大学物理B2复习题
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一、选择题1、一个质点在做匀速圆周运动时,则有()A、切向加速度一定改变,法向加速度也改变B、切向加速度一定不变,法向加速度不变C、切向加速度可能改变,法向加速度不变D、切向加速度可能改变,法向加速度一定改变2、一物体沿固定圆弧形光滑轨道由静止下滑,在下滑过程中,则()A、它的加速度方向永远指向圆心,其速率保持不变B、它受到的合外力大小变化,方向永远指向圆心C、它受到的合外力大小不变,其速率不断增加D、它受到的轨道的作用力的大小不断增加3. 如图1,一质量为m的圆球停放在由光滑水平面和光滑斜面构成的角上,(夹角为α),则斜面对圆球的支撑力N的大小为( )A、mg sinαB、mg cosαC、mg / cosαD、0图14、在弹性限度内,如果将弹簧伸长量增加为原来的两倍,那么弹性势能增加为原来的…………………………()A.2倍B.相同C.3倍D.4倍5、如图2所示,质量分别为m1 和m2 的物体A和B,置于光滑桌面上,A和B之间连有一轻弹簧。
另有质量为m1 和m2的物体C和D分别置于物体A和B之上,且物体A和C、B和D之间的摩擦系数均不为零。
首先用外力沿水平方向相向推压A和B,使弹簧被压缩,然后撤掉外力,则在A和B弹开的过程中,对A、B、C、D以及弹簧组成的系统,有()A、动量守恒,机械能守恒B、动量不守恒,机械能守恒C、动量不守恒,机械能不守恒D、动量守恒,机械能不一定守恒图 26. 在外力矩为零的情况下,将一个绕定轴转动的刚体的转动惯量减少一半,则刚体的( )A 、角速度增大一倍B 、角速度不变转动动能增大一倍C 、转动动能增大两倍D 、转动动能不变角速度增大两倍7、如图3有5个质点,它们具有相同的质量m 和速度v 。
对参考点0,它们的角动量的大大小和方向的关系为 ( )A.方向相同,大小不同B.方向不同,大小相同C.方向相同,大小相同D.方向不同,大小不同图38、处于平衡状态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同,分子的平均平动能也相同,则它们的 ( )A 、温度,压强均不相同B 、温度相同,但氦气压强大于氮气的压强C 、温度,压强都相同D 、温度相同,但氦气压强小于氮气的压强9、理想气体经绝热压缩后,温度升高的根本原因是 ( )A 、单位体积内气体内能增加;B 、单位体积内气体分子的总动能增加;C 、气体分子的平均动能增加;D 、上述说法都不对。
**学院202*-202*学年第*学期级 专业《大学物理及实验B2》期末试卷(B 卷)(电磁学加强类)(闭卷)院(系)____________班级___________姓名_____________学号________题号 一 二 三 总分 分值202060100一、选择题(每小题只有一个正确答案,选对得2分,不选或选错得0分,共20分) 1.一导体球壳半径为 R ,带电量q ,设“无限远”处为电势零点,则在离球心O 为r (R r <)处一点的电势为( ) (A ) 0; (B )Rq 04πε; (C )rq 04πε ; (D )rq 04πε-。
2.库仑定律的适用范围是( )(A )真空中两个带电球体间的相互作用; (B )真空中任意带电体间的相互作用; (C )真空中两个正点电荷间的相互作用;(D )真空中两个带电体的大小远远小于它们之间的距离。
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 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 )a d ; (B )a c ; (C )c d ; (D )a b 。
4.顺磁物质的磁导率( )(A )比真空的磁导率略小; (B )比真空的磁导率略大; (C )远小于真空的磁导率;(D )远大于真空的磁导率。
5.在均匀磁场中有一电子枪,它可发射出速率分别为v 和2v 的两个电子,这两个电子的速度方向相同,且均与B 垂直,则这两个电子绕行一周所需的时间之比为( ) (A )1:1; (B )1:2; (C )2:1; (D )4:1。
6.假设空间存在两根无限长直载流导线,空间的磁场分布就不具有简单的对称性,则该磁 场分布( )(A )不能用安培环路定理来计算; (B )可以直接用安培环路定理求出; (C )只能用毕奥-萨伐尔定律求出;(D )可以用安培环路定理和磁感应强度的叠加原理求出。
大学物理b2期末试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 光的波长为λ,频率为f,光速为c,则以下关系式正确的是:A. λ = c / fB. λ = f / cC. c = λ * fD. c = f / λ答案:A2. 一个物体在水平面上受到一个恒定的力F作用,其加速度a与力F 的关系为:A. a = F / mB. a = F * mC. a = m / FD. a = F + m答案:A3. 根据热力学第一定律,下列说法正确的是:A. 能量守恒B. 能量可以创造C. 能量可以消失D. 能量可以无中生有答案:A4. 电磁波的频率越高,其波长:A. 越长B. 越短C. 不变D. 无法确定答案:B5. 根据牛顿第三定律,以下说法正确的是:A. 作用力和反作用力大小相等,方向相反B. 作用力和反作用力大小相等,方向相同C. 作用力和反作用力大小不等,方向相反D. 作用力和反作用力大小不等,方向相同答案:A6. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动,其位移s与时间t的关系为:A. s = 1/2 * a * t^2B. s = a * tC. s = 2 * a * t^2D. s = a^2 * t^2答案:A7. 根据万有引力定律,两个物体之间的引力与它们的质量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
