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文檔簡(jiǎn)介
1、大學(xué)物理習(xí)題(下)電流的磁場(chǎng)() 姓名: 一、 選擇題: 學(xué)號(hào): 1、 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中作一半徑為的半球面,邊線所在平面的法線方向單位矢量與的夾角為,則通過(guò)半球面的磁通量為:(A) (B) (C) (D)。2、一個(gè)電流元,位于直角坐標(biāo)系原點(diǎn),電流沿Z軸方向,空間點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿軸的分量是:(A)0、 (B)、(C)、(D)。3、四條皆垂直于紙面的載流細(xì)長(zhǎng)直導(dǎo)線,每條中的電流強(qiáng)度皆為。這四條導(dǎo)線被紙面截的斷面如圖所示,它們組成了邊長(zhǎng)為的正方形的四個(gè)角頂。每條導(dǎo)線中電流的流向也如圖所示,則在圖中正方形中心點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為:(A) (B) (C) (D)4、如上圖所示,四條平行的無(wú)限
2、長(zhǎng)直導(dǎo)線,垂直通過(guò)邊長(zhǎng)為a =20cm的正方形頂點(diǎn),每條導(dǎo)線中的電流都是I=20A,這四條導(dǎo)線在正方形中心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為: (A)。 (B)。 (C) (D)5、無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線在處彎成半徑為的圓,當(dāng)通以電流時(shí),則在圓心點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小等于:(A) (B) (C)0 (D) (E)6、電流由長(zhǎng)直導(dǎo)線1沿切向經(jīng)a點(diǎn)流入一個(gè)電阻均勻分布的圓環(huán),再由點(diǎn)沿切向從圓環(huán)流出,經(jīng)長(zhǎng)直導(dǎo)線2返回電源(如圖)。已知直導(dǎo)線上的電流強(qiáng)度為,圓環(huán)的半徑為R,且a、b和圓心在同一直線上。設(shè)長(zhǎng)直載流導(dǎo)線1、2和分別在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為、,則圓心處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 (A),因?yàn)椤?(B), 因?yàn)殡m然,但,。 (C)
3、,因?yàn)?,?(D),因?yàn)殡m然,但。7、 如圖,邊長(zhǎng)為a的正方形的四個(gè)角上固定有四個(gè)電量均為q的點(diǎn)電荷,此起正方形以角速度繞AC軸旋轉(zhuǎn)時(shí),在中心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1;此正方形同樣以角速度繞過(guò)O點(diǎn)垂直于正方形平面的軸轉(zhuǎn)時(shí),在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B2,則B1與B2間關(guān)系為:(A)B1=B2 (B)B1=2B2 (C)B1=B2/2(D)B1=B2/4 8、 若要使半徑為的裸銅線表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為,則銅線中需要通過(guò)的電流為:(A)0.14A (B)1.4A (C)14A (D)2.8A9、 如圖兩個(gè)半徑為R的相同的金屬環(huán)在a、b兩點(diǎn)接觸(ab連線為環(huán)直徑),并相互垂直放置,電流I沿a
4、b連線方向由a端流入,b端流出。則環(huán)中心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為:(A)。( B) 。 ( C) 。 (D)、 ( E) 10、(本題3分)2448 磁場(chǎng)由沿空心長(zhǎng)圓筒形導(dǎo)體的均勻分布的電流產(chǎn)生,圓筒半 徑為,坐標(biāo)軸垂直圓筒軸線,原點(diǎn)在中心軸線上,圖(A)(E)哪一條表示的關(guān)系? 11、哪一幅曲線圖能確切描述載流圓線圈在其軸線上任意點(diǎn)所產(chǎn)生的B隨X的變化關(guān)系?(X坐標(biāo)軸垂直于圓線圈平面,原點(diǎn)在圓線圈中心)。 12、如圖,在一圓形電流I所在的平面內(nèi),選取一個(gè)同心圓形閉合回路L。則由安培環(huán)路定理可知:(A)且環(huán)路上任意一點(diǎn)B=0。(B) 且環(huán)路上任意一點(diǎn)B¹0。(C )且環(huán)路上任意一點(diǎn)B
5、¹0。(D) 且環(huán)路上任意一點(diǎn)B=常量。13、無(wú)限長(zhǎng)直圓柱體,半徑為R,沿軸向均勻流有電流,設(shè)圓柱體內(nèi)()的磁感應(yīng)強(qiáng)度為,圓柱體外(r> R)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為。則有:(A)、均與成正比。 (B) 、均與成反比。(C)與成反比, 與成正比。 (D) 與成正比, 與成反比。二、填空題:1、有一根通有電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線旁,與之共面地放著一個(gè)長(zhǎng)、寬各為和的矩形線框, 如右圖所示,在此情形中,線框內(nèi)的磁通量。2、 在真空中,電流由長(zhǎng)直導(dǎo)線沿垂直邊方向經(jīng)點(diǎn)流入一電阻均勻分布的正三角形線框,在由點(diǎn)沿平行邊方向流出,經(jīng)長(zhǎng)直導(dǎo)線2返回電源(如圖)。三角形框每邊長(zhǎng)為,則在該三角形線框中心點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的
6、大小。3、一質(zhì)點(diǎn)帶有電荷,以速度在半徑為的圓周上,作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。該帶電質(zhì)點(diǎn)在軌道中心所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,該帶電質(zhì)點(diǎn)軌道運(yùn)動(dòng)的磁矩大小。4、 一無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線,通有電流,彎成如右圖形狀。設(shè)各線段皆在紙面內(nèi),則點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為。5、一長(zhǎng)直載流導(dǎo)線,沿空間直角坐標(biāo)軸放置。電流沿正向,在原點(diǎn)處取一電流元,則該電流元在(,)點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 ,方向?yàn)?。6、 在平面內(nèi),有兩根互相絕緣,分別通有電流和的長(zhǎng)直導(dǎo)線,設(shè)兩根導(dǎo)線互相垂直(如右圖),則在平面內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)的軌跡方程為 。7、如圖所示,用均勻細(xì)金屬絲構(gòu)成一半徑為的圓環(huán)C,電流由導(dǎo)線1流入圓環(huán)A點(diǎn),而后由圓環(huán)B點(diǎn)流出,進(jìn)入
