电介质材料-考试复习题-200

合集下载

电介质材料(压电和铁电材料)

电介质材料(压电和铁电材料)

压电陶瓷材料Байду номын сангаас
锆钛酸铅系(PZT)陶瓷, 其化学式为Pb(Zrx, Ti1-x)O3, 是钙 钛矿结构的二元系固溶体,晶胞中B位置可以是Zr4+, 也可以 是Ti4+。居里点随锆钛比变化。根据器件的要求,可以选择 不同的锆钛比。 然而,锆钛酸铅系陶瓷在制备和使用过程中,都会给环 境和人类健康带来很大的损害。近年来,随着环境保护和人 类社会可持续发展的需求,研发新型环境友好的压电陶瓷已 成为世界各国致力研发的热点材料之一。2001年欧州议会通 过了关于"电器和电子设备中限制有害物质"的法令,并定于 2008年实施。其中在被限制使用的物质中就包括含铅的压电 器件。为此,欧洲共同体立项151万欧元进行关于无铅压电 陶瓷的研究与开发。美国和日本以及我国电子信息产业部也 相继通过了类似的法令,并逐年提高对研制无铅压电陶瓷项 目的支持力度。对新型无铅压电陶瓷的研究和开发也同样受 到了国内科技界与企业界的普遍关注。
小资料:最新的无铅压电材料 任晓兵博士在其论文中提出一种不同于上述机制的全 新原理,该原理利用铁电体在90度畴翻转时产生巨大变形 这一特性,并利用时效点缺陷的对称性性质而产生可回复 的应变(该性质亦为任晓兵博士所发现,X. Ren and K., Otsuka, 《Nature》, 1997)。任晓兵博士认为,存在点缺陷 的情况下,电畴在电场作用下发生翻转,当电场解除时, 在点缺陷的影响下,畴将回到原来的取向。在200V/mm的 电压下可产生0.75%的巨大可逆变形,是相同电压下PZT形 变量的37.5倍。 值得注意的是,产生这一巨大电致应变的材料为钛酸 钡基材料,这为开发对环境无害的高性能电致应变材料提 供了重要新途径。此项成果发表后,立即引起国际学术界 和工业界的强烈反响。

电磁场复习题

电磁场复习题

一、填空题⒈电场强度的方向与( )的受力方向相同。

⒉电偶极子产生的电场为()。

⒊无限长带线电荷密度为τ的导线周围电场强度为( )。

⒋静电场中,选定Q点为电位参考点,则空间任一点P的电位值为( )。

⒌电力线的微分方程为( )。

⒍球坐标系中电力线的微分方程为( )。

⒎静电场中,电通密度与电场强度、极化强度之间的关系式为( )。

⒏各向同性的线性介质中,极化强度与电场强度的关系为( )。

⒐极化电介质中电通密度与电场强度和极化强度的关系式为( )。

⒑静电场中媒质分界面上的衔接条件为( )和( )。

⒒静电场中导体与电介质分界面上电位表示的衔接条件为( )和( )。

⒓真空中半径为a的孤立导体球的电容量为( )。

⒔半径为a的球形区域内均匀分布有电荷体密度为ρ,则此球内电场为( )。

⒕静电场中电位函数的泊松方程为( )。

⒖同轴电缆内外导体半径分别为a和b,电压为U,中间介质介电常数为ε,则中间介质的电场强度为( )。

⒗内外半径分别为a和b的同心球面间电容量为( )。

⒘已知带电体上连续电荷分布密度函数和电位分布,计算静电能量的公式为( )。

⒙已知n个分离带电体上电荷量和电位分布,计算总的静电能量的公式为( )。

⒚已知静电场分布区域中电场强度分布以及区域媒质介电常数,总的静电能量计算公式为( )。

⒛电荷为q的带电体在电场中受到电场力为( )。

21静电场中,对带电荷量不变的系统,虚位移法计算电场力的公式为( )。

22静电场中,对电位不变系统,虚位移法计算电场力的公式为( )。

23在自由空间中,电荷运动形成的电流称为( )。

24恒定电场中电流连续性方程为( )。

25恒定电流指的是( )。

2020/3/27 26元电流段具有的形式为( )、( )、( )和( )。

27电流线密度与运动电荷之间的关系为( )。

28焦耳定律的微分形式为( )。

29欧姆定律的微分形式为( )。

30电源电动势与局外场强的关系为( )。

31导电媒质中(电源外)恒定电场的基本方程微分形式为( )和( )。

(完整word版)材料物理复习题

(完整word版)材料物理复习题

名词解释1。

磁晶的各向异性:单晶体的磁性各向异性2。

自发磁化:铁磁性材料在没有外加H时,原子磁矩趋于同向排列,而发生的磁化3。

磁畴:铁磁质自发磁化成的若干个小区域4、第一类超导体:大多数纯金属超导体,在超导态下磁通从超导体中全部逐出,具有完全的迈斯纳效应(完全的抗磁性)。

5。

压电体:当挤压或拉伸时,两端能产生不同的电荷的晶体6、马基申定律:ρ=ρ(T)+ρ残7.铁电畴:铁电体中自发极化方向相同的区域8。

自发极化:在一定温度范围内、单位晶胞内正负电荷中心不重合,形成偶极矩,呈现象极性。

这种在无外电场作用下存在的极化现象称为自发极化9.激子:空穴带正电,电子带负电,它们之间的库仑吸引互作用在一定的条件下会使它们在空间上束缚在一起,这样形成的复合体称为激子。

