大学物理B习题册答案

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大学物理稳恒磁场习题及答案 (1)

衡水学院理工科专业《大学物理B 》稳恒磁场习题解答一、填空题（每空1分）1、电流密度矢量的定义式为：dI j n dS ⊥=v v，单位是：安培每平方米（A/m 2）。

2、真空中有一载有稳恒电流I 的细线圈，则通过包围该线圈的封闭曲面S 的磁通量? = 0 ．若通过S 面上某面元d Sv的元磁通为d ?，而线圈中的电流增加为2I 时,通过同一面元的元磁通为d ?＇，则d ?∶d ?＇= 1:2 。

3、一弯曲的载流导线在同一平面内，形状如图1(O 点是半径为R 1和R 2的两个半圆弧的共同圆心，电流自无穷远来到无穷远去)，则O 点磁感强度的大小是2020100444R IR IR IB πμμμ-+=。

4、一磁场的磁感强度为k c j b i a B ϖϖϖϖ++= (SI)，则通过一半径为R ，开口向z 轴正方向的半球壳表面的磁通量的大小为πR 2c Wb 。

5、如图2所示通有电流I 的两根长直导线旁绕有三种环路；在每种情况下，等于：对环路a ：d B l ⋅⎰v v Ñ=____μ0I __；对环路b ：d B l ⋅⎰vv Ñ=___0____；对环路c ：d B l ⋅⎰v v Ñ =__2μ0I __。

6、两个带电粒子，以相同的速度垂直磁感线飞入匀强磁场，它们的质量之比是1∶4，电荷之比是1∶2，它们所受的磁场力之比是___1∶2__，运动轨迹半径之比是_____1∶2_____。

二、单项选择题（每小题2分）（ B ）1、均匀磁场的磁感强度B v垂直于半径为r 的圆面．今以该圆周为边线，作一半球面S ，则通过S 面的磁通量的大小为A. 2?r 2BB.??r 2BC. 0D. 无法确定的量（ C ）2、有一个圆形回路1及一个正方形回路2，圆直径和正方形的边长相等，二者中通有大小相等的电流，它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为A. B. C. D.（ D ）3、如图3所示，电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路，汇合于b 点．若ca 、bd 都沿环的径向，则在环形分路的环心处的磁感强度A. 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内B. 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外C ．方向在环形分路所在平面内，且指向aD ．为零（ D ）4、在真空中有一根半径为R 的半圆形细导线，流过的电流为I ，则圆心处的磁感强度为A.R 140πμ B. R120πμ C ．0 D ．R140μ （ C ）5、如图4，边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电荷均为q 的点电荷．此正方形以角速度??绕AC 轴旋转时，在中心O 点产生的磁感强度大小为B 1；此正方形同样以角速度??绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时，在O 点产生的磁感强度的大小为B 2，则B 1与B 2间的关系为A. B 1 = B 2B. B 1 = 2B 2 C ．B 1 =21B 2 D ．B 1 = B 2 /4 （ B ）6、有一半径为R 的单匝圆线圈，通以电流I ，若将该导线弯成匝数N = 2的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的 (A) 4倍和1/8． (B) 4倍和1/2． (C) 2倍和1/4． (D) 2倍和1/2．三、判断题（每小题1分，请在括号里打上√或×）（ × ）1、电源的电动势是将负电荷从电源的负极通过电源内部移到电源正极时，非静电力作的功。

《大学物理》考试试卷B及答案解析

2015—2016学年第一学期考试试卷（B ）《大学物理》考试试卷B 及答案解析注意事项：1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。

2. 请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。

3. 不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。

4. 满分100分，考试时间为120分钟。

班级学号姓名_________________1.质点在写x 轴上作简谐振动，振幅为A ，0=t 时质点在A 23-处，向平衡位置运动，则质点振动的初相位为（ C ）（Ａ）6π；（Ｂ）π65；（Ｃ）π67；（Ｄ）π611。

2.在下面几种说法中，正确的说法是( C )。

(A)波源不动时，波源的振动周期与波动的周期在数值上是不同的； (B)波源振动的速度与波速相同；(C)在波传播方向上的任一质点振动相位总是比波源的相位滞后； (D)在波传播方向上的任一质点的振动相位总是比波源的相位超前。

3.来自不同光源的两束白光，例如两束手电筒光照射在同一区域内，是不能产生干涉图样的，这是由于（ C ）（A ）白光是由不同波长的光构成的（B ）两光源发出不同强度的光（C ）两个光源是独立的，不是相干光源（D ）不同波长的光速是不同的 4.对于定量的理想气体，可能发生的过程是（ A ）（A) 等压压缩，温度降低 (B) 等温吸热，体积不变（C ）等容升温，放出热量（D ）绝热压缩，内能不变5.两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过，现当其中一偏振片慢慢转动270°时，透射光强度发生的变化为（ B ）（A ）光强不变（B ）光强先增加，后减小，再增加；（C ）光强单调增加；（D ）光强先增加，后又减小至零；6.臭氧3O 是氧气2O 的同素异形体，在常温常压下，它是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，稳定性较差，可自行分解为氧气：2332O O =，若分解过程温度不变，则内能增加了多少（ B ）（A ） 0 （B ）25% （C ）50% (D)66.7%7.一单色平行光束垂直照射在宽度为0.8mm 的单缝上，缝后放一焦距为1.2m 的会聚透镜。

大学物理B1复习资料(含答案)

质点运动学选择题[ ]1、某质点作直线运动的运动学方程为x ＝6+3t -5t 3 (SI)，则质点作A 、匀加速直线运动，加速度沿x 轴正方向．B 、匀加速直线运动，加速度沿x 轴负方向．C 、变加速直线运动，加速度沿x 轴正方向．D 、变加速直线运动，加速度沿x 轴负方向．[ ]2、某物体的运动规律为2v dv k t dt=-，式中的k 为大于零的常量．当0=t 时，初速v 0，则速度v 与时间t 的函数关系是A 、0221v kt v +=B 、0221v kt v +-= C 、021211v kt v +=, D 、02211v kt v +-= [ ]3、质点作半径为R 的变速圆周运动时的加速度大小为(v 表示任一时刻质点的速率)A 、dt dvB 、Rv 2C 、R v dt dv 2+D 、 242)(Rv dt dv + [ ]4、关于曲线运动叙述错误的是 A 、圆周运动的加速度都指向圆心B 、圆周运动的速率和角速度之间的关系是ωr v =C 、质点作曲线运动时，某点的速度方向就是沿该点曲线的切线方向D 、速度的方向一定与运动轨迹相切[ ]5、以r 表示质点的位失， ∆S 表示在∆t 的时间所通过的路程，质点在∆t时间平均速度的大小为A 、t S ∆∆;B 、t r ∆∆C 、t r∆∆ ; D 、t r∆∆1-5：DCDAC （第二题答案C 已改为正确的）填空题6、已知质点的运动方程为26(34)r t i t j =++ (SI)，则该质点的轨道方程为2)4(32-=y x ；s t 4=时速度的大小?9482=+与x 轴夹角为arctan(1/16)。

7、在xy 平面有一运动质点，其运动学方程为：j t i t r 5sin 105cos 10+=（SI ），则t 时刻其速度=v j t i t5cos 505sin 50+-；其切向加速度的大小t a 0；该质点运动的轨迹是10022=+y x 。

