大學(xué)物理復(fù)習(xí)題修改

1、 大學(xué)物理復(fù)習(xí)題一、電磁學(xué)部分1、如圖所示，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(diǎn)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，求圓心處O點(diǎn)的電場強(qiáng)度和電勢。根據(jù)高斯定理，取包括該點(diǎn)的、側(cè)棱與直線平行的直圓柱為高斯面，由于對(duì)稱性，可得上下底面沒有通量。則，E·2Rh = h/。即E = /2R。點(diǎn)電荷的電勢dU=dq/(4r)，由于半環(huán)上的點(diǎn)到圓心的距離相等，所以U=(o,r)dq/(4r),得U=/(4)3、實(shí)驗(yàn)證明，地球表面上方電場不為0，晴天大氣電場的平均場強(qiáng)約為120V/m，方向向下，這意味著地球表面上有多少過剩

2、電荷？試以每平方厘米的額外電子數(shù)表示。（）解 設(shè)想地球表面為一均勻帶電球面，總面積為，則它所總電量為 單位面積帶電量為 單位面積上的額外電子數(shù)為 4、地球表面上方電場方向向下，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(gè)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。（缺少，） 取一立方體空間，高度由100米到300米，設(shè)底面積為S，平均體電荷密度為。 已知：E1=150N/C E2=100N/C h=300m-100m=200m 由高斯定理得： SE1-SE2=Q/ 其中:Q=*Sh 得:=(E1-E2)/h

3、=2.21*10-12 缺少的電子數(shù)密度為: n=/e=1.38*1075、如圖所示，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）若區(qū)域的電場強(qiáng)度為零，則，與同號(hào)還是異號(hào)？6、二個(gè)無限長同軸圓筒半徑分別為和，單位長度帶電量分別為和。求內(nèi)筒的內(nèi)部、兩筒間及外筒外部的電場分布。習(xí)題6-9解用圖解 由對(duì)稱性分析可知，分布具有軸對(duì)稱性，即與圓柱軸線距離相等的同軸圓柱面上各點(diǎn)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，則穿過圓柱面上下底的電通量為零，穿過整個(gè)高斯面的電通量等于穿過圓柱形側(cè)面的電

4、通量。 若，得若， 得 若，得 (垂直中心軸線向外)7、一厚度為d的無限大平板，平板體積內(nèi)均勻帶電，體電荷密度.設(shè)板內(nèi)、外的介電常數(shù)均為.求平板內(nèi)、外電場分布.8、兩半徑分別為R1和R2(R2R1)帶等值異號(hào)電荷的無限長同軸圓柱面，線電荷密度為和-，求： 兩圓柱面間的電勢差V.9、（27頁例9.14）如圖所示，在一個(gè)接地的導(dǎo)體球附近有一電量為q的點(diǎn)電荷，已知球的半徑為R，點(diǎn)電荷到球心的距離為,求導(dǎo)體球表面感應(yīng)電荷的總電量.10、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)線內(nèi)部作一平面S，如圖所示。試計(jì)算 (1)、導(dǎo)線內(nèi)任一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；(2)、通過S平面的磁通

5、量。（設(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(jì)算）11、（第91頁10.17題）10.17 題10.17圖中所示是一根很長的長直圓管形導(dǎo)體的橫截面，內(nèi)、外半徑分別為,，導(dǎo)體內(nèi)載有沿軸線方向的電流，且均勻地分布在管的橫截面上設(shè)導(dǎo)體的磁導(dǎo)率，試證明導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn) 的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小由下式給出： 解：取閉合回路 則 12、（第92頁10.19題）10.19 在半徑為的長直圓柱形導(dǎo)體內(nèi)部，與軸線平行地挖成一半徑為的長直圓柱形空腔，兩軸間距離為,且，橫截面如題9-17圖所示現(xiàn)在電流I沿導(dǎo)體管流動(dòng)，電流均勻分布在管的橫截面上，而電流方向與管的軸線平行求：(1)圓柱軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；(2)

