大学物理(下)(B)1及答案

03B

一、填空题（每空2分，共40分）

1.一载流导线，弯成图示形状，电流由无限远处流来,

乂流向无限远处。则在圆心处O点的磁感应强度大

小为（1）,方向为（2）o

2.如图，一矩形线圈面积为0.2nR沿逆时针方向通有

电流I=10A,放在均匀磁场中，磁场的磁感应强度大

小为B=10T,方向水平向右。线圈法线方向与磁感应

强度B的夹角为0=60。，则穿过线圈平面的磁通量为

（3）Web,线圈在图示位置所受磁力矩的

大小为（4）N•m。

3.一通电流I=kt（k>0）的长直螺线管长为/,截面积为S,密绕N匝线圈，则任意时刻管内

的磁感应强度大小为（5）,自感电动势的大小为（6）；

4.写出表明稳恒电流的磁场是无源场的数学表达式（7）,写出表明稳恒电流的

磁场是有旋场的数学表达式（8）；

5.真空中，一电磁波的波动方程如下：=B°C04f—,B-

则该电磁波的传播方向为（9）,电矢量的振幅为（10）0

6.宽度为0.02mm的单缝，后面透镜的焦距为1m,波长为500nm的单色平行光垂直入射,

则中央明纹的角宽度为（11）rad,第二级暗纹到中央明纹中心的距离

X2=（12）mmo

7.两平行放置的偏振片，透光光轴之间的夹角为3（）0,强度为I。的自然光通过第一、二偏

振片后的光强分别为（13）、（14）o

8.金属钠的光电效应的红限波长为660nm,则电子的逸出功为（15）eV；若用波

长为550nm的绿光照射，则光电子的遏止电压UF（16）V。

9.太阳的最大单色辐出度对应的波长入m，太阳可看作黑体，则太阳表面温度为

（17）；其辐射出射度E（T）=（18）。（斯忒藩常数为6维恩常数为b）。

10.静质量为m,半径为R的圆盘，若沿其一直径方向以速度0.6c（c为真空光速）相对地面

运动，则地面上测得其运动质量为（19），面积为（20）。

二、如图，均匀磁场B中有两根长分别为L和2L的金属细杆，OM垂直于ON,磁感应强

度B与OM、ON所在平面垂直。现杆以。点为轴以匀角速度8作逆时针转动。求：（1）两

杆中动生电动势大小；（2）M、N两点的电势差。

三、（10分）在一块平板玻璃B上，端正地放一半径R很大的柱面平凸透镜A,在A和B

间形成厚度很小的空气薄层，如图所示。当波长为500nm的单色平行光垂直地照射柱面平

凸透镜时，可以观察到在柱面上出现反射干涉条纹。（1）说明干涉条纹的主要特征；（2）若

空气层的最大厚度则最多可见多少条暗纹。

第三题图

四、（10分）每厘米有2（X）0条狭缝的光栅，其缝间不透光部分的宽度是透光缝宽的3倍。

以波长为500nm的单色平行光垂直入射到该光栅上，求；（1）光栅常数；（2）第一级主极

大明纹的衍射角：（3）最多可见的主极大明纹数？

五、（12分）（1）处于基态的氢原子中电子的动能是多大？（2）要使处于第一激发态的氢

原子发生电离，至少需要吸收频率多大的光子？（3）氢原子由上述第一激发态直接跃迁到

基态，发出光子的波长为多少？

六、（10分）一电子的动能和静能恰好相等，则（1）该电子的动质审和静质吊之比为多少？

（2）该鬼子的运动速率是多少？（3）该电子的物质波波长是多少？

七、（8分）在半径为R的圆筒区域内，有方向与

轴线平行的均匀磁场B,它与时间的关系为B=Kt,

其中K为大于零的常数。在圆筒内放一长为a的金

属棒AB,轴线到金属棒的垂直距离OC=b,如图所

示。求：

（1）金属棒中感生电动势的大小；

（2）金属棒哪一端电势高？

附物理常数：电子质量m°=9.11xH产千克，电子电量e=L6xl（严库仑,

普朗克常数h=6.63xl0-34焦耳.秒，真空光速c=3xlO8米.秒「

一、填空题（每空2分，共40分）

工3"。/

1.(1)（2）垂直纸面向里;

4成8R

2.(3)1；(4)10V3：

N

3.(5)40—Kt；(6)〃o---SK；

4.(7)JB-dS=0；(8)p.J/=A)£/

sL

5.(9)z轴正向；(10)CBo或

6.(11)0.05；(12)50：

7.(13)W2；(14)3I()/8；

8.(15)1.88；(16)0.38；

4

9.(17)b/Xm；(18)；a(b/Xm)

10.(19)5m/4或1.25m：(20)4HR2/5O

二、(10分)

MLI.]

(I)20M=j(vxB)di=jvBsinOcosadl==——cMZ?<。,M为低势端;

ooo2

NIL2L

同理：£恻=j(vx=jvBsinOcosadl=-coB^ldl=-2G)B£<0,N为低势端;

ooo

3,

(2)bU

MN=5M-心=£0M=Q①BL-

三、（10分）

（1）干涉图样特点：I.接触处为零级中央暗纹；II.中央暗纹两侧对称分布着明暗相间的平行

直条纹；in.条纹内疏外密。

⑵2d+.（2小1g

9

km=2d/X=2*0.1*107（500*10）=400

所以最多可见：2X400+1=801条暗纹。

四、(10分)

(1)(a+b)=l/n=l/(2000X102)=5*X10-6m=50000A=5X10'3mm

(2)(a+b)sin(pi=Z,(pi=V(a+b)=5000/50000=0.1rad

o

(3)(a+b)sin90=kmX,km=(a+b)/入=50000/5000=10在无限远,观察不到，故取km=9

缺级公式：k=±(a+b)k7a=±4kz,缺级：k=±4,±8。

所以共可见：2X9+1-4=15条明纹主极大。

五、(12分)

(1)EKI=|E1|=I3.6eV

,9-34l4

(2)/IV=|E2|,V=|E2|//J=3.4*1.6*10-/6.63*10=8.21X10Hz

348,9

(3)/iv=/ic/2=E2-El,A=hd[E2-E1)=6.63*10-*3*10/[1.6*10(-3.4+13.6I]

=122nm.

六、(10分)

(1)m/mo=E/Eo=(EK+Eo)/Eo=2

(2)/=1/-v2/c2=2,v=V3c/2=2.6*108m/s,

2

(3)E=Ek+Eo,E=P2c2+El

p=dEJEk+2EJ,辰q"

cJ/(马+2£。)

七、