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电磁学和光学习题(带答案)

静 电 场

院别 班级 姓名 学号 一、选择题

[ D ] 1、下列哪一种说法正确?

A 、电荷在电场中某点受到的电场力很大,该点的电场强度一定很大。

B 、一点电荷附近的任一点,如果没有把检验电荷放进去,则这点的电场强度为零。

C 、把质量m 的点电荷q 放在一电场中,由静止状态释放,电荷一定沿电力线运动。

D 、电力线上任意一点的切线方向,代表点电荷q 在该点处获得的加速度方向。

[ C ] 2、图示为一轴对称性静电场的E ~r 关系曲线,请指出该电场是由哪种

带电体产生的(E 表示电场强度的大小, r 表示离对称轴的距离) A 、“无限长”均匀带电直线

B 、半径为R 的“无限长”均匀带电圆柱体

C 、半径为R 的“无限长”均匀带电圆柱面

D 、半径为R 的有限长均匀带电圆柱面

[ A ] 3、在点电荷激发的电场中,如以点电荷为心作一

个球面,关于球面上的电场,以下说法正确的是 A 、球面上的电场强度矢量E 处处不等;

B 、球面上的电场强度矢量E 处处相等,故球面上的电场是匀强电场;

C 、球面上的电场强度矢量E 的方向一定指向球心;

D 、球面上的电场强度矢量

E 的方向一定沿半径垂直球面向外.

[ D ] 4、如图所示,在C 点放置电荷1q ,A 点放置电荷2q ,S 是包围1q 的封闭

曲面,P 点是曲面上的任意一点,今把2q 从A 点移到B 点,则: A 、通过S 面的电通量改变,但P 点的电场强度不变 B 、通过S 面的电通量和P 点的电场强度都改变 C 、通过S 面的电通量P 点电场强度都不变

D 、通过S 面的电通量不变,但P 点的电场强度改变

[ D ] 5、如果对某一闭合曲面的电通量为 S E d ??S

=0,以下说法正确的是

A 、S 面上的E 必定为零

B 、S 面内的电荷必定为零

C 、空间电荷的代数和为零

D 、S 面内电荷的代数和为零

[ D ] 6、一孤立点电荷q 位于一立方体中心,则通过立方体每个表面的电通

量为:A 、016εq B 、08εq C 、 04εq D 、 0

6εq

[ C ]7、静电场中高斯面上各点的电场强度是由 决定的。

A 、分布在高斯面上的电荷

B 、分布在高斯面外的电荷

C 、空间所有的电荷 D、高斯面内电荷的代数和

二、填空题

1、均匀带电球面半径为R ,带电量为Q 。则在球面内距球心为r 的任一场点的

电场强度大小为 0 , 球面外距球心为r 的任一场点的电场强度大小为

2

04r

Q πε 。

2、两个平行“无限大”均匀带电平面,其电荷面密度分别为σ+和

σ2-,如图所示,设向右为正,则三个区域的电场强度分别为:

E A =

02εσ , E B = 023εσ ,E C = 0

2εσ

- 。 3、均匀带电球面,半径为R ,带电量为q ,球面内P

1和球面外一点P 2处的电场强度大小,E 1=_____0____, E 2=______

2

2

04R q πε_____。

4、在场强为E 的均匀电场中取一半球面,其半径为R ,电场强度的方向与半球面的对称轴平行。则通过这个半球面的电通量为 2R E π* ,若用半径为R 的圆面将半球面封闭,则通过这个封闭的半球面的电通量为 0 。