以下说法正确的是:A. 质量越大,引力越大B. 距离越远,引力越小C. 质量越大,引力越小D. 距离越远,引力越大答案:A8. 以下哪种情况不属于简谐振动:A. 弹簧振子B. 单摆C. 圆周运动D. 阻尼振动答案:C9. 根据麦克斯韦方程组,下列说法正确的是:A. 变化的磁场产生电场B. 变化的电场产生磁场C. 恒定的磁场产生电场D. 恒定的电场产生磁场答案:A10. 光的干涉现象中,以下说法正确的是:A. 光波的叠加B. 光波的抵消C. 光波的反射D. 光波的折射答案:A二、填空题(每题4分,共20分)1. 根据欧姆定律,电阻R、电流I和电压V之间的关系是:R =________。
西南科技大学2011-2012-1学期《大学物理B2》本科期末考试试卷(A 卷)参考答案及评分细则一、选择题(每题3分,共30分) 1--10、AADCBBCADC二、填空题(每题2分,共14分)1、)(RIπ1120-μ 2、3R B πλω 3、2/λ 4、)2/2cos(4.02πππ+-=t a 5、0.10cos(2)()ππm t -6、1um7、变密。
三、计算题(共56分) 1、(10分)解: L 1在点产生的磁感应强度为零,即B 1=0 (2分)L 2在o 点产生的磁感应强度为RIB πμ402=、方向垂直于图面向外。
(3分)B 3+B 4=0。
(3分)o 点的磁感应强度 RIB B B B B o πμ404321=+++= 方向垂直于图面向外。
(2分) 2、(12分)解 xIB π20μ=(2分通过该面积元的磁通量为 x l xIS B Φd π2d d 0μ==(2分)⎰⎰⎰++++==Φ=vtb vt a vtb vta x x l Ix l xIt Φd π2d π2d )(00μμvta vtb Il ++=ln π20μ(3分)])()()([π2d d 20vt a v vt b v vt a vt b vt a lIN t N++-+++-=Φ-=με(3分) 令t = 0,并代入数据,则得线圈刚离开直导线时的感应电动势 33.010()V ε-=⨯(2分)按楞次定律可知ε的方向为图(b )中的顺时针方向。
3、解:设O 处振动方程为 )t Acos(0ϕω+=y 当t=0时,,即,所以,πϕ210000=<=v y )21t Acos(0πω+=y故入射波方程为)2-2t Acos(x y λππω+=入 ( 4分)在O '处入射波引起的振动方程为)-t Acos()472-2t Acos(1πωλλππω=⋅+=y反身波方程为]22t Acos[)]-47(2-t Acos[)]-O O (2-t Acos[πλπωλλπωλπω++=='='x x x y (4分)合成波方程为)()()(入2t cos 22Acos22t Acos 22-t Acos πωλππλπωπλπω+=++++='+=x x x y y y (2分) 将P 点坐标λλλ234-47x ==代入上述方程,则P 点的振动方程为)21-2Acos(πω+=t y (2分) 4、解:光在油膜上下表面的反射无半波损失,故由薄膜公式有δ反=2en 2=(k +21)λ当λ1=500nm 时,有2en 2=(k 1+21)λ1 (2分) 当λ2=700nm 时,有 2en 2=(k 2+21)λ2 (2分) 由于500nm 和700nm 这两个波长之间无别的波长发生相消,故k 1、 k 2为两个连续整数,且k 1> k 2,所以 k 1= k 2+1k 1=3, k 2=2 (3分)2112)21(n k e λ+==6731Å=6.731×10-4mm (3分) 5、 解:(1) 由单缝衍射明纹公式可知()111231221sin λλϕ=+=k a (取k =1 ) ()222231221sin λλϕ=+=k a (2分)f x /tg 11=ϕ , f x /tg 22=ϕ 由于 11tg sin ϕϕ≈ , 22tg sin ϕϕ≈所以 a f x /2311λ=a f x /2322λ= (2分)则两个第一级明纹之间距为 a f x x x /2312λ∆=-=∆=0.27 cm (2分) (2) 由光栅衍射主极大的公式 1111sin λλϕ==k d(2分)2221sin λλϕ==k d (2分)且有f x /tg sin =≈ϕϕ 所以d f x x x /12λ∆=-=∆=1.8 cm (2分)。
XXXX 大学2011-2012-1学期《大学物理B2》本科期末考试试卷(B 卷)参考答案及评分细则一、选择题(每题3分,共30分) 1--10、ACADABEDCA 。
二、填空题(每题2分,共14分)1、02、0-I μ3、高4、]3π2π2cos[010/)t (.y P +-= 或 0.01cos t+ππ(2)35、arctan3-π或1arctan 23+π 6、2112/2+n e n λ或 2112/2-n e n λ 7、300三、计算题(共56分)1、(12分)解:长直导线在周围空间产生的磁场分布为B =μ0 I 1/(2πr ),取xoy 坐标如图所示,则在半圆线圈所在处产生的磁感应强度的大小为θR πI μB sin 210=(3分) 方向垂直纸面向里。
式中θ为场点至圆心的连线与y 轴的夹角。
