21春《数学物理方法》离线作业1辅导答案59

1、21春数学物理方法离线作业1辅导答案1. 一台幻灯机，放映屏幕面积为4m2，要求光照度为50lx，幻灯片面积为20cm2；假定物镜的相对孔径为1/2；系统的透过率一台幻灯机，放映屏幕面积为4m2，要求光照度为50lx，幻灯片面积为20cm2；假定物镜的相对孔径为1/2；系统的透过率K=0.5。试求光源的光亮度L。L=101.86×104cd/m2。2. 中国著名学者祖冲之编制了太初历，完成了对中国历法的第二次大改革。( )中国著名学者祖冲之编制了太初历，完成了对中国历法的第二次大改革。( )参考答案：错3. 一直流变电站将电压为500kV的直流电通过两条截面不计的平行输电线输向远方，

2、已知两输电导线间单位长度的电容一直流变电站将电压为500kV的直流电通过两条截面不计的平行输电线输向远方，已知两输电导线间单位长度的电容为3.0×10-11F·m-1若导线间的静电力与安培力正好抵消，求：按题意单位长度导线所受的安培力和静电力平衡，即    FE=FB        因为    所以    而    由式得$输出功率为  N=IU=2.25×109W 4. 若氢原子内电子沿圆形轨道绕原子核旋转，轨道半径为5.29

3、5;10-11m，求：若氢原子内电子沿圆形轨道绕原子核旋转，轨道半径为5.29×10-11m，求：根据库仑定律，电子和原子核之间的库仑力为        电子和原子核之间的万有引力为        电子和原子核之间的库仑力与万有引力之比    可见，在原子内，电子与原子核之间的库仑力远比万有引力大，因此在处理电子与原子核之间的相互作用时，只需考虑静电力，万有引力可以忽略不计。$电子沿圆形轨道绕原子核旋转作匀速率圆周运动，所需向心力为库仑力    解得  

4、 v=2.19·106m/S 5. 某高聚物熔体以1×106Pa的压力差通过直径为2mm，长度为8mm的毛细管时的流率为0.05cm3/s，在同样的温度下，以5×1某高聚物熔体以1×106Pa的压力差通过直径为2mm，长度为8mm的毛细管时的流率为0.05cm3/s，在同样的温度下，以5×106Pa的压力差试验时，流率为0.5cm3/s，问该熔体在毛细管中是牛顿型流动还是非牛顿型流动?试求其流变参数。0.699，3191。6. 远点在眼前30cm处的人看远物时应戴什么眼镜?近点在眼前200cm处的人阅读时应戴什么眼镜?远点在眼前30c

5、m处的人看远物时应戴什么眼镜?近点在眼前200cm处的人阅读时应戴什么眼镜?远点在眼前30cm处的人d远=30cm=0.30m，看远物u=眼镜的焦度        近点在眼前200cm处的人d近=200cm=2.00m，阅读d=25cm=0.25m.眼镜的焦度        答远点在眼前30cm处的人是近视眼，看远物时应戴-333度的眼镜，近点在眼前200cm处的人是远视眼，阅读时应戴350度的眼镜 7. 切向加速度的投影a为负的含义是什么?有人说：“某时刻a0，说明该时刻质点的运动是减速的”。你认为切向加速度的投

6、影a为负的含义是什么?有人说：“某时刻a0，说明该时刻质点的运动是减速的”。你认为这种说法对吗?如何判断质点作曲线运动是加速的还是减速的?正确答案：加速度a沿切线的投影a为负的含义是a的方向与所选自然坐标的正向相反因此a为负是减速的说法是不对的。若加速度与速度之间的夹角是钝角是减速的；反之则是加速的。也可以用矢量点乘来表示：若a.v=|a|.|v|cos=av0是减速的a.v=|a|.|v|cos=av0是加速的。注意用自然坐标系时av是代数量在此v=v.并不代表v的大小。加速度a沿切线的投影a为负的含义是a的方向与所选自然坐标的正向相反,因此a为负是减速的说法是不对的。若加速度与速度之间的夹