5、点电荷1q 、2q 、3q 和4q 在真空中的分布如图所示。图中S 为

闭合曲面,则通过该闭合曲面的电通量?=?S d E

4

2εq q + ,式中的E 是点电荷 4321,,,q q q q 在闭

合曲面上任一点产生的场矢量和。

静 电 场 中 的 电 势

院别 班级 姓名 学号 一、选择题

[C ] 1、电荷Q 均匀分布在半径为R 、长为L 的圆弧上,圆弧的两端间留一小

空隙,空隙长为()L L R ??<<,设i

为从圆心指向空隙的单位矢量,则圆

弧中心O 点的电场强度和电势分别为 A 、

i L R L Q 204πε?-, R Q 04πε- B 、 i R

L Q 3

028επ?-, R Q

04πε- C 、i L R L Q 204πε?, R Q 04πε D 、i L R L Q 2

04πε?-, L

R L

Q 04πε?- [ C ] 2、下列说法正确的是

A 、场强大的地方,电势一定高,场强小的地方,电势一定低

B 、等势面上各点的场强大小一定相等

C 、场强相等的地方,电势梯度一定相等

D 、场强为零处,电势一定为零,电势为零处,场强也一定为零直线移 [ C ] 3、电荷q 在静电场中沿任意闭合曲线移动一周,关于电场力所作的功,

正确的叙述是

A 、若0>q ,则电场力所作的功为正。

B 、若0

C 、无论0>q 或0

D 、电场力所作的功应根据具体条件来确定。

[ B ] 4、在点电荷q +和q -产生的电场中,a 、b 、c 、d 为同一直线上等间距

的四个点,若将一点电荷0q +由b 点移到d 点,则电场力

A 、做正功

B 、做负功

C 、不做功

D 、不能确定

[ A ] 5、一半径为R 均匀带电球面,带电量为q ,球面内距中心为r 处的电势

A 、

R

q 04πε B 、

r

q 04πε C 、

R

q 02πε D 、

r

q 02πε

二、填空题

1、把一个均匀带有电荷+Q 的球面由半径r 1增大到r 2,则半径为R (r 1<R <r 2)的球面上任一点的场强大小E 由_______

2

04R Q πε_______变为_______0_______;

电势U 由______R

Q 04πε______变为________2

04r Q πε________(选无穷远处为电

势零点).

2、两点电荷等量同号,相距为a ,电量为q ,两点电荷连线中点O 处的场强E = 0 ,电势U =

a

q 02πε 。

3、在电荷为-Q 的点电荷A 的静电场中,将另一电荷为q 的点 电荷B 从a 点移到b 点.a 、b 两点距离点电荷A 的距离分别为 r 1和r 2,如图所示.则移动过程中电场力做的功W= )1

1(42

10r r qQ -πε . 4、如图所示.试验电荷q , 在点电荷+Q 产生的电场中,

沿半径为R 的整个圆弧的3/4圆弧轨道由a 点移到d 点的过程中电场力作功为 0____;从d 点移到无穷远处的

过程中,电场力作功为 ___R

qQ

04πε___.

静电场中的导体与电介质

院别 班级 姓名 学号 一、选择题

[ A ]1、在接地金属壳内置一中性导体b 和带正电的导体a ,

如图所示,则两导体的电势 A 、 U a =U b B 、U a <U b C 、U a >U b D 、 不能确定

[ D ]2、当一个带电导体达到静电平衡时 A 、表面上电荷密度较大处电势较高 B 、表面曲率较大处电势较高

C 、导体内部的电势比导体表面的电势高

D 、导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零 [ B ] 3、当一个带电导体达到静电平衡时:

A 、表面上电荷密度较大处电势较高

B 、导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零

C 、导体内部的电势比导体表面的电势高

D 、表面曲率较大处电势较高

[ C ] 4、如图,真空中有一点电荷Q 及空心金属球壳A, A 处

于静电平衡, 球内有一点M, 球壳中有一点N, 以下说法正确的是

A 、E M ≠0, E N =0 ,Q 在M 处产生电场,而在N 处不产生电场

B 、E M =0, E N ≠0 ,Q 在M 处不产生电场,而在N 处产生电场

C 、E M = E N =0 ,Q 在M 、N 处都产生电场

D 、

E M ≠0,E N ≠0,Q 在M 、N 处都产生电场 [ D ] 5、下列哪种力不能使正电荷在电源内部从负极移动到正极

A 、机械力

B 、某种化学的力

C 、磁力

D 、静电力

[ D ] 6、半径分别为R 和r 的两个金属球,相距很远.用一根细长导线将两

球连接在一起并使它们带电.在忽略导线的影响下,两球表面的电

荷面密度之比

r

R

σσr 为 A 、r R / B 、22/r R C 、22/R r D 、R r / 二、填空题

1、一半径为1R 的导体球,外罩一半径为2R 的同心薄导体球壳构成一球形电容器,则此电容器的电容为

1

22

104R R R R -πε ;若使导体球带电Q +,导体球壳

带电Q -,则两导体间的电势差为

2

10124)