6、空心部分軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小解：空間各點(diǎn)磁場可看作半徑為，電流均勻分布在橫截面上的圓柱導(dǎo)體和半徑為電流均勻分布在橫截面上的圓柱導(dǎo)體磁場之和 (1)圓柱軸線上的點(diǎn)的大小：電流產(chǎn)生的，電流產(chǎn)生的磁場 (2)空心部分軸線上點(diǎn)的大小：電流產(chǎn)生的，電流產(chǎn)生的 CDI1 A13、（第90頁10.11題）10.11 如題10.11圖所示，兩根導(dǎo)線沿半徑方向引向鐵環(huán)上的，兩點(diǎn)，并在很遠(yuǎn)處與電源相連已知圓環(huán)的粗細(xì)均勻，求環(huán)中心的磁感應(yīng)強(qiáng)度解： 如題9-9圖所示，圓心點(diǎn)磁場由直電流和及兩段圓弧上電流與所產(chǎn)生，但和在點(diǎn)產(chǎn)生的磁場為零。且. 產(chǎn)生方向紙面向外 ，產(chǎn)生方向紙面向里 有 14、如圖所示，半徑為R的半圓

7、線圈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(shí)，導(dǎo)線中的感應(yīng)電動(dòng)勢多大？a、b哪端的電勢高？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(diǎn)并與平行的軸以勻角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求其動(dòng)生電動(dòng)勢.17題圖18、（第112頁11.5）題11.5圖11.5 如題11.5圖所示，載有電流的長直導(dǎo)線附近，放一導(dǎo)體半圓環(huán)與長直導(dǎo)線共面，且

8、端點(diǎn)的連線與長直導(dǎo)線垂直半圓環(huán)的半徑為，環(huán)心與導(dǎo)線相距設(shè)半圓環(huán)以速度平行導(dǎo)線平移求半圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向及兩端的電壓 解: 作輔助線，則在回路中，沿方向運(yùn)動(dòng)時(shí) 即 又 所以沿方向，大小為 點(diǎn)電勢高于點(diǎn)電勢，即19、如圖，導(dǎo)體棒AB（長50cm）和DB接觸，整個(gè)線框放在B=0.5T的均勻磁場中，磁場方向與圖畫垂直.（1）若導(dǎo)體棒以的速度向右運(yùn)動(dòng)，求棒內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向；（2）若導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí)，電路的電阻為0.20，求此時(shí)棒所受的力.摩擦力不計(jì).（3）比較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)行分析.20、（114頁11.9）11.9 長度為的金屬桿以速率v在導(dǎo)

9、電軌道上平行移動(dòng)已知導(dǎo)軌處于均勻磁場中，的方向與回路的法線成60°角(如題11.9圖所示)，的大小為=(為正常)設(shè)=0時(shí)桿位于處，求：任一時(shí)刻導(dǎo)線回路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向解: 即沿方向順時(shí)針方向 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)線在同一平面內(nèi)，該直導(dǎo)線是一個(gè)閉合回路的一部分，其余部分離線圈很遠(yuǎn)，其影響可略去不計(jì)。求圖中線圈與長直導(dǎo)線間的互感。22、23、均勻磁場B限定在無限長圓柱體內(nèi)，dB/dt10-2T/s，在該圓柱體的一個(gè)橫截面上作如圖所示的梯形PQMNP，已知PQR=1cm，MN=0.5cm，試求：600QM

10、NPOR×（1）各邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢、(2)整個(gè)梯形的總電動(dòng)勢。（圖中×表示磁場的方向）。24、（115頁11.13）11.13 磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場充滿一半徑為的圓柱形空間，一金屬桿放在題11.13圖中位置，桿長為2，其中一半位于磁場內(nèi)、另一半在磁場外當(dāng)0時(shí)，求：桿兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向解： 即從二、波動(dòng)光學(xué)部分25、在圖示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若用薄玻璃片（折射率 n11.4）覆蓋縫 S1，用同樣厚度的玻璃片（但折射率 n21.7）覆蓋縫 S2，將使屏上原來未放玻璃時(shí)的中央明紋所在處 O變?yōu)榈谖寮?jí)明紋。設(shè)單色光波長 4800，求 （1）玻璃片的厚度h（可認(rèn)為光線垂直

