大学物理部分习题公开课一等奖省优质课大赛获奖课件

往年试题1一平面线圈由半径为0.2m1/4圆弧和相互垂直二直线组成，通以电流2A，把它放在磁感应强度为0.5T均匀磁场中，求：(1)线圈平面与磁场垂直时（如图），圆弧AC段所受磁力。(2)线圈平面与磁场成60o角时，线圈所受磁力矩。解：(1)圆弧AC与线段AC受磁力相同OBACIFAC(2)方向如图所表示往年试题2如图所表示，一无限长载流平板宽度为a，线电流密度(即沿x方向单位长度上电流)为d，求与平板共面且距平板一边为b任意点P磁感应强度。解：dx电流在P点磁感应强度大小为bPaOdxdx方向为P点总磁感应强度大小为方向为往年试题3载有电流I长直导线附近，放一导体半圆环MeN与长直导线共面，且端点MN连线与长直导线垂直。半圆环半径为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大小和方向以及MN两端电压UM-UN。bNaOIMev解法一：用直导线联接MN，则回路电动势为零(因回路中磁通量不变)，所以半圆环与直径感应电动势相等，为Ox方向向左bNaOIMev解法二：Ox方向向左dlq往年试题4用波长为500nm(1nm=10-9m)单色光垂直照射到由两块光学平玻璃组成空气劈形膜上。在观察反射光干涉现象中，距劈形膜棱边l=1.56cmA处是从棱边算起第四条暗条纹中心。(1)求此空气劈形膜劈尖角q；(2)改用600nm单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光干涉条纹，A处是明条纹还是暗条纹？(3)在第(2)问情形从棱边到A处范围内共有几条明纹？几条暗纹？解：(1)qln1n1n0dAA(2)qln1n1n0dAA明纹(3)3条明纹3条暗纹往年试题5一束含有两种波长l1和l2平行光垂直照射到一衍射光栅上，测得波长l1第三级主极大衍射角和l2第四级主极大衍射角均为30o。已知l1=560nm(1nm=10-9m),试求：(1)光栅常数a+b；(2)波长l2解：(1)(2)往年试题6用波长l0=1Å光子做康普顿试验。(1)散射角f=90o康普顿散射波长是多少？(2)反冲电子取得动能有多大？(普朗克常量h=6.6310-34J.s，电子静止质量me=9.1110-31kg)解：(1)(2)往年试题7均匀磁场B方向垂直于半径为r圆形平面，今以圆周为边线作二分之一球面S,则经过S面磁通量大小为(A)(B)(C)0(D)无法确定量r

BS解：由高斯定理又选B往年试题8二分之一径为R单匝圆线圈，通以电流I，若将其弯成匝数N=2平面圆线圈，导线长度不变，并通以相同电流，则线圈中心磁感应强度和线圈磁矩分别是原来(A)4倍和1/8(B)4倍和1/2(C)2倍和1/4(D)2倍和1/2[B]解：(A)(B)(C)(D)[B]往年试题9真空中一根无限长直细导线上通电流I，则距导线垂直距离为a空间某点处磁能密度为解：(A)电动势只在AB导线中产生(B)电动势只在AB导线中产生(C)电动势只在AB和AB导线中都产生，且二者大小相等(D)AB导线中电动势小于AB导线中电动势.[D]往年试题10圆柱形空间内有一磁感应强度为B均匀磁场，如图所表示，B大小以速率dB/dt改变，在磁场中有A、B两点，其间可放直导线AB和弯曲导线AB，则OBAB解：往年试题11在双缝干涉试验中，光波长为600nm（1nm=10-9m），双缝间距为2mm，双缝与屏间距为300cm，在屏上形成干涉图样明条纹间距为解：(A)0.45mm(B)0.9mm(C)1.2mm(D)3.1mm[B](A)l/4(B)l/(4n)(C)l/2(D)l/(2n)[B]往年试题12一束波长为l单色光由空气垂直入射到折射率为n透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小厚度为解：(A)2(n-1)d(B)2nd(C)2(n-1)d+l/2(D)nd[A]往年试题13在迈克尔孙干涉仪一条光路中，放入一折射率为n，厚度为d透明薄片，放入后，这条光路光程改变了解：dl1l2往年试题14在单缝夫琅禾费衍射试验中波长为l单色光垂直入射到单缝上.在对应于衍射角为30o方向上，若单缝处波面可分成3个半波带，则缝宽度a等于(A)l(B)1.5l(C)2l(D)3l[D]解：往年试题15设用频率为n1和n2两种单色光，先后照射同一个金属均能产生光电效应.已知金属红限频率为n0，测得两次照射时遏止电压|Ua2|=2|Ua1|，则这两种单色光频率有以下关系：(A)n2=n1-n0