(R R R R Q πε- 。

2、有两块面积均为S 的金属板平行放置,两板间距离为d (S d <<2),其中一块金属板带电量为q ,另一块金属板带电量为2q ,则两板间的电势差为

S

qd

02ε 。 3、在一个孤立导体球壳的球心放一个点电荷,则导体球壳内表面的感应电荷 呈 均匀 分布,外表面的感应电荷呈 均匀 ;如果将点电荷移动到壳内的任意点,则导体球壳内表面的感应电荷呈 不均匀 分布,外表面的感应电荷呈 均匀 分布。(填均匀或不均匀)

电 流 的 磁 场

院别 班级 姓名 学号 一、选择题

[ A ]1、如图5所示,一根无限长载流直导线在O 处折成直角,点P 位于折

线的延长线上,点P 到折线的距离为a=2.0cm ,导线通有电流I=20A ,则P 点的磁感应强度B 为

A 、T 4101-?

B 、T 3

101-? C 、T 4102-? D 、T 3

101-?

[ B ]2、四条相互平行的载流长直导线电流均为I ,如图放置,设正方形的边

长为a 2,则正方形中心O 的磁感应强度的大小为

A 、

a I πμ02 B 、a I

πμ220 C 、

a

I

πμ420 D 、0

[ B ]3、如图,在一圆形电流I 的平面内,选取一个同心圆形闭合回路L ,则

由安培环路定律可知

A 、??l

l d B

=0,且环路上任意点B=0

B 、??l

l d B

=0,且环路上任意点B≠0

C 、??l

l d B

≠0,且环路上任意点B≠0

D 、??l

l d B

≠0,且环路上任意点B=0

[ C ]4、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

20μ C 、

R

I

220μ D 、R I 0μ

[ C ]5、无限长直圆柱体,半径为R ,沿轴向均匀流有电流. 设圆柱体内(r < R)

的磁感强度为B 1,圆柱体外(r >R)的磁感强度为B 2,则有 A 、B 1、B 2均与r 成正比. B 、B 1、B 2均与r 成反比.

C 、B 1与r 成正比, B 2与r 成反比.

D 、B 1与r 成反比, B 2与r 成正比.

二、填空题

1、如图所示的无限长载流导线,在半圆圆心O 处产生的磁感应强度

)1

1(40π

μ+

R

I

2、通有电流强度I 的无限长载流直导线在距其垂直距离为a 的P 点的磁感应强度大小为

a

I

πμ20; 半径为R 的圆形电流I 在其圆心O 点的磁感应强度大小为R

I

20μ;单位长度匝数为n 、

通有电流I 的无限长载流直螺线管,其内部一点的磁感应强度大小为nI 0μ。

3、一半径为R 的薄塑料圆盘,在盘面均匀分布着电荷q ,若圆盘绕通过盘心且

与盘面垂直的轴以角速度ω做匀角速转动,则在盘心处的磁感应强度的大小B =

R

q

πωμ20 。 4、设一无限长载流直螺线管,单位长度匝数为n ,通有电流I ,则在螺线管内部一点的磁感应强度的大小为 nI 0μ 。

5、对于如图 (a)、(b)所示的电流和回路,B

的环流分别为

(a )?=?1

l d L B 0 ; (b )?=?2

l d L B

-2I 。

6、如图(c ),在无限长直载流导线的右侧为面积为S1和S2两个矩形回路,两个回路与长直载流导线在同一平面,且矩形回路的一边与长直载流导线平行,则通过面积为S1的矩形回路的磁通量与通过面积为S2的矩形回路的磁通量之比为 1:1 .

磁 场 对 电 流 的 作 用

院别 班级 姓名 学号

一、选择题

[ A ]1、带电粒子,垂直射入均匀磁场,如果粒子的入射速度增大到2倍,磁

场的磁感应强度增大到2倍,则通过粒子运动轨道所包围范围内的磁通量增大到原来的

A、2倍 B 、4倍 C 、1/2倍 D 、1/4倍

[ C ]2、把轻的正方形线圈用细线挂在载流直导线AB

的附近,两者在同一平面内,直导线AB 固定,线 圈可以活动。当正方形线圈通过如图所示的电流 时线圈将

A 、不动;

B 、发生转动,同时靠近导线AB ;

C 、靠近导线AB ;

