大物练习题_2014

1、1及其方向及其方向点的磁感应强度点的磁感应强度求求一、一、BOoI2R1R（2）*OIRIAB（1） 二二、一半径为、一半径为R R的圆形闭合线圈，载的圆形闭合线圈，载有电流有电流I，放在均匀磁场中，磁场方向，放在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，大小为与线圈平面平行，大小为B B，如图，如图，求：（求：（1 1）线圈磁矩的大小和方向；）线圈磁矩的大小和方向；（2 2）线圈所受磁力矩大小和方向；）线圈所受磁力矩大小和方向；（3 3）在磁力作用下，线圈平面绕过）在磁力作用下，线圈平面绕过O点的竖直轴转过点的竖直轴转过90900 0，磁力矩做功。，磁力矩做功。BI2三三、如图所示，一直角边长为、

2、如图所示，一直角边长为 a 的等腰的等腰直角三角形线圈直角三角形线圈ACD内维持稳恒电流强内维持稳恒电流强度为度为I，放在均匀磁场中，线圈平面与，放在均匀磁场中，线圈平面与磁场方向平行。求：磁场方向平行。求：（1）AC边固定，边固定，D点绕点绕AC边向纸外转，磁力做的功；边向纸外转，磁力做的功；（2）CD边固定，边固定，A点绕点绕CD边向纸外转，边向纸外转，磁力做的功；（磁力做的功；（3）AD边固定，边固定，C点绕点绕AD边向纸外转，磁力做的功。边向纸外转，磁力做的功。BADCI四四、设有一电缆，由两个无限长的同轴圆筒导体构成，、设有一电缆，由两个无限长的同轴圆筒导体构成，内、外圆筒之间充满了

3、磁导率为内、外圆筒之间充满了磁导率为的磁介质，内、外圆的磁介质，内、外圆筒上通有大小相等，方向相反的电流筒上通有大小相等，方向相反的电流 I ，设两圆筒的半，设两圆筒的半径分别为径分别为R1、R2，求：（，求：（1）此电流系统激发的磁场的）此电流系统激发的磁场的磁感应强度分布；（磁感应强度分布；（2）长度为）长度为 l 的一段电缆内所储存的的一段电缆内所储存的磁能；（磁能；（3）单位长度同轴电缆的磁能和自感单位长度同轴电缆的磁能和自感（取轴线（取轴线为坐标原点。为坐标原点。）若内芯为导体，则如何？）若内芯为导体，则如何？3五五、均匀磁场局限在半径为、均匀磁场局限在半径为 R 的圆柱体内，磁场随

4、时间的圆柱体内，磁场随时间的变化率的变化率 ，( k为常数为常数)，有一长，有一长 为为金属棒金属棒AB放在磁场中，如图。求（放在磁场中，如图。求（1）A、B两点处的感两点处的感生电场的大小；生电场的大小； （2）AB棒中电动势的大小和方向。棒中电动势的大小和方向。0 kdtdBR23ABRRh2ROCD4六六、积分形式的麦克斯韦方程组中方程、积分形式的麦克斯韦方程组中方程 的物理意义为的物理意义为 （1 1） ； 方程的物理方程的物理意义为（意义为（8 8） （2 2） 。 dtdl dEmL dtdl dHDL 七、七、写出表明稳恒电流的磁场是无源场的数学表达式写出表明稳恒电流的磁场是无源

5、场的数学表达式 （3 3） ；写出表明稳恒电流的磁场是有旋场的；写出表明稳恒电流的磁场是有旋场的数学表达式数学表达式 （4 4） 。六六、（、（1 1）表明变化的磁场要产生电场；）表明变化的磁场要产生电场； （2 2）表明变化的电场要产生磁场；）表明变化的电场要产生磁场； 03 SSdB）（ Il dBL04 ）（七、七、5八八、一导体框架与一通电、一导体框架与一通电 I 的无的无限长直导线共面，有一长限长直导线共面，有一长 l 的导的导体棒体棒ab可沿金属框架滑动，求：可沿金属框架滑动，求：（1）在如图所示的位置时，导）在如图所示的位置时，导体回路中的磁通量；（体回路中的磁通量；（2）若直）