10。

激光:11。

磁致伸缩材料:具有磁致伸缩特性的材料。

磁性伸缩铁磁体在磁场中磁化时,其尺寸或体积发生变化的现象.12。

剩余磁感性强度:当对磁体施加完一个磁场以后,产生磁通密度。

但是把磁场去掉以后,磁通密度并不会减小到0,出现剩余磁场,此为剩余磁通密度。

13.磁弹性能:当铁磁体存在应力时,磁致伸缩要与应力相互作用,与此有关的能量14、反铁电体:在一定温度范围内相邻离子联线上的偶极子呈反平行排列,宏观上自发极化强度为零,无电滞回线的材料,称为反铁电体。

15、铁电畴:在一个小区域内,各晶胞的自发极化方向都相同,这个小区域称为铁电畴16、电介质的击穿:一般外电场不太强时,电介质只被极化,不影响其绝缘性能.当其处在很强的外电场中时,电介质分子的正负电荷中心被拉开,甚至脱离约束而成为自由电荷,电介质变为导电材料.当施加在电介质上的电压增大到一定值时,使电介质失去绝缘性的现象称为击穿17、第二类超导体:铌、钒及其合金中,允许部分磁通透入,仍保留超导电性.存在两个临界磁场,较低的Hc1和较高的Hc2.18、热释电体:对于具有自发式极化的晶体,当晶体受热或受冷后,由于ΔT而导致自发式极化强度变化(ΔPS),从而在晶体的一定方向上产生表面极化电荷的现象称为“热释电效应”.具有热释电效应的材料称为热释电体。