半圆线圈上d l 段线电流所受的力为θr θR πI I μl B I I F d sin 2d d d 21022==⨯=B l (3分)根据对称性知 0=⎰y dF (2分)θF F x sin d d = 222102100II μππI I μdF F πx x =⋅==⎰方向垂直I 1向右。
(4分) 2、(12分)解 由于B 随时间变化,同时ab 导线切割磁场线,故回路中既存在感生电动势,又存在动生电动势。
t BS t S B t BS t Φd d d d d )(d d d +===ε )21(d d 21)21(d d 2t t lx lx t B += 势动εε+=. (6分)动ε的方向从b 指向a ,感ε的方向为逆时针方向。
oo xI将θθtan tan ,vt x l vt x ===代入上式,则 )21(d d tan 21)tan 21(d d 21222222t t t v t v t t i θθε+=θtan 32t v = (4分) i ε的方向为逆时针方向。
简答题1、一平板电容器被一电源充电后,将电源断开,然后将一厚度为两极板间距一半的金属板放在两极板之间。
分析下列物理量的变化情况:(1)电容(2)极板上的电荷(3)极板间的电势差(4)极板间的电场强度。
答:由于电源断开可知U是变化的,但E和Q不变,而且d变为?,由C=εS/d=Q/U,可知C变为原来的2倍。
又U=Ed可知U变为1/2。
2、简述导体的静电平衡条件和性质。
答:条件是:导体内部电场强度为零,在导体表面附近的电场强度沿表面法线法线方向。
性质是:(1)导体是等势体,导体表面是等势面。
(2)净电荷制分布于导体的表面上。
(3)导体以外,靠近导体表面附近处的电场强度大小与导体表面在该处的面电荷密度δ的关系式为E=δ/ε(见书P22)3、试从以下三个方面来比较静电场与涡旋电场。
答:(1)产生原因不同,静电场是由静电荷产生,而涡旋电场是由变化磁场产生。
(2)电场分布线不同,静电场电场线起于正电荷止于负电荷,不闭合,而涡旋电场没有起点与终点,且闭合。
(3)电场力做功不同,静电场做功与路径无关,只与移动电荷初末位置的电势差有关,而涡旋电场做功与路径有关,因此不能引用电势与电势能的概念。
4、简述楞次定律。
答:闭合电路中感应电流的效果,总是反抗引起感应电流的原因。
5、获得相干光的原则是什么?具体用什么方法获得相干光?举例说明。
答:原则上将光源上同一发光点发出的光波分成两束,使之经历不同路径再会和叠加。
方法:分波阵面法,如双缝干涉。
分振幅法,如薄膜干涉。
6、使自然光通过两个偏振化方向夹角为60°的偏振片时,透射光强为1I,今在这两个偏振片之间再插入一偏振片,它的偏振化方向与前两个偏振片均成30°,问此时透射光I与1I之比为多少。
答:设通过第一片偏振片的光强为I?,则I?=I?*cos60°*cos60°=?,插入另一片偏振片后,通过此偏振片光强为I?,则I?=I?*cos30°*cos30°=?,再通过第三片后光强为I?=I?*cos30°*cos30°=*?,而I?=I,所以I/I?=*=大题一个半径为R 的均匀带电半圆环,电荷线密度为λ,求环心处O 点的场强.题图解:如题图所示圆上取ϕRd dl =ϕλλd d d R l q ==,它在O 点产生场强大小为20π4d d RR E εϕλ=方向沿半径向外 则ϕϕελϕd sin π4sin d d 0RE E x ==ϕϕελϕπd cos π4)cos(d d 0RE E y -=-=R R E x 000π2d sin π4ελϕϕελπ==⎰,0d cos π400=-=⎰ϕϕελπRE y ∴ RE E x 0π2ελ==,方向沿x 轴正向.(1)点电荷q 位于一边长为a 的立方体中心,试求在该点电荷电场中穿过立方体的一个面的电通量;(2)如果该场源点电荷移动到该立方体的一个顶点上,这时穿过立方体各面的电通量是多少?解:(1)由高斯定理0d εqS E s⎰=⋅ϖϖ立方体六个面,当q 在立方体中心时,每个面上电通量相等,∴ 各面电通量06εq e =Φ (2)电荷在顶点时,将立方体延伸为边长a 2的立方体,使q 处于边长a 2的立方体中心,则边长a 2的正方形上电通量06εq e =Φ 对于边长a 的正方形,如果它不包含q 所在的顶点,则024εqe =Φ,如果它包含q 所在顶点则0=Φe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0d ε∑⎰=⋅qS E sϖϖ取同轴圆柱形高斯面,侧面积rl S π2=则 rl E S E Sπ2d =⋅⎰ϖϖ对(1) 1R r < 0,0==∑E q(2) 21R r R << λl q =∑∴ rE 0π2ελ=沿径向向外(3) 2R r >=∑q∴ 0=E两点电荷1q =×10-8C ,2q =×10-8C ,相距1r =42cm ,要把它们之间的距离变为2r =25cm ,需作多少功? 解: ⎰⎰==⋅=22210212021π4π4d d r r r r q q r r q q r F A εεϖϖ)11(21r r -61055.6-⨯-=J外力需作的功 61055.6-⨯-=-='A A如题图所示,在A ,B 两点处放有电量分别为+q ,-q 的点电荷,AB 间距离为2R ,现将另一正试验点电荷0q 从O 点经过半圆弧移到C 点,求移动过程中电场力作的功.题图解: 如题图所示0π41ε=O U 0)(=-RqR q0π41ε=O U )3(R qR q -Rq 0π6ε-= ∴ Rqq U U q A o C O 00π6)(ε=-=J如题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. 