大学物理B习题及答案

(A) 67 J． (B) 17 J． (C) 67 J． (D) 91 J． 4、速度为 v 的子弹，打穿一块不动的木板后速度变为零，设木板对子弹的阻力是恒定的．那么，
当子弹射入木板的深度等于其厚度的一半时，子弹的速度是［］
(A) 1 v ． 4
(B) 1v ． (C) 1 v ．
3
2
(D) 1 v ． 2
。
2、一质点沿半径为 R 的圆周运动，运动方程为 3 2t2 (SI)，则 t 时刻质点的法向加速度大小
为 an =____________；切向加速度 at =______________。
-1-
3、质点沿 x 轴方向运动，速度与时间的关系为 v 3 t(m / s) ，如果初始时刻质点在 x 4m 处，
(D) 变加速直线运动，加速度沿 x 轴负方向．
3、已知质点的位矢与时间的变化关系为
r
(2t
3)i
t2
j
（SI），当
t=1s
时，速度与加速度的大
小分别为［］
(A) 2 2m / s ， 2m / s2
(B) 2 2m / s ，0
(C) 2 2m / s ，1m / s2
(D) 2m / s ， 2m / s2
1 2
kx 2
1 2
(m1
m2 )2 2
(1) (3)
联立(1) (2) (3)，可解得 m1 与 m2 碰后速度
2
m1 m1
2gh m2
弹簧所受的最大压力： F kx m1
2 ghk m1 m2
第三章刚体的转动
一、选择题 1、一轻绳跨过一具有水平光滑轴质量为 M 的定滑轮，绳的两端分别悬 m1 ， m2 的物体（ m1 m2 ），轻绳不可伸缩且与滑轮间无相对滑动，若

(完整版)《大学物理》习题册题目及答案第2单元动量守恒定律

第2单元动量守恒定律序号学号姓名专业、班级一选择题[ B ]1. 力i F t 12=(SI)作用在质量m ＝2 kg 的物体上，使物体由原点从静止开始运动，则它在3秒末的动量应为：(A) －54i kg ⋅m ⋅s -1(B) 54i kg ⋅m ⋅s -1(C) －27i kg ⋅m ⋅s -1 (D) 27i kg ⋅m ⋅s-1[ C ]2. 如图所示，圆锥摆的摆球质量为m ，速率为v ，圆半径为R ，当摆球在轨道上运动半周时，摆球所受重力冲量的大小为：(A) mv 2 (B)()()22/2v R mg mv π+(C)vRmgπ (D) 0[ A ]3 .粒子B 的质量是粒子A 的质量的4倍。

开始时粒子A 的速度为()j i ϖϖ43+，粒子B 的速度为(j i ϖϖ72-)。

由于两者的相互作用，粒子A 的速度为()j i ϖϖ47-，此时粒子B 的速度等于：(A) j i 5- (B) j i ϖϖ72- (C) 0 (D) j i ϖϖ35-[ C ]4. 水平冰面上以一定速度向东行驶的炮车，向东南（斜向上）方向发射一炮弹，对于炮车和炮弹这一系统，在此过程中（忽略冰面摩擦及空气阻力）（A ）总动量守恒（B ）总动量在炮身前进的方向上的分量守恒，其它方向动量不守恒 (C) 总动量在水平面上任意方向的分量守恒，竖直方向分量不守恒（D ）动量在任何方向的分量均不守恒二填空题1. 一颗子弹在枪筒里前进时所受的合力大小为t F 31044005⨯-=(SI)，子弹从枪口射出的速率为3001s m -⋅。

假设子弹离开枪口时合力刚好为零，则(1) 子弹走完枪筒全长所用的时间 t ＝ 0.003 s ,(2) 子弹在枪筒中所受的冲量 I ＝ s N 6.0⋅ ， (3) 子弹的质量 m ＝ 2 ×10-3 kg 。

2. 质量m 为10kg 的木箱放在地面上，在水平拉力F 的作用下由静止开始沿直线运动，其拉力随时间的变化关系如图所示。

大学物理b习题含答案

大学物理B2习题（一、电磁学部分1、如图所示，真空中一长为L 的均匀带电细直杆，总电荷为q ，试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d 的P 点的电场强度和电势．2、一半径为R 的均匀带电半圆环，电荷线密度为λ，求换新处O 点的电场强度和电势。

3、实验证明，地球表面上方电场不为0，晴天大气电场的平均场强约为120V/m ，方向向下，这意味着地球表面上有多少过剩电荷？试以每平方厘米的额外电子数表示。

（526.6410/cm ⨯个）解设想地球表面为一均匀带电球面，总面积为S ，则它所总电量为单位面积带电量为 E Sq0εσ==单位面积上的额外电子数为4、地球表面上方电场方向向下，大小可能随高度变化，设在地面上方100m 高处场强为150N/C ，300m 高处场强为100N/C ，试由高斯定理求在这两个高度之间的平均体电荷密度，以多余的或缺少的电子数密度表示。

（缺少，721.3810/m ⨯个）5、如图所示，电量1q 均匀分布在半径为1R 的球面上，电量2q 均匀分布在同心的半径为2R 的球面上，2R ＞1R 。

（1）利用高斯定理求出r ＜1R ，1R ＜r ＜2R ，r ＞2R 区域的电场强度（2）若r ＞2R 区域的电场强度为零，则?1=qq ，1q 与2q 同号还是异号？ 6、二个无限长同轴圆筒半径分别为1R 和2R ，单位长度带电量分别为λ+和λ-。

求内筒的内部、两筒间及外筒外部的电场分布。

解由对称性分析可知，E分布具有轴对称性，即与圆柱轴线距离相等的同轴圆柱面上各点场强大小相等，方向均沿径向。

如解用图，作半径为r ，高度为h 、与两圆柱面同轴的圆柱形高斯面，则穿过圆柱面上下底的电通量为零，穿过整个高斯面的电通量等于穿过圆柱形侧面的电通量。

若10R r<<，0i iq =∑，得若21R r R <<，i iq h λ=∑ 得若2R r>，0i iq =∑得 0=E112020(0)(2π0()r R E R r R r r R λε⎧<<⎪⎪=<<⎨⎪⎪>⎩)(垂直中心轴线向外)7、一厚度为d 的无限大平板，平板体积内均匀带电，体电荷密度0ρ>.设板内、外的介电常数均为0ε.求平板内、外电场分布.8、两半径分别为R 1和R 2(R 2＞R 1)带等值异号电荷的无限长同轴圆柱面，线电荷密度为λ和-λ，求：两圆柱面间的电势差V. 9、（27页例9.14）如图所示，在一个接地的导体球附近有一电量为q 的点电荷，已知球的半径为R ，点电荷到球心的距离为l ,求导体球表面感应电荷的总电量q '. 10、（10分）一根很长的圆柱形铜导线，半径为R ，载有电流I ，设电流均匀分布于横截面。