7、角是钝角,是减速的；反之,则是加速的。也可以用矢量点乘来表示：若a.v=|a|.|v|cos=av0是减速的,a.v=|a|.|v|cos=av0是加速的。注意,用自然坐标系时a,v是代数量,在此v=v.并不代表v的大小。8. 下列估测合理的是（）A成年人正常步行的速度约为4.0km/hB使人感到舒适的温度约为37C台灯正常工作时的电下列估测合理的是（）A成年人正常步行的速度约为4.0 km/hB使人感到舒适的温度约为37C台灯正常工作时的电流约为2AD中学生走路时对地面的压强为5×104 PaA、人正常步行时的速度在1.1m/s=1.1×3.6km/h

8、4km/h此估测合理；B、人体正常体温在37左右，感觉舒适是温度在23左右此估测不合理；C、台灯的额定功率不大于40W，正常工作时通过的电流不大于I=PU=40W220V0.18A此估测不合理；D、中学生的体重在500N左右，站立时双脚与地面的接触面积大约500cm2=0.05m2，对水平地面的压强为p=FS=500N0.05m2=104Pa此估测不合理故选A9. 下列关于0的水和0的冰的说法正确的是（）A0的冰比0的水冷B0的冰和0的水温度一样高C0的水比0的冰下列关于0的水和0的冰的说法正确的是（）A0的冰比0的水冷B0的冰和0的水温度一样高C0的水比0的冰温度高D条件不足，无法比较已知水

9、的温度和冰的温度都是0，虽然它们的状态不同，但冷热程度相同故选B10. 试说明偏振光干涉装置中偏振片P1、P2和双折射晶片C各元件的作用，为什么缺少任一元件就观察不到干试说明偏振光干涉装置中偏振片P1、P2和双折射晶片C各元件的作用，为什么缺少任一元件就观察不到干涉效应?正确答案：自然光经过偏振片P1成为线偏振光再经过双折射镜片C分解成为两束线偏振光振动频率相同但振动方向不同。两束光经过P2在P2偏振化方向上相干叠加因此三元件缺一不可。自然光经过偏振片P1成为线偏振光,再经过双折射镜片C分解成为两束线偏振光,振动频率相同,但振动方向不同。两束光经过P2,在P2偏振化方向上相干叠加,因此三元件缺

10、一不可。11. 试证明，显微镜出射光瞳直径D&39;由下式决定： 即D&39;正比于数值孔径N.A.=nsinu0，反比于视角放大率M.(s试证明，显微镜出射光瞳直径D'由下式决定：    即D'正比于数值孔径N.A.=nsinu0，反比于视角放大率M.(s0=25cm，是明视距离)如图1-40所示，显微镜的特点是f'O，fE，小物位于FO点附近齐明点时对物镜来说满足阿贝正弦条件，中间像落在FE点附近，出射光瞳在F'E点附近        据此，由横向放大率公式得 &

11、#160;          再由显微镜的视角放大率    |M|=s0/f'OE    得    fE=s0/f'O|M|        又有    D=2(+f'O)tanu'02(+f'O)sinu'0    再由阿贝正弦条件    nysinu0=n'y'sinu'0    和物镜的横向放

12、大率        得            将式，代入式得        =2s0nsinu0/|M|    由此可见，出瞳孔径与放大率成反比显微镜倍率越高，则出瞳越小，以致小于眼瞳此时对眼睛来说，其有效入瞳口径就由显微镜的出瞳口径限制，从而降低了眼睛的相对孔径，使像场变暗 12. 小明同学站在平面镜前1m处，镜中的像与他相距_m；如果一个物体能吸收所有色光，则该物体呈现_色小明同学站在平面镜前1m处，镜中的像与他相距_m；如果一个物

13、体能吸收所有色光，则该物体呈现_色由于平面镜所成的像与物到镜的距离相等，物到镜的距离是1m，所以像到镜的距离也应是1m，则镜中的像与他相距1m+1m=2m如果一个物体能吸收所有色光，所有色光都不反射，则该物体呈现黑色；故答案为：2；黑13. 物体与平面镜平行放置，若物体距镜面1.5m，该物体长0.8m，则像距物体_m，像长为_m当物体远离平面镜，物体与平面镜平行放置，若物体距镜面1.5m，该物体长0.8m，则像距物体_m，像长为_m当物体远离平面镜，它的像的大小_（变大、变小、不变）（1）物体距镜面1.5m，因为像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等，所以像距物体为1.5m+1.5m=3m；

