大学物理B2期末复习题定稿答桉.docx
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大学物理B2期末复习题定稿答桉
第十一章稳衡电流的磁场
一、填空题
2.通过磁场中任意闭合曲面的磁通量等于。
(答案:
0)
3.载流长直密绕螺线管,轴线方向单位长度n匝线圈,通有电流I,根据安培环路定理,管内中部任意点的磁感应强度大小为。
(答案:
μ0nI)
4.截面半径为R的长直圆柱筒导体,电流I沿轴向在圆柱筒表面均匀流动。
设P点到圆柱筒轴线距离为r,当r>R时,P点的磁感应强度大小为,而当r<R时,P点的磁感应强度的大小为。
(答案:
、0)
5.电量为q,质量为m的带电粒子,以初速度v0进入磁感应强度为B的均匀磁场,当v0与B之间夹角为θ时,且磁场范围是足够大,那么该带电粒子将在磁场中作螺旋运动,其轨道半径为;螺距为。
(答案:
、)
6.一载流导线弯成如图所示的形状,其中圆弧部分为半径等于R的半圆周,通过电流为I,则圆心处磁感应强度的大小为,方向为。
(答案:
、垂直纸面向里)
7.一载有电流I的导线在平面内的形状如图所示,则O点的磁感应强度大小为,方向为。
(答案:
、垂直纸面向外)
8.两条相距为d的无限长直载流导线,电流分别为I1和I2,每条导线单位长度受到的安培力大小为,当电流方向一致时,两导线相互(填相拆、相吸、无作用)。
(答案:
、相吸)
二、选择题
1.距离一无限长载流导线r处,有一个垂直导线以v速度运动的电子,则该电子的受力大小为()(答案:
B)
A.;B.;C.;D.
2.如图所示的载流导线在圆心O处产生的磁感应强度B的大小为()(答案:
D)
A.;B.;C.;D.
3.一无限长载流导线,旁有一与它共面的矩形线圈,尺寸及位置如图所示,则穿过线圈的磁通量大小为()(答案:
C)
A.;B.;C.;D.
4.螺绕环的平均半径为R,线圈总匝数为N,当线圈中通以电流I,螺绕环内的磁感应强度B的大小为()(答案:
D)
A.;B.;C.;D.
三、简算题
2.一半径为R的无限长圆柱体,载有电流I,求磁感应强度在空间的分布。
(5分)
答案:
……2分;(r (r>R)……1分 3.二无限长载流直导线与一矩形框架位于同一平面,如图所示,已知a=b=c=10cm,L=10m,I=100A,求通过此杠架的磁通量。 (5分) 答案: ,B方向相同向里……2分 Wb3分 4.一根长直导线载有电流I1,矩形回路载有电流I2并与长直导线在同一平面,如图所示。 求长直导线电流的磁场作用在回路上的合力大小和方向。 (5分) 答案: ,……2分; ,,, ,方向垂直直导线向右→……3分 四、计算题 1.同轴电缆由两同心导体组成,内导体半径为R1,外导体是一半径为R2的导体圆筒,导体内的电流等量反向,如图所示,求: (1)各区的B的分布; (2)图中阴影部分磁通量。 (10分) 答案: (1)……3分 r ……2分 R1 ……1分 r>R2: B3=0……1分 (2)……3分 2.一条无限长的直导线,弯成如图所示形状,已知电流为I,半径为R1、R2,则圆心O点的磁感应强度B的大小和方向如何。 (10分) 答案: ……3分 方向向外, ,方向向里; 方向向里;……5分 向外为正……2分 3.一无限长载流直导线,在离它1cm处产生的磁感应强度是1.0⨯10-4T,若直导线旁另有一载流I2=10A的导线,如图所示,求: (1)无限长载流直导线的电流; (2)直导线旁载流10A的导线所受的力的大小及方向。 (10分) 答案: (1),……4分;I=5A……1分 (2) ,=1.099⨯10-5N ……4分,方向向上……1分 4.矩形截面的螺绕环,如图所示,通有电流I,线圈总匝数为N。 求: (1)环内磁感应强度B的分布; (2)通过螺绕环截面的磁通量。 (10分) 答案: (1),……6分 (2)……4分 6.