大学物理 第二章 质点动力学

第九章 电磁场理论

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作者：王晋国 本章 共 11 页 第 1 页 第九章 电磁场理论

本章前言

◆ 本章学习目标

理解感生电场和位移电流的概念，理解麦克斯韦电磁场理论和麦克斯韦方程组的积分形式。

◆ 本章教学内容

1、位移电流，全电流的安培环路定理。

2、麦克斯韦电磁场理论的基本思想。

3、麦克斯韦方程组的积分形式。

◆ 本章重点

麦克斯韦电磁场理论的基本思想和麦克斯韦方程组的积分形式。

◆ 本章难点

位移电流与传导电流的异同及其物理本质。

§9.1 全电流定律

9.1.1 位移电流假设及其本质

在前面的知识点中我们知道，稳恒电流激发的稳恒磁场满足安培环路定律。现在我们讨论安培环路定律用于非稳恒磁场所遇到的问题。下图(a)、(b)分别表示一个平板电容器充电和放电时的情况。我们注意到，由于电路中有电容器，所以不论是充电或放电，在同一时刻通过电路中导体上任何截面的传导电流依然相等，但在电容器两极板之间传导电流I中断。也即是说，对于图(a)中以闭合曲线L为 大 学 物 理 教 案

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作者：王晋国 本章 共 11 页 第 2 页 边界的S1和S2两个曲面来说，电流I只穿过曲面S1而不穿过曲面S2。现在在回路L上使用安培环路定律。

(a)充电时 (b)放电时

位移电流

对S1而言，由于穿过S1的电流为I，我们得到

但对S2而言，由于穿过S1的电流为0，我们得到

显然，在同一个回路上磁场环流不同，在理论上是相互矛盾。在稳恒情况下正确的安培环路定理，在非稳恒情况下就不正确了。

学号：

姓名：

成绩：

1-2每题5分； 3-5每题10分；6-8每题20分；总分100分. (作业A4纸打印，选择题和填空题写在题内，计算题解答写在A4纸背面)

作业二： 质点动力学

一、选择题

1. . 质量为m的小球，沿水平方向以速率v与固定的竖直壁作弹性碰撞，设指向壁内的方向为正方向，则由于此碰撞，小球的动量增量为

(A) mv． (B) 0． (C) 2mv． (D) -2mv． ［ ］

2. 在由两个物体组成的系统不受外力作用而发生非弹性碰撞的过程中，系统的

(A) 动能和动量都守恒． (B) 动能和动量都不守恒．

(C) 动能不守恒，动量守恒． (D) 动能守恒，动量不守恒. ［ ］

二、填空题

3.某质点在力F＝(4＋5x)i (SI)的作用下沿x轴作直线运动，在从x＝0移动到x＝m 10的过程中，力F所做的功为__________．

4.质量m＝1 kg的物体，在坐标原点处从静止出发在水平面内沿x轴运动，其所受合力方向与运动方向相同，合力大小为F＝3＋2x (SI)，那么，物体在开始运动的3 m内，合力所作的功W＝____________；且x＝3 m时，其速率v＝_______________．

5. 一物体质量M＝2 kg，在合外力(32)Fti (SI)的作用下，从静止开始运动，式中i为方向一定的单位矢量,

则当ｔ＝1 s时物体的速度1v＝__________．

三、计算题

6. 质量m＝2 kg的物体沿x轴作直线运动，所受合外力F＝10＋6x2 (SI)．如果在x=0处时速度v0＝0；试求该物体运动到x＝4 m处时速度的大小．

一 选择题

1．一辆汽车从静止出发，在平直公路上加速前进的过程中，如果发动

机的功率一定，阻力大小不变，那么，下面哪一个说法是正确的（

）

(A) 汽车的加速度是不变的．

(B) 汽车的加速度不断减小．

(C) 汽车的加速度与它的速度成正比．

(D) 汽车的加速度与它的速度成反比．

2．如图所示，一轻绳跨过一个定滑轮，两端各系一质量分别为m1和m2的重物，且m1>m2．滑轮质量及轴上摩擦均不计，此时重物的加速度的

大小为a．今用一竖直向下的恒力代替质量为m1的物体，可得质量为m2的重物的加速度的大小为a′，则（ ）

(A) a′= a (B) a′> a

(C) a′< a (D) 不能确定.

3．一物体挂在一弹簧下面，平衡位置在O 点，现用手向下拉物体，第

一次把物体由O 点拉到M 点，第二次由O 点拉到N 点，再由N 点送回M

点。则在这两个过程中（ ）

(A) 弹性力作的功相等，重力作的功不相等

(B) 弹性力作的功相等，重力作的功也相等

(C) 弹性力作的功不相等，重力作的功相等

(D) 弹性力作的功不相等，重力作的功也不相等

4． 将一个物体提高10m，下列哪一种情况下提升力所作的功最小? （

）

(A)以5m/s的速度匀速提升；

(B)以10 m/s的速度匀速提升；

(C)将物体由静止开始匀加速提升10m，速度增加到5m/s；

(D)物体以10m/s的初速度匀减速上升10m，速度减小到5m/s。

5．速度为v的子弹，打穿一块不动的木板后速度变为零，设木板对子弹

的阻力是恒定的．那么，当子弹射入木板的深度等于其厚度的一半时，

子弹的速度是（ ）

(A) ． (B) ．

(C) ． (D) ．

二 填空题

1． 初速度为(m/s)，质量为m=0.05kg的质点，受到冲量(Ns)的作用，则质点的末速度（矢量）为 。2． 一质点在二恒力的作用下，位移为△=3+8（m），在此过程中，

动能增量为24J，已知其中一恒力=12-3（N），则另一恒力所作的功为 。

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第二章 质点动力学

1 题号：02001 第02章 题型：选择题 难易程度：适中

试题: 如题图所示，质量分别为m和M的A、B两物块叠放在一起，置于光滑水平面上．A、B间的静摩擦系数为s，滑动摩擦系数为k，今用一水平力F作用于A块上，要使A、B不发生相对滑动，则应有（ ）．

A.mgMMmFs B.mgFs

C.gMmFs)( D.mgMMmFk

答案: A

2 题号：02002 第02章 题型：选择题 难易程度：容易

试题: 质量为20g的子弹沿x轴正方向以1sm500 的速率射入一木块后，与木块一起仍沿x轴正方向以1sm50的速率前进，在此过程中木块所受的冲量为（ ）．

A.sN9 B.sN9 C.sN10 D.sN10

答案: A

3 题号：02003 第02章 题型：选择题 难易程度：适中

试题: 一质量为10kg的物体在力)SI()40120(itf作用下, 沿x轴运动．0t时，其速度10sm6iv，则st3时，其速度为（ ）．

A.1sm72i B.1sm66i C. 1sm10i D.1sm4i

答案: A

4 题号：02004 第02章 题型：选择题 难易程度：适中

试题: 有一质点同时受到了三个处于同一平面上的力1f、2f和3f的作用．其中)SI(22,57,75321jtifjtifjtif，设0t时，质点的速度00v，则质点将（ ）．

A.处于静止状态 B.作加速运动 C.作减速运动 D.作匀速直线运动