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大学物理答案第12章

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第十二章 磁介质中的磁场

12-1 一螺绕环的平均半径为R=0.08m, 其上绕有N=240匝线圈, 电流强度为I=0.30A时充满管内的铁磁质的相对磁导率µr=5000, 问管内的磁场强度和磁感强度各为多少?

分析 螺绕环磁场几乎都集中在环内， 磁场线是一系列圆心在对称轴上的圆．如果圆环的截面积很小，可认为环内各点的磁场强度大小相等，等于以平均半径R为半径的圆上的磁场强度．

解 H=nIA/m2.143A/m08.0230.02402RNI

T 90.0T 2.14350001047r0HHB

12-2 在图12-6所示的实验中，环形螺线管共包含500匝线圈, 平均周长为50cm, 当线圈中的电流强度为2.0A时, 用冲击电流计测得介质内的磁感强度为2.0T , 求这时(1)待测材料的相对磁导率r，(2)磁化面电流线密度sj．

分析 磁场强度和磁感强度B的关系为HHBr0，从而可求出r．

解 (1) A/m 2000A/m 5.02500LNInIH

7961021040.270rHB

(2)由于磁化面电流产生的附加磁感强度为B=B-B0，得

s00)(jnIB

则 A/m 1059.1)1(6r00snInIj

12-3 将一直径为10cm的薄铁圆盘放在B0=0.4×10-4 T的均匀磁场中, 使磁感线垂直于盘面, 已知盘中心的磁感强度为Bc=0.1T, 假设盘被均匀磁化，磁化面电流可视为沿圆盘边缘流动的一圆电流．求(1)磁化面电流大小；(2)盘的轴线上距盘心0.4m处的磁感强度．

分析 铁盘在外磁场B0中要被磁化, 产生附加磁场．附加磁场与外磁场B0同向，所以盘中心的磁感强度Bc=B0+Bcˊ．如果将磁化面电流Is视为沿圆盘边缘流动的圆电流．

解 (1)磁化面电流Is在环心c处产生的附加磁场的磁感强度为

RIBsc20

盘中心的总磁感强度为

ccBBB0 B0

c

图12-3 从已知条件可见，对于铁磁质，有cBB0，即ccBB，得

A 1096.72230c0sRBBRIc

(2)距c点x处的磁场可视为外磁场B0与磁化面电流磁场Bˊ的叠加，即有

T 1091.1)(242/32220xRRIBs

401031.2BBB T

12-4 半径为R的载流长直导线，电流强度为I，外面裹有一层厚度为b的磁介质，其相对磁导率为r，(1)求磁介质中任一点的磁场强度H和磁感强度B的大小；(2)若沿磁介质的内外表面流动的磁化面电流方向与轴线平行，试证明二电流等大反向并求其大小．

分析 长直载流直导线的磁场线是以轴线为中心的一系列同心圆．应用有磁介质的安培环路定理时只须计算闭合回路所包围的传导电流，而应用真空中的安培环路定理时应计算闭合回路所包围的传导电流和磁化面电流．

解 (1) 介质内

rIHBrIH2 2

(2) 假设介质为顺磁质，介质内表面磁化面电流Is方向如图12-4所示，在介质内任一点磁感强度B=B0+B’，因

rIB2 0BrI20 rIB2s0

得

rIrIBs2)(200

即有 II)1(rs

设介质外表面磁化面电流为Isˊ，应用介质中的安培环路定律，可得介质外任一点磁场强度为

rIH2

应用真空中的安培环路定理，介质外有

)(dss0IIIlB

即 )(2ss0IIIrB I

I’s Is

2R b

图12-4 rIIIB2)(ss0

又因 B=µ0H=rI20

由以上两式得

III)1(rss

即介质内外表面磁化面电流大小相等, 方向相反．

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大学物理第12章习题解答

大学物理第12章习题解答

第十二章 习题答案

12.1 选择题

(1) 对位移电流,下述四种说法哪个正确( )

A. 位移电流是由线性变化磁场产生的. B. 位移电流是指变化的电场.

C. 位移电流的热效应服从焦耳-楞次定律. D. 位移电流的磁效应不服从安培环路定理.

(2) 空气中有一无限长金属薄壁圆筒,在表面上沿圆周方向均匀地流着一层随时间变化的面电流i(t),则( )

A. 圆筒内均匀地分布着变化磁场和变化电场.

B. 任意时刻通过圆筒内假象的任一球面的磁通量和电通量均为零.

C. 沿圆筒内任意闭合环路上电场强度的环流为零.

D. 沿圆筒外任意闭合环路上磁感应强度的环流不为零.

(3) 如图12.1(3)所示为一充电后的平行板电容器,A板带正电,B板带负电,开关K合上时,A､B板间位移电流的方向为(按图上所标x轴正方向回答)

A．x轴正向 B．x轴负向

C．x轴正向或负向 D．不确定 题12.1(3)图

答案：(1) B, (2)B, (3)B.

12.2 填空题

1．

StBlELSdd ①

0dSBS ②

StDIlHSLidd ③

试判断下列结论是否包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的.将确定的方程式用代号填在相应结论的空白处.