6、若直导线电流导线电流 Ikt（k 0为常数）为常数）时，回路中的感应电动势的大时，回路中的感应电动势的大小和方向；（小和方向；（3）若）若 Ikt，导体，导体棒棒ab又以匀速又以匀速 从框架边缘开从框架边缘开始向右运动时，在任一时刻导始向右运动时，在任一时刻导体回路内的感应电动势。体回路内的感应电动势。dIOrrable6九九、真空中，一电磁波的波动方程如下：、真空中，一电磁波的波动方程如下：则则：（：（1）该电磁波的传播方向是什么？（该电磁波的传播方向是什么？（2）电矢量的）电矢量的振幅为多少？（振幅为多少？（3）电场的表达式是什么？）电场的表达式是什么？0cos0 zxyBBcztBB，

7、,/)(102cos100 . 6, 082mVcxtEEEyzx 十十、在真空中，一平面电磁波的电场为在真空中，一平面电磁波的电场为则则：（：（1）磁场磁场方向是什么？（方向是什么？（2）磁场的表达式是什么？）磁场的表达式是什么？（3）磁感应强度的大小是多少？）磁感应强度的大小是多少？7十一十一、一导线矩形框的平面与磁感一导线矩形框的平面与磁感强度为强度为 的均匀磁场相垂直的均匀磁场相垂直. .在矩在矩形框上形框上, ,有一质量为有一质量为m, ,长为长为l 的可的可移动的细导体棒移动的细导体棒MN; ; 矩形框还接矩形框还接有一个电阻有一个电阻R, ,其值较之导线的电阻其值较之导线的电阻值

8、要大得很多值要大得很多. .若开始时若开始时, ,细导体棒细导体棒以速度以速度 沿如图所示的矩形框运沿如图所示的矩形框运动动, ,试求试求: :（1 1）棒中的感生电动棒中的感生电动势势;(2);(2)棒中的感生电流棒中的感生电流; ;（3 3）棒所）棒所受的安培力；（受的安培力；（4 4）棒的速率随时棒的速率随时间变化的函数关系间变化的函数关系. . B0vF+lRBvoxMNI8lSE十二、十二、如图的长直密绕螺线管如图的长直密绕螺线管,已知已知 , ; 求求：（1）其自感其自感 L。（忽略边缘效应）；（。（忽略边缘效应）；（2）若通有电流）若通有电流I 且且 （C为常数且大于零），则其感

9、应电动势。为常数且大于零），则其感应电动势。 NSl,CdtdI 十三十三、两块长、两块长10cm平玻片，一端接触，另一端被直径为平玻片，一端接触，另一端被直径为0.045cm的金属丝所分开。用镉灯光（的金属丝所分开。用镉灯光（ ）垂直）垂直照射到平玻片上，求：（照射到平玻片上，求：（1）玻璃片上出现的明纹数；）玻璃片上出现的明纹数；（2）相邻的两暗纹之间的距离。）相邻的两暗纹之间的距离。 6438 9十四十四、空气劈尖干涉实验中，波长为的单色光垂直入射，、空气劈尖干涉实验中，波长为的单色光垂直入射，如图，上方玻璃板的长度为如图，上方玻璃板的长度为L，劈尖末端厚度为，劈尖末端厚度为d（dL），

10、则干涉图样中，相邻明纹的间距为多少？明），则干涉图样中，相邻明纹的间距为多少？明纹总数为多少条？纹总数为多少条？ dL十五十五、用曲率半径为、用曲率半径为R R4.5m4.5m平凸透镜做牛顿环实验，平凸透镜做牛顿环实验，测得第测得第k k级暗环半径级暗环半径r rk k=4.95nm=4.95nm，第，第k k5 5级暗环半径级暗环半径r rk k5 56.065nm6.065nm，则：，则：（1 1）所用单色光波长；（所用单色光波长；（2 2）环数）环数k k值。值。十六、十六、在双缝装置中，用一块薄云母片盖住其中的一条在双缝装置中，用一块薄云母片盖住其中的一条缝，已知云母片的折射率为缝，已

11、知云母片的折射率为1.58，发现第七条明纹极大，发现第七条明纹极大恰好位于原中央零级明纹处，若入射光波长为恰好位于原中央零级明纹处，若入射光波长为5000，求云母片的厚度。求云母片的厚度。 10十七十七、波长为、波长为600nm的单色光垂直入射在一光栅上，第的单色光垂直入射在一光栅上，第二级明纹出现在处，第四级为第一个缺级。求：（二级明纹出现在处，第四级为第一个缺级。求：（1）光栅上相邻两缝的距离是多少？（光栅上相邻两缝的距离是多少？（2）狭缝可能的最小）狭缝可能的最小宽度是多少？（宽度是多少？（3）屏上可能观察到的全部明纹数目是）屏上可能观察到的全部明纹数目是多少？多少？十八、十八、已知某介