7、導(dǎo)線2。設(shè)導(dǎo)線1和導(dǎo)線2與圓環(huán)共面,則環(huán)心處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,方向。8、如右圖所示,有一用均勻?qū)Ь€繞成的閉合正方形平面線圈,在頂角、處分別用兩根與線圈共面的長(zhǎng)直導(dǎo)線注入電流(而且這兩長(zhǎng)直導(dǎo)線在同一直線上),則中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 。9、 兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流,如圖,圖示有三種環(huán)路;在每種情況下,等于:(對(duì)環(huán)路)。(對(duì)環(huán)路)。(對(duì)環(huán)路)。10、 已知兩長(zhǎng)直線細(xì)導(dǎo)線、通有電流,電流流向和放置位置如圖,設(shè)與在點(diǎn)產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為和,則與之比為 , 此時(shí)點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度與軸夾角為 。11、半徑為的圓柱體上載有電流,電流在其橫截面上均勻分布,一回路通過(guò)圓形內(nèi)部將圓柱體橫截面分為兩部分,其面積大小分別
8、為、如右圖所示,則。三、計(jì)算題:1、已知均勻磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度,方向沿軸方向,如圖所示,試求: (1)通過(guò)圖中面的磁通量; (2)通過(guò)圖中面的磁通量; (3)通過(guò)圖中面的磁通量。2、圖示為兩條穿過(guò)軸且垂直于平面的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線的俯視圖, 兩條導(dǎo)線皆通有電流,但方向相反,他們到軸的距離皆為。 (1)推導(dǎo)出軸上點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的表達(dá)式; (2)求點(diǎn)在軸上何處時(shí),該點(diǎn)的取得最大值。3、如圖兩共軸線圈,半徑分別為、,電流為、。電流的方向相反,求軸線上相距中點(diǎn)為處的點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。4、如圖,半徑為,帶正電荷且線密度是(常數(shù))的半圓,以角速度繞軸勻速旋轉(zhuǎn)。求:(1)點(diǎn)的;(2)旋轉(zhuǎn)的帶電半圓的磁矩。(積分公
9、式)5、有一閉合回路由半徑為和的兩個(gè)同心共面半圓連接而成,如圖其上均勻分布線密度為的電荷,當(dāng)回路以勻角速度繞過(guò)點(diǎn)垂直于回路平面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),求圓心點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。6、如圖,真空中有一長(zhǎng)直導(dǎo)線通以電流強(qiáng)度為的電流,折成形狀,且處于同一平面內(nèi),其中是一半徑為的半圓。求圓心磁感強(qiáng)度的大小。7、無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線彎成如圖形狀,圖中各段共面,其中兩段圓弧分別是半徑為與的同心半圓弧。(1)求半圓弧中心點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。(2)在的情形下,半徑和滿足什么樣的關(guān)系時(shí),點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度近似等于距點(diǎn)的半無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線單獨(dú)存在時(shí)在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度。8、在真空中有兩根相互平行的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線和,相距10cm,通有方向相反
10、的電流,試求與兩根導(dǎo)線在同一平面內(nèi)且在導(dǎo)線兩側(cè)并與導(dǎo)線的距離均為5.0cm的兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。磁場(chǎng)對(duì)電流的作用一、選擇題:1、如右圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中,有一圓形載流導(dǎo)線,、是其上三個(gè)長(zhǎng)度相等的電流元,則它們所受安培力大小的關(guān)系為 (A)。 (B)。 (C)。 (D)。2、有一矩形線圈AOCD,通以如圖所示方向的電流,將它置于均勻磁場(chǎng)中,的方向與X軸正方向一致,線圈平面與X軸之間的夾角為,若AO邊在OY軸上,且線圈可繞OY軸自由轉(zhuǎn)動(dòng),則線圈將: (A)作使角減小的轉(zhuǎn)動(dòng)。 (B)作使角增大的轉(zhuǎn)動(dòng)。 (C)不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。 (D)如何轉(zhuǎn)動(dòng)尚不能判定。3、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有兩個(gè)平面線圈
11、,其面積,通有電流,它們所受的最大磁力矩之比等于:(A)1; (B)2; (C)4; (D)1/4。4、一電荷量為的粒子在均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),下例哪種說(shuō)法是正確的? (A)只要速度大小相同,粒子所受的洛侖茲力就相同; (B)在速度不變的前提下,若電荷變?yōu)?,則粒子受力反向,數(shù)值不變。 ()粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后,其動(dòng)能和動(dòng)量都不變; (D)洛侖茲力與速度方向垂直,所以帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡必定是圓。5、有一由匝細(xì)導(dǎo)線繞成的平面正三角形線圈,邊長(zhǎng)為a,通有電流,置于均勻外磁場(chǎng)中,當(dāng)線圈平面的法向與外磁場(chǎng)同向時(shí),該線圈所受的磁力矩值為: (A)。(B)。(C)。(D)。()洛侖茲力與速度方向垂直,所以帶電粒子運(yùn)動(dòng)的
12、軌跡必定是圓。6、 有一半徑為R的單匝圓線圈,通以電流I,若將該導(dǎo)線彎成匝數(shù)N=2的平面圓線圈,導(dǎo)線長(zhǎng)度不變,并通以同樣的電流,則線圈中心的磁感應(yīng)強(qiáng)度和線圈的磁矩分別是原來(lái)的 (A)4倍和1/8 (B) 4倍和1/2(C)2倍和 1/4 (D) 2倍和1/2二、填空題:、圖中的距離為,端有一電子,其初速度,若它所處的空間為均勻磁場(chǎng),它在磁場(chǎng)力作用下沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)到端,則磁場(chǎng)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,方向?yàn)?,電子通過(guò)這段路程所需時(shí)間。(電子質(zhì)量,電子電荷)。2、如右圖所示,在真空中有一半圓形閉合線圈,半徑為,流過(guò)穩(wěn)恒電流為,則圓心處的電流元所受的安培力的大小為,方向?yàn)椤?、如圖,一根載流導(dǎo)線被彎成