14、（2）因为像与物体等大，所以像长等于物体长，即0.8m；（3）平面镜所成的像与物体大小相同，当物体远离平面镜，它的像大小不变故答案为：3；0.8；不变14. 一物经凸透镜在光屏上成一倒立等大的实像，则物、像之间的距离为 A、2倍焦距 B、4倍焦距 C、大于4倍焦距 D、小一物经凸透镜在光屏上成一倒立等大的实像，则物、像之间的距离为    A、2倍焦距B、4倍焦距C、大于4倍焦距D、小于4倍焦距B15. 正弦光栅在自身所在平面内平移或转动时，对夫琅禾费衍射场或透镜后焦面上的衍射斑有什么影响?正弦光栅在自身所在平面内平移或转动时，对夫琅禾费衍射场或透镜后焦面

15、上的衍射斑有什么影响?正弦光栅平移时，其夫琅禾费衍射场不变，即透镜后焦面上的衍射斑不动正弦光栅转动时，后焦面上的零级斑不动，其余衍射斑绕零级斑与正弦光栅同步转动16. 由于聚合物具有黏弹性，其力学行为与以下哪些因素密切相关：( ) (A)温度 (B)时间 (C)外力大小 (D)都有关由于聚合物具有黏弹性，其力学行为与以下哪些因素密切相关：(  )  (A)温度  (B)时间  (C)外力大小  (D)都有关D17. 邻苯二甲酸二乙酯的质谱出现mz149基峰是否合理?试解释。邻苯二甲酸二乙酯的质谱

16、出现mz149基峰是否合理?试解释。正确答案：合理。rn合理。18. 下列有关光现象的说法中，不正确是（）A在暗室里，蓝布在红光的照射下看上去是黑色B汽车在夜间行驶时，应关下列有关光现象的说法中，不正确是（）A在暗室里，蓝布在红光的照射下看上去是黑色B汽车在夜间行驶时，应关闭驾驶室里的电灯C城市高大建筑物的玻璃幕墙，会产生很强的反射光，造成光污染D阳光下，微风吹拂的河面，波光粼粼，这是一种镜面反射A、正确，蓝布只反射蓝光，红光照上不反射，所以是黑色；B、正确，如果驾驶室内有灯光，室内的物体就可以在窗户玻璃上成像，影响司机的视线；C、正确，城市高大建筑物的玻璃幕墙，能产生强烈的镜面反射，造成光污

17、染；D、错误，阳光下，微风吹拂的河面，波光粼粼，这是一种漫反射；故选D19. 根据麦克斯韦方程组，可以得出结论：电磁场的传播速度为光速。( )根据麦克斯韦方程组，可以得出结论：电磁场的传播速度为光速。( )正确答案：20. 光的_现象说明光的波动性，光的_现象说明光是横波。光的_现象说明光的波动性，光的_现象说明光是横波。干涉，$衍射、偏振21. 两个相同的电阻R，并联后接在电动势为E的电源上，通过一个电阻的电流为I。若将这两个电阻串联，仍接在该电源上，两个相同的电阻R，并联后接在电动势为E的电源上，通过一个电阻的电流为I。若将这两个电阻串联，仍接在该电源上，此时通过一个电阻的电流仍为I，则电

18、源的内阻是  (  )  A0.5R  BR    C2R                    D4RA22. 一聚苯乙烯试样的甲苯溶液25时的第二维利系数为219(cm3·mol)/g2。聚合物溶液的比体积为0.91cm3/g。求相互作一聚苯乙烯试样的甲苯溶液25时

19、的第二维利系数为219(cm3·mol)/g2。聚合物溶液的比体积为0.91cm3/g。求相互作用参数1。根据稀溶液密度近似于溶剂密度可求出溶剂摩尔体积V178×0.9171.0cm3/mol将相关数据代入下式计算即可     23. 在一个导体球壳内放一个电荷量为Q(Q0)的点电荷，用E表示球壳外任一点的电场强度，则 ( ) A当Q在球壳中央在一个导体球壳内放一个电荷量为Q(Q0)的点电荷，用E表示球壳外任一点的电场强度，则  (  )  A当Q在球壳中央时，E=0  &#