大学物理习题答案

大学物理练习册参考解答第12章真空中的静电场一、选择题1(D)，2(C)，3(C)，4(A)，5(C)，6(B)，7(C)，8(D)，9(D)，10(B)，二、填空题(1). 电场强度和电势，0/q F E=，l E q W U aa⎰⋅==00d /(U 0=0).(2). ()042ε/q q +， q 1、q 2、q 3、q 4 ；(3). 0，λ / (2ε0) ； (4). σR / (2ε0) ； (5). 0 ； (6).⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π00114r r q ε ；(7). －2×103 V ； (8).⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-πa br r q q 11400ε(9). 0，pE sin α ； (10). ()i a x A2+-.三、计算题1. 如图所示，真空中一长为L 的均匀带电细直杆，总电荷为q ，试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d 的P 点的电场强度．解：设杆的左端为坐标原点O ，x 轴沿直杆方向．带电直杆的电荷线密度为λ=q / L ，在x 处取一电荷元d q = λd x = q d x / L ，它在P 点的场强：()204d d x d L q E -+π=ε()204d x d L L xq -+π=ε总场强为⎰+π=Lx d L xL q E 020)(d 4－ε()d L d q +π=04ε 方向沿x 轴，即杆的延长线方向．2．一个细玻璃棒被弯成半径为R 的半圆形，沿其上半部分均匀分布有电荷+Q ，沿其下半部分均匀分布有电荷－Q ，如图所示．试求圆心O 处的电场强度．解：把所有电荷都当作正电荷处理. 在θ处取微小电荷 d q = λd l = 2Q d θ / π它在O 处产生场强θεεd 24d d 20220R QR q E π=π=L Pd EO按θ 角变化，将d E 分解成二个分量：θθεθd sin 2sin d d 202R QE E x π==θθεθd cos 2cos d d 202RQE E y π-=-= 对各分量分别积分，积分时考虑到一半是负电荷⎥⎦⎤⎢⎣⎡-π=⎰⎰πππθθθθε2/2/0202d sin d sin 2R QE x ＝02022/2/0202d cos d cos 2R QR Q E y εθθθθεππππ-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-π-=⎰⎰ 所以j RQ j E i E E y x202επ-=+= 3. “无限长”均匀带电的半圆柱面，半径为R ，设半圆柱面沿轴线OO'单位长度上的电荷为λ，试求轴线上一点的电场强度．解:设坐标系如图所示．将半圆柱面划分成许多窄条．d l 宽的窄条的电荷线密度为 θλλλd d d π=π=l R取θ位置处的一条，它在轴线上一点产生的场强为θελελd 22d d 020RR E π=π=如图所示. 它在x 、y 轴上的二个分量为：d E x =d E sin θ , d E y =－d E cos θ对各分量分别积分RR E x 02002d sin 2ελθθελππ=π=⎰0d cos 2002=π-=⎰πθθελRE y 场强 i Rj E i E E y x02ελπ=+= 4. 实验表明，在靠近地面处有相当强的电场，电场强度E垂直于地面向下，大小约为100 N/C ；在离地面1.5 km 高的地方，E也是垂直于地面向下的，大小约为25 N/C ． (1) 假设地面上各处E都是垂直于地面向下，试计算从地面到此高度大气中电荷的平均体密度；(2) 假设地表面内电场强度为零，且地球表面处的电场强度完全是由均匀分布在地表面的电荷产生，求地面上的电荷面密度．(已知：真空介电常量0ε＝8.85×10-12 C 2·N -1·m -2) 解：(1) 设电荷的平均体密度为ρ，取圆柱形高斯面如图(1)(侧面垂直底面，底面∆S 平行地面)上下底面处的场强分别为E 1和E 2，则通过高斯面的电场强度通量为：⎰⎰E·S d ＝E 2∆S -E 1∆S ＝(E 2-E 1) ∆S高斯面S 包围的电荷∑q i ＝h ∆S ρ由高斯定理(E 2－E 1) ∆S ＝h ∆S ρ /ε 0∴ () E E h1201-=ερ＝4.43×10-13 C/m 3(2) 设地面面电荷密度为σ．由于电荷只分布在地表面，所以电力线终止于地面，取高斯面如图(2)由高斯定理 ⎰⎰E·S d =∑i 01q ε-E ∆S =S ∆σε01∴ σ =－ε 0 E ＝－8.9×10-10 C/m 3 5. 一半径为R 的带电球体，其电荷体密度分布为ρ =Ar (r ≤R ) ， ρ =0 (r ＞R )， A 为一常量．试求球体内外的场强分布．解：在球内取半径为r 、厚为d r 的薄球壳，该壳内所包含的电荷为r r Ar V q d 4d d 2π⋅==ρ在半径为r 的球面内包含的总电荷为403d 4Ar r Ar dV q rVπ=π==⎰⎰ρ (r ≤R)以该球面为高斯面，按高斯定理有 0421/4εAr r E π=π⋅得到()0214/εAr E =， (r ≤R )方向沿径向，A >0时向外, A <0时向里．在球体外作一半径为r 的同心高斯球面，按高斯定理有0422/4εAR r E π=π⋅ 得到 ()20424/r AR E ε=， (r >R )方向沿径向，A >0时向外，A <0时向里．6. 如图所示，一厚为b 的“无限大”带电平板，其电荷体密度分布为ρ＝kx (0≤x ≤b )，式中k 为一正的常量．求： (1) 平板外两侧任一点P 1和P 2处的电场强度大小；(2) 平板内任一点P 处的电场强度； (3) 场强为零的点在何处？解： (1) 由对称分析知，平板外两侧场强大小处处相等、方向垂直于平面且背离平面．设场强大小为E ．作一柱形高斯面垂直于平面．其底面大小为S ，如图所示．按高斯定理∑⎰=⋅0ε/d q S E S，即22d d 12εερεkSbx x kSx S SE b b===⎰⎰得到 E = kb 2 / (4ε0) (板外两侧) (2) 过P 点垂直平板作一柱形高斯面，底面为S ．设该处场强为E '，如图所示．按高斯定理有(2)()022εεkSb xdx kSS E E x==+'⎰得到 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-='22220b x k E ε (0≤x ≤b ) (3) E '=0，必须是0222=-b x ，可得2/b x =7. 一“无限大”平面，中部有一半径为R 的圆孔，设平面上均匀带电，电荷面密度为σ．如图所示，试求通过小孔中心O 并与平面垂直的直线上各点的场强和电势(选O 点的电势为零)．解：将题中的电荷分布看作为面密度为σ的大平面和面密度为－σ的圆盘叠加的结果．选x 轴垂直于平面，坐标原点Ｏ在圆盘中心，大平面在x 处产生的场强为ixx E 012εσ=圆盘在该处的场强为i x R x x E ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=2202112εσ ∴ i xR x E E E 220212+=+=εσ该点电势为 ()220222d 2x R R xR x x U x+-=+=⎰εσεσ8. 一半径为R 的“无限长”圆柱形带电体，其电荷体密度为ρ =Ar (r ≤R )，式中A 为常量．试求：(1) 圆柱体内、外各点场强大小分布； (2) 选与圆柱轴线的距离为l (l ＞R ) 处为电势零点，计算圆柱体内、外各点的电势分布．解：(1) 取半径为r 、高为h 的高斯圆柱面(如图所示)．面上各点场强大小为E 并垂直于柱面．则穿过该柱面的电场强度通量为：⎰π=⋅SrhE S E 2d为求高斯面内的电荷，r ＜R 时，取一半径为r '，厚d r '、高h 的圆筒，其电荷为r r Ah V ''π=d 2d 2ρσO R OxP则包围在高斯面内的总电荷为3/2d 2d 32Ahr r r Ah V r Vπ=''π=⎰⎰ρ由高斯定理得 ()033/22εAhr rhE π=π 解出()023/εAr E = (r ≤R )r ＞R 时，包围在高斯面内总电荷为：3/2d 2d 302AhR r r Ah V RVπ=''π=⎰⎰ρ由高斯定理 ()033/22εAhR rhE π=π 解出 ()r AR E 033/ε= (r >R )(2) 计算电势分布 r ≤R 时 ⎰⎰⎰⋅+==l R Rrl rr r AR r r A r E U d 3d 3d 0320εε ()R l AR r R A ln 3903330εε+-=r ＞R 时 rlAR r r AR r E U lrl rln 3d 3d 0303εε=⋅==⎰⎰9．