13、半徑為的圓弧,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中,則載流導(dǎo)線所受磁場(chǎng)的作用力的大小為,方向?yàn)椤?、 均勻磁場(chǎng)中放一均勻帶正電的圓環(huán),其電荷線密度為,圓環(huán)可繞與環(huán)面垂直的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),當(dāng)圓環(huán)以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),圓環(huán)受到的磁力矩為,其方向?yàn)椤?、一電子質(zhì)量,電量,以速度飛入磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中,與夾角為,螺旋線的螺距,半徑。三、計(jì)算題: 1、如圖所示,一個(gè)帶有電荷的粒子,以速度平行于一均勻帶電的長(zhǎng)直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng),該導(dǎo)線的線電荷密度為,并載有傳導(dǎo)電流。試問(wèn)粒子要以多大的速度運(yùn)動(dòng),才能使其保持在一條與導(dǎo)線距離為的平行直線上?2、在一頂點(diǎn)為的扇形區(qū)域,有磁感應(yīng)強(qiáng)度為方向垂直指向紙面內(nèi)的均勻磁場(chǎng),如圖,今有一電子(質(zhì)量
14、為,電量為)在底邊距頂點(diǎn)為的地方,以垂直底邊的速度射入該磁場(chǎng)區(qū)域,為使電子不從上邊界跑出,問(wèn)電子的速度最大不應(yīng)超過(guò)多少?3、半徑為的半圓線圈ACD通有電流,置于電流為的無(wú)限長(zhǎng)直線電流的磁場(chǎng)中,直線電流恰過(guò)半圓的直徑,兩導(dǎo)線相互絕緣。求半圓線圈受到長(zhǎng)直線電流的磁力。兩條細(xì)導(dǎo)線,長(zhǎng)度都是,平行齊頭放置,相距為,通有同向等值電流。求它們之間作用力的大小和方向。(若電流方向相反又如何)(積分公式)4、如圖所示,兩根相互絕緣的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線1和2鉸接與點(diǎn),兩導(dǎo)線間夾角為,通有相同的電流。試求單位長(zhǎng)度的導(dǎo)線所受磁力對(duì)點(diǎn)的力矩。5、半徑為的載流圓環(huán)置于均勻磁場(chǎng)中,若此圓環(huán)中電流在軸線上距離環(huán)平面處產(chǎn)生的磁感應(yīng)
15、強(qiáng)度為,試證明:當(dāng)時(shí),圓環(huán)所受力矩與環(huán)半徑無(wú)關(guān)。6、一邊長(zhǎng)的正方形銅線圈,放在均勻外磁場(chǎng)中,豎直向上,且,線圈中電流為。 (1)今使線圈平面保持豎直,問(wèn)線圈所受的磁力矩為多少? (2)假若線圈能以某一條水平邊為軸自由擺動(dòng),問(wèn)線圈平衡時(shí),線圈平面與豎直面夾角為多少?(已知銅線橫截面積,銅的密度)磁 介 質(zhì) 一、選擇題: 1、磁介質(zhì)有三種,用相對(duì)磁導(dǎo)率表征它們各自的特性時(shí), (A)順磁質(zhì),抗磁質(zhì),鐵磁質(zhì); (B)順磁質(zhì),抗磁質(zhì),鐵磁質(zhì);(C) 順磁質(zhì),抗磁質(zhì),鐵磁質(zhì); (D)順磁質(zhì),抗磁質(zhì),鐵磁質(zhì).2、順磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率: (A)比真空的磁導(dǎo)率略小。 (B)比真空的磁導(dǎo)率略大。 (C)遠(yuǎn)小于真空的磁
16、導(dǎo)率。 (D)遠(yuǎn)大于真空的磁導(dǎo)率。3、用細(xì)導(dǎo)線均勻密繞成長(zhǎng)為、半徑為 ()、總匝數(shù)為的螺線管,管內(nèi)充滿相對(duì)磁導(dǎo)率為的均勻磁介質(zhì),若線圈中載有穩(wěn)恒電流,則管中任意一點(diǎn)的:(A)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。(B)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。(C)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。(D)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為4、在均勻磁介質(zhì)中,有三根電流、,方向如圖,圖中為所取的安培回路,則下式中正確的是: (A)。 (B)。 (C)。(D)。二、填空題:1、一個(gè)單位長(zhǎng)度上密繞匝線圈的長(zhǎng)直螺線管,每匝線圈中通有強(qiáng)度為的電流,管內(nèi)充滿相對(duì)磁導(dǎo)率為的磁介質(zhì),則管內(nèi)中部附近磁場(chǎng)強(qiáng)度,磁感強(qiáng)度。2、長(zhǎng)直電纜由一個(gè)圓柱導(dǎo)體和一共軸圓筒狀導(dǎo)體組成,兩導(dǎo)體中有等值反向均
17、勻電流通過(guò),其間充滿磁導(dǎo)率為的均勻磁介質(zhì),介質(zhì)中離中心軸距離為的某點(diǎn)處的磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小 ,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 。3、一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線,通有的電流,直導(dǎo)線外緊包一層相對(duì)磁導(dǎo)率的圓筒形磁介質(zhì),直導(dǎo)線半徑,磁介質(zhì)的內(nèi)半徑為,外半徑為,則距直導(dǎo)線軸線為處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 ,距軸線為處的磁場(chǎng)強(qiáng)度為 。4、一個(gè)繞有500匝導(dǎo)線的平均周長(zhǎng)的細(xì)環(huán),載有電流時(shí),鐵芯的相對(duì)磁導(dǎo)率為600。(1)鐵芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度;(2)鐵芯中的磁場(chǎng)強(qiáng)度。5、 一半徑為圓筒形的導(dǎo)體,筒壁很薄,可視為無(wú)限長(zhǎng),通以電流,筒外有一層厚為,磁導(dǎo)率為的均勻順磁性介質(zhì),介質(zhì)外為真空,畫出此磁場(chǎng)的圖及圖,(要求:在圖上標(biāo)明各曲線端點(diǎn)的坐標(biāo)及所代表的函
18、數(shù)值,不必寫出計(jì)算過(guò)程)6、在國(guó)際單位制中,磁場(chǎng)強(qiáng)度的單位是,磁導(dǎo)率的單位是。三、計(jì)算題:1、螺繞環(huán)中心周長(zhǎng),環(huán)上均勻密繞線圈匝,線圈中通有電流,管內(nèi)充滿相對(duì)磁導(dǎo)率的磁介質(zhì)。求管內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。電磁感應(yīng) 姓名: 學(xué)號(hào): 一、選擇題: 1、如右圖,一矩形線框(其長(zhǎng)邊與磁場(chǎng)邊界平行)以勻速自左側(cè)無(wú)場(chǎng)區(qū)進(jìn)入均勻磁場(chǎng)又穿出,進(jìn)入右側(cè)無(wú)場(chǎng)區(qū),試問(wèn)圖(A)-(E)中哪一圖象能最合適地表示線框中電流隨時(shí)間的變化關(guān)系?(不計(jì)線框自感)2、半徑為的圓線圈置于磁感強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中,線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,線圈電阻為;當(dāng)把線圈轉(zhuǎn)動(dòng)使其法向與的夾角時(shí),線圈中已通過(guò)的電量與線圈面積及轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間的關(guān)系是:
19、 (A)與線圈面積成正比,與時(shí)間無(wú)關(guān)。 (B)與線圈面積成正比,與時(shí)間成正比。 (C)與線圈面積成反比,與時(shí)間成正比。 (D)與線圈面積成反比,與時(shí)間無(wú)關(guān)。3、如右圖,導(dǎo)體棒AB在均勻磁場(chǎng)中繞通過(guò)C點(diǎn)的垂直于棒長(zhǎng)且沿磁場(chǎng)方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)(角速度與同方向),BC的長(zhǎng)度為棒長(zhǎng)的,則: (A)A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢(shì)高。 (B)A點(diǎn)與B點(diǎn)電勢(shì)相等。(C)A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢(shì)低。(D)有穩(wěn)恒電流從A點(diǎn)流向B點(diǎn)。4、一根長(zhǎng)為的銅棒,在均勻磁場(chǎng)中以勻角速度旋轉(zhuǎn)著,的方向垂直銅棒轉(zhuǎn)動(dòng)的平面,如圖。設(shè)時(shí),銅棒與成角,則在任一時(shí)刻這根銅棒兩端之間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是: (A)(B) (C) (D)(E)5、如圖所示,直角三角形金屬框放在
20、均勻磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)平行于邊,的長(zhǎng)度為。當(dāng)金屬框架繞邊以勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和、兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為: (A), 。 (B), 。 (C),。 (D),。6、自感為的線圈中,當(dāng)電流在內(nèi)由均勻減小到零時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的大小為: (A)。 (B)。 (C)。 (D)。7、對(duì)于單匝線圈取自感系數(shù)的定義式為。當(dāng)線圈的幾何形狀、大小及周圍磁介質(zhì)分布不變,且無(wú)鐵磁性物質(zhì)時(shí),若線圈中的電流強(qiáng)度變小,則線圈的自感系數(shù): (A)變大,與電流成反比關(guān)系。(B)變小。(C)不變。(D)變大,但與電流不成反比關(guān)系。8、兩個(gè)相距不太遠(yuǎn)的平面圓線圈,怎樣放置可使其互感系數(shù)近似為零?設(shè)其中一線圈的軸線恰通過(guò)另一線
21、圈的圓心。 (A)兩線圈的軸線互相平行。 (B)兩線圈的軸線成角。(C)兩線圈的軸線互相垂直。 (D)兩線圈的軸線成角。9、面積為和的兩線圈1、2如圖放置,通有相同的電流。線圈1的電流所產(chǎn)生的通過(guò)線圈2的磁通用表示,線圈2的電流所產(chǎn)生的通過(guò)線圈1的磁通用表示,則和的大小關(guān)系為: (A)。 (B)。 (C)。 (D)。10、用線圈的自感系數(shù)來(lái)表示載流線圈磁場(chǎng)能量的公式 (A)只適用于無(wú)限長(zhǎng)密繞螺線管。 (B)只適用于單匝線圈。 (C)只適用于匝數(shù)很多,且密繞的螺線管。 (D)適用于自感系數(shù)一定的任意線圈。11、用導(dǎo)線圍成如圖所示的回路(以點(diǎn)為心的圓,加一直徑),放在軸線通過(guò)點(diǎn)垂直于圖面的圓柱形均
22、勻磁場(chǎng)中,如磁場(chǎng)方向垂直圖面向里,其大小隨時(shí)間減小,則磁感電流的流向?yàn)椋?(A) (B) (C) (D)12、有兩個(gè)線圈,線圈1對(duì)線圈2的互感系數(shù)為,而線圈2對(duì)線圈1的互感系數(shù)為。若它們分別流過(guò)和的變化電流且,并設(shè)由變化在線圈1中產(chǎn)生的互感電動(dòng)勢(shì)為,由變化在線圈2中產(chǎn)生的互感電動(dòng)勢(shì)為,判斷下述哪個(gè)論斷正確: (A),。 (B),。 (C),。 (D),。13、一銅條置于均勻磁場(chǎng)中,銅條中電子流的方向如圖所示。試問(wèn)下述哪一種情況將會(huì)發(fā)生?()在銅條上、兩點(diǎn)產(chǎn)生一小電勢(shì)差,且;()在銅條上、兩點(diǎn)產(chǎn)生一小電勢(shì)差,且;()在銅條上產(chǎn)生渦流;()電子受到洛侖茲力而減速。14、在無(wú)限長(zhǎng)的載流直導(dǎo)線附近放置
23、一矩形閉合線圈,開始時(shí)線圈與導(dǎo)線在同一平面內(nèi),且線圈中兩條邊與導(dǎo)線平行,當(dāng)線圈以相同的速率作如圖所示的三種不同方向的平動(dòng)時(shí),線圈中的感應(yīng)電流:(A)以情況I中為最大。(B)以情況P中為最大。(C)以情況III中為最大。(D)在情況I和 P中相同。 15、一矩形線框長(zhǎng)為寬為,置于均勻磁場(chǎng)中,線框繞軸,以勻角速度旋轉(zhuǎn)(如右圖所示),設(shè)時(shí),線框平面處于紙面內(nèi),則任一時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為: (A). (B)。(C)。(D)。(E)16、 一閉合正方形線圈放在均勻磁場(chǎng)中,繞通過(guò)其中心且與一邊平行的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直,轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為,如右圖所示,用下述哪一種辦法可以使線圈中感應(yīng)電流的幅值增加到原
24、來(lái)的兩倍(導(dǎo)線的電阻不能忽略)?(A)把線圈的匝數(shù)增加到原來(lái)的兩倍。(B)把線圈的面積增加到原來(lái)的兩倍,而形狀不變。(C)把線圈切割磁力線的兩條邊增長(zhǎng)到原來(lái)的兩倍。(D)把線圈的角速度增大到原來(lái)的兩倍。17、一個(gè)電阻為,自感數(shù)為的線圈,將它接在一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為的交變電源上,線圈的自感電動(dòng)勢(shì)為,則流過(guò)線圈的電流為:(A)。 (B)。 (C)。 (D)。18、如右圖,兩個(gè)線圈和并聯(lián)地接到一電動(dòng)勢(shì)恒定的電源上,線圈的自感和電阻分別是線圈的兩倍,線圈和之間的互感可忽略不計(jì),當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,線圈的磁場(chǎng)能量與的磁場(chǎng)能量的比值是:(A)4 (B)2 (C)1 (D)1/219、有兩個(gè)長(zhǎng)直密繞螺線管,長(zhǎng)度及線圈
25、匝數(shù)均相同,半徑分別為和,管內(nèi)充滿均勻介質(zhì),其磁導(dǎo)率分別為和,設(shè),當(dāng)將兩只螺線管串聯(lián)在電路中通電穩(wěn)定后,其自感系數(shù)之比與磁能之比分別為:(A), 。 (B),。(C),。 (D),。20、如圖,長(zhǎng)度為的直導(dǎo)線在均勻磁場(chǎng)以速度運(yùn)動(dòng),直導(dǎo)線中的電動(dòng)勢(shì)為:(A)。 (B)。(C)。(D)。21、真空中兩根很長(zhǎng)的相距為的平行直導(dǎo)線與電源組成閉合回路如圖,已知導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為,則在兩導(dǎo)線正中間某點(diǎn)處的磁能密度為: (A)。(B)。(C)。(D)。二、填空題:1、如右圖所示,一半徑為的很小的金屬圓環(huán),在初始時(shí)刻與一半徑為的大金屬圓環(huán)共面且同心。在大圓環(huán)中通以恒定的電流,方向如圖。如果小圓環(huán)以勻角速度繞其