20、160;   B不论Q在球壳内何处，E一定为零  C只有当Q在球心且球壳接地时，E=0 D只要球壳接地，不论Q在球壳内何处，E一定为零D24. 证明A=(y2+2xz2)i+(2xyz)J+(2x2zy+2z)k为有势场，并求其势函数证明A=(y2+2xz2)i+(2xyz)J+(2x2zy+2z)k为有势场，并求其势函数正确答案：由A的雅可比矩阵rnrn得rot A=(-1)-(-1)f+(4xz-4xz)j+(2y-2y)k=0rn故A为有势场rn 一般说来有势场的势函数可用如下公式来计算rnrn此外它还可以用不定积分的方法来求出

21、为了说明这种方rn法下面就用它来求本例的势函数v：rn 因势函数v满足A=-grad v即有rn vx=-y2-2xz2 vy=-2xy+zvz=-2x2z+y-2z (1)rn将第一个方程对x积分得rn v=-xy2-x2z2+(yz) (2)rn其中(yz)暂时是任意的为了确定它将上式对y求导得rn vy=-2xy+"y(yz)rn与(1)式中第二个方程比较知"y(yz)=zrn于是 (yz)=yz+(z)rn代入(2)式得rn v=-xy2-x2z2+yz+(z) (3)rn其中(z)也是暂时任意的为了确定它将上式对z求导得rn v2=-2x2z+y+"(z

22、)rn与(1)式中第三个方程比较即知"(z)=-2zrn故 (z)=-z2+Crn代入(3)式即得所求之势函数rn v=-xy2-x2z2+yz-z2+C由A的雅可比矩阵得rotA=(-1)-(-1)f+(4xz-4xz)j+(2y-2y)k=0,故A为有势场一般说来,有势场的势函数,可用如下公式来计算此外,它还可以用不定积分的方法来求出,为了说明这种方法,下面就用它来求本例的势函数v：因势函数v满足A=-gradv,即有vx=-y2-2xz2,vy=-2xy+z,vz=-2x2z+y-2z(1)将第一个方程对x积分,得v=-xy2-x2z2+(y,z),(2)其中(y,z)暂时是任

23、意的,为了确定它,将上式对y求导,得vy=-2xy+"y(y,z),与(1)式中第二个方程比较,知"y(y,z)=z,于是(y,z)=yz+(z)代入(2)式,得v=-xy2-x2z2+yz+(z),(3)其中(z)也是暂时任意的为了确定它,将上式对z求导,得v2=-2x2z+y+"(z)与(1)式中第三个方程比较,即知"(z)=-2z,故(z)=-z2+C代入(3)式即得所求之势函数v=-xy2-x2z2+yz-z2+C25. 在探究凸透镜成像规律的实验中：（1）某同学依次把点燃的蜡烛、透镜、光屏放在光具座上。但是在实验中无论怎样移在探究凸透镜成像规律

24、的实验中：（1）某同学依次把点燃的蜡烛、透镜、光屏放在光具座上。但是在实验中无论怎样移动光屏都找不到清晰的像，请你帮他们找出可能的原因。（写出2个可能原因）（2）有2个实验小组分别进行了4次操作，并把实验数据准确记录在下面表格中。请分析以下数据，你能得到什么结论？（写出2个结论） 第一小组第二小组12341234凸透镜焦距/cm1414141416161616物距/cm4030201240302012像距/cm222647 273480 像的正、倒倒立倒立倒立正立倒立倒立倒立正立像的大、小缩小较小放大放大缩小较小放大放大像的虚、实实像实像实像虚像实像实像实像虚像&