(B)n2=n1+n0(C)n2=2n1-n0(D)n2=n1-2n0[C]解：往年试题16二分之一径为r=10cm细导线圆环，流过强度I=3A电流，那么细环中心磁感应强度B=

。[真空中磁导率m0=4px

10-7T.m/A]解：往年试题17两个带电粒子，以相同速度垂直磁感应线飞入匀强磁场，它们质量之比是1:4，电荷之比是1:2，它们所受磁场力之比是

，运动轨迹半径之比是

。解：往年试题18用导线制成二分之一径为r=10cm闭合圆形线圈，其电阻R=10Ω，均匀磁场垂直于线圈平面，欲使电路中有一稳定感应电流i=0.01A，B改变率应为dB/dt=

。解：往年试题19一自感线圈中，电流强度在0.002s内均匀地由10A增加到12A，此过程中线圈内自感电动势为400V，则线圈自感系数L为

。解：往年试题20如图所表示，假设有两个同相相干点光源S1和S2，发出波长为l光。A是它们连线中垂线上一点。若在S1与A之间插入厚度为e、折射率为n薄玻璃片，则两光源发出光在Ａ点位相差：Df=

。若已知l＝500nm，n＝1.5，A点恰为第四级明纹中心，则

e＝

nm。（1nm=10-9m）S1S2

e

nA解：

e往年试题21两个偏振片叠放在一起，强度为I0自然光垂直入射其上，若经过两个偏振片后光强为I0/8，则这两个偏振片偏振化方向间夹角（取锐角）是

，若在这两片之间再插入一片偏振片，其偏振化方向与前后两片偏振化方向夹角（取锐角）相等，则经过三个偏振片后透射光强度为

。解：往年试题22一束自然光从空气投射到玻璃表面上（空气折射率为1），当折射角为30o时，反射光是完全偏振光，则此玻璃板折射率等于

。解：求圆心O点如图，OI习题8-3在真空中，电流由长直导线（1）沿底边ac方向经a点流入电阻均匀正三角形线框，再由b点沿平行底边ac方向流出，经长直导线（2）返回电源（如图示）。如三角形边长为l，求三角形中心O处磁感应强度。IIabcO（1）（2）习题8-4宽为a长直薄金属板，处于xoy平面内，设板通以电流I，电流均匀分布，则P点大小为A）B）C）D）aIbPxyo习题8-6在半径为R无限长半圆柱形金属薄片中自下而上通以电流I（如图示）。求圆柱轴线上一点磁感应强度。IP.习题8-11将半径为R无限长导体圆柱面沿轴向割去一宽为无限长狭缝后，再沿轴向均匀通以电流，电流面密度为i（如图示），则轴线上一点大小为

。iRh解：将圆柱面分成宽为dl无限长电流，则直径两端电流产生磁感应强度相互抵消，只有宽为h无限长狭缝对面电流产生磁感应强度未抵消，为其中I为无限长狭缝对面电流，等于电流面密度i乘以截面面积（本题为圆柱面，乘以弧长h）习题8-12一内外半径分别为a和b均匀带电薄圆环，绕经过环心并与环平面垂直轴以角速度w旋转。设圆环带电量为Q，求环心处大小。a

bwdr(A)(B)(C)(D)习题8-13均匀磁场B方向与半径为r圆形平面法线n夹角为a（如图），今以圆周为边线作二分之一球面S,S与圆形平面组成封闭曲面。则经过S面磁通量为r