D 、离开导线AB 。

[ C ]3、在匀强磁场中,有两个平面线圈,其面积A 1=2A 2,通

有电流I 1=2I 2,他们所受的最大磁力矩之比M 1/M 2等于

A 、1

B 、2

C 、4

D 、1/4

[ A ]4、有一半径为a ,流有稳恒电流为I 的1/4圆弧形载流导线bc ,如图所

示方向置于均匀外磁场B 中,则该载流导线所受安培力的大小和方向为

A 、Ia

B ,垂直纸面向里

B 、IaB ,垂直纸面向外

C 、2

a I π,垂直纸面向里

1I 2I

3I

1L

(a )

(b )

L 2

(c)

D 、

2

a

I π,垂直纸面向外 [ B ]5、载有电流I 的线圈,置于磁感应强度为B

的均匀磁场中,若线圈的磁

矩大小为m P ,方向与B

的方向相同,则通过线圈的磁通量m φ与线圈所

受磁力矩的大小M 分别为

A 、m m IBP =φ,0=M

B 、I BP m

m =

φ, 0=M C 、m m IBP =φ,m BP M = D 、I

BP m

m =φ,m BP M =

[ D ]6、用细导线均匀密绕成长为l 、半径为a a l >>、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

C 、磁场强度大小为

l

NI

r μμ0 D 、磁场强度大小为

l

NI

二、填空题

1、一个带电粒子以某一速度射入均匀磁场中,当粒子速度方向与磁场方向间有一角度α(0<α<π且α≠π/2)时,该粒子的运动轨道是 螺旋运动 。

2、三根长直载流导线1、2、3平行且共面,分别载有稳恒电流I 、2I 、3I ,方向如图所示,导线1与3的距离为d ,欲使导线2受力为0,则导线2与1之间的距离应为

4

d

。 4、将一个通有电流强度为I 的闭合回路置于均匀磁场中,回路所围的面积的法线方向与磁场方向的夹角为α,若均匀磁场通过此回路的磁通量为m φ,则回路所受磁力矩的大小为

αφtg I m .

5、将一导体板放在垂直于板面的磁场B 中,当有电流I 沿着垂直于B 的方向通过导体时(如图所示),则导体板上a 、b 两端之间将会出现横向电势差U H ,这种现象称为 霍尔效应 。如果a 端电势比b 端低,则此导体的载流子为 电子 。

6、磁介质处于磁场中将产生 磁化 现象,按磁化电流产生的附加磁场的方向不同和大小不同,磁介质可分为 顺磁质 、 抗磁质

1

2

3

d

和铁磁质三大类。

少?

电磁感应

院别班级姓名学号

一、选择题

[ D ]1、尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中,通以

相同变化率的磁通量,则两环中

A、感应电动势不同

B、感应电动势相同,感应电流相同

C、感应电动势不同,感应电流相同

D、感应电动势相同,感应电流不同

[ B ]2、两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反

的电流I,I以dI/dt的变化率增长,一矩形线圈位于导线平面内(如图),

A、线圈中无感应电流

B、线圈中感应电流为顺时针方向

C、线圈中感应电流为逆时针方向

(1)(2)(3)(4)

D 、线圈中感应电流方向不确定

[ C ]3、将一根导线弯折成半径为R 的3/4圆弧abcd ,置于均匀磁场B 中,B

垂直于导线平面,如图所示,当导线沿角aod 的

角平分线方向以速度v 向右运动时,导线中产生

的感应电动势i ε为

A 、0

B 、vRB

C D [ D ]4、在圆柱形空间内有一磁感应强度为B 的均匀磁场,如图所示。B 的大

小以速率dB/dt 变化,在磁场中有A 、B 两点,其间可放直导线AB 和

弯曲的导线B A

,则

A 、电动势只在A

B 导线中产生

B 、电动势只在B A 导线中产生。

C 、电动势在AB 和B A 中都产生,且两者大

小相等。

D 、AB 导线中的电动势小于B A 导线的电动

势。

二、填空题

1、如图,在一长直导线L 中通有电流I ,为一矩形线圈,

它与L 皆在纸面内,且AB 边与L 平行,

(1)矩形线圈在纸面内向右移动时,线圈中感应电动

势方向为 A →D →C →B →A 。

(2)矩形线圈绕AD 边旋转,当BC 边已离开纸面正

向外运动时,线圈中感应电动势的方向为 A →D →C →B →A 。

2、一导线被弯成如图所示形状,acb 为半径为R 的四分之三圆弧,直线段Oa 长为R ,若此导线放在匀强磁场B 中,B 的方向垂直图面向内,导线以角速度ω在图面内绕O 点匀速转动,则此导线中的动生电动势