一真空二极管，其主要构件是一个半径R 1＝5×10-4 m 的圆柱形阴极A 和一个套在阴极外的半径R 2＝4.5×10-3 m 的同轴圆筒形阳极B ，如图所示．阳极电势比阴极高300 V ，忽略边缘效应. 求电子刚从阴极射出时所受的电场力．(基本电荷e ＝1.6×10-19 C)解：与阴极同轴作半径为r (R 1＜r ＜R 2 )的单位长度的圆柱形高斯面，设阴极上电荷线密度为λ．按高斯定理有 2πrE = λ/ ε0得到 E = λ / (2πε0r ) (R 1＜r ＜R 2) 方向沿半径指向轴线．两极之间电势差⎰⎰π-=⋅=-21d 2d 0R R B AB A rrr E U U ελ120ln 2R R ελπ-=得到()120/ln 2R R U U A B -=πελ，所以 ()rR R U U E A B 1/ln 12⋅-=在阴极表面处电子受电场力的大小为 ()()11211/c R R R U U eR eE F A B ⋅-==＝4.37×10-14 N 方向沿半径指向阳极．第13章静电场中的导体和电解质一、选择题1(D)，2(D)，3(B)，4(A)，5(C)，6(B)，7(C)，8(B)，9(C)，10(B) 二、填空题(1). 4.55×105 C ；(2). σ (x ，y ，z )/ε0，与导体表面垂直朝外(σ > 0) 或与导体表面垂直朝里(σ < 0). (3). εr ，1， εr ； (4). 1/εr ，1/εr ；(5). σ ，σ / ( ε 0ε r )； (6).Rq 04επ ；(7). P ，－P ，0； (8) (1- εr )σ / εr ； (9). 减小，减小； (10). 增大，增大.三、计算题1. 一接地的"无限大"导体板前垂直放置一"半无限长"均匀带电直线，使该带电直线的一端距板面的距离为d ．如图所示，若带电直线上电荷线密度为λ，试求垂足O 点处的感生电荷面密度．解：如图取座标，对导体板内O 点左边的邻近一点，半无限长带电直线产生的场强为： ()⎰∞-=dx i dx E 2004/ελπ()d i 04/ελπ-= 导体板上的感应电荷产生的场强为：()0002/εσi E-='由场强叠加原理和静电平衡条件，该点合场强为零，即()[]()02/4/000=--εσελd π ∴ ()d π2/0λσ-=2．半径为R 1的导体球，带电荷q ，在它外面同心地罩一金属球壳，其内、外半径分别为R 2 = 2 R 1，R 3 = 3 R 1，今在距球心d = 4 R 1处放一电荷为Q 的点电荷，并将球壳接地(如图所示)，试求球壳上感生的总电荷．解：应用高斯定理可得导体球与球壳间的场强为 ()304/r r q E επ= (R 1＜r ＜R 2)设大地电势为零，则导体球心O 点电势为： ⎰⎰π==2121200d 4d R R R R r r q r E U ε⎪⎪⎭⎫⎝⎛-π=21114R R qε根据导体静电平衡条件和应用高斯定理可知，球壳内表面上感生电荷应为－q ．设球壳外表面上感生电荷为Q'．以无穷远处为电势零点，根据电势叠加原理，导体球心O 处电势应为： ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-'+π=1230041R q R q R Q d Q U ε 假设大地与无穷远处等电势，则上述二种方式所得的O 点电势应相等，由此可得Q '=－3Q / 4 ，故导体壳上感生的总电荷应是－[( 3Q / 4) +q ].3. 一圆柱形电容器，外柱的直径为4 cm ，内柱的直径可以适当选择，若其间充满各向同性的均匀电介质，该介质的击穿电场强度的大小为E 0= 200 KV/cm ．试求该电容器可能承受的最高电压． (自然对数的底e = 2.7183)解：设圆柱形电容器单位长度上带有电荷为λ，则电容器两极板之间的场强分布为 )2/(r E ελπ= 设电容器内外两极板半径分别为r 0，R ，则极板间电压为⎰⎰⋅π==R rRr rr r E U d 2d ελ 0ln 2r Rελπ= 电介质中场强最大处在内柱面上，当这里场强达到E 0时电容器击穿，这时应有 002E r ελπ=，000ln r RE r U = 适当选择r 0的值，可使U 有极大值，即令0)/ln(/d d 0000=-=E r R E r U ，得 e R r /0=，显然有22d d r U < 0，故当 e R r /0= 时电容器可承受最高的电压 e RE U /0max = = 147 kV.4. 如图所示，一圆柱形电容器，内筒半径为R 1，外筒半径为R 2 (R 2＜2 R 1)，其间充有相对介电常量分别为εr 1和εr 2＝εr 1 / 2的两层各向同性均匀电介质，其界面半径为R ．若两种介质的击穿电场强度相同，问：(1) 当电压升高时，哪层介质先击穿？(2) 该电容器能承受多高的电压？解：(1) 设内、外筒单位长度带电荷为＋λ和－λ．两筒间电位移的大小为 D ＝λ / (2πr ) 在两层介质中的场强大小分别为E 1 = λ / (2πε0 εr 1r )， E 2 = λ / (2πε0 εr 2r ) 在两层介质中的场强最大处是各层介质的内表面处，即E 1M = λ / (2πε0 εr 1R 1)， E 2M = λ / (2πε0 εr 2R ) 可得 E 1M / E 2M = εr 2R / (εr 1R 1) = R / (2R 1)已知 R 1＜2 R 1，可见 E 1M ＜E 2M ，因此外层介质先击穿． (2) 当内筒上电量达到λM ，使E 2M ＝E M 时，即被击穿，λM = 2πε0 εr 2RE M 此时．两筒间电压(即最高电压)为：r r r r U R R r M RR r M d 2d 221201012⎰⎰+=επελεπελ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=R R R R RE r r M r 22112ln 1ln 1εεε5. 两根平行“无限长”均匀带电直导线，相距为d ，导线半径都是R (R << d )．导线上电荷线密度分别为+λ和-λ．试求该导体组单位长度的电容．解：以左边的导线轴线上一点作原点，x 轴通过两导线并垂直于导线．两导线间x 处的场强为 x E 02ελπ=)(20x d -π+ελ两导线间的电势差为⎰--+π=Rd Rx xd x U d )11(20ελ O R 1R 2Rεr 2εr 1xx R d -R+λO-λ)ln (ln 20R d R R R d ---π=ελRRd -π=ln 0ελ 设导线长为L 的一段上所带电量为Q ，则有L Q /=λ，故单位长度的电容U LU Q C /)/(λ==RR d -π=lnε6．圆柱形电容器是由半径为a 的圆柱形导体和与它同轴的内半径为b (b ＞a )的导体圆筒构成，其间充满了相对介电常量为εr 的各向同性的均匀电介质．设圆柱导体单位长度带电荷为λ，圆筒上为－λ，忽略边缘效应．求电介质中的电极化强度P 的大小及介质内、外表面上的束缚电荷面密度σˊ．解：由D的高斯定理求出介质内的电位移大小为D = λ / (2πr ) (a ＜r ＜b ) 介质内的场强大小为E = D / (ε0εr ) = λ / (2πε0εr r ) (a ≤r ≤b ) 电极化强度 P = ε0χe E ()rr r ελεπ-=21 (a ≤r ≤b )内外表面上束缚电荷面密度a aP ='σcos180°＝()ar r ελεπ--21b bP ='σcos 0°＝()br r ελεπ-217. 一个圆柱形电容器，内圆柱半径为R 1，外圆柱半径为R 2，长为L (L >>R 2－R 1)，两圆筒间充有两层相对介电常量分别为εr 1和εr 2的各向同性均匀电介质，其界面半径为R ，如图所示．设内、外圆筒单位长度上带电荷(即电荷线密度)分别为λ和－λ，求： (1) 电容器的电容． (2) 电容器储存的能量．