半径为R厚度可忽略的薄圆盘均匀带电,电荷面密度为σ,其轴线通过盘心垂直盘面且以角速度ω匀速转动,求圆盘中心O处的磁感应强度值。 (10分) 答案: 等效圆电流: ……3分 圆心处磁感应强度: ……3分 ……4分 第十三章电磁感应 一.计算题 1.(10分)在一长通电直导线附近有一矩形线圈,矩形线圈与直导线在同一平面内,线圈以速率匀速向右运动,求当线圈运动到图示位置,即AE边与直导线间距为d时,线圈中的感应电动势大小和方向。 已知AC=DE=a,CD=EA=b, 解: 在线圈运动过程中,只有EA、DC两边切割磁力线产生感应电动势。 EA边产生的感应电动大小为,方向为EA方向(3分)。 DC边产生的感应电动大小为 ,方向为DC方向(3分)。 线圈中感应电动势大小为,方向为顺时针方向。 (4分) 2.(10分)有一长密绕的直螺线管,长度为,横截面积为S,线圈的总匝数为N,管中介质的磁导率为u,试求其自感系数。 解: 设直螺线管通电流为I,管内的磁场可以看成是均匀的。 (2分) 磁通链为(4分) 由自感系数定义得自感系数(4分) 3.(本题10分)在一长通电直导线附近有一矩形线圈,矩形线圈与直导线在同一平面内,设直导线中的电流为I,且,如图所示,AE边与直导线间距为d,求: (1)线圈中任一时刻感应电动势的表达式; (2)初始时刻线圈中感应电动势的大小和方向。 (已知AC=DE=a,CD=EA=b,) 解: (1)由安培环路定理知: (2分) 矩形线圈中的磁通量为(2分) 由法拉第电磁感应定律得(2分) (2)将t=0代入上式,得(2分),方向为逆时针方向。 (2分) 4.(本题10分)在长为D横截面积为S的长螺线管上绕有N匝线圈,求: (1)线圈的自感系数; (2)若在线圈中通以电流,线圈中自感电动势的大小。 解: (1)设线圈中的电流为I,则长螺线管内部的磁感应强度为(2分) N匝线圈总磁通量为(2分) 则线圈的自感系数为(3分) (2)线圈中自感电动势(伏)(3分) 5.(本题10分)如图所示,金属杆AB以匀速率v平行于长直导线移动,此导线通有电流I,求; (1)杆中感应电动势的大小; (2)杆的哪端电势高? 解: (1)在AB杆上取一小段,其所在处的磁感应强度为 (2分) 则(3分) 电动势为(3分) (2)杆的A端电势高。 (2分) 6.有两根相距为a的无限长平行直导线,它们通以大小相等方向相同的电流,且电流均以的变化率变化。 若有一矩形线圈ACDE与两导线处于同一平面内,且AC=DE=a,CD=EA=b,如图所示,求线圈中感应电动势的大小和方向。 解: 矩形线圈的磁通量为 (4分) 由法拉第电磁感应定律得 (4分) 方向: AEDCA(2分) 二.选择题 1.如图所示,一长直导线与一矩形线圈处在同一平面内,线圈的宽为b长为a,直导线与矩形线圈的一侧平行,且相距也为b,则直导线对矩形线圈的互感系数为()。 (A);(B);(C)0;(D)。 答案: B 2.如图所示,一直角三角形线圈在均匀磁场中绕其一直角边匀速转动,设,则线圈中感应电动势的大小为()。 (A);(B);(C)0;(D)。 答: C 3.如图所示,把一半径为R的半圆形导线OP置于磁感强度为的均匀磁场中,当导线OP以匀速率V向右运动时,导线中感应电动势大小为() (A),P点电势高。 (B),O点电势高。 (C)无法确定。 (D)0。 答: : A 4.如图所示,一根长度为2L的金属棒,在磁感应强度为的均匀磁场中,绕它的 一端以角速度ω匀速转动,则棒中感应电动势的大小为() (A)。 (B)。 (C)。 (D)。 答: A 5.一自感系数为L的线圈,通以电流I时,磁场能量为W,当电流增大到2I时,磁场能量变为() (A)2W;(B)4W;(C)W;(D)3W 答: B 三、填空题 1.动生电动势的实质是。 答: 洛伦兹力提供非静电力。 2.线圈的自感系数与、、、有关。 答: 线圈的形状、大小、匝数、周围的磁介质 3.