场强度分布为 ?????>πε<=R r r Q R r E 2040。正确答案为（B ）。 7-3 下列说法正确的是[ ]。 （A ）带正电的物体电势一定是正的 (B)电场强度为零的地方电势一定为零 （C ）等势面与电场线处处正交 (D)等势面上的电场强度处处相等 分析与解 正电荷在电场中所受的电场力的方向与电场线的切线方向相同，电荷在等势面上移动电荷时，电场力不做功，说明电场力与位移方向垂直。正确答案为（C ）。 7-4 真空中一均匀带电量为Q 的球壳，将试验正电荷q 从球壳外的R 处移至无限远处时,电场力的功为[ ]。 （A ）24R qQ o πε （B ）R Q o πε4 （C ） R q o πε4 （D ）R qQ o πε4 分析与解 静电场力是保守力，电场力做的功等电势能增量的负值，也可以表示成这一过程的电势差与移动电量的乘积，由习题7-2可知电场强度分布，由电势定义式?∞?= R r E d V 可得球壳与无限远处的电势差。正确答案为（D ）。 7-5 关于静电场的高斯定理有下面几种说法，其中正确的是[ ]。 （A ）如果高斯面上电场强度处处为零，则高斯面内必无电荷； （B ）如果高斯面内有净电荷，则穿过高斯面的电场强度通量必不为零； （C ）高斯面上各点的电场强度仅由面内的电荷产生； （D ）如果穿过高斯面的电通量为零，则高斯面上电场强度处处为零 第五章 聚类分析 5.1 判别分析和聚类分析有何区别？ 答：即根据一定的判别准则，判定一个样本归属于哪一类。具体而言，设有n 个样本，对每个样本测得p 项指标（变量）的数据，已知每个样本属于k 个类别（或总体）中的某一类，通过找出一个最优的划分，使得不同类别的样本尽可能地区别开，并判别该样本属于哪个总体。聚类分析是分析如何对样品（或变量）进行量化分类的问题。在聚类之前，我们并不知道总体，而是通过一次次的聚类，使相近的样品（或变量）聚合形成总体。通俗来讲，判别分析是在已知有多少类及是什么类的情况下进行分类，而聚类分析是在不知道类的情况下进行分类。 5.2 试述系统聚类的基本思想。 答：系统聚类的基本思想是：距离相近的样品（或变量）先聚成类，距离相远的后聚成类，过程一直进行下去，每个样品（或变量）总能聚到合适的类中。 5.3 对样品和变量进行聚类分析时， 所构造的统计量分别是什么？简要说明为什么这样构造？ 答：对样品进行聚类分析时，用距离来测定样品之间的相似程度。因为我们把n 个样本看作p 维空间的n 个点。点之间的距离即可代表样品间的相似度。常用的距离为 （一）闵可夫斯基距离：1/1()()p q q ij ik jk k d q X X ==-∑ q 取不同值，分为 （1）绝对距离（1q =） 1 (1)p ij ik jk k d X X ==-∑ （2）欧氏距离（2q =） 21/2 1 (2)() p ij ik jk k d X X ==-∑ （3）切比雪夫距离（q =∞） 1()max ij ik jk k p d X X ≤≤∞=- （二）马氏距离 （三）兰氏距离 对变量的相似性，我们更多地要了解变量的变化趋势或变化方向，因此用相关性进行衡量。 将变量看作p 维空间的向量，一般用 （一）夹角余弦 （二）相关系数 5.4 在进行系统聚类时，不同类间距离计算方法有何区别？选择距离公式应遵循哪些原则？ 答： 设d ij 表示样品X i 与X j 之间距离，用D ij 表示类G i 与G j 之间的距离。 （1）. 最短距离法 21()()()ij i j i j d M -'=--X X ΣX X 11()p ik jk ij k ik jk X X d L p X X =-=+∑ cos p ik jk ij X X θ= ∑ ()() p ik i jk j ij X X X X r --= ∑ ij G X G X ij d D j j i i ∈∈= ,min ⑴分析并回答下列问题： ①图中顶点的度之和与边数之和的关系? ②有向图中顶点的入度之和与出度之和的关系? ③具有n个顶点的无向图，至少应有多少条边才能确保是一个连通图?若采用 邻接矩阵表示，则该矩阵的大小是多少? ④具有n个顶点的有向图，至少应有多少条弧才能确保是强连通图的?为什 么? ①在一个图中,所有顶点的度数之后等于所有边数的2倍 无向图中，顶点的度数之和是边数的两倍。有向图中，任意一条边AB（A->B）都会给A提供一个出度，给B提供一个入度，所以顶点的度之和=2*顶点入度之和=2*顶点出度之 和=顶点入度之和+顶点出度之和=边数的两倍。 ②对任意有向图顶点出度之和等于入度之和，且等于边的条数 ③至少应有n-1条边。大小是n*n ④n。在有向图G中，如果对于任何两个不相同的点a,b，从a到b和从b到a都存在路径，则称G是强连通图，强连通图必须从任何一点出发都可以回到原处,每个节点至少要一条出路。 ⑵设一有向图G=(V,E)，其中V={a,b,c,d,e}， E={ 14? 1b3 024? 2c14? 3d2 02? 4e13? ⑶对图7-27所示的带权无向图。 ①写出相应的邻接矩阵表示。 ②写出相应的边表表示。 ③求出各顶点的度。 