=i ε

22

5

BR ω . 4、一圆形回路放在B=0.8T 的均匀磁场中,回路平面与B 垂直。回路半径以恒定速率

t

r

d d =80 cm.s -1收缩,则当半径收缩到cm r 10=时回路中的感应电动势的大

小为 V 11002.4-? 。

5、长度为L 的金属杆ab 以速率v 在导电轨道abcd 上平行移动。已知导轨处于均匀磁场B 中,B 的方向与回路的法线成=θ600角(如图所示),B 的大小为B=kt (k 为正常数)。设t=0时杆位于cd 处,则任一时刻t 导线回路中的感应电动势大小

为 k L V t ,方向 a →b →c →d →a 。

6、均匀磁场B 被限制在半径为1m 的无限长圆柱形空间内,B

方向与圆柱轴线

方向平行,如图示。若磁场以S T /1062-?均匀增加,则和圆柱面相切的正三角形ABC 中,AB 边的感应电动势大小为 V 21028.6-? ,方向为 A → B 。

光的干涉

院别 班级 姓名 学号

一、选择题

[ C ] 1、如图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为 e ,并且 n 1n 3,

λ1为入射光在折射率为n 1 的媒质中的波长,则两束

反射光在相遇点的位相差为

A 、

1122λπn e n B 、πλπ+1

214n e

n

θd

c

b L B a

v

C 、

πλπ+1124n e n D 、

1

124λπn e

n [ B ] 2、如图,用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上。当平凸透镜垂直向

上缓慢平移而远离平面玻璃时,可以观察到这些环状干涉条纹 A 、向右平移 B 、向中心收缩

C 、向外扩张

D 、静止不动

E 、向左平移.

[ B ] 3、如图所示,两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L ,夹在两块平晶的中间,形成空气劈尖,当单色光垂直入射时,产生等厚干涉条纹。如果滚柱之间的距离L 变小,则在L 范围内干涉条纹的

A 、数目减少,间距变大

B 、数目不变,间距变小

C 、数目增加,间距变小

D 、数目减少,间距不变

[ D ] 4、在折射率n 3=1.60的玻璃片表面镀一层折射率 n 2=1.38的MgF 2 薄膜作

为增透膜。为了使波长为λ=

A 5000的光,从折射率n 1 =1.00的空气垂直入射到玻璃片上的反射尽可能地减少,薄膜的最小厚度e min 应是

A 、

A 2500

B 、

A 1812 C 、

A 1250 D 、

A 906 二、填空题

1、单色平行光垂直入射到双缝上。观察屏上 P 点到两缝的距离分别为 r 1 和r 2。设双缝和屏之间充满折射率为 n 的媒质,则 P 点处二相干光线的光程差为

)(12r r n -? 。

2、如图所示,假设有两个同相的相干点光源 S 1 和 S 2,发出波长为λ的光。A

是它们连线的中垂线上的一点。若在S 1 与 A 之间插入厚度为 e 、折射率为 n 的薄玻璃片,则两光源发出的光在A

点的位相差φ?=

ne λ

π2 。若已知λ= A 5000,n =1.5,A 点恰为第四级明纹中心,则 e = 13333.33

A 。

4、一平凸透镜,凸面朝下放在一平玻璃板上。透镜刚好与玻璃板接触。波长分

别为λ1=600nm 和λ2=500nm 的两种单色光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环。从中心向外数的两种光的第五个明环所对应的空气膜厚度之差为 225 nm 。 5、光强均为I 0的两束相干光相遇而发生干涉时,在相遇区域内有可能出现的最大光强是 4 I 0。

光 的 衍 射

院别 班级 姓名 学号

一、选择题

[ A ] 1、一束波长为λ的平行单色光垂直入射到一单缝AB 上,装置如图,在

屏幕D 上形成衍射图样,如果P 是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则ΒC 的长度为 A 、 λ B 、 2λ

