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1、word
大學(xué)物理B2習(xí)題
〔一、電磁學(xué)局部
1、如如下圖,真空中一長為L的均勻帶電細(xì)直桿,總電荷為q,試求在直桿延長線上距桿的一端距離為d的P點的電場強(qiáng)度和電勢.
2、一半徑為R的均勻帶電半圓環(huán),電荷線密度為,求換新處O點的電場強(qiáng)度和電勢。
3、實驗證明,地球外表上方電場不為0,晴天大氣電場的平均場強(qiáng)約為120V/m,方向向下,這意味著地球外表上有多少過剩電荷?試以每平方厘米的額外電子數(shù)表示。〔〕
解 設(shè)想地球外表為一均勻帶電球面,總面積為,如此它所總電量為
單位面積帶電量為
2、單位面積上的額外電子數(shù)為
4、地球外表上方電場方向向下,大小可能隨高度變化,設(shè)在地面上方100m高處場強(qiáng)為150N/C,300m高處場強(qiáng)為100N/C,試由高斯定理求在這兩個高度之間的平均體電荷密度,以多余的或缺少的電子數(shù)密度表示?!踩鄙伲?
5、如如下圖,電量均勻分布在半徑為的球面上,電量均勻分布在同心的半徑為的球面上,>。
〔1〕利用高斯定理求出<,<<,>區(qū)域的電場強(qiáng)度
〔2〕假設(shè)>區(qū)域的電場強(qiáng)度為零,如此,與同號還是異號?
6、二個無限長同軸圓筒半徑分別為和,單位長度帶電量分別為和。求筒的部、兩筒間與外筒
3、外部的電場分布。
解由對稱性分析可知,分布具有軸對稱性,即與圓柱軸線距離相等的同軸圓柱面上各點場強(qiáng)大小相等,方向均沿徑向。
如解用圖,作半徑為,高度為、與兩圓柱面同軸的圓柱形高斯面,如此穿過圓柱面上下底的電通量為零,穿過整個高斯面的電通量等于穿過圓柱形側(cè)面的電通量。
假設(shè),,得
假設(shè), 得
假設(shè),得
(垂直中心軸線向外)
7、一厚度為d的無限大平板,平板體積均勻帶電,體電荷密度.設(shè)板、外的介電常數(shù)均為.求平板、外電場分布.
8、兩半徑分別為R1和R2(R2>R1)帶等值異號電荷的無限長同軸圓柱面,線電荷密度為λ和-λ,求: 兩圓柱面間的電勢差
4、V.
9、〔27頁例9.14〕
如如下圖,在一個接地的導(dǎo)體球附近有一電量為q的點電荷,球的半徑為R,點電荷到球心的距離為,求導(dǎo)體球外表感應(yīng)電荷的總電量.
10、〔10分〕一根很長的圓柱形銅導(dǎo)線,半徑為R,載有電流I,設(shè)電流均勻分布于橫截面。在導(dǎo)線部作一平面S,如如下圖。試計算
(1)、導(dǎo)線任一點的磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(2)、通過S平面的磁通量?!苍O(shè)銅的磁導(dǎo)率,并沿導(dǎo)線長度方向取長為1m的一段作計算〕
11、〔第91頁10.17題〕
12、〔第92頁10.19題〕
13、〔第90頁10.11題〕
14、
如如下圖,半徑為R的半圓線
5、圈ACD通有電流, 置于電流為的無限長直線電流的磁場中, 直線電流 恰過半圓的直徑, 兩導(dǎo)線相互絕緣. 求半圓線圈受到長直線電流的磁力.
15、〔第64頁例10.3〕
16、在通有電流I=5A的長直導(dǎo)線近旁有一導(dǎo)線段ab,長,離長直導(dǎo)線距離.當(dāng)它沿平行于長直導(dǎo)線的方向以速度平移時,導(dǎo)線中的感應(yīng)電動勢多大?a、b哪端的電勢高?
17題圖
16題圖
17、直徑為D的半圓形導(dǎo)線置于與它所在平面垂直的均勻磁場中,當(dāng)導(dǎo)線繞著過P點并與平行的軸以勻角速度逆時針轉(zhuǎn)動時,求其動生電動勢.
18、〔第112頁11.5〕
19、如圖,導(dǎo)體棒AB〔長50cm
6、〕和DB接觸,整個線框放在B=0.5T的均勻磁場中,磁場方向與圖畫垂直.
〔1〕假設(shè)導(dǎo)體棒以的速度向右運動,求棒感應(yīng)電動勢的大小和方向;
,求此時棒所受的力.摩擦力不計.
〔3〕比擬外力作功的功率和電路中消耗的功率,并從能量守恒角度進(jìn)展分析.