解：(1) 根据有介质时的高斯定理可得两筒之间的电位移的大小为D = λ / (2πr ) 介质中的场强大小分别为E 1 = D / (ε0εr 1) = λ / (2πε0εr 1r ) E 2 = D / (ε0εr 2) = λ / (2πε0εr 2r )两筒间电势差⎰⎰⋅+⋅=21221d d R RR R r E r E UR R R R r r 220110ln π2ln π2εελεελ+=()()[]21021122/ln /ln r r r r R R R R εεεεελπ+=电容 ()()R R R R L U QC r r r r /ln /ln 22112210εεεεε+π== (2) 电场能量 2102112224ln ln2r r r r R R R RL CQ W εεεεελπ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+==1r 28. 如图所示，一平板电容器，极板面积为S ，两极板之间距离为d ，其间填有两层厚度相同的各向同性均匀电介质，其介电常量分别为ε1和ε2．当电容器带电荷±Q 时，在维持电荷不变下，将其中介电常量为ε1的介质板抽出，试求外力所作的功．解：可将上下两部分看作两个单独的电容器串联，两电容分别为d S C 112ε= ，d SC 222ε=串联后的等效电容为 ()21212εεεε+=d SC带电荷±Q 时，电容器的电场能量为 ()S d Q C Q W 21212242εεεε+== 将ε1的介质板抽去后，电容器的能量为 ()S d Q W 202024εεεε+='外力作功等于电势能增加，即 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=-'=∆=102114εεS d Q W W W A .第14章稳恒电流的磁场一、选择题1(B)，2(A)，3(D)，4(C)，5(B)，6(D)，7(B)，8(C)，9(D)，10(A) 二、填空题(1). 最大磁力矩，磁矩 ; (2). πR 2c ； (3). )4/(0a I μ； (4).RIπ40μ ；(5). μ0i ，沿轴线方向朝右. ； (6). )2/(210R rI πμ， 0 ; (7). 4 ; (8).BIR 2，沿y 轴正向；(9). ωλB R 3π，在图面中向上； (10). 正，负.三计算题1. 将通有电流I 的导线在同一平面内弯成如图所示的形状，求D 点的磁感强度B的大小．解：其中3/4圆环在D 处的场 )8/(301a I B μ=AB 段在D 处的磁感强度 )221()]4/([02⋅π=b I B μ BC 段在D 处的磁感强度 )221()]4/([03⋅π=b I B μ1B 、2B、3B 方向相同，可知D 处总的B 为)223(40baI B +ππ=μ2. 半径为R 的导体球壳表面流有沿同一绕向均匀分布的面电流，通过垂直于电流方向的每单位长度的电流为K ．求球心处的磁感强度大小．解：如图 θd d d KR s K I == 2/32220])cos ()sin [(2)sin (d d θθθμR R R I B += 32302d sin RKR θθμ=θθμd sin 2120K =⎰π=020d sin 21θθμK B ⎰π-=00d )2cos 1(41θθμK π=K 041μ3. 如图两共轴线圈，半径分别为R 1、R 2，电流为I 1、I 2．电流的方向相反，求轴线上相距中点O 为x 处的P 点的磁感强度．解：取x 轴向右，那么有2/322112101])([2x b R I R B ++=μ沿x 轴正方向 2/322222202])([2x b R I R B -+=μ 沿x 轴负方向21B B B -=[2μ=2/32211210])([x b R I R ++μ]])([2/32222220x b R I R -+-μ若B > 0，则B 方向为沿x 轴正方向．若B < 0，则B的方向为沿x 轴负方向．4．一无限长圆柱形铜导体(磁导率μ0)，半径为R ，通有均匀分布的电流I ．今取一矩形平面S (长为1 m ，宽为2 R )，位置如右图中画斜线部分所示，求通过该矩形平面的磁通量．解：在圆柱体内部与导体中心轴线相距为r 处的磁感强度的大小，由安培环路定律可得：)(220R r r RIB ≤π=μ因而，穿过导体内画斜线部分平面的磁通Φ1为⎰⎰⋅==S B S B d d 1 Φr r RI Rd 2020⎰π=μπ=40Iμ在圆形导体外，与导体中心轴线相距r 处的磁感强度大小为 )(20R r rIB >π=μ因而，穿过导体外画斜线部分平面的磁通Φ2为⎰⋅=S B d 2Φr r I R Rd 220⎰π=μ2ln 20π=Iμ穿过整个矩形平面的磁通量 21ΦΦΦ+=π=40I μ2ln 20π+Iμ5. 一半径为 4.0 cm 的圆环放在磁场中，磁场的方向对环而言是对称发散的，如图所示．圆环所在处的磁感强度的大小为0.10 T ，磁场的方向与环面法向成60°角．求当圆环中通有电流I =15.8 A 时，圆环所受磁力的大小和方向．解：将电流元I d l 处的B分解为平行线圈平面的B 1和垂直线圈平面的B 2两分量，则 ︒=60sin 1B B ； ︒=60cos 2B B 分别讨论线圈在B 1磁场和B 2磁场中所受的合力F 1与F 2．电流元受B 1的作用力l IB lB I F d 60sin 90sin d d 11︒=︒=方向平行圆环轴线．因为线圈上每一电流元受力方向相同，所以合力⎰=11d F F ⎰π︒=Rl IB 20d 60sin R IB π⋅︒=260sin = 0.34 N ，方向垂直环面向上．电流元受B 2的作用力l IB lB I F d 60cos 90sin d d 22︒=︒= 方向指向线圈平面中心．由于轴对称，d F 2对整个线圈的合力为零，即02=F ．所以圆环所受合力 34.01==F F N ，方向垂直环面向上．6. 如图所示线框，铜线横截面积S = 2.0 mm 2，其中OA 和DO ＇两段保持水平不动，ABCD 段是边长为a 的正方形的三边，它可绕OO ＇轴无摩擦转动．整个导线放在匀强磁场B 中，B 的方向竖直向上．已知铜的密度ρ = 8.9×103kg/m 3，当铜线中的电流I =10 A 时，导线处于平衡状态，AB 段和CD段与竖直方向的夹角α =15°．求磁感强度B 的大小．解：在平衡的情况下，必须满足线框的重力矩与线框所受的磁力矩平衡(对OO ＇轴而言)．重力矩 αραρsin sin 2121gSa a a gS a M +⋅= αρsin 22g Sa =磁力矩 ααcos )21sin(222B Ia BIa M =-π=B 2d l平衡时 21M M =所以 αρsin 22g Sa αcos 2B Ia =31035.9/tg 2-⨯≈=I g S B αρ T7. 半径为R 的半圆线圈ACD 通有电流I 2，置于电流为I 1的无限长直线电流的磁场中，直线电流I 1恰过半圆的直径，两导线相互绝缘．求半圆线圈受到长直线电流I 1的磁力．解：长直导线在周围空间产生的磁场分布为 )2/(10r I B π=μ取xOy 坐标系如图，则在半圆线圈所在处各点产生的磁感强度大小为： θμsin 210R I B π=，方向垂直纸面向里，式中θ 为场点至圆心的联线与y 轴的夹角．半圆线圈上d l 段线电流所受的力为：l B I B l I F d d d 22=⨯= θθμd sin 2210R R I I π=θsin d d F F y =．根据对称性知： F y =0d =⎰y F θcos d d F F x = ，⎰π=0x x dF F ππ=2210I I μ2210I I μ=∴半圆线圈受I 1的磁力的大小为： 2210I I F μ=，方向：垂直I 1向右．8. 如图所示．一块半导体样品的体积为a ×b ×c ．沿c 方向有电流I ，沿厚度a 边方向加有均匀外磁场B (B的方向和样品中电流密度方向垂直)．实验得出的数据为 a ＝0.10 cm 、b ＝0.35 cm 、c ＝1.0 cm 、I ＝1.0 mA 、B ＝3.0×10-1 T ，沿b 边两侧的电势差U ＝6.65 mV ，上表面电势高．(1) 问这半导体是p 型(正电荷导电)还是n 型(负电荷导电)？(2) 求载流子浓度n 0 (即单位体积内参加导电的带电粒子数)．解：(1) 根椐洛伦兹力公式：若为正电荷导电，则正电荷堆积在上表面，霍耳电场的方向由上指向下，故上表面电势高，可知是p 型半导体。

