电子科技大学磁性物理学2002答案

电子科技大学期末考试 09级《大学物理（下）》A 卷（考试时间90分钟，满分100分）一、选择题（每题2分，共20分）1、边长为L 的一个导体方框上通有电流I ，则此框中心的磁感应强度 （ ） （A ）与L 无关； （B ）正比于2L ； （C ）与L 成正比； （D ）与L 成反比。

2、在感应电场中电磁感应定律可写成dtd l d E mCK Φ-=⋅⎰，式中K E 为感应电场的电场强度，此式表明 （ ）（A ）闭合曲线C 上K E处处相等； （B ）感应电场是保守力场； （C ）感应电场的电场线不是闭合曲线；（D ）在感应电场中不能像静电场那样引入电势的概念。

3、一交变磁场被限制在一半径为R 的圆柱体中，在柱内、外分别有两个静止点电荷A q 和B q ，则 （ ） （A ）A q 受力，B q 不受力；（B ）A q 和B q 都受力；（C ）A q 和B q 都不受力；（D ）A q 不受力，B q 受力。

4、关于位移电流，下列哪一种说法是正确的（ ） （A ）位移电流的磁效应不服从安培环路定理；（B ）位移电流是由变化磁场产生； （C ）位移电流不可以在真空中传播； （D ）位移电流是由变化电场产生。

5、根据惠更斯—菲涅尔原理，若已知光在某时刻的波阵面为S ，则S 的前方某点P 的光强决定于波阵面上所有面元发出的子波各自传到P 点的 （ ） （A ）振动振幅之和； （B ）相干叠加； （C ）振动振幅之和的平方； （D ）光强之和。

6、严格地说，空气的折射率大于1，因此在牛顿环实验中，若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去而成为真空时，则干涉圆环将 （ ） （A ）变大； （B ）变小； （C ）消失； （D ）不变7、自然光以60。

入射角照射到某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则 （ ） （A ）折射光为线偏振光，折射角为30。

； （B ）折射光为部分偏振光，折射角为30。

；（C ）折射光为线偏振光，折射角不能确定； （D ）折射光为部分偏振光，折射角不能确定。

磁性材料的分类^《}第一章》第二章磁学基础知识答案：1、磁矩2、磁化强度3、·4、磁场强度 H5、磁感应强度 B磁感应感度，用B表示，又称为磁通密度，用来描述空间中的磁场的物理量。

其定义公式为（百度百科）磁感应强度（magnetic flux density），描述磁场强弱和方向的基本物理量。

是矢量，常用符号B表示。

磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。

在物理学中磁场的强弱使用磁感强度（也叫磁感应强度）来表示，磁感强度大表示磁感强；磁感强度小，表示磁感弱。

6、磁化曲线磁化曲线是表示物质中的磁场强度H与所感应的磁感应强度B或磁化强度M之间的关系7、磁滞回线—（）（6 磁滞回线 (hysteresis loop)：在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化磁场作周期性变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做磁滞回线。

）8、磁化率磁化率，表征磁介质属性的物理量。

常用符号x表示，等于磁化强度M与磁场强度H之比。

对于各向同性磁介质，x是标量；对于各向异性磁介质，磁化率是一个二阶张量。

9、磁导率磁导率（permeability）：又称导磁系数，是衡量物质的导磁性能的一个物理量，可通过测取同一点的B、H值确定。

二'矫顽力----内禀矫顽力和磁感矫顽力的区别与联系矫顽力分为磁感矫顽力（Hcb）和内禀矫顽力（Hcj）。

磁体在反向充磁时，使磁感应强度B降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力。

但此时磁体的磁化强度并不为零，只是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵消。

（对外磁感应强度表现为零）此时若撤消外磁场，磁体仍具有一定的磁性能。

使磁体的磁化强度M降为零所需施加的反向磁场强度，我们称之为内禀矫顽力。

内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量，是表示材料中的磁化强度M退到零的矫顽力。

在磁体使用中，磁体矫顽力越高，温度稳定性越好。

(2)退磁场是怎样产生的能克服吗对于实测的材料磁化特性曲线如何进行退磁校正产生：能否克服：因为退磁场只与材料的尺寸有关，短而粗的样品，退磁场就很大，因此可以将样品做成长而细的形状，退磁场就将会减小。