αnBS解：由高斯定理又习题8-14如图示载流导线，电流I由a点进入圆形导线，又从b点流出，则o点磁感应强度大小为

，方向为

。oRIIab解：1.a点左侧流入电流在o点磁感应强度为0；2.圆环电流在o点磁感应强度为0，因为ab间电压相同，且导线均匀（电阻率处处相同），则电流I2I1方向相反，相互抵消。3.b点流出电流在o点磁感应强度为方向为垂直纸面向外。习题8-15半径为R均匀带电半圆弧，带电量为Q，以角速度ω绕轴OO′转动（如图），求O点B。OO′Rω习题8-18一长为L均匀带电为Q细杆以速度v沿X轴正向运动，当细杆运动至与Y轴重合位置时，细杆下端点与坐标原点相距为a（如图示）。求O点B。LavOXY解：(为Z方向单位矢量)指向负Z方向，即垂直纸面向内1.如图所表示，AB、CD为长直导线,BC弧为圆心在o点一段圆弧形导线，其半径为R.若通以电流I,求o点磁感应强度。方向：垂直纸面向内。2.两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：

(对于环路a)；

(对于环路b)；

(对于环路c)。习题8-21一矩形截面空心环形螺线管，尺寸如图示，其上缠有N匝线圈，通以电流I。试求：（1）环内距轴线为r处磁感应强度；（2）经过螺线管截面磁通量。解：1.习题8-27

载有电流I2直角三角形线框，与长直电流I1共面（如图示）。试求I1磁场对线框三个边作用力大小及方向。I2I1abABCθ习题8-28在同一平面内三条无限长导线依次等距排列，分别载有电流1A，2A和3A。则导线(1)与导线(2)受力之比F1:F2为

(A)7:16(B)5:8(C)7:8(D)5:41A2A3A(1)(2)(3)解：习题8-29如图示载流为I金属导体置于匀强磁场B中，则金属上表面将积累

电荷。上、下哪个表面电势高

。IB习题8-30半径为R薄圆盘均匀带电Q，以角速度w绕圆盘轴线转动，圆盘放在均匀磁场B中（如图示），试求：（1）圆盘磁矩；（2）圆盘所受磁力矩。BωRQ

α解：习题8-33

一长直螺线管每厘米长度上绕有10匝导线，当导线中电流为2A时，测得管内铁磁质中磁感应强度为1T。求管内磁场强度H为多少？此时管内铁磁质相对磁导率是多少？

解：习题8-34

如图所表示，一带电粒子带电，在均匀磁场中由a运动到b，途中c点有一电场，由此判断磁场和电场方向为（A）垂直向里，指向右端；（B）垂直向里，指向左端（C）垂直向外，指向右端（D）垂直向外，指向左端。acb解：习题8-36

无限长圆柱形导线外包一层相对磁导率为mr圆筒形磁介质。导线半径为R1，介质圆筒外半径为R2，导线内通以电流I（在截面上均匀分布）。试求以下区域内磁场强度和磁感应强度分布：（1）；（2）；（3）测验11.无限长载流直导线弯成相互垂直折线如图，电流为I，距离为a，则R点和S点磁感应强度大小为和。2.均匀带电圆盘，电量为q，半径R，以角速度w绕轴线匀速旋转。则圆心处磁感应强度大小为，圆盘磁矩大小为。qR3.一无限长直螺线管，导线匝密度为n，电流为I，管内均匀充满磁导率m磁介质。则管内磁感应强度和磁场强度大小为和。

下模（一）一.2无限长直载流导线与正三角形载流导线共面，长直导线不动，则载流三角形线圈将（）A)向着长直导线平移B)离开长直导线平移C)转动D)不动

解：I1I2Oxx1F1F2F3I1I2Oxx1F1F2F3选A，向着长直导线平移解法二：F2和F3协力可用等效直电流（图中红色）受力代替，因磁场不均匀，且磁场向右降低，所以F2和F3协力小于红线所在处等效电流受力，所以，三角形线圈左移。习题9-3

两相互平行无限长直导线载有大小相等方向相反电流，长度为b金属杆CD与导线共面且垂直，相对位置如图所表示,CD杆以速度v平行直线电流运动，求CD杆中感应电动势，并判断C、D两端哪端电势较高.解：xo由C指向DD点电势高（接到外电路后，电流由D流向C。）习题9-4