邻接矩阵： ∞963∞∞ 9∞∞58∞ 6∞∞295 352∞∞7 ∞89∞∞4 ∞∞574∞ 边表表示： 顶点表边表 01019 12026 23033 34135 45148 习 题 解 答 11-1 在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝21S S 、距离相等，则观察屏上中央明纹位于图中O 处。现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置，则（ ） （A ）中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变 （B ）中央明条纹向上移动，且条纹间距不变 （C ）中央明条纹向下移动，且条纹间距增大 （D ）中央明条纹向上移动，且条纹间距增大 解 由S 发出的光到达21S S 、的光成相等，它们传到屏上中央O 处，光程差 0=?，形成明纹，当光源由S 向下移动S '时，由S '到达21S S 、的两束光产生了 光程差，为了保持原中央明纹处的光程差为0，它将上移到图中O '处，使得由S '沿21S S 、传到O '处的两束光的光程差仍为0.而屏上各级明纹位置只是向上平移，因此条纹间距不变。故选B 11-2 单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，如附图所示，若薄膜厚度为e ， 且n 1＜n 2，n 3＜n 2， λ1为入射光在n 1中的波长，则两束反射光的光程为（ ） （A ）e n 22 （B ）1 1222n e n λ- （C ）2 2112λn e n - （D ）2 2122λn e n - 习题11-2图 解 由于n 1〈n 2，n 3〈n 2，因此光在表面上的反射光有半波损失，下表面的反 3 n S S ’ O O ’ 射光没有半波损失，所以他们的光程差 2 22λ-=?e n ，这里λ是光在真空中的波长，与1λ的关系是11λλn =。 故选 C 11-3 如图所示，两平面玻璃板构成一空气劈尖，一平面单色光垂直入射到劈尖上，当A 板与B 板的夹角θ增大时，干涉图样将发生（ ）变化 （A ）干涉条纹间距增大，并向O 方向移动 （B ）干涉条纹间距减小，并向B 方向移动 （C ）干涉条纹间距减小，并向O 方向移动 （D ）干涉条纹间距增大，并向B 方向移动 解 空气劈尖干涉条纹间距θ λ sin 2n l = ?，劈尖干涉又称为等厚干涉，即k 相同的同一级条纹，无论是明纹还是暗纹，都出现在厚度相同的地方. 当A 板与B 板的夹角θ增大时，△ｌ变小. 和原厚度相同的地方向顶角方向移动，所以干涉条纹向O 方向移动。 故选C 11-4 如图所示的三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，在反射光中看到干涉条纹，则在接触点P 处形成的圆斑为（ ） （A ）全明 （B ）全暗 （C ）右半部明，左半部暗 （D ）右半部暗，左半部明 习题11-4图 解 牛顿环的明暗纹条件（光线垂直入射0=i ） ??? ??? ? ???=? ??=+=?) (,2,1,0,,2,1,0,2)12(明纹（暗纹）k k k k λλ 在接触点P 处的厚度为零，光经劈尖空气层的上下表面反射后的光程差主要由此处是否有半波损失决定. 当光从光疏介质（折射率较小的介质）射向光密的介质（折射率较大的介质）时，反射光有半波损失. 结合本题的条件可知右半部 .162 .A θ B O 习题11-3图 六相永磁同步电动机磁场定向控制方案实例： 本文在分析了六相永磁同步电动机(PMSM)的数学模型的基础上，建立了六相PMSM 矢量控制系统的仿真模型。同时，利用数字信号处理器TMS320LF2407的强大资源来实现矢量控制算法。最后，仿真分析和实验结果相符合，而且使得系统能够获得很好的性能。 在满足一定的假设条件下，我们建立p 对极N 相正弦波永磁同步电动机在abc 坐标下和dq 坐标下的状态数学模型： fs ss sr s s f r rs rr r r L L i L L i ψψψψ????????=+????????????????，s s s r r u i p R u i ψψr ?????=+? ???????????? 式中 () kd kq R diag r r r r r =" 定转子绕组之间的互感矩阵 rs L ? 232 3kd1 kd kd kdn rs sr kq1 kq kq kqn L L L L L L L L L L ?? ==? ??? "" 转子绕组的电感系数矩阵 rr L ? 00 kd rr kq L L L ??=? ??? ss L -定子绕组电感系数矩阵 fs ψ-永磁体产生的磁通链过定子绕组的磁链 rs ψ-永磁体产生的磁通链过定子绕组的磁链 -定子绕组，直轴阻尼绕组和交轴阻尼绕组 ,,kd kq r r r p -对时间的求导算子d p dt = dq系统的磁链方程 假设气隙磁场按正弦分布，忽略磁场的高次谐波分量，通过合适的变换矩阵 得到： 220 00 00 skd d kd kd d d fsd dq q q skq q kq kq pL L r pL i i pL L r pL ψψψψ?? ? ??