题图解:(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 ϖd 如图,由于对称性,O 点场强沿y 轴负方向θεθλππcos π4d d 2220⎰⎰-==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⎰⎰===AB200012ln π4π4d π4d R R x x x x U ελελελ 同理CD 产生 2ln π402ελ=U 半圆环产生 0034π4πελελ==R R U∴ 0032142ln π2ελελ+=++=U U U U O 如题图所示,两根导线沿半径方向引向铁环上的A ,B 两点,并在很远处与电源相连.已知圆环的粗细均匀,求环中心O 的磁感应强度. 题图解: 如题图所示,圆心O 点磁场由直电流∞A 和∞B 及两段圆弧上电流1I 与2I 所产生,但∞A 和∞B 在O 点产生的磁场为零。
精品文档东莞理工学院〔本科〕试卷〔B 卷〕2021 --2021 学年第 一 学期【 大学物理B2 】试卷开课单位: ,考试形式:闭卷,允许带 计算器 入场题序 一 二 三 四 五 六 七 八 总 分 得分 评卷人一、 选择题 〔共30 分 每题2 分〕1、以下说法正确的选项是: [ D ] 〔A 〕电场强度为零的地方,电势也一定为零; 〔B 〕电势为零的地方,电场强度也一定为零; 〔C 〕电场强度相等的地方,电势也一定相等;〔D 〕处在静电平衡下的导体是等势体,外表是等势面。
2、在点电荷+q 的电场中,假设取图中p 点处电势为零点,那么M 点的电势为: [ D ] 〔A 〕aq 04πε 〔B 〕aq 08πε 〔C 〕aq 04πε- 〔D 〕aq 08πε- 3、如下图,闭合曲面S 内有一点电荷q ,P 为 S 面上一点,在S 面外A 点有一点电荷q ',假设将q '移至B 点,那么 [ B ] (A) 穿过S 面的电通量改变,P 点的电场强度不变; (B) 穿过S 面的电通量不变,P 点的电场强度改变; (C) 穿过S 面的电通量和P 点的电场强度都不变; (D) 穿过S 面的电通量和P 点的电场强度都改变。
4、如下图,将一个电荷量为q 的点电荷放在一个半径为R 的aa+qPM_____________ ________姓名: 学号: 系别: 年级专业:( 密 封 线 内 不 答 题 ) ……………………………密………………………………………………封………………………………………线……………………………………得分精品文档不带电的导体球附近,点电荷距导体球球心为d 。
设无穷远处为零电势,那么在导体球球心O 点有:[ A ] 〔A 〕00,4q E V dπε==〔B 〕200,44q q E V d d πεπε==〔C 〕0,0E V == 〔D 〕200,44q q E V dRπεπε==5、点电荷q 位于一边长为a 的立方体中心,那么在该点电荷电场中穿过立方体的一个面的电通量为:[ C ] (A) 0; (B)εq; (C)6εq; (D) 无法确定。
大学物理b2期末考试题及答案一、选择题(每题5分,共20分)1. 光在真空中的传播速度是()。
A. 3×10^8 m/sB. 3×10^5 m/sC. 3×10^6 m/sD. 3×10^7 m/s答案:A2. 根据牛顿第三定律,作用力和反作用力的大小()。
A. 相等B. 不相等C. 相反D. 相等但方向相反答案:D3. 一个物体的动能与其质量成正比,与其速度的平方成正比,这个关系式是()。
A. E_k = 1/2 mv^2B. E_k = mvC. E_k = m^2vD. E_k = 1/2 mv答案:A4. 电磁波的频率与波长的关系是()。
A. 频率与波长成正比B. 频率与波长成反比C. 频率与波长无关D. 频率与波长的平方成正比答案:B二、填空题(每题5分,共20分)1. 根据欧姆定律,电阻R等于电压V除以电流I,即 R = ________。
答案:V/I2. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动,其加速度为a,经过时间t后的速度为v,则 v = ________。
答案:at3. 万有引力定律表明,两个物体之间的引力F与它们的质量m1和m2的乘积成正比,与它们之间的距离r的平方成反比,即 F = ________。
答案:G * m1 * m2 / r^24. 光的折射定律,即斯涅尔定律,表明入射角i与折射角r之间的关系是 n1 * sin(i) = n2 * sin(r),其中n1和n2分别是入射介质和折射介质的折射率,即 ________。
答案:n1 * sin(i) = n2 * sin(r)三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述电磁感应定律的基本原理。
答案:电磁感应定律,也称为法拉第电磁感应定律,指出当磁场发生变化时,会在导体中产生电动势,从而产生电流。
其基本原理是变化的磁场会在导体中激发出电场,电场驱动电荷移动,形成电流。
2. 描述牛顿第二定律的物理意义。
