大学物理B2考点

1、大学物理B2考点简答题1、一平板电容器被一电源充电后，将电源断开，然后将一厚度为两极板间距一半的金属板放在两极板之间。分析下列物理量的变化情况：（1）电容（2）极板上的电荷（3）极板间的电势差（4）极板间的电场强度。答：由于电源断开可知U是变化的，但E和Q不变，而且d变为？，由C=/d=Q/U,可知C变为原来的2倍。又U=Ed可知U变为1/2。2、简述导体的静电平衡条件和性质。答：条件是：导体内部电场强度为零，在导体表面附近的电场强度沿表面法线法线方向。性质是：（1）导体是等势体，导体表面是等势面。（2）净电荷制分布于导体的表面上。（3）导体以外，靠近导体表面附近处的电场强度大小与导体表面在该

2、处的面电荷密度6的关系式为E=6/e（见书P22）3、试从以下三个方面来比较静电场与涡旋电场。答：（1）产生原因不同，静电场是由静电荷产生，而涡旋电场是由变化磁场产生。（2）电场分布线不同，静电场电场线起于正电荷止于负电荷，不闭合，而涡旋电场没有起点与终点，且闭合。（3）电场力做功不同，静电场做功与路径无关，只与移动电荷初末位置的电势差有关，而涡旋电场做功与路径有关，因此不能引用电势与电势能的概念。4、简述楞次定律。答：闭合电路中感应电流的效果，总是反抗引起感应电流的原因。5、获得相干光的原则是什么？具体用什么方法获得相干光？举例说明。答：原则上将光源上同一发光点发出的光波分成两束，使之经历不

3、同路径再会和叠加。方法：分波阵面法，如双缝干涉。分振幅法，如薄膜干涉。6、使自然光通过两个偏振化方向夹角为60的偏振片时，透射光强为I1,今在这两个偏振片之间再插入一偏振片，它的偏振化方向与前两个偏振片均成30,问此时透射光I与I1之比为多少。答：设通过第一片偏振片的光强为I?,则I?=I?*cos60*cos60=0.251?,插入另一片偏振片后，通过此偏振片光强为？则I?=I?*cos30*cos30=0.75I?,再通过第三片后光强为I?=I?cos30*cos30=0.75*0.751?,而I?=I,所以I/I?=0.75*0.7OT.25=2.25大题9.8一个半径为R的均匀带电半圆

4、环，电荷线密度为，求环心处O点的场强.精品文档交流解：如题9.8图所示圆上取dlRddqdlRd,它在O点产生场强大小为RddEr方向沿半径向外4冗0R贝UdExdEsinsind4冗0RdEydEcos()cosd4u0RExsind，Eycosd004冗R2冗0R04/REEx,方向沿x轴正向.2冗R9.10(1)点电荷q位于一边长为a的立方体中心，试求在该点电荷电场中穿过立方体的一个面的电通量；(2)如果该场源点电荷移动到该立方体的一个顶点上，这时穿过立方体各面的电通量是多少？解：(1)由高斯定理：)EdSs0立方体六个面，当q在立方体中心时，每个面上电通量相等，各面电通量(2)电荷在顶

5、点时，将立方体延伸为边长2a的立方体，使q处于边长2a的立方体中心，则边长2a的正方形上电通量_q_ 6 0对于边长a的正方形，如果它不包含q所在的顶点，则e,如果它包含q所在顶240点则e09.12半径为R1和R2(R2R)的两无限长同轴圆柱面，单位长度上分别带有电量和-,试求：(1)rVRi；(2)RiR2处各点的场强.解：高斯定理oEdS-s0取同轴圆柱形高斯面，侧面积S271rl则口EdSE2MlS又(1)rRiq0,E0(2)RirR2qlE沿径向向外2冗0rrR2q0E09.16两点电荷qi=1.5X108C,q2=3.0X10-8C,相距n=42cm,要把它们之间的距离变为r2=

6、25cmi需作多少功？解：ar2R皿J工)r1r24冗0r4冗0ri上66.5510J外力需作的功AA6.551069.17如题9.17图所示，在A,B两点处放有电量分别为+q,-q的点电荷，AB间距离为2R,现将另一正试验点电荷q0从O点经过半圆弧移到C点，求移动过程中电场力作的功.-v解：如题9.17图所示题9.17图UO上(RR)0Uoq6冗oRqoq,Aqo(UoUc)J6/oR9.18如题9.18图所示的绝缘细线上均匀分布着线密度为的正电荷，两直导线的长度和半圆环的半径都等于R.试求环中心O点处的场强和电势.解：（1）由于电荷均匀分布与对称性，AB和CD段电荷在O点产生的场强互相抵消