26、任一方向的直徑轉(zhuǎn)動(dòng),并設(shè)小圓環(huán)的電阻為,則任一時(shí)刻通過(guò)小圓環(huán)的磁通量,小圓環(huán)中的感應(yīng)電流。2、一段直導(dǎo)線在垂直于均勻磁場(chǎng)的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。已知導(dǎo)線繞其一端以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)與導(dǎo)線以垂直于導(dǎo)線方向的速度作平動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)相同,那么,導(dǎo)線的長(zhǎng)度為。3、一自感線圈中,電流強(qiáng)度在內(nèi)均勻地由增加到,此過(guò)程中線圈內(nèi)自感電動(dòng)勢(shì)為,則線圈的自感系數(shù)為。4、無(wú)限長(zhǎng)密繞螺線管通以電流,內(nèi)部充滿均勻、各向同性的磁介質(zhì),磁導(dǎo)率為,管上單位長(zhǎng)度繞有匝導(dǎo)線,則管內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為:,內(nèi)部的磁能密度為:。5、有兩個(gè)長(zhǎng)度相同、匝數(shù)相同、截面積不同的長(zhǎng)直螺線管,通以相同大小的電流?,F(xiàn)將小螺線管完全放入大螺線管里(兩者軸線重合),
27、且使兩者產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向一致,則小螺線管的磁能密度是原來(lái)的 倍;若使兩螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反,則小螺線管內(nèi)的磁能密度為(忽略邊緣效應(yīng))。6 半徑為的無(wú)限長(zhǎng)密繞螺線管,單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)為,通以交變電流,則圍在管外的同軸圓形回路(半徑為)上的感生電動(dòng)勢(shì)為 。7、如圖所示,電量均勻分布在一半徑為,長(zhǎng)為的絕緣長(zhǎng)圓筒上,一單匝矩形線圈的一個(gè)邊與圓筒的軸線重合。若筒以角速度線性減速旋轉(zhuǎn),則線圈中的感應(yīng)電流為 。8、 半徑為的小導(dǎo)線環(huán),置于半徑為的大導(dǎo)線環(huán)中心,二者在同一平面內(nèi),且 ,在大導(dǎo)線環(huán)中通有正弦電流,其中、為常數(shù),為時(shí)間,則任一時(shí)刻小導(dǎo)線環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為 。9、 如下左圖,為一折成 形的金屬
28、導(dǎo)線,位于XY平面中;磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于XY平面,當(dāng)以速度沿X軸正向運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)線上、兩點(diǎn)間電勢(shì)差 ;當(dāng)以速度沿Y軸正向運(yùn)動(dòng)時(shí),、兩點(diǎn)中是 點(diǎn)電勢(shì)高。10、一導(dǎo)線被彎成如上右圖所示形狀,為半徑為的四分之三圓弧,直線段長(zhǎng)為。若此導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,的方向垂直圖面向內(nèi),導(dǎo)線以角速度在圖面內(nèi)繞點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則此導(dǎo)線中的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為 ,電勢(shì)最高的點(diǎn)是 。11、一個(gè)薄壁紙筒,長(zhǎng)為30cm、截面直徑為3cm,筒上繞有500匝線圈,紙筒內(nèi)由的鐵芯充滿,則線圈的自感系數(shù)為 。12、一個(gè)中空的螺繞環(huán)上每厘米繞有20匝導(dǎo)線,當(dāng)通以電流時(shí),環(huán)中磁場(chǎng)能量密度 。13、面積為的平面線圈置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)
29、中。若線圈以勻角速度繞位于線圈平面內(nèi)且垂直于方向的固定軸旋轉(zhuǎn),在時(shí)刻時(shí)與線圈平面垂直。則任意時(shí)刻時(shí)通過(guò)線圈的磁通量 ,線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 。若均勻磁場(chǎng)是由通有電流的線圈所產(chǎn)生,且(為常量),則旋轉(zhuǎn)線圈相對(duì)于產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈最大互感系數(shù)為 。14、 無(wú)限長(zhǎng)密繞直螺線管通以電流、內(nèi)部充滿均勻、各向同性的磁介質(zhì),磁導(dǎo)率為。管上單位長(zhǎng)度繞有匝導(dǎo)線,則管內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 ,內(nèi)部的磁能密度為 。三、計(jì)算題:1、如圖所示,一根長(zhǎng)為的金屬細(xì)桿繞豎直軸以角速度在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn),在離細(xì)桿端處。若已知地磁場(chǎng)在豎直方向的分量為,求兩端間的電勢(shì)差。2、如圖,一半徑為電荷線密度為的均勻帶電圓環(huán),里邊有一半徑為總電阻為的導(dǎo)體
30、環(huán)。兩環(huán)共面同心(),當(dāng)大環(huán)以變角速度繞垂直于環(huán)面的中心軸旋轉(zhuǎn)時(shí),求小環(huán)中的感應(yīng)電流。其方向如何?3、在大半徑為的圓柱形空間內(nèi),充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng),得方向與圓柱的軸線平行。有一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線在垂直圓柱中心軸線的平面內(nèi),兩線相距為,如圖所示。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率為,求長(zhǎng)直導(dǎo)線中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),并討論其方向(分和兩種情況)。(提示:選取過(guò)軸線二盤咸魚給定的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線的一條無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線,與給定的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線構(gòu)成閉合回路(在無(wú)限遠(yuǎn)處閉合)。)4、真空中的矩形截面的螺繞環(huán)的總匝數(shù)為,其它尺寸如圖所示,求它的自感系數(shù)。5、如圖所示,長(zhǎng)直導(dǎo)線和矩形線圈共面,邊與導(dǎo)線平行,。 (1)若直導(dǎo)線中的