12、质折射率为已知某介质折射率为1.732，则当光从空气射向该，则当光从空气射向该介质，求介质，求：（：（1）入射角为多少时，反射光为完全偏振入射角为多少时，反射光为完全偏振光；（光；（2）一束强度为）一束强度为 I0 自然光垂直入射到两块平行放自然光垂直入射到两块平行放置且透光方向夹角为置且透光方向夹角为30的偏振片上，则透射光的强度的偏振片上，则透射光的强度是多少？（是多少？（3）折射光线与玻璃平面的夹角是多少？折射光线与玻璃平面的夹角是多少？ 十九、十九、已知：某照相机物镜的直径为已知：某照相机物镜的直径为D =5.0cm，其焦距，其焦距为为f =17.5cm，对，对=550nm的光。求：的

13、光。求：（1）最小分辨角；）最小分辨角；（2）在焦平面上每毫米能分辨多少条线？）在焦平面上每毫米能分辨多少条线？11212cosII 0121II 20cos2I二十、二十、在两块正交偏振片在两块正交偏振片 之间插入另一块偏振之间插入另一块偏振片片 ，光强为，光强为 的自然光垂直入射于偏振片的自然光垂直入射于偏振片 ，讨论，讨论转动转动 透过透过 的光强的光强 与转角的关系与转角的关系 .I31p,p2p2p3p0I1p3p1p0I0I1I3p2p1p2I3I2p3p1p12二一、二一、静电子经加速电压静电子经加速电压 的静电加速器加速的静电加速器加速后后, ,求求: :（1 1）电子的总能；

14、（）电子的总能；（2 2）电子的总质量与静质量）电子的总质量与静质量之比；（之比；（3 3）电子的运动速度和相应的物质波波长。）电子的运动速度和相应的物质波波长。 V101 . 55 二二、二二、（1）一粒子的静质量为）一粒子的静质量为m0，粒子的速率为，粒子的速率为kc(k1),问粒子的运动质量是静质量的多少倍？问粒子的运动质量是静质量的多少倍？（2）若一运动粒子质量为其静质量）若一运动粒子质量为其静质量m0的的k 倍，求该粒倍，求该粒子的总能量、动能和动量。子的总能量、动能和动量。二三、二三、一初速为零的电子，在静电场中经电势差为一初速为零的电子，在静电场中经电势差为10 10 MVMV的

15、电场区域加速后，（的电场区域加速后，（1 1）电子速度大小是多少？（）电子速度大小是多少？（2 2）电子的质量为其静质量的多少倍？电子的质量为其静质量的多少倍？ 二四、二四、宇宙大爆炸遗留在宇宙空间均匀背景热辐射相当宇宙大爆炸遗留在宇宙空间均匀背景热辐射相当于于T=3K辐射。（辐射。（1）此辐射的单色辐射本领在什么波长）此辐射的单色辐射本领在什么波长下有极大值？（下有极大值？（2）地球表面接收此辐射功率是多大？）地球表面接收此辐射功率是多大？ 13二五、二五、已知地球到太阳的距离是已知地球到太阳的距离是 ，太，太阳的直径为阳的直径为 ，太阳表面的温度为，太阳表面的温度为T=6000KT=600

16、0K。如果将太阳看成为绝对黑体，问在地球表面。如果将太阳看成为绝对黑体，问在地球表面受阳光垂直照射时每平方米的面积上每秒中得到辐射能受阳光垂直照射时每平方米的面积上每秒中得到辐射能量是多少？量是多少？ kmd8105 . 1 mD91039. 1 二六、二六、用波长用波长4000A4000A的光照射铯感光层，求的光照射铯感光层，求：（：（1 1）铯铯的红限频率；（的红限频率；（2 2）铯的逸出功）铯的逸出功A A；（；（3 3）光子的能量；）光子的能量；（4 4）光电子的最大初动能；（）光电子的最大初动能；（5 5）所放出的光电子速所放出的光电子速度；（度；（6 6）遏止电压。（红限波长为）遏