研究生考试静电场中的导体和电介质复习题及答案参考

研究生考试静电场中的导体和电介质复习题及答案参考

第6章 静电场中的导体和电介质一、选择题1. 一个不带电的导体球壳半径为r , 球心处放一点电荷, 可测得球壳内外的电场. 此后将该点电荷移至距球心r /2处,种情况? [ ] (A) 对球壳内外电场无影响 (B) 球壳内外电场均改变(C) 球壳内电场改变, 球壳外电场不变(D) 球壳内电场不变, 球壳外电场改变2. 当一个导体带电时, 下列陈述中正确的是[ ] (A) 表面上电荷密度较大处电势较高 (B) 表面上曲率较大处电势较高 (C) 表面上每点的电势均相等 (D) 导体内有电力线穿过3. 关于带电导体球中的场强和电势, 下列叙述中正确的是 [ ] (A) 导体内的场强和电势均为零 (B) 导体内的场强为零, 电势不为零(C) 导体内的电势与导体表面的电势相等(D) 导体内的场强大小和电势均是不为零的常数4. 当一个带电导体达到静电平衡时[ ] (A) 导体内任一点与其表面上任一点的电势差为零 (B) 表面曲率较大处电势较高(C) 导体内部的电势比导体表面的电势高 (D) 表面上电荷密度较大处电势较高5. 一点电荷q 放在一无限大导体平面附近, 相距d , 若无限大导体平面与地相连, 则导体平面上的总电量是 [ ] (A)2q (B) 2q- (C) q (D) q -6. 在一个绝缘的导体球壳的中心放一点电荷q , 则球壳内、外表面上电荷均匀分布.若使q 偏离球心, 则表面电荷分布情况为[ ] (A) 内、外表面仍均匀分布 (B) 内表面均匀分布, 外表面不均匀分布 (C) 内、外表面都不均匀分布 (D) 内表面不均匀分布, 外表面均匀分布7. 带电量不相等的两个球形导体相隔很远, 现用一根细导线将它们连接起来. 若大球半径为m , 小球半径为n , 当静电平衡后, 两球表面的电荷密度之比 σ m /σ n 为[ ] (A) n m (B) mn(C)22n m (D) 22m n8. 真空中有两块面积相同的金属板, 甲板带电q , 乙板带电Q .现将两板相距很近地平行放置, 并使乙板接地, 则乙板所带的电量为 [ ] (A) 0 (B) -q (C) 2Q q +- (D) 2Qq +9. 在带电量为+q 的金属球的电场中, 为测量某点的电场强度E, 现在该点放一带电量为(+q /3)的试验电荷, 电荷受力为F, 则该点的电场强度满足[ ] (A) q F E 6> (B) q FE 3>(C) q F E 3< (D) qFE 3=10. 在一个带电量为Q 的大导体附近的P 点, 置一试验电荷q , 实验测得它所受力为F .若考虑到q 不是足够小, 则此时F/q 比P 点未放q时的场强[ ] (A) 小 (B) 大(C) 相等 (D) 大小不能确定11. 有一负电荷靠近一个不带电的孤立导体, 则导体内场强大小将[ ] (A) 不变 (B) 增大 (C) 减小 (D) 其变化不能确定12. 一个带正电的小球放入一个带等量异号电荷、半径为R 的球壳中.在距球心为r (R r <)处的电场与放入小球前相比将 [ ] (A) 放入前后场强相同 (B) 放入小球后场强增加 (C) 因两者电荷异号, 故场强减小 (D) 无法判定13. 真空中有一组带电导体, 其中某一导体表面处电荷面密度为σ, 该表面附近的场强大小0/εσ=E , 其中E 是[ ] (A) 该处无穷小面元上电荷产生的场 (B) 该导体上全部电荷在该处产生的场 (C) 这一组导体的所有电荷在该处产生的场 (D) 以上说法都不对14. 设无穷远处电势为零, 半径为R 的导体球带电后其电势为U , 则球外离球心距离为r 处的电场强度大小为3qQqq[ ] (A) 32r U R (B) r U (C) 2rRU(D) R U15. 一平行板电容器始终与一端电压恒定的电源相连.当此电容器两极间为真空时, 其场强为0E , 电位移为0D; 而当两极间充满相对介电常数为εr 的各向同性均匀电介质时, 其间场强为E , 电位移为D, 则有关系[ ] (A) 00,/D D E E r==ε(B) 00,D D E E ==(C) r r D D E E εε/,/00== (D) 00,D D E E r ε==16. 一空气平行板电容器接上电源后, 在不断开电源的情况下浸入媒油中, 则极板间的电场强度大小E 和电位移大小D 的变化情况为[ ] (A) E 和D 均减小 (B) E 和D 均增大 (C) E 不变, D 减小 (D) E 不变, D 增大17. 把一个带正电的导体B 靠近一个不带电的绝缘导体A 时, 导体A 的电势将[ ] (A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 变化与否不能确定18. 有两个大小不等的金属球, 其大球半径是小球半径的两倍, 小球带有正电荷.当用金属细线连接两金属球后[ ] (A) 大球电势是小球电势的两倍 (B) 大球电势是小球电势的一半 (C) 所有电荷流向大球 (D) 两球电势相等19. 在无穷大的平板A 上均匀分布正电荷, 面电荷密度为σ,带净电荷的大导体平板B , 则A 板与B 板间的电势差是 [] (A) 02εσd (B) 0εσd(C) 03εσd(D) σεd 020. 导体壳内有点电荷q , 壳外有点电荷Q , 导体壳不接地.当Q 值改变时, 下列关于壳内任意一点的电势和任意两点的电势差的说法中正确的是 [ ] (A) 电势改变, 电势差不变 (B) 电势不变, 电势差改变T6-1-15图(C) 电势和电势差都不变 (D) 电势和电势差都改变21. 两绝缘导体A 、B 带等量异号电荷.现将第三个不带电的导体C 插入A 、B 之间, 但不与A 、B 接触, 则A 、B 间的电势差将[ ] (A) 增大 (B) 减小(C) 不变 (D) 如何变化不能确定22. 两个薄金属同心球壳, 半径分别为R 和r (R >r ), 若分别带上电量为Q 和q 的电荷, 此时二者的电势分别为U 和V .