31、電流在內(nèi)均勻地從降為零,則線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向如何? (2)長(zhǎng)直導(dǎo)線和線框的互感系數(shù)?()6、如圖所示,矩形導(dǎo)體框架置于通有電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線旁,且兩者共面,邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行,段可沿框架移平動(dòng)。設(shè)導(dǎo)體框架的總電阻始終保持不變,現(xiàn)以速度沿框架向下作勻速運(yùn)動(dòng),試求(1)當(dāng)段運(yùn)動(dòng)到圖示位置(與相距),穿過(guò)回路的磁通量;(2)回路中的感應(yīng)電流;(3)段受長(zhǎng)直載流導(dǎo)線的作用力。7、一圓柱體長(zhǎng)直導(dǎo)線,均勻地通有電流,證明導(dǎo)線內(nèi)部單位長(zhǎng)度儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量為(設(shè)導(dǎo)體的相對(duì)磁導(dǎo)率為)。8、同軸電纜由半徑為的實(shí)心圓柱形導(dǎo)體和半徑為的薄圓筒(忽略壁厚)構(gòu)成,在圓柱體和薄筒之間充滿相對(duì)磁導(dǎo)率為絕緣材料,求同軸電纜
32、單位長(zhǎng)度上的自感系數(shù)(設(shè)柱形導(dǎo)體磁導(dǎo)率為)。電磁場(chǎng)理論 一、選擇題:1、如圖所示,一電量為的點(diǎn)電荷,以勻角速度作圓周運(yùn)動(dòng),圓周的半徑為,設(shè)時(shí)所在點(diǎn)的坐標(biāo)為,以、分別表示軸和軸上的單位矢量,則圓心處點(diǎn)的位移電流密度為: (A)。(B)。(C)。(D)二、填空題:1、反映電磁場(chǎng)基本性質(zhì)和規(guī)律的積分形式的麥克斯韋方程組為 試判斷下列結(jié)論是包含于或等效于哪一個(gè)麥克斯韋方程式的。將你確定的方程式用代號(hào)填在相應(yīng)結(jié)論后的空白處。(1) 變化的磁場(chǎng)一定伴隨有電場(chǎng):。(2) 磁感應(yīng)線是無(wú)頭無(wú)尾的:。(3) 電荷總伴隨有電場(chǎng):。2、 平行板電容器的電容為,兩板上的電壓變化率為,則該平行板電容器中的位移電流為。3、
33、 加在平行板電容器極板上的電壓變化率為,在電容器內(nèi)產(chǎn)生的位移電流,則該電容器的電容為 。4、圓形平行板電容器,從開始充電,試畫出充電過(guò)程中,極板間某點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向(右圖)。5、在沒(méi)有自由電荷與傳導(dǎo)電流的變化電磁場(chǎng)中: ; 。6、充了電的由半徑為的兩塊圓板組成的平行板電容器,在放電時(shí)兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為,式中、均勻?yàn)槌?shù),則兩板間的位移電流的大小為 ,其方向與場(chǎng)方向 。7、圖示為一圓柱體橫截面,圓柱體內(nèi)有一均勻電場(chǎng),其方向垂直紙面向內(nèi), 的大小隨時(shí)間線性增加,為柱體內(nèi)與軸線相距為 的一點(diǎn)則:(1)點(diǎn)的位移電流密度的方向?yàn)?。(2)點(diǎn)的感生磁場(chǎng)的方向?yàn)?。三、計(jì)算題:1、給
34、電容為的平行板電容器充電,電流為,時(shí)電容器極板上無(wú)電荷。求: (1)極板間電壓隨時(shí)間而變化的關(guān)系。 (2)時(shí)刻極板間總的位移電流(忽略邊緣效應(yīng))。2、試證:平行板電容器中的位移電流可寫為。式中是電容器的電容,是兩極板間的電勢(shì)差。如果不是平行板電容器,上式可以利用嗎?如果是圓柱形電容器,其中的位移電流密度和平行板電容器時(shí)有何不同?3、半徑為的兩塊圓板,構(gòu)成平行板電容器,放在真空中。今對(duì)電容器勻速充電,使兩板間電場(chǎng)的變化率為。求兩極板間的位移電流,并計(jì)算電容器內(nèi)離極板中心連線()處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,以及處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。4、(1)真空中靜電場(chǎng)的高斯定理和真空中電磁場(chǎng)的高斯定理形式上是相同的,理解上有何區(qū)
35、別? (2)真空中穩(wěn)恒電流的磁場(chǎng)有,對(duì)真空中一般的電磁場(chǎng)也有,它們形式相同,理解上有何區(qū)別?5、給電容為的平板電容器充電,充電電流為,時(shí)電容器極板上無(wú)電荷,求:(1)電容器極板間電壓隨時(shí)間而變化的關(guān)系。(2)時(shí)刻極板間總的位移電流(忽略邊緣效應(yīng))。6、圖示為一絕緣不良的平板電容器,在充電過(guò)程中,某時(shí)刻電路的導(dǎo)線中電流為,而電容器介質(zhì)內(nèi)有漏電流,試證明,式中為電位移通量。 振動(dòng)學(xué)基礎(chǔ) 一、選擇題:1、一質(zhì)量為的物體掛在倔強(qiáng)系數(shù)為的輕彈簧下面,振動(dòng)園頻率為,若把此彈簧分割為二等份,將物體掛在分割后的一根彈簧上,則振動(dòng)園頻率為:(A)。 (C)。 (C)。 (D)。2、一質(zhì)點(diǎn)沿軸作簡(jiǎn)諧振動(dòng),振動(dòng)方程
36、為,從時(shí)刻起,到質(zhì)點(diǎn)位置在處,且向軸正方向運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間間隔為: (A)。(B)。(C)。(D)。(E)。3、一簡(jiǎn)諧振動(dòng)曲線如圖所示。則其振動(dòng)周期是: (A)。 (B)。 (C)。 (D)。4、已知某簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)曲線如圖所示,位移的單位為厘米,時(shí)間單位為秒,則此簡(jiǎn)諧振動(dòng)方程為: (A)。 (B)。 (C)。 (D)。 (E)。5、一彈簧振子作簡(jiǎn)諧振動(dòng),總能量為,如果簡(jiǎn)諧振動(dòng)動(dòng)振幅增加為原來(lái)的兩倍,重物的質(zhì)量增為原來(lái)的四倍,則它的總能量變?yōu)椋?(A)。 (B)。 (C)。 (D)。6、一物體作簡(jiǎn)諧振動(dòng),振動(dòng)方程為。則該物體在時(shí)刻的動(dòng)能與(為周期)時(shí)刻的動(dòng)能之比為: (A)。 (B)。 (C)。
37、 (D)。 (E)。7、一質(zhì)點(diǎn)在軸上作簡(jiǎn)諧振動(dòng),振幅,周期,其平衡位置取作坐標(biāo)原點(diǎn)。若時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)第一次通過(guò)處,且向軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),則質(zhì)點(diǎn)第二次通過(guò)處的時(shí)刻為: (A)。 (B)。 (C)。 (D)。8、兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)方向相同、頻率相同,振幅均為每當(dāng)它們經(jīng)過(guò)振幅一半時(shí)相遇,且運(yùn)動(dòng)方向相反,則兩者的相位差和合振幅為: (A),; (B),。 (C),。 (D),。9、一彈簧振子作簡(jiǎn)諧振動(dòng),當(dāng)其偏離平衡位置的位移的大小為振幅的時(shí),其動(dòng)能為振動(dòng)總能量的 (A)。 (B)。 (C)。 (D)。 (E)。10、已知一質(zhì)點(diǎn)沿軸作簡(jiǎn)諧振動(dòng)。其振動(dòng)方程為。與之對(duì)應(yīng)的振動(dòng)曲線是:11、當(dāng)質(zhì)點(diǎn)以頻率作簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí),它