磁性物理学习题与解答简答题1.简述洪德法则的内容。

答：针对未满壳层，洪德法则的内容依次为：〔1〕在泡利原理许可的条件下，总自旋量子数S取最大值。

〔2〕在满足〔1〕的条件下，总轨道角动量量子数L取最大值。

〔3〕总轨道量子数J有两种取法：在未满壳层中，电子数少于一半是;电子数大于一半时2.简述电子在原子核周围形成壳层结构，需遵循哪些原则法则？答：需遵循的原则法则依次为：〔1〕能量最低原则〔2〕泡利不相容原理〔3〕洪德法则3.简述自由电子对物质的磁性，可以有哪些贡献？答：可能的贡献有：〔1〕朗道抗磁〔2〕泡利顺磁4.简述晶体中的局域电子对物质的磁性，可能有哪些贡献？答：可能的贡献有：〔1〕抗磁〔2〕顺磁〔3〕通过交换作用导致铁磁、反铁磁等5.在磁性晶体中，为什么过渡元素的电子轨道角动量会被晶场“冻结〞，而稀土元素的电子轨道角动量不会被“冻结〞。

答：因为过渡元素的磁性来自未满壳层d轨道上的电子，d电子属于外层电子，在晶体中是裸露的，容易受到晶场的影响而被冻结；而稀土元素的磁性来自未满壳层f轨道上的电子，f电子属于内层电子，在晶体中不容易受到晶场的影响，所以不会冻结。

6.简述外斯分子场理论的成就与不足之处。

答：外斯分子场理论的成功之处主要有：唯象解释了自发磁化，成功得到第二类顺磁的居里—外斯定律和铁磁/顺磁相变的居里温度表达式等。

不足之处主要有：〔1〕低温下自发磁化与温度的关系与自旋波理论的结果差别很大，后者与实验符合较好;〔2〕在居里温度附近，自发磁化随温度变化的临界指数，分子场理论计算结果为1/2，而实验测量结果为1/3;〔3〕无法解释磁比热贡献在温度大于居里温度时的拖尾现象7.简述小口理论对分子场理论做了什么改进？答：小口理论认为在居里温度附近，虽然产生自发磁化的长程有序消失了，但体系仍然存在短程序，小口理论考虑了最近邻短程序，由此成功解释了磁比热贡献在温度大于居里温度时的拖尾现象。

8.简述海森堡直接交换作用的物体图像。

弟1页/（共4页） 弟2页/（共4页）电子科技大学期末考试 08级《大学物理（下）》A 卷（考试时间90分钟，满分100分）一、选择题（每题2分，共20分）1、电流元Idl 是圆电流自身的一部分，则 （ ） （A ）电流元受磁力为0；（B ）电流元受磁力不为0，方向沿半径向外； （C ）电流元受磁力不为0，方向指向圆心； （D ）电流元受磁力不为0，方向垂直圆电流平面。

2、若用条形磁铁竖直插入不闭合金属圆环，则金属环中： （ ） （A ）产生感应电动势，也产生感应电流； （B ）产生感应电动势，不产生感应电流； （C ）不产生感应电动势，也不产生感应电流；（D ）不产生感应电动势，产生感应电流。

3、取自感系数的定义式为IL Φ=，当线圈的几何形状不变，周围无铁磁性物质时，若线圈中的电流强度变小，则自感系数L （ ） （A ）变大，与电流成反比关系； （B ）变小；（C ）不变； （D ）变大，但与电流不成反比关系。

4、设在真空中沿着z 轴正方向传播的平面电磁波，其磁场强度的表达式为⎪⎭⎫⎝⎛-=c z t H H y ωcos 0，则电场强度的表达式为（） （A ）⎪⎭⎫⎝⎛--=c z t H Ey ωεμcos 000； （B ）⎪⎭⎫ ⎝⎛--=c z t H E x ωεμcos 000；（C ）⎪⎭⎫ ⎝⎛-=c z t HE xωεμcos000；（D ）⎪⎭⎫ ⎝⎛+=c z t H E y ωεμcos 000。

5、在迈克尔逊干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n 的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ，则薄膜的厚度是 （ ）（A ）2λ； （B ）n 2λ； （C ）n λ； （D ）)1(2-n λ6、在双缝干涉实验中，屏幕Σ上的P 点处是明条纹。

若将缝2S 盖住，并在21S S 连线的垂直平分面处放一反射镜M ，如图1所示，则此时 （ ） （A ）P 点处仍为明条纹； （B ）P 点处为暗条纹；（C ）不能确定P 点处是明条纹还是暗条纹； （D ）无干涉条纹。