现用导线将二球壳连起来, 则它们的电势为[ ] (A) U (B) V(C) U +V (D) )(21V U +23. 就有极分子电介质和无极分子电介质的极化现象而论 [ ] (A) 两类电介质极化的微观过程不同, 宏观结果也不同 (B) 两类电介质极化的微观过程相同, 宏观结果也相同 (C) 两类电介质极化的微观过程相同, 宏观结果不同 (D) 两类电介质极化的微观过程不同, 宏观结果相同24. 一平行板电容器中充满相对电容率为r ε的各向同性均匀电介质.已知电介质表面极化电荷面密度为±σ', 则极化电荷在电容器中产生的电场强度大小为 [ ] (A)εσ' (B)2εσ'(C)rεεσ0'(D)rεσ'25. 一导体球外充满相对电容率为r ε的均匀电介质, 若测得导体表面附近场强为E , 则导体球面上的自由电荷面密度σ为[ ] (A) E 0ε (B) E r εε0 (C) E r ε (D) E r r )(0εεε-27. 在一点电荷产生的电场中, 以点电荷处为球心作一球形封闭高斯面, 电场中有一块对球心不对称的电介质, 则 [ ] (A) 高斯定理成立,并可用其求出封闭面上各点的场强 (B) 即使电介质对称分布, 高斯定理也不成立 (C) 高斯定理成立, 但不能用其求出封闭面上各点的电场强度 (D) 高斯定理不成立28. 在某静电场中作一封闭曲面S .若有⎰⎰=⋅sS D 0d , 则S 面内必定[ ] (A) 没有自由电荷 (B) 既无自由电荷, 也无束缚电荷(C) 自由电荷的代数和为零 (D) 自由电荷和束缚电荷的代数和为零29. 关于介质中的高斯定理⎰⎰∑=⋅sq S D 0d, 下列说法中正确的是[ ] (A) 高斯面的D通量仅与面内的自由电荷的代数和有关(B) 高斯面上处处D为零, 则高斯面内必不存在自由电荷 (C) 高斯面的D通量由面内的自由电荷和束缚电荷共同决定(D) 高斯面内不包围自由电荷时, 高斯面上各点电位移矢量D为零30. 关于静电场中的电位移线, 下列说法中正确的是 [ ] (A) 起自正电荷, 止于负电荷, 不形成闭合线, 不中断 (B) 任何两条电位移线互相平行 (C) 电位移线只出现在有电介质的空间(D) 起自正自由电荷, 止于负自由电荷, 任何两条电位移线不相交31. 两个半径相同的金属球, 一个为空心, 另一个为实心.把两者各自孤立时的电容值加以比较, 有[ ] (A) 空心球电容值大 (B) 实心球电容值大 (C) 两球容值相等 (D) 大小关系无法确定32. 有一空气球形电容器, 当使其内球半径增大到两球面间的距离为原来的一半时, 此电容器的电容为[ ] (A) 原来的两倍 (B) 原来的一半 (C) 与原来的相同 (D) 以上答案都不对33. n 只具有相同电容的电容器, 并联后接在电压为∆U 的电源上充电.去掉电源后通过开关使之接法改为串联.则串联后电容器组两端的电压V 和系统的电场能W [ ] (A) U n V ∆=,W 增大 (B) U n V ∆=,W 不变 (C) U n V ∆=,W 减小 (D) U nV ∆=1,W 不变34. 把一充电的电容器与一未充电的电容器并联.如果两电容器的电容一样, 则总电能将[ ] (A) 增加 (B) 不变 (C) 减小 (D) 如何变化不能确定35. 平行板电容器的极板面积为S , 两极板间的间距为d , 极板间介质电容率为ε. 现对极板充电Q , 则两极间的电势差为[ ] (A) 0 (B)S Qd ε (C) S Qd ε2 (D) SQdε436. 一平行板电容器充电后与电源断开, 再将两极板拉开, 则电容器上的[ ] (A) 电荷增加 (B) 电荷减少 (C) 电容增加 (D) 电压增加37. 将接在电源上的平行板电容器的极板间距拉大, 将会发生什么样的变化? [ ] (A) 极板上的电荷增加 (B) 电容器的电容增大(C) 两极间的场强减小 (D) 电容器储存的能量不变38. 真空中带电的导体球面和带电的导体球体, 若它们的半径和所带的电量都相等, 则球面的静电能W 1与球体的静电能W 2之间的关系为[ ] (A) W 1>W 2 (B) W 1=W 2 (C) W 1<W 2 (D) 不能确定39. 如果某带电体电荷分布的体密度ρ增大为原来的两倍, 则其电场的能量变为原来的[ ] (A) 2倍 (B)21倍 (C) 4倍 (D) 21倍 40. 一空气平板电容器, 充电后把电源断开, 这时电容器中储存的能量为0W .然后在两极板间充满相对电容率为r ε的各向同性均匀电介质, 则该电容器中储存的能量W 为[ ] (A) 0W W r ε= (B) rW W ε0=(C) 0)1(W W r +=ε (D) 0W W =41. 一平行板电容器, 两板间距为d , 与一电池联接时, 相互作用力为F.若将电池断开,极间距离增大到3d , 则其相互作用力变为[ ] (A) 3F (B)F 3 (C) 9F(D) 不变42. 金属圆锥体带正电时, 其圆锥表面[ ] (A) 顶点处电势最高 (B) 顶点处场强最大 (C) 顶点处电势最低(D) 表面附近场强处处相等43. 平板电容器与电源相连, 现把两板间距拉大, 则 [ ] (A) 电容量增大T6-1-42图(B) 电场强度增大 (C) 带电量增大(D) 电容量、带电量及两板间场强都减小44. 空气平行板电容器接通电源后, 将电容率为ε的厚度与极板间距相等的介质板插入电容器的两极板之间.则插入前后, 电容C 、场强E和极板上的电荷面密度σ的变化情况为[ ] (A) C 不变, E不变, σ不变(B) C 增大, E不变, σ增大 (C) C 不变, E增大, σ不变(D) C 增大, E增大, σ增大45. 空气平板电容器与电源相连接.现将极板间充满油液, 比较充油前后电容器的电容C 、电压U 和电场能量W 的变化为 [ ] (A) C 增大, U 减小, W 减小 (B) C 增大, U 不变, W 增大 (C) C 减小, U 不变, W 减小 (D) C 减小, U 减小, W 减小46. 