+?????? ? ?==+??? ?????????????? +??? ? fsd ψ-定子相绕组轴线与直轴一致时，永磁体产生的基波磁通链过该相绕组的磁链 fr d ψ-永磁体产生的基波磁通链过转子绕组的直轴磁链 建立了p 对极N 相正弦波永磁同步电动机的数学模型后，有助于我们从控制的角度出发对其进行分析，进而实现各种先进的控制策略，只是基本而重要的步骤。 为建立六相PMSM的dq轴数学模型，假设： (1) 电机定子绕组产生的磁动势波和磁场在空间上都按正弦分布； (2) 忽略电机铁心剩磁，磁路线性； (3) 不计定子表面齿、槽的影响。 在上述前提下，由图1所示的变换可得到dq 坐标系下六相PMSM 的磁链方程、电压方程和电磁转矩方程分别为： d d d s q s q q q s d 00 u i R p u i R ψψωψψ??????????=++?????????????????? ? ?? （1） d d d f q q q 000L i L i ψψψ???????? =+?????????? ?????? （2） em p f q d q d q ())T n i L L i i =+? （3） em l ?d T T R J dt Ω ??Ω= （4） 习 题 解 答 10-1 把单摆摆球从平衡位置向位移正方向拉开，是摆线与竖直方向成一微小角度θ，然后由静止放手任其振动，从放手时开始计时.若用余弦函数表示其运动方程，则该单摆振动的初相为（ ） (A) 2π （B ）π/2 (C)0 (D)θ 解 由已知条件可知其初始时刻的位移正向最大。利用旋转矢量图可知，初相相位是0.故选C 10-2 如图所示，用余弦函数描述一简谐振动。已知振幅为A ，周期为T ，初相3 π ?-=， 则振动曲线为（ ） 解 由已知条件可知初始时刻振动的位移是2 3co s A A y =??? ??-=π，速度是 ()A t A v ω?ωω2 3 sin = +-=，方向是向y 轴正方向，则振动曲线上0=t 时刻的斜率是正值。故选A 10-3 已知某简谐振动的振动曲线和旋转矢量图如附图（a ）、（b ）所示，位移的单位为厘米，时间单位为秒，则此简谐振动的振动方程为（ ） （A ）cm t x ??? ??+=ππ323 2 cos 2 （B ）cm t x ??? ??-=ππ3232cos 2 （C)cm t x ??? ??- =ππ323 4 cos 2 （D ）cm t x ??? ??+=ππ323 4 cos 2 习题10-3图 习题 10-2 图 解 由振动图像可知，初始时刻质点的位移是2 A - ，且向y 轴负方向运动，附图（b ）是其对应的旋转矢量图，由图可知，其初相位是π3 2 ，振动曲线上给 出了质点从2A -到A 的时间是s 1，其对应的相位从π3 2 变化到π2，所以它的角 速度 1-s rad 3 2T 2?== ππω 简谐振动的振动方程为 ??? ??+=ππ323 4 cos 2t x 故选D 10-4 弹簧振子做简谐振动，已知此振子势能的最大值为100J,当振子处于最大位移 的一半时其动能为（ ） （A ）25J （B ）50J （C)75J （D)100J 解 物体做简谐运动时，振子势能的表达式是2 2 1kx E P = ，其动能和势能都随时间做周期性变化，物体通过平衡位置时，势能为零，动能达到最大值；位移 最大时，势能达到最大值2 2 1kA E P = ，动能为零，但其总机械能却保持不变.当振子处于最大位移的一半时其势能为228 1 )2(21'kA A k E p ==,所以此时的动能是 J J J kA kA kA E k 7543 10043218121222=?=?=-= 故选C 10-5 一质点作简谐振动，速度最大值Vm=0.05m/s ，振幅A=2cm.若令速度具有正最大值的那一时刻为t=0，则振动表达式为 。 解 速度的最大值105.0-?==s m A v m ω,A =0.02m,所以 )(5.202 .005.01-?=== s rad A v m ω 振动的一般表达式)cos(?ω+=t A x ，现在只有初相位没确定，速度具有正最大值时位于原点处，由旋转矢量法可知2 π ?- =，振动的表达式为 m t y )2 5.2cos(02.0π -=.应用多元统计分析试题及答案
大学物理第章习题分析与解答.doc
大学物理第六章-恒定磁场习题解劝答
聚类分析练习题20121105
运筹学第七章决策分析习题与答案
应用多元统计分析习题解答_第五章
《管理学》习题与答案——第07章 管理信息
07《大学物理学》恒定磁场练习题(马)分析
几种常见磁场教学案例
07第七章习题及参考答案
聚类分析实例分析题(推荐文档)
大学物理第07章习题分析与解答备课讲稿
应用多元统计分析习题解答-聚类分析
第七章习题答案-副本
第11章习题分析与解答
六相永磁同步电动机磁场定向控制实例
大学物理3第10章习题分析与解答
相关主题
文本预览