25、#160;（3）凸透镜的折光能力可能与什么因素有关？请你就此问题作出猜想并通过分析表中数据说明理由。（1）蜡烛、透镜、光屏不在同一高度；蜡烛在凸透镜的一倍焦距以内(或焦点上)；像的位置在光具座以外等。（2）物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像；物距在二倍焦距和一倍焦距之间，成倒立、放大的实像；物距小于焦距，成正立、放大的实像；凸透镜成实像时，物距减小，像距变大，像变大；焦距不同的凸透镜成实像时，物距相同，焦距越长（短），像距越大（小）；1倍焦距外成实像，1倍焦距内成虚像；实像都是倒立的、虚像都是正立的等。（3）透镜的折光能力与透镜的焦距有关。原因是焦距不同的凸透镜成实像时，物距相同时，焦距越长

26、，像距越大，说明凸透镜的焦距越长（短），折光本领越弱（强）。略26. 现有两个16mm电影摄影机镜头，其焦距和相对孔径数据如下： 1)f=1000mm，D/f=110。 2)f=10现有两个16mm电影摄影机镜头，其焦距和相对孔径数据如下： 1)f=1000mm，D/f=110。 2)f=10mm，D/f=12。 而其片框尺寸104mm×75mm是固定不变的。试求： 1)这两个物镜的物方视场角2。 2)当物体离开摄影物镜10m时，这两个物镜的垂轴放大率分别各等于多少? 3)摄影师拍远距离特写“镜头”时，用长焦距镜头还是用短焦距镜头? 4)摄影师拍全景时，用长焦距镜头还是用短焦距镜头?

27、 5)为什么现在的照相机上除了标准镜头(又称常摄镜头，即经常拍摄的镜头)还要配置长焦距和短焦距镜头?正确答案：27. 用一根穿过空管的轻绳系一质量为m的小球，一只手竖直拿着管子，另一只手拉着绳子，这时甩动小球，使小球以恒定用一根穿过空管的轻绳系一质量为m的小球，一只手竖直拿着管子，另一只手拉着绳子，这时甩动小球，使小球以恒定速率在水平面上做圆周运动，当半径为r1时，角速度变为1；把绳子抽短，使小球的轨道半径缩小到r2，角速度变为2。2和1的关系应是  (  )  A  B  C 

28、60;DA28. 把一段通电直导线放在匀强磁场中，导线与磁场方向_时，导线受到的安培力最大；当导线与磁场方向_时，把一段通电直导线放在匀强磁场中，导线与磁场方向_时，导线受到的安培力最大；当导线与磁场方向_时，导线受到的安培力为零。垂直，$平行29. 有一板式传热器，热流体进口温度80、出口温度50，冷流体进口温度10、出口温度30，则顺流布置时有一板式传热器，热流体进口温度80、出口温度50，冷流体进口温度10、出口温度30，则顺流布置时和逆流布置时的对数平均温差分别为多少?( )A.45.0，45.0B.42.5，40.0C.44.8，39.9D.39.9，44.8参考答案：D30. 真空

29、中沿z方向传播的均匀平面电磁波的电场强度复矢量E=E0ejkz，式中E0=ErjEi，且Er=2Ei=b,b为实常数，又Er在真空中沿z方向传播的均匀平面电磁波的电场强度复矢量E=E0e-jkz，式中E0=Er+jEi，且Er=2Ei=b,b为实常数，又Er在x方向，Ei与x轴正方向的夹角为60°。试求电场强度和磁场强度的瞬时值，并说明波的极化31. 什么是过冷、过热现象?它们分别对应于范德瓦耳斯等温线中的哪一段?为什么把过饱和蒸气称作过冷蒸气?什么是过冷、过热现象?它们分别对应于范德瓦耳斯等温线中的哪一段?为什么把过饱和蒸气称作过冷蒸气?若在p-T相图中的液态区域内出现了气态，则这

30、种气体称为过冷蒸气例如，在图6-17中，在液相区域中压强为p，温度为T1的A点的气体就是过冷蒸气考虑到如下因素才把它称为过冷的：因为饱和蒸气压p所对应的平衡温度为T0(如图中B点所示，而图中通过B点的曲线称为饱和蒸气压曲线)，由于T1T0，所以称这样的蒸气是过冷的        相反，若在p-T图中气相区域内出现了液体状态(如图中的C点)，则这样的液体称为过热液体因为这时液体的温度T2大于压强p所对应的沸腾温度T0，所以称它为过热液体    范德瓦耳斯方程中出现波折的部分就有过冷、过热现象发生，如图6-18(a)所示图中H-a-b-c