大学物理II-I 期末电磁学考试A 卷（02年6月29日）信息学院 系 学号 姓名______________ 成绩_____________一、填空题:(40分)1. (4分)如图平行板电容器(极板面积S)中,和εr2的均匀电介质,，每种介质各占一半体积，试求其电容2. (4分)载流长直导线弯成如右图所示的形状，求出表达式）3. (4分)一块半导体的样品中通有电流I ，置于均匀的磁场 B如图所示，已知U a >U b ，则此材料中载流子是电荷 （回答正或负）。

4. (4分)如图所示，半径为R 的圆柱形区域内有一均匀磁场，但它随时间变化率dB/dt =k >0，求静止的电子在圆内（OA =r ）处受的力的大小为__________________________________；在图中标出或说明力的方向 。

5. (4分)让一块条形磁铁顺着一根很长的竖直铜管下落，若忽略空气阻力，磁铁将作何种运动？6. (4分)载有电流I 的无限长螺线管，单位长度的匝数为n ，其间充满相对磁导率为μr >1的均匀磁介质，求管内的H = ；B = ； M = ； j’= 。

（标出方向）7. (6分)麦克斯韦电磁场方程的积分形式是____________________________________ ___，_____________________，________ ______，________________________________________。

8. (10分)如图，三块金属板A 、B 、C ，面积都是S ，A 和B 相距d 1，A 和C 距d 2，B 和C 两板接地，如果使其中A 板带电量Q ，忽略边缘效应。

试求： (1)各导体板上的总电量及电荷面密度。

(2)导体板间的电势差。

二、计算题 (60 分)1、 (15 分)如图所示，R 1=R 2=R 3=2Ω，ε2=2伏特，L -3-3法拉，稳态时通过R 2的电流为零。

2002年普通高等学校春季招生全国统一考试（全国卷）理科综合能力测试（物理部分）本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。

全卷共13页，满分为300分。

考试时间150分钟。

第I卷（选择题共144分）本卷共24题，每题6分，共144分。

在下列各题的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。

16．下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是A B C D17．如图所示，在两个固定电荷＋q和－q之间放入两个原来不带电的导体，1、2、3、4为导体上的四个点，在达到静电平衡后，各点的电势分别是φ1、φ2、φ3、φ4，则A φ4＞φ3＞φ2＞φ1B φ4＝φ3＞φ2＝φ1C φ4＜φ3＜φ2＜φ1D φ4＝φ3＜φ2＝φ118．图中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，如图中箭头所示，由此可断定此横波A 向右传播，且此时质点B正向上运动B 向右传播，且此时质点C正向下运动C 向左传播，且此时质点D正向上运动D 向左传播，且此时质点E正向下运动19．氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，A 氢原子的能量减小，电子的动能增加B 氢原子的能量增加，电子的动能增加C 氢原子的能量减小，电子的动能减小D 氢原子的能量增加，电子的动能减小20．在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为1500kg 向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为3000kg 向北行驶的卡车，碰后两车接在一起，并向南滑行了一小段距离后停止，根据测速仪的测定，长途客车碰前以20m/s 的速率行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率A 小于10m/sB 大于10m/s 小于20m/sC 大于20m/s 小于30m/sD 大于30m/s 小于40m/s21．图为云室中某粒子穿过铅板P 前后的轨迹，室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直（图中垂直于纸面向里，）由此可知此粒子A 一定带正电B 一定带负电C 不带电D 可能带正电，也可能带负电22．图中L 是凸透镜，OO ′是它的主轴，AB 是垂直于主轴的肖源，P 是垂直于主轴的光屏，当两者到透镜的距离相等时，在光屏上得到清晰的像，如将AB 向右移动任意一段距离后，再移动P ，则在P 上A 总能得到缩小的像B 总能得到较大的像C 可能得到放大的像，也可能得到缩小的像D 可能得到放大的像，也可能得不到像23．质量为m 的三角形木楔A 置于倾角为θ的固定斜面上，它与斜面间的动摩擦因数为μ，一水平力F 作用在木楔A 的竖直平面上，在力F 的推动下，木楔A 沿斜面以恒定的加速度a 向上滑动，则F 的大小为：A θθμθcos )]cos (sin [++g a m B )sin (cos )sin (θμθθ+-g a m C)sin (cos )]cos (sin [θμθθμθ-++g a m D )sin (cos )]cos (sin [θμθθμθ+++g a m24．一个点源S对平面镜成像，设光源不动，平面镜以速率v沿OS方向向光源平移，镜面与OS方向之间的夹角为30º，则光源的像S′将A 以速率0.5v沿S′S连线向S运动B 以速率v沿S′S连线向S运动C 以速率3v沿S′S连线向S运动D 以速率2v沿S′S连线向S运动2002年普通高等学校春季招生全国统一考试理科综合能力测试第II卷（非选择题共156分）注意事项：1．用钢笔或圆珠笔直接答在试题卷中（除题目有特殊规定外）。