大学物理b2试题及答案根据题目要求,以下是一篇符合要求的大学物理B2试题及答案内容:一、选择题(每题2分,共20分)1. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动,第1秒内、第2秒内、第3秒内位移之比为:A. 1:3:5B. 1:2:3C. 1:3:6D. 1:4:9答案:B2. 一质点做匀速圆周运动,其角速度为ω,周期为T,则其线速度大小为:A. ωTB. 2πωC. 2π/TD. ω/2π答案:C3. 一弹簧振子做简谐振动,振幅为A,周期为T,其最大加速度为:A. 2πA/TB. 4π²A/TC. 2A/TD. 4A/T²答案:B4. 一物体从高度为h处自由下落,不计空气阻力,其落地时的速度大小为:A. √(2gh)B. √(gh)C. √(2h/g)D. √(h/g)答案:A5. 一物体以初速度v₀沿斜面匀加速下滑,加速度大小为a,斜面倾角为θ,则其沿斜面下滑的加速度大小为:A. aB. a*sinθC. a*cosθD. a*tanθ答案:B6. 一质量为m的物体以初速度v₀沿水平方向抛出,忽略空气阻力,其落地时的速度大小为:A. v₀B. √(v₀²+2gh)C. √(v₀²+2gh)*sinθD. √(v₀²+2gh)*cosθ答案:B7. 一质量为m的物体以初速度v₀沿斜面匀加速上滑,加速度大小为a,斜面倾角为θ,则其沿斜面上升的加速度大小为:A. aB. a*sinθC. a*cosθD. a*tanθ答案:C8. 一质量为m的物体从高度为h处自由下落,不计空气阻力,其落地时的动能为:A. mghB. 1/2mv₀²C. 1/2mv²D. 1/2mv₀²+mgh答案:C9. 一质量为m的物体以初速度v₀沿水平方向抛出,忽略空气阻力,其落地时的动能为:A. 1/2mv₀²B. 1/2mv²C. 1/2mv₀²+mghD. 1/2mv²+mgh答案:D10. 一质量为m的物体从高度为h处自由下落,不计空气阻力,其落地时的重力势能变化量为:A. -mghB. mghC. 0D. 2mgh答案:A二、填空题(每题2分,共20分)11. 一物体做匀加速直线运动,初速度为v₀,加速度为a,第t秒内的位移为x,则x=v₀t+1/2at²。
大学物理b2试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪项是牛顿第一定律的内容?A. 物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
B. 物体在受到外力作用时,其加速度与外力成正比,与物体质量成反比。
C. 物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比,与物体的质量成反比。
D. 物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比,与物体的质量成正比。
答案:A2. 光在真空中的传播速度是多少?A. 299,792,458 m/sB. 299,792,458 km/sC. 299,792,458 cm/sD. 299,792,458 mm/s答案:A3. 电磁波谱中,波长最长的是?A. 无线电波B. 微波C. 红外线D. 可见光答案:A4. 根据热力学第二定律,下列哪项描述是正确的?A. 热量可以从低温物体自发地传递到高温物体。
B. 热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
C. 热量总是从高温物体传递到低温物体。
D. 热量在任何条件下都能自发地从低温物体传递到高温物体。
答案:B5. 根据麦克斯韦方程组,下列哪项描述是错误的?A. 变化的电场会产生磁场。
B. 变化的磁场会产生电场。
C. 静止的电荷不会产生磁场。
D. 静止的电荷会产生磁场。
答案:D6. 根据量子力学,下列哪项描述是正确的?A. 电子在原子核外的运动轨迹是确定的。
B. 电子在原子核外的运动轨迹是不确定的。
C. 电子在原子核外的运动状态是确定的。
D. 电子在原子核外的运动状态是不确定的。
答案:B7. 根据相对论,下列哪项描述是正确的?A. 时间是绝对的,与观察者的运动状态无关。
B. 时间是相对的,与观察者的运动状态有关。
C. 空间是绝对的,与观察者的运动状态无关。
D. 空间是相对的,与观察者的运动状态有关。
答案:B8. 根据电磁学,下列哪项描述是错误的?A. 电流通过导体时会产生磁场。
B. 变化的磁场会在导体中产生电流。
C. 静止的电荷不会产生磁场。
1 一个半径为R 的均匀带点球面,电量为Q ,若规定该球面上电势值为零,则无限远处电势多少?解:带电球面在外部产生的场强为204Q Er πε=,由于 d d RRRU U E r ∞∞∞-=⋅=⎰⎰E l200d 44RRQQr r r πεπε∞∞-==⎰ 04Q Rπε=当U R = 0时,04Q U Rπε∞=-2 均匀带点球壳内半径为6cm ,外半径为10cm ,电荷体密度为2×10-5,求距球心为5cm ,8cm 及12cm 各点的场强。
解: 高斯定理0d ε∑⎰=⋅q S E s,02π4ε∑=qrE当5=r cm 时,0=∑q ,0=E8=r cm 时,∑q 3π4p=3(r )3内r - ∴ ()2023π43π4r r r E ερ内-=41048.3⨯≈1C N -⋅,方向沿半径向外.12=r cm 时,3π4∑=ρq -3(外r )内3r ∴ ()420331010.4π43π4⨯≈-=r r r E ερ内外 1CN -⋅沿半径向外.3两条长直载流导线与一长方形线圈共面,如图,已知a=b=c=10,I=10m,I1=I2=100A,求通过线圈的磁通量。
4把折射率n=1.632的玻璃片,放入到麦克斯韦干涉仪的一臂上,可观察到150条干涉条纹向一方移动,若所用的单色光波长为=5000A,求玻璃片的厚度。