38、的動(dòng)能的變化頻率為: (A)。 (B)。 (C)。 (D)。12、已知兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)曲線如右圖所示。的相位比的相位 (A)落后。 (B)超前。 (C)落后。 (D)超前。13、一質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧振動(dòng),其振動(dòng)方程為。在求質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)動(dòng)能時(shí),得出下面五個(gè)表達(dá)式:(1)。(2)。(3)。(4)。(5)。其中是質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量,是彈簧的倔強(qiáng)系數(shù),是振動(dòng)的周期。下面結(jié)論中正確的是:(A)(1)、(4)是對(duì)的。 (B)(2)、(4)是對(duì)的。 (C)(1)、(5)是對(duì)的。 (D)(2)、(5)是對(duì)的。二、填空題:1、一質(zhì)點(diǎn)沿軸以為平衡位置作簡(jiǎn)諧振動(dòng)。頻率為,時(shí)而速度等于零,則振幅是 ,振動(dòng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 。2、一質(zhì)點(diǎn)沿軸作
39、簡(jiǎn)諧振動(dòng),振動(dòng)范圍的中心點(diǎn)為軸的原點(diǎn)。已知周期為,振幅為。(1)若時(shí)質(zhì)點(diǎn)過(guò)處且朝軸正方向運(yùn)動(dòng),則振動(dòng)方程為 。(2)若時(shí)質(zhì)點(diǎn)過(guò)處且向軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),則振動(dòng)方程為 。3、一彈簧振子,彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)為,重物的質(zhì)量為,則這個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為 ,相應(yīng)的振動(dòng)周期為 。4、一豎直懸掛的彈簧振子,自然平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為,此振子自由振動(dòng)的周期 。5、右圖中用旋轉(zhuǎn)矢量法表示了一個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng),旋轉(zhuǎn)矢量的長(zhǎng)度為,旋轉(zhuǎn)角速度。此簡(jiǎn)諧振動(dòng)以余弦函數(shù)表示的振動(dòng)方程為 。6、一水平彈簧簡(jiǎn)諧振子的振動(dòng)曲線如圖所示。振子處在位移為零、速度為、加速度為零和彈性力為零的狀態(tài),對(duì)應(yīng)于曲線上的 點(diǎn)。振子處在位移的絕對(duì)值為、速度為零、
40、加速度為和彈性力為的狀態(tài),則對(duì)應(yīng)于曲線上的 。7、兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)曲線如圖所示,兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的頻率之比 ,加速度最大值之比 ,初始速率之比 。8、一簡(jiǎn)諧振動(dòng)曲線如右圖所示,試由圖確定在時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移為 ,速度為 。9、一簡(jiǎn)諧振動(dòng)的旋轉(zhuǎn)矢量圖如圖所示,振幅矢量長(zhǎng),則該簡(jiǎn)諧振動(dòng)的初相位為 ,振動(dòng)方程為 。10、一質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧振動(dòng),其振動(dòng)曲線如右圖所示,根據(jù)此圖,它的周期 ,用余弦函數(shù)描述時(shí)初相位 。11、一系統(tǒng)作簡(jiǎn)諧和振動(dòng),周期為,以余弦函數(shù)表達(dá)振動(dòng)時(shí),初相位為零,在范圍內(nèi),系統(tǒng)在 時(shí)刻動(dòng)能和勢(shì)能相等。12、在時(shí),周期為、振幅為的單擺分別位于圖、三種狀態(tài),若選擇單擺的平衡位置為軸的原點(diǎn),軸指向正右方,則
41、單擺作小角度擺動(dòng)的振動(dòng)表達(dá)式(用余弦函數(shù)表示)分別為:(A) 。(B) 。(C) 。13、一質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與了兩個(gè)同方向的簡(jiǎn)諧振動(dòng),它們的振動(dòng)方程分別為,。其合成運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程為。14、已知一個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振幅,圓頻率,以余弦函數(shù)表達(dá)運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)的初相位,試畫出位移和時(shí)間的關(guān)系曲線(振動(dòng)曲線)。三、計(jì)算題:1、一質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧振動(dòng),其運(yùn)動(dòng)方程為。求:(1)質(zhì)點(diǎn)的初速度;(2)質(zhì)點(diǎn)在正向最大位移一半處所受的力。2、一質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧振動(dòng),其振動(dòng)方程為。(1)當(dāng)值為多大時(shí),系統(tǒng)的勢(shì)能為總能量的一半?(2)質(zhì)點(diǎn)從平衡位置移到此位置所需最短時(shí)間為多少?3、在豎直懸掛的輕彈簧下端系一質(zhì)量為的物體,當(dāng)物體處于平衡狀
42、態(tài)時(shí),在對(duì)物體加一拉力使彈簧伸長(zhǎng),然后從靜止?fàn)顟B(tài)將物體釋放。已知物體在內(nèi)完成次振動(dòng),振幅為。(1)求外加拉力是多少?(2)當(dāng)物體在平衡位置以下處時(shí),此振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能各是多少?4、一輕彈簧在的拉力下伸長(zhǎng),現(xiàn)把質(zhì)量為的物體懸掛在該彈簧的下端并使之靜止,再把物體向下拉,然后由靜止釋放并開始計(jì)時(shí),求:(1)物體的振動(dòng)方程;(2)物體在平衡位置上方時(shí)彈簧對(duì)物體的拉力;(3)物體從第一次超過(guò)平衡位置時(shí)刻起到它運(yùn)動(dòng)到上方處所需要的最短時(shí)間。5、一物體質(zhì)量為,在彈性力作用下作簡(jiǎn)諧振動(dòng),彈簧的倔強(qiáng)系數(shù),如果起始振動(dòng)時(shí)具有勢(shì)能和動(dòng)能,求(1)振幅;(2)動(dòng)能恰等于勢(shì)能時(shí)的位移;(3)經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)物體的速度