半径为a无限长密绕螺线管，单位长度上匝数为n，通以交变电流i=Imsinwt，则围在管外同轴圆形回路（半径为r）上感生电动势为

。习题9-5如图所表示一矩形线圈匀速进入图示均匀磁场区域,然后又平移出磁场另一端,则符合此过程电流对时间曲线是

.(要求,顺时针电流为正,进入磁场前瞬间计时)

IIII(A)(B)(C)tttt0000(D)×××××××××××××××习题9-9两根相互平行无限长直导线相距为d，载有大小相等方向相反电流I，电流改变率dI/dt=a>0。一个边长为d正方形线圈位于导线平面内与一根导线相距d如图所表示。求线圈中感应电动势，并说明线圈中感应电流是顺时针还是逆时针方向。

dddI解：要求逆时针为线圈中感应电动势正向，即回路积分方向也为逆时针，对应地回路包围面元法向为垂直纸面向外。

OxdddIOx因ei<0，其指向与要求正向相反，为顺时针，则其中感应电流也为顺时针。习题9-11已知圆环式螺线管自感系数为L,若将该螺线管锯成两个半环式螺线管,则两个半环螺线管自感系数A）都等于L/2B)有一个大于L/2,另一个小于L/2C）都大于L/2D)都小于L/2[]解：习题9-14在一个中空圆柱面上紧密地绕有两个完全相同线圈aa’,bb’（如图）。已知每个线圈自感系数都等于0.05H。若ab两端相接，a’,b’接入电路，则整个线圈自感L=

；若ab’两端相接，a’,b接入电路，则整个线圈自感L=

；若ab两端相接，a’,b’相接，再以此两端接入电路，则整个线圈自感L=

。

aba’b’解：习题9-20如图，平板电容器（忽略边缘效应）充电时，沿环路磁场强度H环流中，必有L2,L1（A）（B）（C）（D）L2L1解：习题9-21两线圈自感系数分别为L1和L2它们互感应系数为M,当两线圈串联时,试证它等效自感系数为L=L1+L2±2M,其中正负号分别对应图中所表示两种连接情况。(a)(b)证：(a)线圈截面法向与电流成右螺旋关系，线圈中磁场经过本身回路磁通量为正，经过另一个线圈磁通量也为正。(b)线圈中磁场经过另一个线圈磁通量也为负。书本P438习题9-33amgNfB解：amgNfB习题12-2

真空中波长为λ单色光，在折射率为n均匀透明媒质中，从A点沿某一路径传输到B点，路径长度为l。A、B两点光振动位相差记为Df，则：A）；B）；C）；D）。[]解：习题12-3

在双缝干涉试验中，单色光源S0到两缝S1和S2距离分别为l1和l2，而且l1-l2=3l，l为入射光波长，双缝之间距离为d，双缝到屏幕距离为D，如图。求：1）零级明纹到屏幕中央O点距离；2）相邻明条纹间距离。解：S2l2DS1OS0l1P1)设P点为零级明纹位置，则有l1+l3

=l2+l4,所以时这两条光线光程差为零。l3l4dq由书上公式：有：即，距离2)相邻明纹间距：习题12-9用波长为500nm(1nm=10-9m)单色光垂直照射到由两块光学平玻璃组成空气劈形膜上。在观察反射光干涉现象中，距劈形膜棱边l=1.56cmA处是从棱边算起第四条暗条纹中心。(1)求此空气劈形膜劈尖角q；(2)改用600nm单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光干涉条纹，A处是明条纹还是暗条纹？(3)在第(2)问情形从棱边到A处范围内共有几条明纹？几条暗纹？解：(1)qln1n1n0dAA(2)qln1n1n0dAA明纹(3)3条明纹3条暗纹习题12-15

在牛顿环装置平凸透镜和平玻璃板之间充满折射率n=1.33透明液体（设平凸透镜和平玻璃板折射率都大于1.33）。凸透镜曲率半径为300cm，波长λ=6500Å平行单色光垂直照射到牛顿环装置上，凸透镜顶部刚好与平玻璃板接触，求1）从中心向外数第十个明环所在处液体厚度e10；2）第十个明环半径r10。解：1)rRe2)习题12-17

将一个沿光路方向长度为L透明密闭容器，置于迈克尔逊干涉仪