一空气平行板电容器充电后与电源断开, 然后在两极间充满某种各向同性均匀电介质.比较充入电介质前后的情形, 以下四个物理量的变化情况为[ ] (A) E增大, C 增大, ∆U 增大, W 增大(B) E减小, C 增大, ∆U 减小, W 减小(C) E减小, C 增大, ∆U 增大, W 减小 (D) E增大, C 减小, ∆U 减小, W 增大47. 平行板电容器两极板(可看作无限大平板)间的相互作用力F 与两极板间电压∆U 的关系是:[ ] (A) U F ∆∝ (B) U F ∆∝1 (C) 2U F ∆∝ (D) 21U F ∆∝48. 在中性导体球壳内、外分别放置点电荷q 和Q , 当q 在壳内空间任意移动时, Q 所受合力的大小[ ] (A) 不变 (B) 减小(C) 增大 (D) 与q 、Q 距离有关49. 在水平干燥的玻璃板上, 放两个大小不同的小钢球, 且小球上带的电量比大球上电量多.发现两球被静电作用力排开时, 小球跑得较快, 这是由于 [ ] (A) 小球受到的斥力较大 (B) 大球受到的斥力较大(C) 两球受到的斥力大小相等, 但大球惯性大 (D) 以上说法都不对50. 一带电导体球壳, 内部没有其它电荷, 则 [ ] (A) 球内、内球面、外球面电势相等(B) 球内、内球面、外球面电场强度大小相等 (C) 球壳内电场强度为零,球心处场强不为零 (D) 球壳为等势体, 球心处电势为零51. 如果在平行板电容器的两极板间平行地插入一块与极板面积相等的电介质板, 则由于电介质的插入及其相对于极板所放置的不同, 对电容器电容的影响为 [ ] (A) 使电容减小, 但与电介质板的位置无关 (B) 使电容减小, 且与电介质板的位置有关(C) 使电容增大, 但与电介质板的位置无关 (D) 使电容增大, 且与电介质板的位置有关52. 一均匀带电Q 的球体外, 罩一个内、外半径分别为r 和R 的同心金属球壳. 若以无限远处为电势零点, 则在金属球壳r <R '<R 的区域内 [ ] (A) E =0, U =0 (B) E =0, U ≠0(C) E ≠0, U ≠0 (D) E ≠0, U =053. 把A 、B 两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中,如T6-1-53图所示,设无限远处为电势零点,A 的电势为U A ,B 的电势为U B ,则[ ] (A) U B > U A ≠0 (B) U B > U A = 0(C) U B = U A (D) U B < U A二、填空题1. 两金属球壳A 和B 中心相距l ,原来都不带电.现在两球壳中分别放置点电荷q 和Q ,则电荷Q 作用在q 上的电力大小为F = .如果去掉金属壳A ,此时,电荷Q 作用在q 上的电力大小是 .T6-1-51图ABC2. 在T6-2-2图所示的导体腔C中,放置两个导体A和B,最初它们均不带电.现设法使导体A带上正电,则这三个导体电势的大小关系为.3. 半径为r的导体球原来不带电.在离球心为R (rR>)的地方放一个点电荷q, 则该导体球的电势等于.4. 金属球壳的内外半径分别r和R, 其中心置一点电荷q, 则金属球壳的电势为.5. 一个未带电的空腔导体球壳内半径为R.在腔内离球心的距离为d处(d < R) 固定一电量为+q的点电荷,用导线把球壳接地后,再把地线撤去,选无穷远处为电势零点,则球心O处的电势为.6. T6-2-6图所示的11张金属箔片平行排列,奇数箔联在一起作为电容器的一极,偶数箔联在一起作为电容器的另一极.如果每张箔片的面积都是S,相邻两箔片间的距离为d,箔片间都是空气.忽略边缘效应,此电容器的电容为C = .7. T6-2-7图中所示电容器的电容321CCC、、已知,4C的值可调.当4C的值调节到A、B两点的电势相等时,=4C.8. 位于边长为l的正三角形三个顶点上的点电荷电荷量分别为q、q2和q4-,这个系统的静电能为.9. 有一半径为R的均匀带电球体, 若球体内、外电介质的电容率相等, 此时球内的静电能与球外的静电能之比为.10. 电荷q均匀分布在内外半径分别为1R和2R的球壳体内,这个电荷体系的电势能为,电场能为.11. 一平行板空气电容器, 极板面积为S, 间距为d, 接在电源上并保持电压恒定为U.若将极板距离拉开一倍, 则电容器中的静电能改变量为.12. 有一半径为R的均匀带电球体, 若球体内、外电介质的电容率相等, 此时球内的静电能与球外的静电能之比为.三、计算题1. 真空中一导体球A原来不带电.现将一点电荷q移到距导体球A的中心距离为r处,此时,导体球的电势是多少?2. 真空中一带电的导体球A半径为R.现将一点电荷q移到距导体球A的中心距离为r处,测得此时导体球的电势为零.求此导体球所带的电荷量.3. 一盖革-米勒计数管,由半径为0.1mm的长直金属丝和套在它外面的同轴金属圆筒构成,圆筒的半径为10mm.金属丝与圆筒之间充以氩气和乙醇蒸汽,其电场强度最大值为6103.4⨯V⋅m-1. 忽略边缘效应,试问金属丝与圆筒间的电压最大不能超过多少?4. 设有一电荷面密度为0(0)σ>放置一块原来不带电,有一定厚度的金属板,不计边缘效应, (1)板两面的电荷分布;(2) 把金属板接地,金属板两面的电荷又将如何分布5. 在一块无限大的接地金属板附近有一个电量为q(>0)的点电荷,它与金属板表面相距为h,求金属板表面上的感应电荷分布及感应电荷总量.6. 一平行板电容器两极板的面积都是S,其间充有N层平行介质层,它们的电容率分别为Nεεεε、、、321,厚度分别为Ndddd、、、321.忽略边缘效应,求此电容器的电容.7. 如T6-3-7图所示,一球形电容器由半径为R1的导体球和与它同心的半径为R2的导体球壳组成.导体球与球壳之间一半是空气,另一半充有电容率为ε的均匀介质.求此电容器的电容.8. 静电天平的原理如T6-3-8图所示:面积为S、相距x的空气平行板电容器下板固定,上板接到天平的一端.电容器不充电时,天平恰好处于平衡.欲称某物体的质量,可将待称物放入天平另一端,再在电容器极板上加上电压,使天平再次达到平衡.