浙江大学城市学院大学物理B(上)练习册-9及复习5

浙江大学城市学院大学物理B(上)练习册-9及复习5习题九稳恒磁场1、求下列各图中P 点的磁感应强度B的大小和方向，导线中的电流为I 。

(a) P 在半径为a 的圆的圆心，且在直线的延长线上；(b) P 在半圆中心；(c) P 在正方形的中心。

⊗=⋅= 824)(00aIa I B a μππμ24424)(0000aIa I a I a I Bb πμμπμππμ+=+⋅=()a Ia IB c πμπμ000022)135cos 45cos )2/(44)(=-=答案：(a)aI B 80μ=，方向：垂直纸面向里；(b)aI aI B πμ+μ=2400，方向：垂直纸面向外；(c)aIB πμ=022，方向：垂直纸面向外- 3 -2、高压输电线在地面上空m 25处，通过电流为A 3108.1⨯。

(1) 求在地面上由这电流所产生的磁感应强度多大? (2) 在上述地区，地磁场为T .51006-⨯，问输电线产生的磁场与地磁场相比如何?aI B πμ20=答案：(1)T .B 510441-⨯=，(2)%B B24＝地3、如图所示，一闭合回路由半径为a 和b 的两个同心半圆连成，载有电流I ，试求圆心P 点处磁感应强度B的大小和方向。

bI a I b I a I B 44440000μμππμππμ+=+=答案：()abb a I B 40+μ=，方向：垂直纸面向里- 4 -4、如图所示，在由圆弧形导线ACB 和直导线BA 组成的回路中通电流A .I 05=，m .R 120=，090=ϕ，计算O 点的磁感应强度。

()ππμπμ234135cos 45cos 45cos 4000R I R IB +-= 答案：T.RIRI B O 5001082283-⨯=πμ+μ=，方向：垂直纸面向里5、一宽度为a 的无限长金属薄板，通有电流I 。

试求在薄板平面上，距板的一边为a 的P 点处的磁感应强度。

2ln 22/002aIdr r a I B aaπμπμ==⎰答案：220ln aIB πμ=，方向：垂直纸面向里- 5 -6、半径为R 的薄圆盘均匀带电，电荷面密度为σ+，当圆盘以角速度ω绕通过盘心O 并垂直于盘面的轴沿逆时针方向转动时，求圆盘中心点O 处的磁感强度。

大学物理B卷答案

铜陵学院2010-2011 学年第一学期《大学物理》考试试卷（B 卷）参考答案与评分细则一、填空题（每空2分，共28分）1、 0.01 ， 902、_导体内部场强处处为零_ ，_导体为等势体_3、1(1)40IRμπ-4、导体回路中的磁通量发生了变化，洛伦兹力，感生电场的作用力5、平行，垂直6、2910cm -⨯ 7、nr ，光程 8、1/8 二、选择题（每题2分，共20分）三、判断题（正确的画√错误的画×，每题1分，共10分）四、简答题（每小题4分,共12分）1答：在一个通有电流的导体板上，垂直于板面施加一磁场，则平行磁场的两面出现一个电势差，称为霍耳效应。

导体中运动的载流子在磁场中受到洛仑兹力发生偏转，正负载流子受到的洛仑兹力刚好相反，在板的上下底面积累了正负电荷，建立了霍耳电场 E H ，形成电势差。

2答：楞次定律：闭合回路中产生的感应电流具有确定的方向，它总是使感应电流所产生的通过回路面积的磁通量，去补偿或者反抗引起感应电流的磁通量的变化。

楞次定律实质上是能量守恒定律的一个体现：如果磁铁棒的N 极向线圈运动时，线圈中会产生感应电流，线圈朝向磁铁棒的一面出现N 极，因此，要想使磁铁棒继续向前运动，外力必须克服斥力而做功，这时，给出的能量转化成感应电流的能量和电路中的焦耳熱 3答：从同一波阵面上各点发出的子波都是相干波，它们在空间某点相遇时，将进行相干叠加而产生干涉现象。

五、计算题（每小题6分,共30分） 1（6分）解：用无限大均匀带电平面产生的电场公式及电场叠加，先取好坐标系（ x 轴）Ⅰ区:0002222E σσσεεε=-+=方向：沿x 轴正方向 2分 Ⅱ区:00032222E σσσεεε=+= 方向：沿x 轴正方向 2分 Ⅲ区:0002222E σσσεεε=-=- 方向：沿x 轴负方向 2分 2（6分）解：（1）根据有磁介质的安培环路定理，H dl I ?åò姓班 ―――――――――装――――――――――订―――――――――线―――――――――――图5-1H l NI ?得4240020 2.010/4010NI H A m l -´=== ´ 3分（2）由B H m = 得541.0510/2.010B T m A H m -===醋´ 3分3（6分）解：（1）由线圈磁矩公式B p M m⨯=)(0785.05.01.0211021sin 22m N BR I B p M m ⋅=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯==ππθ方向沿直径向上。

大学物理习题册答案

第15单元机械振动[ B ]1. 已知一质点沿y 轴作简谐振动，其振动方程为)4/3cos(πω+=t A y 。

与其对应的振动曲线是:[ B ] 2. 一质点在x 轴上作简谐振动，振幅A = 4cm ，周期T = 2s, 其平衡位置取作坐标原点。

若t = 0时刻质点第一次通过x = -2cm 处，且向x 轴负方向运动，则质点第二次通过x = -2cm 处的时刻为： (A) 1s (B)s 32 (C) s 34(D) 2s [ C ] 3. 如图所示，一质量为m 的滑块，两边分别与劲度系数为k1和k2的轻弹簧联接，两弹簧的另外两端分别固定在墙上。

滑块m 可在光滑的水平面上滑动，O 点为系统平衡位置。

现将滑块m 向左移动x0，自静止释放，并从释放时开始计时。

取坐标如图所示，则其振动方程为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=t m k k x x 210cos (A)⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=πt k k m k k x x )(cos (B)21210 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=πt m k k x x 210cos (C)⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=πt m k k x x 210cos (D)⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=t mk k x x 210cos (E)[ E ] 4. 一弹簧振子作简谐振动，当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1/4时，其动能为振动总能量的： (A)167 (B) 169 (C) 1611 (D) 1613(E) 1615 [ B ] 5. 图中所画的是两个简谐振动的振动曲线，若这两个简谐振动可叠加，则合成的余弦振动的初相为：(A) π21(B)π(C) π23(D) 0二填空题1. 一水平弹簧简谐振子的振动曲线如图所示，振子处在位移零、速度为A ω-、加速度为零和弹性力为零的状态，对应于曲线上的 b,f 点。

振子处在位移的绝对值为A 、速度为零、加速度为-ω2A 和弹性力-kA 的状态，对应于曲线的 a,e点。

2两个同方向同频率的简谐振动，其合振动的振幅为20.cm,与第一个简谐振动的相位差为1ϕϕ-=π/6，若第一个简谐振动的振幅为103cm ，则第二个简谐振动的振幅为____10___cm ，第一、二个简谐振动的相位--(C)/A -A-差21ϕϕ-为2π-。

大学物理练习册答案

第十章练习一一、选择题1、下列四种运动（忽略阻力）中哪一种是简谐振动？（）(A)小球在地面上作完全弹性的上下跳动(B)细线悬挂一小球在竖直平面上作大角度的来回摆动(C)浮在水里的一均匀矩形木块，将它部分按入水中，然后松开，使木块上下浮动 (D)浮在水里的一均匀球形木块，将它部分按入水中，然后松开，使木块上下浮动 2、质点作简谐振动，距平衡位置2.0cm 时，加速度a=4.0cm/s 2,则该质点从一端运动到另一端的时间为（）(A)1.2s (B)2.4s (C)2.2s (D)4.4s3、如图下所示，以向右为正方向，用向左的力压缩一弹簧，然后松手任其振动，若从松手时开始计时，则该弹簧振子的初相位为（）(A) 0 (B) 2π (C) 2π-(D) π 4、一质量为m 的物体与一个劲度系数为k 的轻弹簧组成弹簧振子，当其振幅为A 时，该弹簧振子的总能量为E 。

若将其弹簧分割成两等份，将两根弹簧并联组成新的弹簧振子，则新弹簧振子的振幅为多少时，其总能量与原先弹簧振子的总能量E 相等（）(A)2A (B) 4A(C)2A (D)A 二、填空题1、已知简谐振动A x =)cos(0ϕω+t 的周期为T ，在2Tt =时的质点速度为，加速度为。