电⼦科技⼤学半导体物理期末考试试卷试题答案电⼦科技⼤学⼆零⼀零⾄⼆零⼀⼀学年第⼀学期期末考试1．对于⼤注⼊下的直接辐射复合，⾮平衡载流⼦的寿命与（D ）A. 平衡载流⼦浓度成正⽐B. ⾮平衡载流⼦浓度成正⽐C. 平衡载流⼦浓度成反⽐D. ⾮平衡载流⼦浓度成反⽐2．有3个硅样品，其掺杂情况分别是：甲．含铝1×10-15cm-3⼄.含硼和磷各1×10-17cm-3丙.含镓1×10-17cm-3室温下，这些样品的电阻率由⾼到低的顺序是（C ）A.甲⼄丙B. 甲丙⼄C. ⼄甲丙D. 丙甲⼄3．题2中样品的电⼦迁移率由⾼到低的顺序是（ B ）4．题2中费⽶能级由⾼到低的顺序是（ C ）5. 欧姆接触是指（ D ）的⾦属⼀半导体接触A. Wms = 0 B. Wms< 0C. Wms> 0 D. 阻值较⼩且具有对称⽽线性的伏安特性6．有效复合中⼼的能级必靠近( A )A.禁带中部B.导带C.价带D.费⽶能级7．当⼀种n型半导体的少⼦寿命由直接辐射复合决定时，其⼩注⼊下的少⼦寿命正⽐于（C ）A.1/n0B.1/△nC.1/p0D.1/△p8．半导体中载流⼦的扩散系数决定于其中的( A )A.散射机构B. 复合机构C.杂质浓变梯度D.表⾯复合速度9．MOS 器件绝缘层中的可动电荷是（ C ）A. 电⼦B. 空⽳C. 钠离⼦D. 硅离⼦10．以下4种半导体中最适合于制作⾼温器件的是（ D ）A. SiB. GeC. GaAsD. GaN⼆、解释并区别下列术语的物理意义（30 分，7+7+8+8，共4 题）1. 有效质量、纵向有效质量与横向有效质量（7 分）答：有效质量：由于半导体中载流⼦既受到外场⼒作⽤，⼜受到半导体内部周期性势场作⽤。

有效概括了半导体内部周期性势场的作⽤，使外场⼒和载流⼦加速度直接联系起来。

在直接由实验测得的有效质量后，可以很⽅便的解决电⼦的运动规律。

单元一 简谐振动一、 计算题17. 作简谐运动的小球，速度最大值为3m v =cm/s ，振幅2A =cm ，若从速度为正的最大值的某时刻开始计算时间。

（1）求振动的周期；（2）求加速度的最大值；（3）写出振动表达式。

解：（1）振动表达式为 c o s ()x A t ωϕ=+ 振幅0.02A m =，0.03/m v A m s ω==，得 0.031.5/0.02m v rad s A ω=== 周期 22 4.191.5T s ππω=== （2）加速度的最大值 2221.50.020.045/m a A m s ω==⨯=（3）速度表达式 sin()cos()2v A t A t πωωϕωωϕ=-+=++由旋转矢量图知，02πϕ+=， 得初相 2πϕ=-振动表达式 0.02cos(1.5)2x t π=-（SI ）18. 已知某简谐振动的振动曲线如图所示，位移的单位为厘米，时间单位为秒。

求此简谐振动的振动方程。

解：设振动方程为 )c o s (φω+=t A x 由曲线可知： A = 10 cm当t = 0，φcos 1050=-=x ，0sin 100<-=φωv解上面两式，可得 初相 32π=φ由图可知质点由位移为 x 0 = -5 cm 和v 0 < 0的状态到x = 0和 v > 0的状态所需时间t = 2 s ，代入振动方程得 )322cos(100π+=ω 则有 2/33/22π=π+ω， ∴ 125π=ω故所求振动方程为 )32125cos(1.0ππ+=t x (SI) 19. 定滑轮半径为R ，转动惯量为J ，轻绳绕过滑轮，一端与固定的轻弹簧连接，弹簧的倔强系数为K ；另一端挂一质量为m 的物体，如图。

现将m 从平衡位置向下拉一微小距离后放手，试证物体作简谐振动，并求其振动周期。

(设绳与滑轮间无滑动，轴的摩擦及空气阻力忽略不计)。

解：以物体的平衡位置为原点建立如图所示的坐标。