43、。6、在豎直面內(nèi)半徑為的一段光滑圓弧形軌道上,放一小物體,使其靜止于軌道的最低處,然后輕碰一下此物體,使其沿圓形軌道來(lái)回作小幅度運(yùn)動(dòng),試證:(1)此物體作簡(jiǎn)諧振動(dòng);(2)此簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期T=。 波動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)一、選擇題:1、一平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)為,時(shí)的波形曲線如左下圖所示,則:(A)點(diǎn)的振幅為。(B)波長(zhǎng)為。 (C)、兩點(diǎn)間的相位差為。(D)波速為。2、一簡(jiǎn)諧波沿軸傳播。若軸上和兩點(diǎn)相距(其中為該波的波長(zhǎng)),則在波的傳播過(guò)程中,這兩點(diǎn)振動(dòng)速度的 (A)方向總是相同。 (B)方向總是相反。 (C)方向有時(shí)相同,有時(shí)相反。 (D)大小總是不相等。3、如圖所示,一平面簡(jiǎn)諧波沿軸正向傳播,已知點(diǎn)的振動(dòng)方程
44、為,則其波函數(shù)為:(A)。(B)。(C)。(D)。4、一平面簡(jiǎn)諧波,沿軸負(fù)方向傳播,圓頻率為,波速為,設(shè)時(shí)刻波形如左下圖所示,則該波的表達(dá)式為: (A)。 (B) 。 (C) (D)。5、一平面簡(jiǎn)諧波以波速沿軸正方向傳播,為坐標(biāo)原點(diǎn)。已知點(diǎn)的振動(dòng)方程為,則:(A)點(diǎn)的振動(dòng)方程為。 (B)波的表達(dá)式為。 (C)波的表達(dá)式為。 (D)點(diǎn)的振動(dòng)方程為。6、如右圖所示為一平面簡(jiǎn)諧波在時(shí)刻的波形圖,該波的波速,則處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線為:7、一平面簡(jiǎn)諧波,其振幅為,頻率為,波沿軸正方向傳播。設(shè)時(shí)刻波形如圖所示,則處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方程為:(A)。(B)。(C)。(D)。8、在下列四個(gè)式子中,表示兩列相干波波函數(shù)(均取
45、國(guó)際單位制,式中表示質(zhì)點(diǎn)元沿軸方向的振動(dòng))的是: (1)。 (2)。 (3)。 (4)。(A)(1)(2)。(B)(2)(4)。 (C)(1)(3)。 (D)(3)(4)9、已知一平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)為:,(、為正值),則: (A)波的頻率為;(B)波的傳播速度為;(C)波長(zhǎng)為;(D)波的周期為; (E)波的振幅為。10、圖示一簡(jiǎn)諧波在時(shí)刻的波形圖,波速,則處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度表達(dá)式為: (A)。 (B)。(C)。(D)11、若在弦線上的駐波表達(dá)式是。則形成該駐波的兩個(gè)反向進(jìn)行的行波為:(A)。(B)。(C)。(D)。12、一沿軸負(fù)方向傳播的平面簡(jiǎn)諧波在時(shí)的波形曲線如圖所示,則原點(diǎn)的振動(dòng)方程為:(A
46、)。(B)。(C)。(D)。13、 一列機(jī)械橫波在時(shí)刻的波形曲線如圖所示,則該時(shí)刻能量為最大值的媒質(zhì)質(zhì)元位置是:(A),。(B),。 (C),。 (D),。14、兩相干波源和相距(為波長(zhǎng)),的相位比的相位超前,在,的連線上,外則各點(diǎn)(例如點(diǎn))兩波引起的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的相位差是: (A)。 (B)。 (C)。 (D)。二、填空題:1、右圖為時(shí)平面簡(jiǎn)諧波的波形曲線,則其波函數(shù)為 。2、一簡(jiǎn)諧波沿軸正方向傳播.和兩點(diǎn)處的振動(dòng)曲線分別如圖和所示,已知且(為波長(zhǎng)),則點(diǎn)的相位比點(diǎn)的相位滯后 。3、左下圖所示一平面簡(jiǎn)諧波在時(shí)刻的波形圖,波的振幅為,周期為,則圖中點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為 。4、為振動(dòng)頻率、振動(dòng)方向
47、均相同的兩個(gè)點(diǎn)波源,振動(dòng)方向垂直紙面,兩者相距(為波長(zhǎng))如右上圖。已知的初相位為。(1)若使射線上各點(diǎn)由兩列波引起的振動(dòng)均干涉相消,則的初相位應(yīng)為 。(2)若使連線的中垂線上各點(diǎn)由兩列波引起的振動(dòng)均干涉相消,則的初相位應(yīng)為 。5、一簡(jiǎn)諧波沿軸正向傳播。已知點(diǎn)的振動(dòng)曲線如下圖,試在它右邊的圖中畫出時(shí)的波形曲線。6、一列強(qiáng)度為的平面簡(jiǎn)諧波通過(guò)一面積為的平面,波速與該平面的法線的夾角為,則通過(guò)該平面的能流是 。7、機(jī)械波在媒質(zhì)中傳播過(guò)程中,當(dāng)一媒質(zhì)質(zhì)元的振動(dòng)動(dòng)能的相位是時(shí),它的彈性勢(shì)能的相位是 。8、如圖所示,和為同相位的兩相干波源,相距為,點(diǎn)距為;波源在點(diǎn)引起的振動(dòng)的振幅為,波源在點(diǎn)引起的振動(dòng)的振
48、幅為,兩波波長(zhǎng)都是,則點(diǎn)的振幅 。9、一平面簡(jiǎn)諧波沿軸正方向傳播,波速,時(shí)刻的波形曲線如圖所示。波長(zhǎng);振幅;頻率。10、如果在固定端處反射的反射波函數(shù)是,設(shè)反射波無(wú)能量損失,那么入射波的波函數(shù)是,形成的駐波的表達(dá)式是。11、為兩相干波源,相距,具有相同的初相位和振幅,已知振幅,頻率為,初相位為,現(xiàn)兩波源相向發(fā)出二簡(jiǎn)諧波,波長(zhǎng)為,則(1)波源的振動(dòng)方程為: ;(2)在兩波源連線的中點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的合振動(dòng)方程為: 。12、一橫波的波函數(shù)是,則振幅是 ,波長(zhǎng)是 ,頻率是 ,波的傳播速度是 。13、設(shè)沿弦線傳播的一入射波的表達(dá)式為,波在處(點(diǎn))發(fā)生反射,反射點(diǎn)為自由端(如圖),設(shè)波在傳播和反射過(guò)程中振幅不變,則反射波的表達(dá)式是 。14、設(shè)入射波的表達(dá)式為,波在處發(fā)生反射,反射點(diǎn)為一固定端,則入射波和反射波合成的駐波的表達(dá)式為 ;駐波的波腹位置所在處的坐標(biāo)為 。15、一駐波方程為,則處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程是 ;該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度表達(dá)式是 。16、一余弦橫波以速度沿軸正向傳播,時(shí)刻波形曲線如圖所示。試分別指出圖中、各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向:;。17、如圖所示,一平面簡(jiǎn)諧波沿軸正方向傳播,波長(zhǎng)為,若點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為,則點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為 ;與點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)狀態(tài)相同的那些點(diǎn)的位置是 。18、圖中
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