2、已知月球上的重力加速度是地球的1/6，若一个单摆(只考虑小角度摆动)在地球上的振动周期为T ，将该单摆拿到月球上去，其振动周期应为。

3、一质点作简谐振动，在同一周期内相继通过相距为11cm 的A,B 两点，历时2秒，速度大小与方向均相同，再经过2秒，从另一方向以相同速率反向通过B 点。

该振动的振幅为，周期为。

4、简谐振动的总能量是E ，当位移是振幅的一半时，k E E= ，P EE = ，当xA= 时，k P E E =。

三、计算题1、一振动质点的振动曲线如右图所示，试求：(l)运动学方程；(2)点P 对应的相位；(3)从振动开始到达点P 相应位置所需的时间。

大学物理b实验考试题及答案

大学物理b实验考试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 光的干涉现象中，两束相干光的频率必须满足什么条件？A. 频率相同B. 振幅相同C. 传播方向相同D. 相位差恒定答案：A2. 在理想气体状态方程 \( pV = nRT \) 中，\( n \) 代表什么物理量？A. 气体的质量B. 气体的摩尔数C. 气体的体积D. 气体的压强答案：B3. 根据能量守恒定律，一个物体的动能和势能之和是：A. 恒定的B. 随时间变化的C. 只与物体的质量有关D. 只与物体的速度有关答案：A4. 电流通过导体时产生的热量与以下哪些因素有关？A. 电流的大小B. 导体的电阻C. 通电时间D. 以上都是答案：D5. 根据牛顿第三定律，作用力和反作用力具有以下哪些特点？A. 同时产生，同时消失B. 等大反向C. 作用在不同物体上D. 以上都是答案：D二、填空题（每题2分，共10分）6. 一个物体的加速度是1.5 m/s²，它的初速度是3 m/s，那么在第2秒末的速度是________ m/s。

答案：6.57. 波长为600 nm的光在真空中的速度是________ m/s。

答案：3.00×10^88. 第一宇宙速度是指________环绕地球做圆周运动所需的最小线速度。

答案：卫星9. 根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热并把它全部用来做功而不引起其他变化。

答案：√10. 在电磁学中，磁通量的变化率等于________。

答案：感应电动势三、简答题（每题10分，共20分）11. 简述胡克定律的内容及其适用范围。

答案：胡克定律指出，在弹性限度内，弹簧的形变量与作用在弹簧上的力成正比。

公式表示为 \( F = -kx \)，其中 \( F \) 是作用力，\( k \) 是弹簧的劲度系数，\( x \) 是形变量。

胡克定律适用于弹性形变较小的情况，即在弹性限度内。

12. 什么是多普勒效应？请举例说明。

大学物理B期末复习题及答案

一、选择1、某物体做简谐运动，若其速度~时间关系曲线如图所示，则该简谐运动的初相位为（ A ）(A) /6π (B)/3π (C)5/6π (D)2/3π2、波源的振动方程为y=0.06cos t π，它所形成的波以6m ·s -1的速度沿x 轴正方向传播。

则沿x 轴正方向上距波源2m 处一点的振动方程为（ A ） ()0.06()()0.06()32A y COS t B y COS t ππππ=-=-()0.06()()0.06()4C y COS t D y COS t ππππ=-=- 3、一列机械横波在t 时刻的波形曲线如图所示，则该时刻能量为最大值的媒质质元的位置是（ C ） (A) o ＇，b ，d ，f (B) o ＇，d (C) a ，c ，e ，g (D) b ，f 4、在简谐波传播过程中，沿传播方向相距为λ21的两点的振动速度必定（ A ） (A) 大小相同，而方向相反． (B) 大小和方向均相同．(C) 大小不同，方向相同． (D) 大小不同，而方向相反．5、一弹簧振子作简谐振动，总能量为E 1，如果简谐振动振幅增加为原来的两倍，重物的质量增为原来的四倍，则它的总能量E 2变为（ D ）(A) E 1/4． (B) E 1/2． (C) 2E 1． (D ) 4 E 1 ．6、一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某一瞬时，媒质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量是（ C ）(A) 动能为零，势能最大． (B) 动能为零，势能为零．(C) 动能最大，势能最大． (D) 动能最大，势能为零．7、将一个弹簧振子分别拉离平衡位置1 cm 和2 cm 后，由静止释放（形变在弹性限度内），则它们作简谐振动时的（ A ）。

（A ）周期相同（B ）振幅相同（C ）最大速度相同（D ）最大加速度相同8、一质点作简谐振动，振动方程为)cos(φω+=t A x ，当时间t = T /2（T 为周期）时，质点的速度为（ B ）(A) φωsin A -． (B) φωsin A ． (C) φωcos A -． (D) φωcos A ．9、用余弦函数描述一简谐振子的振动．若其振动曲线如图所示,则振动的初相位为（D ）x y O bc def g 波速u , 时刻ta o ＇(A) π/6 (B) π/3 (C) -π/6 (D) -π/310、一谐振子作振幅为A 的谐振动，它的动能与势能相等时，它的相位和坐标分别为：（ C ） 2153(A),or ;A;(B),;A;3326623223(C),or ;A;(D),;A 442332ππ±±π±±±π±ππ±±π±±±π± 11、某平面简谐波在t=0时的波形曲线和原点(x=0处)的振动曲线如图(a)(b)所示，则该简谐波的波动方程为：（C ）3(A)y 2cos(t x );(B)y 2cos(t x )2222(C)y 2cos(t x );(D)y 2cos(t x )2222πππ=π++=π-+πππππ=π-+=π+- 12、如图所示，用波长600=λnm 的单色光做杨氏双缝实验，在光屏P 处产生第五级明纹极大，现将折射率n =1.5的薄透明玻璃片盖在其中一条缝上，此时P 处变成中央明纹极大的位置，则此玻璃片厚度为（ B ） (A) 5.0×10-4cm (B) 6.0×10-4cm(C) 7.0×10-4cm (D) 8.0×10-4cm13、如图a 所示，一光学平板玻璃A 与待测工件B 之间形成空气劈尖，用波长＝500 nm (1nm=10-9 m)的单色光垂直照射．看到的反射光的干涉条纹如图b 所示．有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的连线相切．则工件的上表面缺陷是（ B ） (A) 不平处为凸起，最大高度为500 nm ．(B) 不平处为凸起，最大高度为250 nm ．(C) 不平处为凹陷，最大深度为500 nm ．(D) 不平处为凹陷，最大深度为250 nm ． 14、当单色光垂直照射杨氏双缝时，屏幕上可观察到明暗相间的干涉条纹，则有（ C ）(A)减少缝屏间距，则条纹间距不变 (B)减少双缝间距，则条纹间距变少(C)减少入射光强度，则条纹间距不变 (D)减少入射光波长，则条纹间距不变15、在牛顿环实验装置中，曲率半径为R 的平凸透镜与平玻璃板在中心恰好接触，它们之间充满折射率为n 的透明介质，垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为λ，则反射光形成的干涉条纹中暗环半径k r 的表达式为：（ B ）（A ）R k r k λ=（B ）n R k r k /λ=（C ）R kn r k λ= （D ）)/(nR k r k λ=16、有三种装置PO 1S 2S A B图b图a(1) 完全相同的两盏钠光灯, 发出相同波长的光，照射到屏上；(2) 同一盏钠光灯，用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上；(3) 用一盏钠光灯照亮一狭缝，此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝，此二亮缝的光照射到屏上；以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是：（ A ）(A) 装置(3) (B) 装置(2) (C) 装置(1)(3) (D) 装置(2)(3)17、双缝干涉实验中，入射光波长为λ，用玻璃纸遮住其中一缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气大λ5.2，则屏上原0级明纹中心处（B ）(A) 仍为明纹中心 (B) 变为暗纹中心(C) 不是最明，也不是最暗 (D) 无法确定18、图示为一干涉膨胀仪示意图，上下两平行玻璃板用一对热膨胀系数极小的石英柱支撑着，被测样品W 在两玻璃板之间，样品上表面与玻璃板下表面间形成一空气劈尖，在以波长为λ的单色光照射下，可以看到平行的等厚干涉条纹。

大学物理(B)考试卷答案2010.6

大学物理（B ）期末试卷答案一、选择题（3分*9=24分）1．（B ）， 2．（D ）， 3．（C ）， 4．（A ），5．（B ）， 6．（E ）， 7．（B ）， 8．（C ）。

二、填空题（共31分）9．（本3分）5.26×1012 m 3分10．（本题3分）h 2 /l 2 3分参考解：由质点角动量守恒定律有 h m v 0 = l m v 即 v / v 0 = h / l 则动能之比为 E K / E K 0 = h 2 /l 211．（本题3分）（1）、（2）、（4）。

