物理(2)期中B解答.ppt

1 在一磁感应强度为的均匀的磁场中 作一半径为r的半球面S 其边线所在平面的法线方向单位矢量与的夹角为 则通过半球面S的磁通量为 A r2B B 2 r2B C r2Bsin D r2Bcos S 选闭合高斯面 S 底面S 则 S 通过S的磁通 D 解答 2011 12 2 电流I由长直导线1沿垂直bc边方向经a点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框 再由b点沿垂直ac边方向流出 经长直导线2返回电源 如下图 若载流直导线1 2和三角形框中的电流在框中心O点产生的磁感强度分别用 和表示 则O点的磁感强度大小 解 O点在1 2延长线上 向外 向内 0 0 A 2 电流I由长直导线1沿垂直bc边方向经a点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框 再由b点沿垂直ac边方向流出 经长直导线2返回电源 如下图 若载流直导线1 2和三角形框中的电流在框中心O点产生的磁感强度分别用 和表示 则O点的磁感强度大小 3 一个动量为p的电子 沿图示方向入射并能穿过一个宽度为D 磁感强度为 方向垂直纸面向外 的均匀磁场区域 则该电子出射方向和入射方向间的夹角为 A B C D B 解 如图 4 如右图 在一固定的载流大平板附近有一载流小线框能自由转动或平动 线框平面与大平板垂直 大平板的电流与线框中电流方向如图所示 则通电线框的运动情况对着大平板看是 学习指导 8 解 载流大平板在小线框区域的磁场方向如图所示 从外向里看 线框应顺时针转动 从里向外看 线框应逆时针转动 另外两边受力平衡 或考虑磁力矩 5 如下图两个半径为R的相同的金属环在a b两点接触 ab连线为环直径 并相互垂直放置 电流I沿ab连线方向由a端流入 b端流出 则环中心O点的磁感强度的大小为 A 0 B C D E A 解 1 2 3 4 解1 两根长直电流在圆心处的磁感应强度均为0 I1在圆心处产生 大小 方向 I2在圆心处产生 大小 方向 圆心处的总磁感应强度为0 补充 两根导线沿半径方向被引到铁环上A C两点 电流方向如图所示 求环中心O处的磁感应强度是多少 解2 两根长直电流在圆心处的磁感应强度均为0 I1在圆心处的磁场为 方向垂直纸面向外 I2在圆心处的磁场为 方向垂直纸面向里 由于l1和l2的电阻与其长度成正比 于是 所以I1l1 I2l2 因此与大小相等 方向相反 因而圆心处的合磁场为零 6 在真空中波长为 的单色光 在折射率为n的透明介质中从A沿某路径传播到B 若A B两点相位差为3 则此路径AB的光程为 A 1 5 B 1 5 n C 1 5n D 3 A 解 7 一束平行单色光垂直入射在光栅上 当光栅常数 a b 为下列哪种情况时 a代表每条缝的宽度 k 3 6 9等级次的主极大均不出现 A a b 2a B a b 3a C a b 4a A a b 6a B 解 8 一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片 且此两偏振片的偏振化方向成45 角 则穿过两个偏振片后的光强I为 解 由马吕斯定律 B 9 一束自然光自空气射向一块平板玻璃 如图 设入射角等于布儒斯特角i0 则在界面2的反射光 A 是自然光 B 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面 C 是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面 D 是部分偏振光 解 在界面1有 设界面2的入射角为r0有 r0也为布儒斯特角 B 10 本题5分 两根长直导线通有电流I 图示有三种环路 在每种情况下 等于 对环路a 0 对环路b 对环路c 11 本题4分 在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中 沿闭合环路l 设环路包围的面积为S 解 Maxwell方程组 12 本题3分 一平行板空气电容器的两极板都是半径为R的圆形导体片 在充电时 板间电场强度的变化率为dE dt 若略去边缘效应 则两板间的位移电流为 解 极板间总位移电流 13 本题4分 如右图所示 在双缝干涉实验中SS1 SS2 用波长为 的光照射双缝S1和S2 通过空气后在屏幕E上形成干涉条纹 已知P点处为第三级明条纹 则S1和S2到P点的光程差为 若将整个装置放于某种透明液体中 P点为第四级明条纹 则该液体的折射率n 解 明纹条件 透明液体中 14 本题3分 若在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜M移动0 620mm过程中 观察到干涉条纹移动了2300条 则所用光波的波长为 nm 解 15 本题3分 若对应于衍射角 30 单缝处的波面可划分为4个半波带 则单缝的宽度a 为入射光波长 解 16 本题3分 可见光的波长范围是400nm 760nm 用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时 它产生的不与另一级光谱重叠的完整的可见光光谱是第 级光谱 解 设 1 400nm 2 760nm 要不重叠 须满足 2的第k级谱线对应的衍射角 小于 1的第 k 1 级谱线对应的衍射角 仅当k 1时满足条件 17 如图所示 载有电流I1和I2的长直导线ab和cd相互平行 相距为3r 今有载有电流I3的导线MN r 水平放置 且其两端MN分别与I1 I2的距离都是r ab cd和MN共面 求 导线MN所受的磁力大小和方向 解 载流导线MN上任一点处的磁感强度大小为 MN上电流元I3dx所受磁力 2分 3分 若 则的方向向下 若 则的方向向上 2分 3分 18 在一长直密绕的螺线管中间放一正方形小线圈 若螺线管长1m 绕了1000匝 通以电流I 10cos100 t SI 正方形小线圈每边长5cm 共100匝 电阻为1W 求线圈中感应电流的最大值 正方形线圈的法线方向与螺线管的轴线方向一致 m0 4 10 7T m A 解 n 1000 匝 m 3分 2 10 1sin100 t SI 3分 2 10 1A 0 987A1分 1分 19 如图所示 有一中心挖空的水平金属圆盘 内圆半径为R1 外圆半径为R2 圆盘绕竖直中心轴O O 以角速度 匀速转动 均匀磁场的方向为竖直向上 求圆盘的内圆边缘处C点与外圆边缘A点之间的动生电动势的大小及指向 解 动生电动势 指向 C A1分 2分 2分 20 一螺绕环单位长度上的线圈匝数为n 10匝 cm 环心材料的磁导率 0 求在电流强度I为多大时 线圈中磁场的能量密度w 1J m3 0 4 10 7T m A 解 3分 2分 21 在双缝干涉实验中 波长 550nm的单色平行光垂直入射到缝间距a 2 10 4m的双缝上 屏到双缝的距离D 2m 求 1 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距 2 用一厚度为e 6 6 10 5m 折射率为n 1 58的玻璃片覆盖一缝后 零级明纹将移到原来的第几级明纹处 解 1 x 20D a 0 11m4分 设不盖玻璃片时 此点为第k级明纹 则应有r2 r1 kl2分 2 覆盖云玻璃后 零级明纹应满足 n 1 e r1 r22分 所以 n 1 e klk n 1 e l 6 96 7零级明纹移到原第7级明纹处 2分 22 一束具有两种波长 1和 2的平行光垂直照射到一衍射光栅上 测得波长 1的第三级主极大衍射角和 2的第四级主极大衍射角均为30 已知 1 560nm 试求 1 光栅常数a b 2 波长 2 解 1 由光栅衍射主极大公式得 2 3分 2分 四 回答问题 共5分 23 用金属丝绕成的标准电阻要求无自感 怎样绕制才能达到这一要求 为什么 解 将金属丝绕成如图所示