11、穿過玻璃片）。 （h）（2）如雙縫與屏間的距離 D120cm，雙縫間距d0.50 mm，則新的零級(jí)明紋的坐標(biāo) x？26、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長550 nm的單色平行光垂直入射到縫間距d2×10-4 m的雙縫上，屏到雙縫的距離D2m。求： (1)中央明紋兩側(cè)的兩條第10級(jí)明紋中心的間距； (2)用一厚度為 e6.6×10-6 m、折射率為 n1.58 的玻璃片覆蓋一縫后，零級(jí)明紋將移到原來的第幾級(jí)明紋處？(1nm10-9m) 27、（164頁13.15）13.15 (1)若用波長不同的光觀察牛頓環(huán)，600nm，450nm，觀察到用時(shí)的第k個(gè)暗環(huán)與用時(shí)的第k+1個(gè)暗環(huán)重合，已知

12、透鏡的曲率半徑是190cm求用時(shí)第k個(gè)暗環(huán)的半徑(2)又如在牛頓環(huán)中用波長為500nm的第5個(gè)明環(huán)與用波長為的第6個(gè)明環(huán)重合，求未知波長解: (1)由牛頓環(huán)暗環(huán)公式據(jù)題意有 ，代入上式得 (2)用照射，級(jí)明環(huán)與的級(jí)明環(huán)重合，則有 28、（151頁例13.4）29、用波長為的單色光垂直照射一光柵，已知該光柵的縫寬，不透光部分的寬度。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內(nèi)能看到的明條紋數(shù)目；（3）若，則能看到哪幾級(jí)干涉明條紋？30、（190頁14.12）14.12 用橙黃色的平行光垂直照射一寬為a=0.60mm的單縫，縫后凸透鏡的焦距f=40.0cm，觀察屏幕上形

13、成的衍射條紋若屏上離中央明條紋中心1.40mm處的P點(diǎn)為一明條紋；求：(1)入射光的波長；(2)P點(diǎn)處條紋的級(jí)數(shù)；(3)從P點(diǎn)看，對(duì)該光波而言，狹縫處的波面可分成幾個(gè)半波帶?解：(1)由于點(diǎn)是明紋，故有，由故當(dāng) ，得，得(2)若，則點(diǎn)是第級(jí)明紋；若，則點(diǎn)是第級(jí)明紋(3)由可知，當(dāng)時(shí)，單縫處的波面可分成個(gè)半波帶；當(dāng)時(shí)，單縫處的波面可分成個(gè)半波帶31、（1）在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，垂直入射的光有兩種波長，。已知單縫寬度為cm，透鏡焦距f 50cm。求兩種光第一級(jí)衍射明紋中心之間的距離。（2）若用光柵常數(shù)cm的光柵替換單縫，其它條件和上一問相同，求兩種光第一級(jí)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(shí)，提出了哪些假說？其物理意義是什么？2、試舉出至少三個(gè)應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)例。 如發(fā)電機(jī)、麥克風(fēng)、變壓器等；發(fā)電機(jī)；麥克風(fēng)3、舉出至少三個(gè)應(yīng)用洛倫茲力公式的實(shí)例。4、簡述電磁爐加熱的原理。 電磁爐主要是利用電磁感應(yīng)原理交變電流通過線圈產(chǎn)生交變磁場，   爐面上的鐵質(zhì)鍋具感應(yīng)到磁場，從而產(chǎn)生渦流，再通過特定的控制，按需要轉(zhuǎn)化出大量的熱能 直接使鍋體迅速發(fā)熱，達(dá)到加熱食物的的5、 試從以下三個(gè)方面來比較靜電場與渦旋電場：（1）產(chǎn)生的原因；（2）電場線的分布；（3）對(duì)導(dǎo)體中電荷的作用。6、獲得相干光的原則是什么？具體用什么方法獲得相干光？舉