如果某次测量测得其极板上的电压值为U, 问此物的质量是多少?9. 两块面积相同的大金属平板A、B, 平行放置,板面积为S,相距d,d远小于平板的线度.今在A,B板之间插入另外一面积相同,厚度为l的金属板,三板平行.求A、B 之间的电容.10. 真空中两个同心的金属薄球壳,内外球壳的半径分别为R1和R2,(1) 试求它们所构成的电容器的电容;(2) 如果令内球壳接地,它们之间的电容又是多大?11. 已知一均匀带电球体(非导体)的半径为R,带电量为q.如果球体内外介质的电容q率均近似为ε,在半径为多大的球面空间内的电场能量为其总能量的一半?12. 半径为R 的雨点带有电量q .现将其打破,在保持总体积不变的情况下分成完全相同的两点,并拉开到“无限远”.此系统的电能改变量是多少? 解释出现这个结果的原因.13. 一面积为S 、间隔为d 的平板电容器,最初极板间为空气,在对其充电±q 以后与电源断开,再充以电容率为ε的电介质; 求此过程中该电容器的静电能减少量.试问减少的能量到哪儿去了?14. 一种利用电容器控制绝缘油液面的装置示意如T6-3-14图,平行板电容器的极板插入油中,极板与电源以及测量用电子仪器相连.当液面高度变化时,电容器的电容值发生改变,使电容器产生充放电,从而控制电路工作.已知极板的高度为a ,油的相对电容率为εr ,试求此电容器等效相对电容率与液面高度h 的关系.15. 如T6-3-15图所示,在场强为E的均匀电场中,静止地放入一电矩为p 、转动惯量为J 的电偶极子.若电矩p与场强E 之间的夹角θ 很小,试分析电偶极子将作什么运动,并计算电偶极子从静止出发运动到p与E 方向一致时所经历的最短时间.第6章 静电场中的导体和电解质一、选择题 1. C 2. C 3. C 4. A 5. D 6. D 7. B 8. B 9. B10. A 11. A 12. B 13. C 14. C 15. D 16. D 17. A 18. D 19. A 20. A 21. B 22. A 23. D 24. A 25. B 26. B 27. C 28. C 29. A 30. D 31. C 32. D 33. B 34. C 35. B 36. C 37. C 38. B 39. C 40. B 41. D 42. B 43. D 44. B 45. B46. B 47. C 48. A 49. C 50. A 51. C 52. B 53. D二、填空题 1.20π4l qQ ε,20π4l qQε 2. 0>>>C B A U U U3. R q 0π4ε4. Rq 0π4ε 5.)11(π40Rd q -ε 6. d SNC 0ε=7. 1324C CC C =8. lq W 02π25ε-=9. 1:510. 2222121023222122131)(π40)2463(3R R R R q R R R R R R +++++ε,2222121023222122131)(π40)2463(3R R R R q R R R R R R +++++ε 11. dSU 420ε-12. 1:5 三、计算题1. 解:导体平衡时是一等势体,球的电势即球心的电势.据电势叠加原理,球心的电势等于点电荷在A 球心处的电势与导体球在球心处的电势之和 点电荷q 在导体球A 之球心处的电势为rqU q 0π4ε=设导体球A 的半径为R , 因静电感应在为⎰⎰'''='=q q A q R R q U d π41π4d 00εε 因导体球感应电荷之和为0,所以0d ='⎰'q q球心处的电势rqU U U A q 0π4ε=+=2. 解:由上题的讨论可知,球心的电势应等于点电荷在A 球心处的电势与导体球在球心处的电势以及导体球上感应电荷球心处的电势之和A6-3-1图q设导体球带电Q ,它在球心处的电势为RQU Q 0π4ε=利用上题的结果, 球心处的电势为RQr q U U U U Q A q 00π4π4εε+=++=由题意有0π4π400=+=++=RQr q U U U U Q A q εε所以,导体球的带电量Q 为q rR Q =3. 解:设金属丝单位长度上的电量为λ,由高斯定理可求得金属丝与圆筒之间离轴线r 处电场强度大小为rE ελπ2=于是,金属丝与圆筒之间的电势差为内外内外外内外内R R rE R R r r U R R R R ln ln π2d π2d ==⋅=⋅=⎰⎰ελελr E此式表明:max U 对应于m ax E ,由rE ελπ2=知m ax E 对应着内和R r =max λ (V)1098.11.010ln 103.4101.0ln363max max ⨯=⨯⨯⨯⨯==-内外内R R E R U4. 解:(1) 不计边缘效应,则金属板两相对表面均匀带电,设其上的电荷面密度分别为1σ和2σ,如A6-3-4(a)图所示.因金属板原来不带电,由电荷守恒定律有120σσ+= ①设P 点为厚板内任意一点,根据场强叠加原理及导体的静电平衡条件,可得P 点的场强应满足0222020100=-+=εσεσεσP E ② 由①、 ②两式可解得2,2201σσσσ=-=σA6-3-4(a) 图(2) 把金属板接地后,板与地成为一个导体, 达到静电平衡后两者的电势必须相等,因而金属板右表面不能带电.反证如下:设板的右表面带电,则必有电场线从金属板的正电荷发出终止 于地面(或由地面发出终止于金属板的负电荷),这样,板与地之间一定存在电势差,这与静电平衡时导体的性质相矛盾,因而不可能.设接地后,板的左表面的电荷面密度为σ,按与(1)中相同的解法,根据电场强度叠加原理和导体静电平衡条件,求得金属板内任一点处的电场强度满足022000=+εσεσ 因此0σσ-=, 即金属板接地后不仅(1)中板右表面的正电荷被来自地面的负电荷中和,而且板的左表面的负电荷也增加了一倍,这时电场全部集中在带电平面与金属板之间, 如A6-3-4(b)图所示.5. 解:接地意味着该金属板的电势与地电势同为零,为满足静电平衡条件和零电势,感应电荷只出现在金属板上与点电荷相近一侧的表面,且不均匀分布.