7、，取dlRd则dq Rd产生O点dE如图，由于对称性,O点场强沿y轴负方向E dEy 2 2 cos54 7toR2sin22冗0R（2）AB电荷在O点产生电势，以U0UiA dxB 4 冗 0x2R dxR 4 冗 0xln 24兀0同理CD产生U 2ln 24冗0半圆环产生U3TR4中 4 0Uo Ui U2U3 ln 2 2 冗 04 010.11 如题10.11图所示，两根导线沿半径方向引向铁环上的A,B两点，并在很远处与电源相连.已知圆环的粗细均匀，求环中心O的磁感应强度.解：如题10.11图所示，圆心O点磁场由直电流A和B及两段圆弧上电流I1与I2所产生，但A和B在。点产生的磁场为

8、零。且11电阻R2I2电阻W2I1产生B1方向纸面向外B10I1 (2)2R 2题10.12图I2产生B2方向纸面向里.B1h2)1.1B2I2有BoB1B20I =5.0 A 通10.12 在一半径R=1.0cm的无限长半圆柱形金属薄片中，自上而下地有电流P处的磁感应强度过，电流分布均匀.如题10.12图所示.试求圆柱轴线任一点解：因为金属片无限长，所以圆柱轴线上任一点P的磁感应强度方向都在圆柱截面上，取坐标如题10.12图所示，取宽为dl的一无限长直电流dIIdl,在轴上P点产生dB与RR垂直，大小为dB0dI2 R01d2 2R BdBx dB cosdBydBcos(-)01 cos

9、d2 2R0I sin dZ 2Z2 2R2 I cos dZ 2-T-22 2Rsin2 sin()/6.37 10 5 T22RBy2 (0Isin d22 2RB6.37105iT10.14两平行长直导线相距d=40cm,每根导线载有电流I1=I2=20A,如题10.14图所示.求:(1)两导线所在平面内与该两导线等距的一点A处的磁感应强度；(2)通过图中斜线所小面积的磁通量.(r1=r3=10cm,l=25cm).解：(1)Ba0IL也一4105T方向纸面向外Add2(2)2(2)(2)取面元dSldrr1r20I11Ii0I1l0I2l1I1l6-11ldr-Lln3ln-ln32.

10、210Wbr12r2(dr)22310.18 一根很长的同轴电缆，由一导体圆柱(半径为a)和一同轴的导体圆管(内、外半径分别为b,c)构成，如题10.18图所示.使用时，电流I从一导体流去，从另一导体流回.设电流都是均匀地分布在导体的横截面上，求：(1)导体圆柱内(rva),(2)两导体之间(avrc)各点处磁感应强度的大小解：；Bdl0I(1) r a B2 rIr20 R201r2R2(2)B2B 0I2 r(4)B2题10.18图B22r2cb2b20I(c2 r2)2 r(c2 b2)10.19在半彳仝为R的长直圆柱形导体内部, 两轴间距离为a,且a r,横截面如题与轴线平行地挖成一半

11、径为r的长直圆柱形空腔,10.19 图所示.现在电流I沿导体管流动，电流均匀分布在管的横截面上，而电流方向与管的轴线平行.求:(1)圆柱轴线上的磁感应强度的大小；(2)空心部分轴线上的磁感应强度的大小.解:空间各点磁场可看作半径为R,电流11均匀分布在横截面上的圆柱导体和半径为r电I2均匀分布在横截面上的圆柱导体磁场之和.圆柱轴线上的O点B的大小:(2)空心部分轴线上电流12产生的B2电流I1产生的B2B20122 a0 Ir22 a R2 r2r2)。点B的大小:0,0 Ia22 a R2 r2。匕_ 222 (R r )电流I1产生的B10,电流I2产生的磁场BooIa222(Rr)10.

12、23边长为l=0.1m的正三角形线圈放在磁感应强度B=1T的均匀磁场中，线圈平面与磁场方向平行.如题10.23图所示，使线圈通以电流I=10A,求：(1)线圈每边所受的安培力；(2)00轴的磁力矩大小；(3)从所在位置转到线圈平面与磁场垂直时磁力所作的功.解：(1)FbcIlB0FabIlB方向纸面向外，大小为FabIlBsin1200.866NFcaIlB方向纸面向里，大小FeaIlBsin1200.866Nca(2)PmISMPmB沿OO.方向，大小为c-3l22MISBIB4.33102Nm4磁力功AI(21),322AIl2B4.33102J411.5如题11.5图所示，载有电流I的长