17、止电压。（红限波长为6600A6600A）二七、二七、分别计算波长为分别计算波长为6000A6000A的红光和的红光和1A1A的的x x射线光子射线光子的能量和动量。的能量和动量。14三十、三十、具有能量为具有能量为15eV15eV的光子，被氢原子中处于第一玻的光子，被氢原子中处于第一玻尔轨道的电子所吸收而形成一光电子。问此光电子远离尔轨道的电子所吸收而形成一光电子。问此光电子远离质子时的速度多大？它的德布罗意波长是多少？质子时的速度多大？它的德布罗意波长是多少？ 二九二九、动能为、动能为2eV2eV的电子，从无穷远处向着静止的质子的电子，从无穷远处向着静止的质子运动，最后被质子所束缚形成基态

18、的氢原子，试求：运动，最后被质子所束缚形成基态的氢原子，试求：（1 1）在此过程中放出的光波的波长；（）在此过程中放出的光波的波长；（2 2）此时电子绕）此时电子绕质子运动的动能；（质子运动的动能；（3 3）此时电子的德布罗意波长。）此时电子的德布罗意波长。二八、二八、按玻尔理论，当氢原子处于第一激发态时按玻尔理论，当氢原子处于第一激发态时, ,求：求：（1 1）氢原子的总能量；（）氢原子的总能量；（2 2）此时电子绕核运动的动能；）此时电子绕核运动的动能；（3 3）此时电子绕核运动的角动量；）此时电子绕核运动的角动量；（4 4）与电子运动相对应的德布罗意波长。）与电子运动相对应的德布罗意波长

19、。15三一三一、在量子理论发展过程中，普朗克提出了、在量子理论发展过程中，普朗克提出了 （1 1） 假说，爱因斯坦提出了假说，爱因斯坦提出了 （2 2） 假说，德布罗意提出了假说，德布罗意提出了 （3 3） 假说，玻尔的氢原子理论是由假说，玻尔的氢原子理论是由 （4 4） 个假说组个假说组成的；这三个假设分别为成的；这三个假设分别为 （5 5）、（6 6） 和（和（7 7）。（1 1）能量子；（）能量子；（2 2）光子；（）光子；（3 3）物质波；（）物质波；（4 4）3 3个；个；（5 5）定态；（）定态；（6 6）角动量量子化；（）角动量量子化；（7 7）频率条件；）频率条件； 三二、三二

20、、海森堡不确定关系是微观粒子具有海森堡不确定关系是微观粒子具有 （8） 性质的性质的必然结果，对能量时间的不确定关系式为必然结果，对能量时间的不确定关系式为 （9） 。 （5）波粒二象性；）波粒二象性； （6）2tE 16171801）（一、一、1010200444)2(RIRIRIB 方方向向向向外外，）（二二、21RIIsm 方方向向：竖竖直直向向上上，）（22RBImBM 212)(321RBIIBsmIIdAmmmm ）（19三、三、解：（解：（1） 102212BSa B221211()(0)22IAIIa Ba B1(2)020221()0AI1(3)022242222143BaB

21、acosBSSB BIaBaIIA2212342042 20四、解：（1）取轴线为坐标原点。由安培环路定理， 可得 Il dBl0 RIabcdOx0,1 BRr0,2 BRr,21RrR IrH 2rIHB 2 rIH 2 21222282rIHwm )()2(21RrRP 点处drlrdV 2RIabcdOxlPdr1222222ln44282121RRlIrdrlIdrlrrIdVwWRRRRVmm 2m213LIW ）（12ln2RRL 22 SLsddtBdldE）（解：解：五、五、122hdtdBEh khdtdBhEA22 hrRrAA ，）点（222RdtdBEh khRdtd

22、BhREB4422 hrRrBB2 ，）点（23)12141()360302121()()2(22RhRkRRhkSSdtdBdtdoCDoACmoABAB 扇方向方向BA六六、（、（1 1）表明变化的磁场要产生电场；）表明变化的磁场要产生电场； （2 2）表明变化的电场要产生磁场；）表明变化的电场要产生磁场； 03 SSdB）（ Il dBL04 ）（七、七、24rIB 2)1(0 dedIlldrrISdBedd ln2200 dedlkdtdIdedldtd ln2ln2)2(00 drIlln2)3(0 tdlktdtdlkdtdrrlktkdrldtd 2ln212ln20000八八