C 、

23λ

D 、 λ2

[ B ] 2、单缝夫琅和费衍射实验中,波长为λ的单色光垂直入射在宽度为

λ4=a 的单缝上,对应于衍射角为300的方向,单缝处波阵面可分成的半波带数目为

A 、 2个

B 、 4个

C 、 6个

D 、 8个

[ D ] 3、根据惠更斯—菲涅耳原理,若已知光在某时刻的波阵面为S ,则S 的

前方某点P 的光强度决定于波阵面S 上所有面积元发出的子波各自传到P 点的

A 、振动振幅之和

B 、 光强之和

C 、 振动振幅之和的平方

D 、 振动的相干叠加

[ D ] 4、在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中,设中央明纹的衍射角范围

很小。若使单缝宽度a 变为原来的3/2 ,

同时使入射的单色光的波长λ变为原来

的3/4,则屏幕C 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度x ? 将变为原来的

A 、 3/4倍

B 、 2/3倍

C 、 9/8倍

D 、 1/2倍

E 、 2倍

[ E ] 5、在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置

中,将单缝宽度a 稍稍变宽,同时使单缝

沿y 轴正方向作微小位移,则屏幕C 上的中央衍射条纹将 A 、 变窄,同时向上移 B 、 变窄,同时向下移 C 、 变窄,不移动

D 、 变宽,同时向上移

E 、 变宽,不移动

二、填空题

1、在单缝夫琅和费衍射示意图中,所画出的各条正入射光线间距相等,那么光线1与3在屏幕上P 点相遇时的位相差为 π4 ,P 点应为 暗 点(填“亮”或“暗” )。

2、若光栅的光栅常数d 、缝宽a 和入射光波长λ都保持不变,而使其缝数N 增加,则光栅光谱的同级光谱线将变得 细 。

3、在单缝夫琅禾费衍射实验中,如果缝宽等于单色入射光波长的 2倍,则中央明条纹边缘对应的衍射角θ=__030___。

4、一束平行单色光垂直入射在光栅上,若光栅的透明缝宽度a 与不透明部分宽度b 相等,则可能看到的衍射光谱的级次为 0, 7,5,3,1±±±±,a

±的整数部分 。

5、汽车两盏前灯相距L ,与观察者相距S = 10 km ,夜间人眼瞳孔直径d = 5.0 mm ,人眼敏感波长为550 nm (1nm = 10-9 m),若只考虑人眼的圆孔衍射,则人眼可分辨出汽车两前灯的最小间距L = ____1.342________m 。

光 的 偏 振

院别 班级 姓名 学号

一、选择题

[ D ]1、两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光线通过。当

其中一偏振片慢慢转动 180o 的过程中透射,光强度发生的变化为 A 、光强单调增加。

B 、光强先增加,后又减小至零。

C 、光强先增加,后减小,再增加。

D 、光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零。 [ C ] 2、使一光强为I 0的平面偏振光先后通过两个偏振片P 1 和P 2。 P 1和 P 2

的偏振化方向与原入射光矢量振动方向的夹角分别是α和900,则通过这两个偏振片后的光强I 是

A 、a I o 2cos 2

1

B 、0

C 、)2(sin 41

2a I o

D 、a I o 2sin 4

1

[ B ] 4、一束光强为I 0的自然光,相继通过三个偏振片P 1、P 2、P 3后,出射

光的光强为 I =I 0/8。已知P 1 和 P 3 的偏振化方向相互垂直,若以入射光线为轴,旋转 P 2,要使出射光的光强为零,P 2 最少要转过的角度是 A 、300 B 、450 C 、600 D 、900

[ A ] 5、一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过一偏振片。若以

此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度最大值是最小值的5倍,那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为

A 、 1/2

B 、 1/5

C 、 1/3

D 、 2/3

[ D ] 6、一束自然光自空气射向一块平板玻璃,如图所示,设入射角等于布

儒斯特角 i 0,则在界面2的反射光

A 、 是自然光.

B 、 是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面.

C 、 是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面.