(1) 变化的电场一定伴随有磁场__________________．

(2) 变化的磁场一定伴随有电场__________________．

(3) 磁感线是无头无尾的闭合曲线________________．

大学物理2,12第十二章思考题

大学物理2,12第十二章思考题

1、机械波的波函数为

y = 0.03cos6(t + 0.01x )

上式中的各个物理量均采用国际单位。该波的振幅、周期和波速分别为多少？该波沿着什么方向传播？

【答案：0.03m；1/3s；100m/s，x轴负方向】

详解：该波的振幅、周期和波速分别为

m03.0A

π6π2π2T)s(31

(m/s)10001.01u

由于变量x前的符号为+，因此该波沿着x轴负方向传播。

2、已知一列平面简谐波的波函数为

y = Acos[ (at -bx ) +]（a、b和均为正常量）

则该波的频率、波长、周期和波速分别为多少？

【答案：π2a；b2π；aπ2；ba】

详解：将题目所给的平面简谐波的波函数与标准平面简谐波的波函数

])(cos[uxtAy

比较，即得该平面简谐波的频率、周期和波速分别为

π2π2a

aTπ21

babu

该波的波长为

buT2π

3、一列平面简谐波沿x正方向传播，波函数为

]2π)42(π2cos[10.0xty 上式中的各个物理量均采用国际单位。试画出该波在0.5s时刻的波形图。

【答案：见题解图】

详解：在0.5s时刻的波形方程为

]2π)425.0(π2cos[10.0xy)2πcos(10.0xx2πcos10.0

因此，该时刻的波形图为

4、在简谐波传播的过程中，沿传播方向相距为半个波长的两点的振动速度之比等于多少？（设这两点都不在最大位移处）

【答案：-1】

详解：根据波长的定义，在简谐波传播的过程中，沿传播方向相距为一个波长的两点振动的相位相同，那么相距为半个波长的两点振动必然相位相同，即它们的速度大小相等、方向相反，如果这两点不处于最大位移处，它们振动速度之比必然等于-1。

5、一列声波在空气中的波长是0.25m，传播速度是340m/s，当它进入另一种介质时，波长变成了0.35m，则它在该介质中的传播速度为多少？

大学物理化学第12章 化学动力学基础(二)(1)

大学物理化学第12章 化学动力学基础(二)(1)

- 1 - 第12章 化学动力学基础（二）

1. 在简单碰撞理论中，有效碰撞的定义是： ( )

A、互撞分子的总动能超过Ec B、互撞分子的相对总动能超过Ec

C、互撞分子联心线上的相对平动能超过Ec D、互撞分子的内部动能超过Ec

2. 简单碰撞理论属基元反应速率理论， 以下说法不正确的是： ( )

A、反应物分子是无相互作用的刚性硬球

B、反应速率与分子的有效碰撞频率成正比

C、从理论上完全解决了速率常数的计算问题

D、反应的判据之一是联线上的相对平动能大于某临界值

3. 根据碰撞理论，温度增加反应速率提高的主要原因是: ( )

A、活化能降低 B、碰撞频率提高

C、活化分子所占比例增加 D、碰撞数增加

4. 化学反应的过渡态理论的要点是: ( )

A、反应物通过简单碰撞就变成产物

B、在气体分子运动论的基础上提出来的

C、反应物首先形成活化络合物，反应速率决定于活化络合物分解为产物的分解速率

D、引入了方位因子的概念，并认为它与熵变化有关

5. 过渡态理论对活化络合物的假设中，以下说法不正确的为 ： ( )

A、是处在鞍点时的分子构型 B、正逆反应的过渡态不一定相同

C、存在着与反应物间化学平衡 D、生成的过渡态不能返回反应始态

6. Lindemann 单分子反应机理是假定反应分子经碰撞激发后 ( )

A、立即分解 B、有一时滞 C、发出辐射 D、引发链反应

7. 电解质溶液中的反应速率受离子强度影响的规律，下述说法中正确的应是： ( )

A、离子强度I越大，反应速率越大；B、I越大，反应速率越小

C、同号离子间反应，原盐效应为正；D、电解质与中性反应物作用,原盐效应为负

大学物理教程第 章答案

大学物理教程第 章答案

习题5

5-1．容器的体积为2V0，绝热板C将其隔为体积相等的A、B两个部分，A内储有1mol单原子理想气体，

B内储有2mol双原子理想气体，A、B两部分的压强均为p0。

（1）求A、B两部分气体各自的内能；

（2）现抽出绝热板C，求两种气体混合后达到平衡时的压强和温度。

解：（1）由理想气体内能公式：RTi

E

2

A中气体为1mol单原子理想气体：00333

222AAAERTRTpV，

B中气体为2mol双原子理想气体：005525

22BBBERTRTpV；

（2）混合前总内能：03

5

2ABERTRT，

由于00ARTpV，002

BRTpV，∴2

BATT，则：00044

AERTpV；

混合后内能不变，设温度为T，有：003

54

2ERTRTpV

∴ 008

13pV

T

R；

000

0

000383312

2221313NpV

pnkTkTRTRp

VVVR 。

5-2．1mol单原子理想气体从300K加热至350K，问在以下两个过程中各吸收了多少热量？增加了多少内

能？对外做了多少功？

（1）容积保持不变；（2）压强保持不变。

解：（1）等容升温过程

做功： 0A

内能变化：

(J)2562350318

23

1)(

23

)(

1212..TTRTTCE

m,V

吸热：(J)25623.EAQ

（2）等压升温过程

做功： (J)5415508.311)()(

1212.-TTRVVpA

内能变化：

(J)2562350318

23

1)(

23

)(

1212..TTRTTCE

m,V

吸热：(J)1039256235415..EAQ

5-3．1g氦气中加进1J的热量，若氦气压强无变化，它的初始温度为200K，求它的温度升高多少？

解：等压过程 )(

27

)(

1212TTRTTCQ

m,p