13、直导线附近，放一导体半圆环MeN与长直导线共面,且端点MN的连线与长直导线垂直.半圆环的半径为b,环心O与导线相距a.设半圆环以速度v平行导线平移.求半圆环内感应电动势的大小和方向及MN两端的电压Jf题11.5图解：作辅助线MN ,则在MeNM回路中，沿v方向运动时d m 0MeNM即MeNMNv.ab0IV.abn又mnavBcosdl-ln0ab2ab所以MeN沿NeM方向，01Vlab大小为In2abM点电势高于N点电势，即0IvabUmUn-ln2ab11.6如题11.6所示，在两平行载流的无限长直导线的平面内有一矩形线圈.两导线中的电流方向相反、大小相等，且电流以d1的变化率增大，求

14、：dt(1)任一时刻线圈内所通过的磁通量；(2)线圈中的感应电动势.11.6 图解：以向外磁通为正则(2)0I2 Ttrldra oI . ldr 2 Ttro1dtln,b ardIInb dt11.8题11.8图所示，长直导线通以电流I=5A,在其右方放一长方形线圈，两者共面.线圈长b=0.06m,宽a=0.04m,线圈以速度v=0.03ms-1垂直于直线平移远离.求：d=0.05m时线圈中感应电动势的大小和方向.题11.8图解：AB、CD运动速度v方向与磁力线平行，不产生感应电动势.DA产生电动势iBC产生电动势AD(vB) dlvBb vb0-2 d2，回路中总感应电动势CB(VB)

15、dlvb *4言6108V方向沿顺时针.11.12如题11.12图所示，长度为2b的金属杆位于两无限长直导线所在平面的正中间，并以速度V平行于两直导线运动.两直导线通以大小相等、方向相反的电流I,两导线相距2a.试求：金属杆两端的电势差及其方向.解：在金属杆上取BAB A(v B)AdlIv 1一(一 r2a r)dr0Iv , a bln dr距左边直导线为AB0，实际上感应电动势方向从A,即从图中从右向左,oIv, a b U ab lna b13.7在杨氏双缝实验中，双缝间距(1)若第二级明条纹离屏中心的距离为(2)相邻两明条纹间的距离.d =0.20mm,缝屏间距 D = 1.0m,试

16、求:6.0mm,计算此单色光的波长；解：由x明Dk d知,6.0 亶 20.6 103mmo6000A3(2)D1103x-0.6103mmd0.2o5500 A ,求此云母片的厚13.8在双缝装置中，用一很薄的云母片(n=1.58)覆盖其中的一条缝，结果使屏幕上的第七级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置.若入射光的波长为度.解：设云母片厚度为e,则由云母片引起的光程差为nee(n1)e按题意7107 5500 101.58 16.6 106 m 6.6 m精品文档交流o13.13如题13.13图，波长为6800A的平行光垂直照射到L=0.12m长的两块玻璃片上，两玻璃片一边相互接触，另一

17、边被直径d=0.048mm勺细钢丝隔开.求：(1)两玻璃片间的夹角？(2)相邻两明条纹间空气膜的厚度差是多少？(3)相邻两暗条纹的间距是多少？(4)在这0.12m内呈现多少条明条纹？图解：由图知,dLsin d 0.048 0.12 1034.0104(弧度)(2)相邻两明条纹空气膜厚度差为e 3.4 107 m 2相邻两暗纹间距l680010106485010m0.85mm24.010014.11 一单色平行光垂直照射一单缝，若其第三级明条纹位置正好与6000A的单色平行光的第二级明条纹位置重合，求前一种单色光的波长.解：单缝衍射的明纹公式为asin(2k1)一2ox时，k3重合时角相同，所

18、以有asin(221)6000(231)225-60007o4286 A14.12 用橙黄色的平行光垂直照射一宽为a=0.60mm的单缝，缝后凸透镜的焦距f=40.0cm,观察屏幕上形成的衍射条纹.若屏上离中央明条纹中心1.40mm处的P点为一明条纹；求：（1）入射光的波长；（2）P点处条纹的级数；（3）从P点看，对该光波而言，狭缝处的波面可分成几个半波带？解：（1）由于P点是明纹，故有asin（2k1）,，k1,2,3由x.143,5103tansinf4002asin2 0.62k 112k 13.5 10 32k 14.2 10 3mmo6000Aok4,得44700Ao(2)若36000A,则P点是第3级明纹;o若44700A,则P点是第4级明纹.（3）由asin（2k1）万可知，当k3时，单缝处的波面可分成2k17个半波带；当k4时，单缝处的波面可分成2k19个半波带.o14.14波长6000A的单色光垂直入射到一光栅上，第二、第三级明条纹分别出现在sin0.20与sin0.30处，第四级缺级.求：（1）光栅常数；（2）光栅上狭缝的宽度;（3）在90-90。范围内，实际呈现的全部级数.解：（1）由（ab）sink式对应于sin 10.20 与 sin 20.