D 、 是部分偏振光 [ B ]9、一束光强为0I 的自然光垂直穿过两个偏振片,且两偏振片的偏振化方向成450角,则穿过两个偏振片后的光强I 为

A 、

240

I B 、

40

I C 、

20

I D 、

22

I

二、填空题

1、一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃上,就偏振状态来说则反射光为 完全偏振光 ,反射光E 矢量的振动方向 垂直于入射面 ,透射光为 部分偏振光 。

3、一束平行的自然光,以 60°角入射到平玻璃表面上,若反射光束是完全偏振的,则透射光束的折射角 030 ,玻璃的折射率

5、要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90°,至少需要让这束光通过 2 块理想偏振片。在此情况下,透射光强最大是原来光强的 4

1

倍。

计算题(作业题)

第4、5章

4.8图为两个谐振动的t x 曲线,试分别写出其谐振动方程.

题4-8图

解:由题4-8图(a),∵0=t 时,s 2,cm 10,,2

3

,0,0000===∴>=T A v x 又πφ 即 1s rad 2-?==

ππωT

故 m )2

3

cos(1.0ππ+

=t x a 由题4-8图(b)∵0=t 时,3

5,0,2000π

φ=∴>=v A x

01=t 时,2

2,0,0111π

πφ+

=∴<=v x

又 ππωφ2

535

11=+?= ∴ πω6

5=

故 m t x b )3

56

5cos(1.0ππ+

=

5.16题5-16图中(a)表示t =0时刻的波形图,(b)表示原点(x =0)处质元的振动曲线,试求此波的波动方程,并画出x =2m 处质元的振动曲线.

解: 由题5-16(b)图所示振动曲线可知2=T s ,2.0=A m ,且0=t 时,0,000>=v y , 故知2

φ-

=,再结合题5-16(a)图所示波动曲线可知,该列波沿x 轴负向传播,

且4=λm ,若取])(

2cos[0φλ

π++=x

T t A y

题5-16图

则波动方程为

]2

)42(2cos[2.0ππ-+

=x t y

第8章

8.11半径为1R 和2R (2R >1R )的两无限长同轴圆柱面,单位长度上分别带有电量λ和-λ,

试求:(1)r <1R ;(2) 1R <r <2R ;(3) r >2R 处各点的场强.

解: 高斯定理0

d ε∑?=?q

S E s

取同轴圆柱形高斯面,侧面积rl S π2=

则 rl E S E S

π2d =??

对(1) 1R r <

0,0==∑E q

(2) 21R r R << λl q =∑

∴ r

E 0π2ελ

=

沿径向向外

(3) 2R r >

=∑q

∴ 0=E

8.17如题8-17图所示的绝缘细线上均匀分布着线密度为λ的正电荷,两直导线的长度和半圆环的半径都等于R .试求环中心O 点处的场强和电势.

解: (1)由于电荷均匀分布与对称性,AB 和CD 段电荷在O 点产生的场强互相抵消,取θd d R l =

则θλd d R q =产生O 点E d 如图,由于对称性,O 点场强沿y 轴负方向

题8-17图

θεθ

λπ

π

cos π4d d 22

2

0??-==R R E E y

R

0π4ελ

=

[)2sin(π-2sin π-]

R

0π2ελ

-=

(2) AB 电荷在O 点产生电势,以0=∞U

?

?===A

B

20

0012ln π4π4d π4d R R x x x x U ελελελ

同理CD 产生 2ln π40

2ελ

=

U 半圆环产生 0

034π4πελ

ελ=

=

R R U ∴ 0

032142ln π2ελ

ελ+

=

++=U U U U O

8.21证明:对于两个无限大的平行平面带电导体板(题8-21图)来说,(1)相向的两面上,电

荷的面密度总是大小相等而符号相反;(2)相背的两面上,电荷的面密度总是大小相等而符号相同.

证: 如题8-21图所示,设两导体A 、B 的四个平面均匀带电的电荷面密度依次为1σ,2σ,

3σ,4σ

题8-21图

(1)则取与平面垂直且底面分别在A 、B 内部的闭合柱面为高斯面时,有 0)(d 32=?+=??

S S E s

σσ

∴ +2σ03=σ

说明相向两面上电荷面密度大小相等、符号相反;

(2)在A 内部任取一点P ,则其场强为零,并且它是由四个均匀带电平面产生的场强叠加而成的,即

022220

4

030201=---εσεσεσεσ 又∵ +2σ03=σ ∴ 1σ4σ=

说明相背两面上电荷面密度总是大小相等,符号相同.

8、22三个平行金属板A ,B 和C 的面积都是200cm 2,A 和B 相距4.0mm ,A 与C 相距2.0

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