5使一束自然光通过两个偏振化方向成60°角的偏振片后,透射光的强度为I1,今在两个偏振之间再插入另一个偏振片,使它的偏振化方向与原来两个偏振片的偏振化方向的夹角均成30°,求此时透射光的强度为多大?6某单色光垂直入射到每厘米刻有6000多条刻线的光栅上,如果第一级谱线的偏角为20°,试问入射光的波长如何?它的第二级谱线在何处?(sin20°=0.342)7三块平行金属板A、B和C,面积都是S,A、B相距d1,A、C相距d2,d1:d2=1:2,B、C接地,A带正电荷q,忽略边缘效应,求(1)B、C板上的电荷多少?1(2)A板电势为多少?(素材和资料部分来自网络,供参考。
1.一半径为R 的带电球体,其电荷体密度分布为()Ar r R ρ=≤,0()r R ρ=>,A为大于零的常量。
试求球体内外的场强分布及其方向。
答案:()0214/εAr E =,(r ≤R ),方向沿径向向外;()20424/r AR E ε=, ()r R >,方向沿径向向外2.一圆柱形真空电容器由半径分别为1R 和2R 的两同轴圆柱导体面所构成,单位长度上的电荷分别为λ±,且圆柱的长度l 比半径2R 大得多。
如图所示。
求:(1)电容器内外的场强分布;(2)设外圆柱面的电势为零,求电容器内两圆柱面之间任一点的电势;(3)电容器的电容。
答案:(1)02020211=>=<<=<E R r rE R r R E R r πελ(2)rR l d E V R r R R r220221ln 2⎰=⋅=<<πελ(3)120ln 2R R lUQ C πε==3. 如下图所示,正电荷q 均匀地分布在半径为R 的圆环上,试计算在环的轴线上任一点P 处的电场强度和电势。
答案:23220)(41R x qxE +=πε2241Rx q V +=πε4.如下图所示,真空中的球形电容器的内、外球面的半径分别为1R 和2R ,所带电荷量为Q ±。
求:(1)该系统各区间的场强分布,并画出r E -曲线;(2)该系统各区间的电势分布;(3)该系统的电容 :。
答案:(1)40322022111=>=<<=<E R r r Q E R r R E R r πε(2)0)11(4)11(4322022121011=>-=<<-=<V R r R r QV R r R R R Q V R r πεπε(3)122104R R R R C -=πε5. 半径为R 的均匀带电细半圆环,电荷线密度为λ。
(1)求其圆心处的电场强度;(2)求其圆心处的电势。
大学物理B2习题(一、电磁学部分1、如图所示,真空中一长为 L 的均匀带电细直杆,总电荷为 q ,试求在直杆延 长线上距杆的一端距离为d 的P 点的电场强度和电势.1 ■如图炳不’真空中•长为丄的肉匀带电细mT :总电荷为g 试求在直杆延长线上距杆的一端距离为cflFJP .................... =亠解;设杆的左端为坐标原点5 X 轴沿 -—丄 ------- *1直杆方向.带电直杆的电荷线密度为4=q/L,在N 处取一电荷元+ _dq = /I dx = qdx / L ” '函忆十‘朗卜证它在P 点的场强: 6 ■ = S ’昶_ dg ’ _ 込 t L h '4只吕](£ 十 d — 工)亠 d — x)2总场强为E=_s_r _______ ^5 __二 q4范(L + d —x)1 (人+ /)方向忍轴,即杆的it 长线方向’2、一半径为R 的均匀带电半圆环,电荷线密度为,求换新处0点的电场强度和电势。
解:如图,在圆环上取微元dl = Rg 比带电 曲=Ad/ =R^Atp t 它在煎严生场强大小为 dE = J^ 方向沿半径向外4rt£i}R-2则 可£\ = dEsin (p = sin^d^? 4呎R_貝df . =dEcos(^-^>) = ------------- c os 何卩------- sin (pd(p = ---- 4 兀 £°R 2JIJ R 3、实验证明,地球表面上方电场不为0,晴天大气电场的平均场强约为120V/m,E — ------- cos^trip - 0 4吹22皿%/?方向沿X 轴正向-方向向下,这意味着地球表面上有多少过剩电荷?试以每平方厘米的额外电子数 表示。
(6.64 105个 /cm 2) 解 设想地球表面为一均匀带电球面,总面积为 S ,则它所总电量为q r r0 Q E dS S 0ES单位面积带电量为S 0E单位面积上的额外电子数为n 0E12 8.85 10 120e e 1.6 10 196.64 109 /m 2 6.64 105/cm 24、地球表面上方电场方向向下, 大小可能随咼度变化,设在地面上方100 m 咼处 场强为150N/C, 300m 高处场强为100N/C,试由高斯定理求在这两个高度之间的 平均体电荷密度,以多余的或缺少的电子数密度表示。
大学物理B2习题(一、电磁学部分1、如图所示,真空中一长为L的均匀带电细直杆,总电荷为q,试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d的P点的电场强度和电势.2、一半径为R的均匀带电半圆环,电荷线密度为 ,求换新处O点的电场强度和电势。
3、实验证明,地球表面上方电场不为0,晴天大气电场的平均场强约为120V/m,方向向下,这意味着地球表面上有多少过剩电荷?试以每平方厘米的额外电子数表示。
(526.6410/cm ⨯个)解 设想地球表面为一均匀带电球面,总面积为S ,则它所总电量为00d Sq E S ES εε=⋅=⎰⎰单位面积带电量为 E Sq0εσ==单位面积上的额外电子数为19120106.11201085.8--⨯⨯⨯===e Ee n εσ92526.6410/m 6.6410/cm =⨯=⨯4、地球表面上方电场方向向下,大小可能随高度变化,设在地面上方100m 高处场强为150N/C ,300m 高处场强为100N/C ,试由高斯定理求在这两个高度之间的平均体电荷密度,以多余的或缺少的电子数密度表示。