23、、解：、解：25CBBE00000 cztCBEx cos)3(0的正方向的正方向）（解：解：九、九、z1000000000)2( BBHE 26 CxtBz810102cos102)3( 的正方向的正方向）（解：解：十、十、z1TCEEEB10000000001021 000000000)2( BBHE 27如图建立坐标如图建立坐标（3）棒所受安培力）棒所受安培力Rv22lBBlIFi 方向沿方向沿OX轴负向轴负向vBl i （1）且由且由MN十一十一、解：、解：RBlRIii ）（2F+lRBvoxMN（4）棒的运动方程为）棒的运动方程为Rvv22ddlBtm则则ttlB022ddmRvv

24、vv0计算得计算得棒的速率随时间变化的函数关系为棒的速率随时间变化的函数关系为tlB)(22emR0vv28解解 先设电流先设电流 I 根据安培环路定理求得根据安培环路定理求得 H B L.十二、十二、nIHBlNn NBSN ISlNNSlNIL2lSV VnL2（一般情况可用下式测量自感一般情况可用下式测量自感）（1）VCntISlNtILL22dddd （2）29十三十三、解：（、解：（1）已知平玻片的长度）已知平玻片的长度L =10cm，金属丝的，金属丝的直径直径d =0.045cm，空气劈尖的折射率，空气劈尖的折射率n =1。设平玻片上。设平玻片上出现明条纹的数目为出现明条纹的数目为

25、N，明纹之间的距离为，明纹之间的距离为L，则，则 2 NLLd tan条条140010438. 6105 . 42252 dN（2）相邻两暗纹与相邻两明纹之间距离）相邻两暗纹与相邻两明纹之间距离l是相等的，则是相等的，则mm071. 014001010 NLl十四十四、解：由劈尖干涉条件可知：、解：由劈尖干涉条件可知： dLl2sin2 ddN22 30 71 t )n（十六十六、解：由于、解：由于 m10061581105000717610 .nt RkrkRrkk)5(5 十五十五、解：、解：okkARrr54605225 102 Rrkk31 kdk sin,)3(max求求9,10,

26、1sin,2maxmax kdk取取 ，缺级缺级84 条明纹条明纹共共，只能看到只能看到1597653210 2, 1, 0,sin)1( kkd 光栅方程光栅方程2 . 0sin, 22 kmmd321062 . 02sin2 mmammdad33105 . 1,106, 4)2( mmb3105 . 4 十七、解：十七、解：320000306090)3( 0012060,732. 1tan) 1 (inni002028330cos21)2(III 折射光线与玻璃平面的夹角为折射光线与玻璃平面的夹角为60600 0。 十八十八、解：、解：十九、解十九、解 ( (1) )rad10342.12

27、2.150 D （2 2）焦平面上分辨最小距离：焦平面上分辨最小距离：mm10349. 230 fl每毫米能分辨线数：每毫米能分辨线数：mm/8 .4251条条 lN 33)2(cos223 II202cos2II 220223sincos21sinIII2sin81203II 若若 在在 间变化间变化， 如何变化如何变化？203I0,23, ,2, 03I8,47,45,43,403II 0I1I3p2p1p2I3I2p3p1p二十、解：34二一、解二一、解（1 1）MeV02. 1MeV51. 020 kEEE（2 2）200 EEmm 2211c （3 3）m/s106 . 223118

28、2 cc 202220EcPEEEEkcEEEPkk)2(0 eUEk A108 . 1)1060. 1()1051. 021051. 0(1051. 01031063. 6)2()2(421966683400 EeUeUhcEEEhcPhkk 35二二、解二二、解（1 1）kc 2022011kmcmm 201kmm （2 2）0mkm 202ckmmcE )1(202020202 kcmcmckmcmmcEk )2()1(100220 kmmpkmcm12 kkc 120 kcmp36二三、解：二三、解：（1 1）根据动能定理，电子在电场中加速后）根据动能定理，电子在电场中加速后具有动能具有动能 MeV10 AEk 1112220202ccmcmmcEk ccmEck9988. 0111220 6 .2051. 0101120200 cmEcmEmmkkkEcmEEE 2002mcE （2 2）37二四、解二四、解：太阳每秒钟所发出的总能量为：太阳每秒钟所发出的总能量为 242)(DTDTEWB 在地球表面上，受太阳垂直照射处，每平方米的面积上在地球表面上，受太阳垂直照射处，每平方米的面积上每秒钟所得到的辐射能为每秒钟所得到的辐射能为232242W/m1058. 144 dDTd