20、〔114頁11.9〕
21、矩形線圈長l=20cm,寬b=10cm,由100匝導(dǎo)線繞成,放置在無限長直導(dǎo)線旁邊,并和直導(dǎo)線在同一平面,該直導(dǎo)線是一個閉合回路的一局部,其余局部離線圈很遠(yuǎn),其影響可略去不計。求圖中線圈與長直導(dǎo)線間的互感。
22、
7、
23、均勻磁場B限定在無限長圓柱體,dB/dt=10-2T/s,在該圓柱體的一個橫截面上作如如下圖的梯形PQMNP,PQ=R=1cm,MN=0.5cm,試求:
〔1〕各邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、、、
(2)整個梯形的總電動勢。
〔圖中×表示磁場的方向〕。
24、〔115頁11.13〕
二、波動光學(xué)局部
25、在圖示的雙縫干預(yù)實驗中,假設(shè)用薄玻璃片〔折射率 n1=1.4〕覆蓋縫 S1,用同樣厚度的玻璃片〔但折射率 n2=1.7〕覆蓋縫 S2,將使屏上原來未放玻璃時的中央明紋所在處 O變?yōu)榈谖寮壝骷y。設(shè)
8、單色光波長= 4800,求
〔1〕玻璃片的厚度h〔可認(rèn)為光線垂直穿過玻璃片〕。 〔h=〕
〔2〕如雙縫與屏間的距離D=120cm,雙縫間距d=0.50 mm,如此新的零級明紋的坐標(biāo)x=?
26、在雙縫干預(yù)實驗中,波長=550 nm的單色平行光垂直入射到縫間距d=2×10-4 m的雙縫上,屏到雙縫的距離D=2m。求:
(1)中央明紋兩側(cè)的兩條第10級明紋中心的間距;
(2)用一厚度為 e=6.6×10-6 m、折射率為 n=1.58 的玻璃片覆蓋一縫后,零級明紋將移到原來的第幾級明紋處?(1nm=1
9、0-9m)
27、〔164頁13.15〕
28、〔151頁例13.4〕
29、用波長為的單色光垂直照射一光柵,該光柵的縫寬,不透光局部的寬度。求:
〔1〕單縫衍射圖樣的中央明紋角寬度;
〔2〕單縫衍射圖樣中央明紋寬度能看到的明條紋數(shù)目;
〔3〕假設(shè),如此能看到哪幾級干預(yù)明條紋?
30、〔190頁14.12〕
〔1〕在單縫夫瑯和費衍射實驗中,垂直入射的光有兩種波長,,。單縫寬度為cm,透鏡焦距f=50cm。求兩種光第一級衍射明紋中心之間的距離。
〔2〕假設(shè)用光柵常數(shù)cm的光柵
10、替換單縫,其它條件和上一問一樣,求兩種光第一級主極大之間的距離。
三、簡答題
1、麥克斯韋建立電磁場理論時,提出了哪些假說?其物理意義是什么?
答:位移電流、渦旋電場
2.試舉出至少三個應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實例。
3、舉出至少三個應(yīng)用洛倫茲力公式的實例。
4、 簡述電磁爐加熱的原理。
電磁爐加熱原理
磁爐采用磁場感應(yīng)渦流加熱原理。當(dāng)磁場之磁力線通過鐵質(zhì)鍋的底部時,會產(chǎn)生渦流,使鍋體自身快速發(fā)熱,從而加熱鍋的食物。
5、 試從以下三個方面來比擬靜電場與渦旋電場:
〔1〕產(chǎn)生的原因;〔2〕電場
11、線的分布;〔3〕對導(dǎo)體中電荷的作用。
一、一樣點
〔1〕都對放入其中的電荷有作用力。
〔2〕電場強(qiáng)度的定義式
是電場強(qiáng)度的普遍定義,它對這兩種電場都適用。
二、不同點
〔1〕產(chǎn)生原因不同:
靜電場──由靜電荷產(chǎn)生
渦旋電場──由變化磁場產(chǎn)生
〔2〕電場線的分布不同:
靜止電荷產(chǎn)生的靜電場,其電場線起于正電荷終止于負(fù)電荷,不可能閉合。
變化磁場產(chǎn)生的渦旋電場,其電場線沒有起點、終點,是閉合的。
〔3〕電場力做功情況不同:
靜電場中電場力做功和路徑無關(guān),只和移動電荷初末位置的電勢差有關(guān)。
渦旋電場中移動電荷時,電場力做功和路徑有關(guān),因此不能引用“電勢〞、“電勢能〞等概念。
6、獲得相干光的原如此是什么?具體用什么方法獲得相干光?舉例說明.
7、 舉出至少兩個應(yīng)用劈尖干預(yù)的實例
8、如如下圖,Q為起偏器,G為檢偏器。今以單色自然光入射。假設(shè)保持Q不動,將G繞轉(zhuǎn)動,問轉(zhuǎn)動過程中,通過G的光的光強(qiáng)怎樣變化?假設(shè)保持G不動,將Q繞轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)動過程過G后的光強(qiáng)又怎樣變化?
9、如如下圖的光路,哪些局部是自然光,哪些局部是偏振光,哪些局部是局部偏振光?試指出偏振光的振動方向。假設(shè)B為折射率為n的玻璃,周圍為空氣,如此入射角應(yīng)滿足什么條件?
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