在金属板的带电面的内、外侧选取两个无限接过的场点P '和P ,它们与点电荷相距r ,与垂足O 点相距R , 如A6-3-5图所示.设q E 和PE ''分别表示点电荷和金属表面感应电荷在P '点产生的电场强度,则根据导体的静电平衡条件,P '点的合场强为零,有0='+=''P q P E E E 即,q P E E -='',由此得PE ''的大小为 20π4rq E Pε=''由于P 和P '分居金属板带电面两侧,位置对称,可知其面上感应电荷在此两点产生的场强也对称,即,PE ' 的大小应与P E ''的大小相等,而其方向如A6-3-5图所示.同时,由于P '和P 二者无限接近,点电荷在此两点产生的场强相同.因此,金属板外侧P 点的合场强Pq P E E E'+= , 由矢量合成图可见,合场强的大小 2/322020)(π2π42cos 2R h qhr h r q E E q P +===εεθ P E的方向垂直表面指向导体内部, 即与带电表面的外法线反向.根据静电平衡时导体表面电场强度n e Eεσ=,可得P 点处感应电荷的面密度为 2/3220)π(2R h qhE P +-=-='εσ 结果表明,金属板表面的感应电荷分布不均匀,在0=R 处,σ'的绝对值最大,在离开O 点很远处(即R →∞)感应电荷面密度趋势于零.选取以O 为中心,半径为R 到R R d +的圆环,其上的电荷为σA6-3-4(b) 图P E-=''PA6-3-5图R R q d π2d σ'='=R R h qhRd )(2/322+-故整个表面上感应电荷的总量q R R h qhRq q q -=+-='='⎰⎰∞'2/322d )(d 即与金属板旁点电荷q 等量异号.6. 解:设电容器两极板加有电压U ,极板上的电量为Q ±.由高斯定理可得,第i 层介质内电场强度的大小为SQ D E i i i i i εεσε===极板间电压∑∑⎰⎰==-+-+===⋅=N i i iNi i i d S Q d E l E U 11d d εl E由电容器电容的定义∑===Ni iid SUQC 1ε7. 解:设想通过球心的平面将一个球形电容器分成了两个半球形的电容器,再相互并联.已知球形电容器的电容为1221π4R R R R C -=ε于是,两半球形电容器的电容分别为122100π2R R R R C -=ε, 1221π2R R R R C -=εε所求之电容为)(π2π2π2012211221122100εεεεε+-=-+-=+=R R R R R R R R R R R R C C C8. 解:设加上电压U 后电容器极板上的带电量为q ±,则电容器上极板所受的电力为Sq q qE F 02022εεσ=== 由电容定义CU q =和平板电容器dSC 0ε=可得20)(21xU S F ε=天平平衡时 mg F =所以20)(21xUS F ε=A6-3-6图A6-3-8图9. 解:方法一设A ,B 两块板分别带有+q 和-q 的电量,在题设条件下,由导体的静电平衡条件可确定,电荷均匀分布在两极板的相对表面上,其电荷面密度分别为S qS q -=-=σσ和,而插入的第三个金属板两侧表面感应带等量异号的面电荷.由无限大均匀带电平面的电场可知,金属板之间的电场强度的大小SqE 00εεσ==方向垂直于板面,而金属板内场强为零;因此A ,B 两板之间的电势差为Sl d q l d E U 0)()(ε-=-==∆ 根据电容的定义式,得ld S U qC -=∆=0ε 解法二 设所插入的金属板的左侧面与A 板相距d 1,则其右侧面与B 板相距12d l d d --=A ,B 之间的电容可看成A 与插入的金属板的左侧面之间的电容C 1和B 与插入的金属板的右侧面之间的电容C 2串联而成.由平板电容器电容公式,有202101,d SC d SC εε==由串联电容公式 Sl d S d d C C C 002121111εε-=+=+= 故A ,B 之间的电容为ld SC -=0ε两种解法结果相同.10. 解:(1) 设两球壳分别带有+Q 和-Q 的电量,由导体的静电平衡条件可知, 电荷均匀分布于球面. 因此,两球面之间的电场强度方向沿径向,大小为 20π4rQE ε=两球壳之间的电势差为)11(π4d π42102021R R Q r RQU R R -==∆⎰εε 按定义,球形电容器的电容为12210π4R R R R U QC -=∆=ε (2) 令内球壳接地,则其电势为零解法一 由于无限远电势也为零,即与内球壳等电势,故此时外金属球壳和接地内金属球壳之间的电容可看作一球形电容器1C 和一由外A6-3-9图S SA6-3-10(a)图球壳与无限大(远)球壳构成的电容器2C 二者的并联,而后一电容器的电容实际就是孤立导体球的电容,因此此时两金属球壳之间的电容为1222201221021π4π4π4R R R R R R R R C C C -=+-=+=εεε 解法二 令金属球壳带电,由于内球壳接地,它所带的电荷不可能与外球壳的电荷等量异号,而应满足一定的关系.设分别为Q 1和Q 2 ,它们各自均匀分布在两个球面上,由电势叠加原理,二同心均匀带电球面在内球面形成的电势为0π4π42021011=+=R Q R Q U εε因此1221R R Q Q -= 又两金属球壳之间的电势差为 )11(π42101R R Q U -=∆ε 此时,外球壳是电容器的一个完整的电极,它所带的电荷才是电容器所带的电量,因此按定义,电容值为)(π41212101212R R Q R R R R Q U Q U QC -⋅=∆=∆=ε 1222π4R R R -=ε 结果与解法一的相同.结果讨论: 对球形电容器,如果两球壳的间距远小于球壳的半径,即1212,R R R R R <<-=∆,则221π4π4R R R ≈,为球壳面积S .由此电容器的电容可近似为 RSR R R R C ∆≈-=012210π4εε式中R ∆是两电极之间的距离d , dSC 0ε=,球形电容器的电容演化为平板电容器的电容.。