错１个扣１分不得负分。

12．（本题3分）kT w 23= 1分气体的温度是分子平均平动动能的量度． 2分13．（本题3分）2 3分14．（本题5分）不变 1分变大 2分变大 2分15．（本题3分）1.7×103 Hz 3分参考解：两路声波干涉减弱条件是：λδ)12(21+=-=k EBA ECA ① 当C 管移动x = 10 cm = 0.1 m 时，再次出现减弱，波程差为 λδδ]1)1(2[212++=+='k x ②②－①得 x 2=λ故 ===)2/(/x u u λν 1.7×103 HzO16．（本4分）2 m 2分45 Hz 2分17．（本4分）c 2分c 2分三、计算题（共40分）18．（本题10分）解：设绳子对物体(或绳子对轮轴)的拉力为T ，则根据牛顿运动定律和转动定律得：mg T ＝ma ① 2分T r ＝J β ② 2分由运动学关系有： a = r β ③ 2分由①、②、③式解得：J ＝m ( g －a ) r 2 / a ④ 又根据已知条件 v 0＝0∴ S ＝221at ， a ＝2S / t 2 ⑤ 2分将⑤式代入④式得：J ＝mr 2(S gt 22－1) 2分 19．（本题10分）解：由图，p A =300 Pa ，p B = p C =100 Pa ；V A =V C =1 m 3，V B =3 m 3．(1) C →A 为等体过程，据方程p A /T A = p C /TCT C = T A p C / p A =100 K ． 2分B →C 为等压过程，据方程V B /T B =V C /T C 得T B =T C V B /V C =300 K ． 2分(2) 各过程中气体所作的功分别为A →B ： ))((211C B B A V V p p W -+==400 J ． B →C ： W 2 = p B (V C －V B ) = -200 J ．C →A ： W 3 =0 3分(3) 整个循环过程中气体所作总功为W = W 1 +W 2 +W 3 =200 J ．因为循环过程气体内能增量为ΔE =0，因此该循环中气体总吸热Q =W +ΔE =200 J ． 3分20．（本题5分）解：(1) t = 0时， a = 2.5 m/s 2 ，| F | = ma = 5 N 2分(2) | a max | = 5，其时 | sin(5t - π/6) | = 1 1分| F max | = m | a max | = 10 N 1分x = ±0.2 m （振幅端点） 1分a21．（本题5分）解：(1) x 1 = 10 m 的振动方程为)7.3125cos(25.010-==t y x (SI) 1分x 2 = 25 m 的振动方程为)25.9125cos(25.025-==t y x (SI) 1分(2) x 2与x 1两点间相位差∆φ = φ2 - φ1 = -5.55 rad 1分(3) x 1点在t = 4 s 时的振动位移y = 0.25cos(125×4－3.7) m= 0.249 m 2分22．（本题5分）解：(1) )]8(2cos[1λλπ-π-π=t A y )cos(π-π=t A 2分)]3(2cos[2λλπ-π=t A y )cos(t A π= 2分（2） )c o s ()c o s (21t A t A y y y π+π-π=+=0)cos(cos =π+π-=t A t A 1分23．（本题5分）解：据相对论动能公式 202c m mc E K -=得 )1)/(11(220--=c c m E K v即 419.11)/(11202==--c m E c Kv 解得 v = 0.91c 3分平均寿命为 8201031.5)/(1-⨯=-=c v ττ s 2分四、问答题（共5分）24．（本题5分）答：甲对，乙不对。

大学物理b2习题集(含规范标准答案)

大学物理B2习题（一、电磁学部分1、如图所示，真空中一长为L的均匀带电细直杆，总电荷为q，试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d的P点的电场强度和电势．2、一半径为R的均匀带电半圆环，电荷线密度为，求换新处O点的电场强度和电势。

3、实验证明，地球表面上方电场不为0，晴天大气电场的平均场强约为120V/m，方向向下，这意味着地球表面上有多少过剩电荷？试以每平方厘米的额外电子数表示。

（526.6410/cm ⨯个）解设想地球表面为一均匀带电球面，总面积为S ，则它所总电量为00d Sq E S ES εε=⋅=⎰⎰单位面积带电量为 E Sq0εσ==单位面积上的额外电子数为19120106.11201085.8--⨯⨯⨯===e Ee n εσ92526.6410/m 6.6410/cm =⨯=⨯4、地球表面上方电场方向向下，大小可能随高度变化，设在地面上方100m 高处场强为150N/C ，300m 高处场强为100N/C ，试由高斯定理求在这两个高度之间的平均体电荷密度，以多余的或缺少的电子数密度表示。

（缺少，721.3810/m ⨯个）5、如图所示，电量1q 均匀分布在半径为1R 的球面上，电量2q 均匀分布在同心的半径为2R 的球面上，2R ＞1R 。

（1）利用高斯定理求出r ＜1R ，1R ＜r ＜2R ，r ＞2R 区域的电场强度（2）若r ＞2R 区域的电场强度为零，则?1=qq ，1q 与2q 同号还是异号？6、二个无限长同轴圆筒半径分别为1R 和2R ，单位长度带电量分别为λ+和λ-。

求内筒的内部、两筒间及外筒外部的电场分布。

解由对称性分析可知，E分布具有轴对称性，即与圆柱轴线距离相等的同轴圆柱面上各点场强大小相等，方向均沿径向。

大学物理B练习册-9及复习5

大学物理B练习册-9及复习5习题九稳恒磁场1、求下列各图中P点的磁感应强度B的大小和方向，导线中的电流为I。

(a)P在半径为a的圆的圆心，且在直线的延长线上；(b)P在半圆中心；(c)P在正方形的中心。

(a)B0I0I4a28a(b)B0I4a20I4a0I0I4a2a答案：(a)B0I0I08a，方向：垂直纸面向里；(b)B4aI2a，方向：垂直纸面向外；(c)B220Ia，方向：垂直纸面向外-1-2、高压输电线在地面上空25m处，通过电流为1.8103A。

(1)求在地面上由这电流所产生的磁感应强度多大(2)在上述地区，地磁场为6.0105T，问输电线产生的磁场与地磁场相比如何0IB2a答案：(1)B1.44105T，(2)B＝24%B地3、如图所示，一闭合回路由半径为a和b的两个同心半圆连成，载有电流I，试求圆心P点处磁感应强度B的大小和方向。

0I0I0I0IB4a4b4a4b答案：B-2-0Iab，方向：垂直纸面向里4ab4、如图所示，在由圆弧形导线ACB和直导线BA组成的回路中通电流I5.0A，R0.12m，900，计算O点的磁感应强度。

5、一宽度为a的无限长金属薄板，通有电流I。

试求在薄板平面上，距板的一边为a的P点处的磁感应强度。

B2aa0I/a0Idrln22r2a0Iln2，方向：垂直纸面向里2a答案：B-3-6、半径为R的薄圆盘均匀带电，电荷面密度为，当圆盘以角速度绕通过盘心O并垂直于盘面的轴沿逆时针方向转动时，求圆盘中心点O处的磁感强度。

dB0dI2rdqdS2rdrdIT2/2RrdrBdB0110dr0R22答案：BO10R，方向：垂直于盘面向上2-4-7、已知均匀磁场的磁感应强度B2.0102T，方向沿某轴正方abcd、向，求通过题图中，aefd三个面的磁通量(ab40cm，befc、be30cm，ad50cm)。

（1）BBSabcd4.0103Wb（3）BBSabcd4.0103Wb答案：(1)B4.0103Wb，(2)B0，(3)B4.0103Wb8、如图所示，两条通有稳恒电流的无限长导线，流入纸面的电流I13A，流出纸面的电流I21A，则由安培环路定理可得：Bdla；Bdlb；Bdlc-5-答案：Bdl30；Bdl20；Bdl0abc9、设真空中有一无限长载流圆柱形导体，圆柱半径为R，圆柱截面上均匀地通有电流I沿轴线流动，求载流圆柱导体周围空间磁场的分布。