感生电动势的实质是。 答: 感生电场力提供非静电力。 4.两线圈的互感系数与、、、、有关。 答: 线圈的形状、大小、匝数、相对位置、周围的磁介质 5.矩形线圈ABCD,AB=a,BC=b,放在均匀变化的磁场中 (如图所示),若dB/dt=k(大于0),则线圈中感应电动势的大小为,方向为。 答: Kab,ADCBA方向。 第十五章光学 (一)光的干涉 一.填空题 1.两光源发出的光波产生相干的必要条件是: 两光源要满足(A) A.频率相同,振动方向相同,相位差恒定. B.频率相同,振幅相同,相位差恒定. C.发出的光波传播方向相同,振动方向相同,振幅相同. D.发出的光波传播方向相同,频率相同,相位差恒定. 2.用一定波长的单色光进行杨氏双缝干涉实验时,欲使观察屏幕上的干涉条纹间距变大,可采用的方法有 (1)减小双缝间距; (2)增大缝与屏之间距离. 3.在双缝干涉实验中,光的波长为600nm,双缝间距为2mm,双缝与屏幕的间距为300mm,在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为.() 4.在空气中做双缝干涉实验时,屏幕E上的P处为明条纹,若将缝S2盖掉,并在S1、S2连线的垂直平分面上放置一平面反射镜M,其它条件不变,如图所示,则此时(B) A.P点处仍为明纹. B.P点处为暗纹. C.P点处位于明、暗条纹之间. D.屏幕E上无干涉条纹. 5.在双缝干涉实验中,若单色光源S到两缝S1、S2距离相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O处.现将线光源S向下移动到S‘位置,如图所示,则(B) A.中央明条纹向下移动,且条纹间距不变. B.中央明条纹向上移动,且条纹间距不变. C.中央明条纹向下移动,且条纹间距增大. D.中央明条纹向上移动,且条纹间距增大. 6.两束相干光相遇时,干涉加强和减弱的条件取决于相位差,当满足相位差为π的偶数倍条件时干涉加强,满足相位差为π的奇数倍条件时干涉减弱. 7.在双缝干涉实验的第三级明条纹处,两束相干光(波长为λ)的光程差为,相位差为. 8.如图所示,假设有两个同相的相干点光源S1和S2,发出波长为λ的光,A是它们连线的中垂线上的一点,若在S1与A之间插入厚度为e,折射率为n的薄玻璃片,则两光源发出的光在A点的相位差Δφ=,若已知λ=500.0nm,n=1.5,A点恰为第四级明纹中心,则e=nm. , 9.在空气中用波长为λ的单色光进行双缝干涉实验时,观察到干涉条纹相邻明条纹的间距为1.33mm,把实验装置放在水中时(水的折射率n=1.33)则相邻明条纹的间距变为1.0mm. 10.在相同的时间内,一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中(C) A.传播的路程相等,光程相等. B.传播的路程相等,光程不相等. C.传播的路程不相等,光程相等. D.传播的路程不相等,光程不相等. (), () 14.由两透明板构成劈形空气膜,若用单色光垂直入射,在上表面可观察到明、暗相间的干涉条纹.当板发生下列变化,如图所示: (1)θ角减小,条纹间距将变疏; (2)OP板向下平移,则条纹将向O点方向(棱边)移动. 15.两块平面玻璃之间形成一个空气劈尖,如果用钠黄光(λ=589nm)垂直照射,测得相邻两个明纹之间距离l=0.20mm,则劈尖夹角为() 16.透镜曲率半径R为已知的牛顿装置,测得第k暗环半径为rk,第k+5暗环半径为rk+5,问使用的单色光的波长为. 18.把一平凸透镜放在平玻璃上构成牛顿环装置.当平凸透镜慢慢地向上平移时,由反射光形成的牛顿环将(B) A.向中心收缩,条纹间隔变小.B.向中心收缩,环心呈明暗交替变化. C.向外扩张,条
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