(缺少,721.3810/m ⨯个)5、如图所示,电量1q 均匀分布在半径为1R 的球面上,电量2q 均匀分布在同心的半径为2R 的球面上,2R >1R 。
(1)利用高斯定理求出r <1R ,1R <r <2R ,r >2R 区域的电场强度 (2)若r >2R 区域的电场强度为零,则?1=qq ,1q 与2q 同号还是异号?6、二个无限长同轴圆筒半径分别为1R 和2R ,单位长度带电量分别为λ+和λ-。
求内筒的内部、两筒间及外筒外部的电场分布。
解 由对称性分析可知,E分布具有轴对称性,即与圆柱轴线距离相等的同轴圆柱面上各点场强大小相等,方向均沿径向。
如解用图,作半径为r ,高度为h 、与两圆柱面同轴的圆柱形高斯面,则穿过圆柱面上下底的电通量为零,穿过整个高斯面的电通量等于穿过圆柱形侧面的电通量。
1.一半径为R 的带电球体,其电荷体密度分布为()Ar r R ρ=≤,0()r R ρ=>,A为大于零的常量。
试求球体内外的场强分布及其方向。
答案:()0214/εAr E =,(r ≤R ),方向沿径向向外;()20424/r AR E ε=, ()r R >,方向沿径向向外2.一圆柱形真空电容器由半径分别为1R 和2R 的两同轴圆柱导体面所构成,单位长度上的电荷分别为λ±,且圆柱的长度l 比半径2R 大得多。
如图所示。
求:(1)电容器内外的场强分布;(2)设外圆柱面的电势为零,求电容器内两圆柱面之间任一点的电势;(3)电容器的电容。
答案:(1)02020211=>=<<=<E R r rE R r R E R r πελ(2)rR l d E V R r R R r220221ln 2⎰=⋅=<<πελ(3)120ln 2R R lUQ C πε==3. 如下图所示,正电荷q 均匀地分布在半径为R 的圆环上,试计算在环的轴线上任一点P 处的电场强度和电势。
答案:23220)(41R x qxE +=πε2241Rx q V +=πε4.如下图所示,真空中的球形电容器的内、外球面的半径分别为1R 和2R ,所带电荷量为Q ±。
求:(1)该系统各区间的场强分布,并画出r E -曲线;(2)该系统各区间的电势分布;(3)该系统的电容 。
答案:(1)40322022111=>=<<=<E R r r Q E R r R E R r πε(2)0)11(4)11(4322022121011=>-=<<-=<V R r R r QV R r R R R Q V R r πεπε(3)122104R R R R C -=πε5. 半径为R 的均匀带电细半圆环,电荷线密度为λ。
(1)求其圆心处的电场强度;(2)求其圆心处的电势。
答案:(1)总场强 RE E xλπε021= 电场强度的方向与x 轴平行。
(2)细半圆环在圆心O 点处的电势为04ελ=V 6.一圆柱形真空电容器由半径为1R 的圆柱体和半径为2R 的同轴圆柱导体面所构成,外圆柱面的厚度不计,且圆柱的长度l 比半径2R 大得多,忽略边缘效应,内圆柱体带电量Q +,外圆柱面带电量Q -,电荷均匀分布,如图所示。
求:(1)该柱面系统内、外的电场分布,并画出r E -曲线;(2)若取外圆柱面为零电势,求内导体轴线处的电势;(3)两圆柱面间的电势差;(4)该电容器的电容。
答案:(1)0220200211=>==<<=<E R r lrQr E R r R E R r πεπελ r E -曲线 (1分)(2)120ln2R R lQ V πε=(3)120ln 2R R l QU πε=(4)120ln 2R R l C πε=7.有两个同心的均匀带电球面,半径分别为1R 、2R )(21R R <,若大球面的所带的电量为Q ,且已知大球面外的电场强度为零,求:(1)小球面上的所带的电量Q 1;(2)在1R r < 和21R r R <<区域电场强度的分布;(3)两球面的电势差。
答案:(1)Q Q -=1(2)1r R <:0=E ,12R r R <<:204r QE πε-=(3)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=122011421R R r QU R R πε。
8. 如题所示,一空气平行板电容器,极板面积为S ,两极板之间距离为d ,其中平行地放有一层厚度为t (()t d <、相对介电常量为r ε的各向同性均匀电介质。
略去边缘效应,求:(1)平行板电容器的电容值;(2)若此电容器两极板所带电荷为Q ±,则电容器内贮存的能量为多少?答案:(1)()t d SC r r r εεεε-+=10。
(2)St d Q W r r r e εεεε022])1([-+=9.(1)一根长为L 的细棒,弯成半圆形,其上均匀带电,电荷线密度为λ+,试求在圆心O 点的电势。
(2)如图所示,在A ,B 两点处放有电量分别为q +,q -的点电荷,AB 间距离为2R ,现将另一正试验电荷0q 从AB 连线的中点O 经过半圆弧移到C 点,求:移动过程中电场力作的功(无穷远处为电势零点)。
答案:(1)04ελ=U (2)o 0O 0()6πC q qA q U U Rε=-=10.在半径为R 1,带电量为+q 的导体球外,同心地套一内、外半径分别为R 2 和R 3,带电量为+Q 的导体球壳,求:(1)球壳内、外表面所带的电量;(2)电场强度分布;(3)球心的电势。
答案:(1)球壳内表面带-q ,外表面带(Q+q )(2)r <R 1 E=O ;R 1<r <R 2 204/r q E πε=;R 2<r <R 3 E=0;r >R 3 204/)(r Q q E πε+=(3)302010004)(44R q Q R q R q l d E V πεπεπε++-=⋅=⎰∞qR 1 R 2R 311.如图所示,一个带电球壳,带电量为Q ,内半径为R ,外半径为2R 。