31、-d-e-f为某一条范德瓦耳斯等温线，水平虚线段a-c-e是气液共存区中既等温也等压的变化曲线，它也是在实际过程中的气液变化曲线，该直线可由麦克斯韦等面积法则(即图中两个填充有细点的区域面积相等)而求得e-d线段表示的状态称为过冷蒸气它是过冷蒸气的原因如下：f-e-d是一条光滑的连续曲线，所以e-d与f-e一样也应该是气体但是把图6-18(a)表示的p-V图与图6-18(b)表示的p-T对应起来看，(a)图中H-a-b-c-d-e-f的等温线与(b)图中的从f到H的竖直直线段相对应(b)图中的曲线A-B-C-0是饱和蒸气压曲线，它对应于p-V图中所有的气液共存区p-T图饱和蒸气压曲线的左边应该

32、是液体状态，饱和蒸气压曲线的右边应该是气体状态而图(a)中的a，c，e诸点在(b)图中全部缩为一个点(现在称它为c点)，该点正是f-H直线与饱和蒸气压曲线的交点注意到在(b)图中的d点位于液体区域中，但它却是气体而d点的温度T0比它所处的压强对应的气液共存状态(即B点)的温度TB要低(T0TB)所以d点的蒸气称为过冷蒸气而d点的压强要大于T0温度时的饱和蒸气压，故d点的气体也称为过饱和蒸气        另外，在(a)图中H-a-b也是一条光滑曲线，H-a是液体，则a-b也是液体但是b点在p-T图(b)中的对应点(图中也称它为b点)在f-H直线上，它位于

33、气态区域中由于(b)图中的b点的温度T0大于在(b)图中的饱和蒸气压曲线上的C点的温度Tb(注意：c点的压强和(a)图中b点的压强相等)，所以把b点的液体称为过热液体 32. 假设太阳表面温度为5800K，太阳半径为6.96×108m如果认为太阳的辐射是稳定的，求太阳在1年内由于辐射，它的质假设太阳表面温度为5800K，太阳半径为6.96×108m如果认为太阳的辐射是稳定的，求太阳在1年内由于辐射，它的质量减小了多少?已知：太阳表面积S=4R2，t=365×24×3600 s，则    E总=·T4·s·

34、t=1.23×1034J    由E=mc2得   33. 设u=u(x，t)是问题 的解，其中常数b0 该问题的能量定义为 证明：E&39;(t)0(t0)，由此证明初边值问题设u=u(x，t)是问题    的解，其中常数b0 该问题的能量定义为    证明：E'(t)0(t0)，由此证明初边值问题  (9.2.4)  的解，如果存在，则必唯一，并且关于初始数据和非齐次项是稳定的因为，u(0，t)=u(L，t)=0，所

35、以ut(0,t)=ut(L，t)=0    (1)利用分部积分，直接计算得                        (2)要证明唯一性，只需证明当h=(x)=(x)=p(t)=q(t)=0时，问题(9.2.4)只有零解利用u(x，0)=0知ux(x，0)=0 因为E'(t)0，所以，对任意t0，有    0E(t)E(0)=，    这蕴涵了对任意t0，有    ut=ux0

36、60;  所以u(x，t)常数由初始条件u(x，0)=0，得u(x，t)0这就证明了解的唯一性    (3)要证明解关于初始数据和非齐次项是稳定的，我们考虑初边值问题    (9.2.5)    类似于(1)，得            利用Young不等式    我们得到                (9.2.6)    记，则   &

37、#160;        这表明        (9.2.7)    因此，对任意固定T1和0(适当小)，若    ，    则从式(9.2.6)式(9.2：7)得    ，    证毕 34. 已知聚异丁烯溶解在苯中，该溶液的温度为24。(1) 在温度时，聚异丁烯苯溶液中第二维利系数A2及扩张因子a的已知聚异丁烯溶解在苯中，该溶液的温度为24。(1) 在温度时，聚异丁烯苯溶液中第二维利系数A2及扩张因子a的数值各是

