大学物理综合测试(17-19)

1、大学物理综合测试（十二）一、选择题：（共21分）1.（本题3分）有一接地的金属球，用一弹簧吊起，金属球原来不带电，若在它的下方放置一电量为q的点电荷，则（A）只有当q0时，金属球才下移。（B）只有当qE0，两者方向相同。（B）E=E0，两者方向相同。（C）EE0，两者方向相同。（D）EE0，两者方向相反。 （ ）3.（本题3分）电流I由长直导线l沿垂直bc边方向经a点流入一电阻均匀分布的正三角形金属线框，再由b点cb方向流出，经长直导线2反回电源（如图所示）。若载流导线1、2和三角形框在框中心O点产生的磁感应强度分别用、和表示，则O点的磁感应强度大小（A）B=0，因为B1=B2=B3=0.（B

2、）B=0，因为虽然但。（C），因为虽然B3=0，B1=0，但。（D），因为虽然但。 （ ）4.（本题3分）图示一测定水平方向匀强磁场的磁感应强度B（方向见图）的实验装置。位于竖直面内且横边水平的矩形线框是一个多匝的线圈。线框挂在天平的右盘下，框的下端横边位于待测磁场中，线框没有通电时，将天平调节平衡；通电后，由于磁场对线框的作用力而破坏了天平的平衡，须在天平左盘中加砝码m才能使天平重新平衡。若待测磁场的磁感应强度增为原来的3倍，而通过线圈的电流减为原来的，磁场和电流方向保持不变，则要使天平重新平衡，其左盘中加的砝码质量应为（A）6m （B）3m/2 （C）2m/3（D）m/6 （E）9m/2

3、（ ）5.（本题3分）如图，导体棒AB在均匀磁场B中绕通过C点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO转动（角速度与同方向），BC的长度为棒长的。则（A）A点比B点电势高。（B）A点与B点电势相等。（C）A点比B点电势低。（D）有稳恒电流从A点流向B点。 （ ）6.（本题3分）在圆柱形空间内有一磁感应强度为的均匀磁场，如图所示。的大小以速率dB/dt变化。在磁场中有A、B两点，其间可放直导线和弯曲的导线，则（A）电动势只在导线中产生。（B）电动势只在导线中产生。（C）电动势在和中都产生，且两者大小相等。（D）导线中的电动势小于导线中的电动势。 （ ）7.（本题3分）波长的光沿X轴正向传播，若光的波长的

4、不确定量，则利用不确定关系式可得光子的x坐标的不确定量至少为（A）25cm （B）50cm（C）250cm （D）500cm （ ）二、填空题：（共34分）1.（本题3分）如图所示，在宽度为d的导体薄片上有电流I沿此导体长度方向流过，电流在导体宽度方向均匀分布。导体外在导体片中线附近处的磁感应强度B的大小为 。2.（本题5分）图中A1A2的距离为0.1m，A1端有一电子，其初速度v=1.0107ms-1，若它所处的空间为均匀磁场，它在磁场力作用下沿圆形轨道运动到A2端，则磁场各点的磁感应强度B= ， 的方向为 ，电子通过这段路程所需时间t= 。（电子me=9.1110-31kg，电子电荷e=1

5、.6010-19C）3.（本题5分）一导线被弯成如图所示形状，acb为半径为R的四分之三圆弧，直线段Oa长为R。若此导线放在均强磁场B中，B的方向垂直图面向内。导线以角速度在图面内绕O点匀速转动，则此导线中的动生电动势= ，电势最高的点是 。4.（本题5分）面积为S的平面线圈置于磁感应强度为B的均匀磁场中，若线圈以匀角速度绕位于线圈平面内且垂直于B方向的固定轴旋转，在时刻t=0时B与线圈平面垂直，则任意时刻t时通过线圈的磁通量 ，线圈中的感应电动势 。若均匀磁场B是由通有电流I的线圈所产生，且B=kI（k为常量），则旋转线圈相对于产生磁场的线圈最大互感系数为 。5.（本题3分）无限长密绕直螺线

6、管通以电流I，内部充满均匀、各向同性的磁介质，磁导率为，管上单位长度绕有n匝导线，则管内部的磁感应强度为 ，内部的磁能密度为 。6.（本题3分）反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为， ， ， 。 试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的。将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处。（1）变化的磁场一定伴随有电场； 。（2）磁感应线是无头无尾的； 。（3）电荷总伴随有电场。 。7.（本题5分）图示为一圆柱体的横截面，圆柱体内有一均匀电场E，其方向垂直纸面向内，E的大小随时间t线性增加，P为柱体内与轴线相距为r的一点则（1）P点的位移电流密度的方向为 。（2）P点感生

7、磁场的方向为 。8.（本题5分）设大量氢原子处于n=4的激发态，它们跃迁时发射出一簇光谱线。这簇光谱线最多可能有 条，其中最短的波长是 （普朗克常量h=6.6310-34Js）三、计算题：（共45分）1.（本题10分）电量q均匀分布在长为2l的细杆上，求杆的中垂线上与杆中心距离为a的P点的电势（设无穷远处为电势零点）。2.（本题10分）一空气平行板电容器，两极板面积均为S，板间距离为d（d远小于极板线度），在两极板间平行地插入一面积也是S、厚度为t(UBUC，若在B点放一负电荷，则该电荷在电场力作用下将向 点运动。8.（本题3分）动量算符 ；角动量算符= ；= 。8*.（本题3分）一铁芯上绕有

8、线圈N匝，已知铁芯中磁通量与时间的关系为，则线圈中的感应电动势为 。三、计算题：（共40分）1.（本题10分）计算如图所示的平面载流线圈ABCDEFA在P点产生的磁感应强度，设线圈中的电流强度为I.2.（本题10分）一对同轴无限长直空心薄壁圆筒，电流I沿内筒流去，沿外筒流回，已知同轴空心圆筒单位长度的自感系数为L=,（1）求同轴空心圆筒内外半径之比。（2）若电流随时间变化，即,求圆筒单位长度产生的感应电动势。3.（本题5分）一螺绕环单位长度上的线圈匝数为n=10匝/cm.环心材料的磁导率，求电流强度I为多大时，线圈中磁场的能量密度w=1J/m3?()4.（本题10分 ）当氢原子从某初始状态跃迁到激发能（从基态到激发态所需的能量）为的状态时，发射出光子的波长是，试求该初始状态的能量和主量子数。（普朗克常量h=6.6310-34Js,1eV=1.6010-19J）5.（本题5分）一粒子在下列势场中运动其中（1）在右图中绘出势能分布曲线。（2）建立定态薛定谔方