设电荷按体积均匀分布。
求:(1)电荷分布的体密度ρ;(2)电场强度的分布。
答案:(1)3283R Q πρ=(2)0,1=<E R r ;Q R r R r E R r R 32033228,2πε-=<<;2034,2r Q E R r πε=>。
12.一均匀带电细棒AB ,长为L ,带电量为Q ,求其延长线上一点P 的场强和电势(BP=a )。
答案:a a L LQ V +=ln40πε ,)(40a L a QE +=πε 13.一平板电容器,中间充以三种不同的电介质,绝对电容率分别为1ε、2ε和3ε,极板面积为S ,间距为2d ,求(1)电容器的电容;(2)若电容器接在电压为U 的电源上,则电容器的贮能为多少? 答案:(1)3232124εεεεε++=d S dSC ,(2)232321)24(21U d S d S W e εεεεε++=。
14. 如图6,一环形薄片由细绳悬吊着,环的外半径为R ,内半径为2/R ,并有电量Q 均匀分布在环面上.细绳长R 3,也有电量Q 均匀分布在绳上,试求圆环中心O 处的电场强度(圆环中心在细绳延长线上). 答案: 2016Q E R πε=15. 如图7,有一内半径2R 和外半径3R 的金属球壳,在球壳内放一半径1R 的同心金属球,若使球壳和金属球均带正电荷q ,求球心的电势.答案:金属球电荷q 均匀分布在表面, 球壳内表面电量q -,外表面电量2q +,0102032444o q q qV R R R πεπεπε=-+ALaPBS/2S/2 2dε2Uε1ε3d dOR3RR /2图6图71R 3R 2R16. 如图8,空气平行板电容器,两极板面积均为 S ,板间距离为 d ( d 远小于极板线度),在两极板间平行地插入一面积也是S 、厚度为 t (< d )、相对电容率r ε的电介质,试求:(l )电容C ;(2)电介质放在两极板间的位置对电容值有无影响? 答案:(1)()0r r SC d t tεεε=-+(2)电介质放在两极板间的位置对电容值无影响。
17.如图7,半径为R 的半圆弧,所带电量q ,电荷均匀分布,求圆心处的场强和电势.答案:如图可知场强在x 方向抵消,在y 方向叠加,所以场强方向为y 轴负方向 (1分)04E R λε=,04q V Rπε=18.均匀带电球壳半径为R ,带电量为q .求(1)空间电场和能量密度分布,(2)根据能量密度求电场能量,(3)电容. 答案: (1)e r R E w <==22002200114224e q q r R E w E r r εεπεπε⎛⎫>=== ⎪⎝⎭(2)208q W Rπε=(3) 04C R πε=19. 如图5所示,半径R 的带电细圆环,线电荷密度0cos λλθ=,θ 为半径R 与X 轴的夹角,求圆环中心电势。
答案:20cos 04V d πλθθπε==⎰20.如图6,有一半径为2R 的金属圆筒,在圆筒轴线上有一条半径为1R (12R R <)的导线,如果在导体与圆筒之间加上U的电压,试分别求(1)导线表面处电场强度的大小,(2)金属圆筒内表面处的电场强度的大小. 图8xyO图7U图6xθ图5答案:(1)211ln U E RR R =导线表面(2)221ln U E R R R =圆筒内表面21.一半径为R 的均匀带电圆环,总电量为Q 。
选X 轴沿圆环轴线,原点在环心。
证明其轴线上任一点的场强为2/3220)x R (4QxE +πε=并说明在什么条件下,带电圆环可作为点电荷处理。
答案:略22.(1)已知半径为R 、带电量为Q 的均匀带电圆环在其轴线上任一点的场强为2/3220)x R (4QxE +πε=X 坐标轴沿圆环轴线,原点在环心。
式中x 为从场点到环心的位置坐标。
利用这一结果,试推导一半径为R 、电荷面密度为σ的均匀带电圆面在其轴线上任一点的场强。
并进一步推导电荷面密度为σ的“无限大”均匀带电平面的场强。
(2)如图为无穷大带电平板的垂直截面图,平板厚度为d ,A 、B 面分别为平板的两个表面,C 面为平板的平分面。
建立X 坐标轴如图,平板的电荷体密度为kx =ρ,其中k 为常数。
P 点到坐标原点的距离为L ,求P 点的电场强度。
答案:(1)略(2)i d 21L 2kE 220⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-ε=23. 已知一真空平行板电容器,极板面积为S ,两极板间的距离为d ,极板上的电荷面密度分别为0σ±;求:(1)极板间的电场强度的大小;(2)极板间的电势差;(3)电容;(4)电容器的储能。
答案:(1)00εσ=E (2)两极板间的电势差为:d U 00εσ=(3)dSC 0ε=(4)电容器的储能:0202εσSdW =24.一电荷为Q ,半径为R 的均匀带电球面。
试求(1)球面外两点间的电势差;(2)球面内两点间的电势差;(3)球面外任意点的电势。
BPLACXO答案:(1) (2)(3)25.真空中的球形电容器的内、外半径分别为1R 和2R ,所带电荷量分别为Q ±。
求: (1)该系统各区间的场强分布;(2)该系统各区间的电势分布; 答案:(1)011=<E R r ;202214rQ E R r R πε=<<;032=>E R r ;(2))11(421011R R Q U R r -=<πε;)11(420221R r QU R r R -=<<πε;⎰∞=⋅=>rl d E U R r 03226.一无限长带电直线,电荷线密度分别为和,求点处的场强E 。