38、多少?(2) 比较40的聚异丁烯溶液中的第二维利系数A2及a的数值有何变化?(1) 在温度时，聚异丁烯苯溶液中第二维利系数A2及KM，其中扩张因子a的数值各是A20，1。(2) 第二维利系数A2可作为高分子链段与链段之间以及高分子链段与溶剂分子之间相互作用的一种量度，它与溶剂化作用和高分子在溶液中的形态有密切的关系。40高于该溶液的口温度为24，由于溶剂化作用，相当于在高分子链的外面套了一层溶剂分子组成的套管，它使卷曲的高分子链伸展。温度愈高，溶剂化作用愈强，相当于套管愈厚，高分子链也愈伸展，A20，1。35. 半径R、质量m的均匀细圆环上均匀地带有电量q0，在环的中央垂直轴上固定两个电量同为

39、Q0的点电荷，它们分居环半径R、质量m的均匀细圆环上均匀地带有电量q0，在环的中央垂直轴上固定两个电量同为Q0的点电荷，它们分居环的两侧，与环心的距离同为L，环静止地处于力平衡状态。将环可能发生的运动限制为沿着中央垂直轴的平动。  (1)判断环所处平衡位置的稳定性；  (2)对于稳定平衡，若在其平衡位置附近的小振动是简谐振动，试求振动周期T。(1)环心位于图中的x=0点时，环处于平衡状态。环心位于x时，环的电势能为        为判定x=0平衡位置的稳定性，先计算Ep对x的一阶、二阶导数，结果如下：  

40、          据式，有    X=0时，dEp/dx=0，  为平衡位置。    将x=0代入式，有        可得下述结论：    时，d2Ep/dx20，x=0为稳定平衡位置，    时，d2Ep/x20，x=0为不稳定平衡位置，    时，d2Ep/x2=0，x=0点平衡位置的稳定性待分析。    对于  ，即情况下x=0平衡位置的稳定性，可以从环所受

41、力Fx=-dEp/dx的分析进行讨论。结合式，有            设环心相对x=0位置偏离小量x，取泰勒展开到第4项，再保留到x3项，有            这是一个回复性力，因此，      x=0点仍是稳定平衡位置。    (2)时，稳定平衡x=0位置附近的力Fx虽是回复性的，但不是线性的，形    成的小振动不是简谐振动。    时，稳定平衡x=0位置附近的力Fx可近似为

42、               略去x2高阶小量，可得        这是一个线性回复力，环在x=0稳定平衡位置附近的小振动是简谐振动，角频率和周期分别为    =2KQq(2L2-R2)/(R2+L2)5/2m1/2，    T=2/=2(R2+L2)5/2m/KQq(2L2-R2)1/2 36. 用久了的白炽灯泡会变暗（电压不变），请你根据平时的观察，利用学过的知识，回答灯泡变暗的两条原因用久了的白炽灯泡会变暗（电压不变），请你根据平

43、时的观察，利用学过的知识，回答灯泡变暗的两条原因灯丝升华变细，电阻变大，功率变小灯泡亮度由灯泡的实际功率决定，所以灯泡变暗灯丝升华后，钨蒸气凝华到灯泡内壁上使灯泡内壁变黑，减小了透光性所以灯泡变暗37. 工业上常用( )表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为( )。工业上常用( )表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为( )。正确答案：分离因子；固有分离因子分离因子；固有分离因子38. 一变压器铁芯是由硅钢片制成的，它的截面积为8cm2，磁路的平均长度为31.4cm，硅钢片铁芯的r值为3000，初级线圈一变压器铁芯是由硅钢片制成的，它的截面积为8cm2，磁路的平均长度为31.4cm，硅钢片铁芯的r值为3000，初级线圈通有电流，磁通势为100A试求通过变压器铁芯截面的磁通是多大因为磁阻  且    所以 39. 电荷间力和万有引力都是平方反比率，因此它们完全相同。( )电荷间力和万有引力都是平方反比率，因此它们完全相同。( )正确答案：×40. 图6-13为三组热机械曲线，是结构和相对分子质量不同的同一聚合物，在恒定外力作用下得到的。试讨论这三组曲线图6-13为三组热机械曲线，是结构和相对分子质量不同的同一聚合物，在恒定外力作用下得到的。试讨论这三组曲线各属于什么结构?