外科复习题素材

外科复习题素材

外科复习测真题第二章水电介质一、A1型选择题〔每一道考题都有A、B、C、D、E五个备选答案。

请从中选择一个最正确答案〕1、等渗性缺水最常见的原因是A、水分摄入缺乏B、出汗过多C、禁食、发热D、使用利尿剂E、消化液的急性丧失2、高钾血症病人出现心律失常时给予A、5%NaCO3溶液B、5%葡萄糖加胰岛素C、10%葡萄糖酸钙D、生理盐水E、透析疗法3、关于代谢性酸中毒,以下哪项正确:A、PH↑、PaCO2↑、HCO3-↑B、PH↑、PaCO2↓、HCO3-↓C、PH↓、PaCO2↓、HCO3-↑D、PH↓、PaCO2↑、HCO3-↓E、PH↓、PaCO2↓、HCO3-↓4、等渗性缺水病人输人大量等渗盐水时可出现A、血钠过高B、氯化钠过剩C、水中毒D、高氯性酸中毒E、低氯性酸中毒5、低钾血症病人最早出现的临床表现是A、肠麻痹B、肌无力C、心动过缓D、恶心、呕吐E、腱反射减退6、代谢性酸中毒最突出的表现是A、感觉迟钝B、心率加快C、血压下降D、头痛、头晕、嗜睡E、呼吸深快,呼气有酮味7、等渗性缺水不出现的表现是A、尿量减少B、血压下降C、烦躁D、口渴E、神志不清二、A2型选择题:〔每一道考题是一个小病例,有A、B、C、D、E五个备选答案。

请从中选择一个最正确答案〕。

8、患者,男性,25岁,因禁食禁饮、高热2日,自述口渴、尿少色黄。

查体:口唇枯燥,皮肤弹性差,眼窝凹陷,尿比重1.028,血清钠浓度为156mmol/L,首先应输人A、3%氯化钠溶液B、5%碳酸氢钠溶液C、5%葡萄糖溶液D、葡萄糖盐水E、平衡液三、X型选择题:〔每道题由一个题干和五个备选答案组成,选择两个或两个以上正确答案〕9、以下属于第三间隙的是:A、细胞内液B、血浆C、前房水D、脑脊液E、腹腔液10、以下属于等渗性溶液的液体是A、5%葡萄糖溶液B、10%葡萄糖溶液C、0.9%氯化钠溶液D、5%碳酸氢钠溶液E、平衡液11、低钾血症病人可出现A、肌肉无力B、腱反射亢进C、腹胀D、呼吸困难E、心动过缓12、低钾血症可见于A、长期不能进食者B、严峻呕吐患者C、急性肾功能衰竭少尿期病人D、代谢性碱中毒病人E、大量注射葡萄糖,并与胰岛素合用者参考答案1、E2、C3、D4、D5、B6、E7、D8、C9、CDE 10、ACE 11、ACD 12、ABDE第四章麻醉病人的护理一〕A1型题1、为延缓局麻药物的汲取,减轻局麻药物的毒性反响,可在局麻药物中参加A、肾上腺素B、去甲肾上腺素C、多巴胺D、阿托品E、地西泮2、腰麻术后去枕平卧6小时是为预防:A、血压下降B、头痛C、呼吸抑制D、恶心、呕吐E、窒息3、全身麻醉中循环系统最常见的并发症是:A、房性心律失常B、心跳骤停C、低血压D、高血压E、室性心律失常4、全麻后肺不张的预防和医治措施是A、用鼻咽通气道B、静脉注射氨茶碱C、气管内插管D、纤维支气管镜吸痰E、深呼吸和用力咳嗽5、全麻术后最常见的并发症是A、苏醒延迟B、恶心呕吐C、肺梗死D、呼吸暂停E、喉痉挛6、给老年麻醉后病人翻身时动作宜柔和,主要是为了预防A、高血压B、低血压C、心律失常D、肺梗死E、肺脂肪栓塞7、硬膜外麻醉的严峻并发症是:A、头痛B、全脊髓麻醉C、喉痉挛D、药物外渗组织坏死E、局麻药中毒8、麻醉前禁食、禁水最主要的目的是A、便于术中操作B、预防术后便秘C、预防术后腹胀D、预防术后尿潴留E、预防术中呕吐误吸9、医治局麻药物中毒反响,首选的药物是A、肾上腺素B、去甲肾上腺素C、多巴胺D、阿托品E、地西泮10、全脊髓麻醉的主要危险是A、低血压B、剧烈头痛C、麻醉作用持久D、呼吸心跳骤停E、损伤脊髓导致截瘫〔二〕A2型题11、张某,男,50岁。

材料物理性能复习题

材料物理性能复习题

材料物理性能复习题⼀、名词解释光⽮量:即是光波的电场强度⽮量。

双折射:当光束通过各向异性介质表⾯时,折射光会分成两束沿着不同的⽅向传播,这种由⼀束⼊射光折射后分成两束光的现象。

光轴:通过改变⼊射光的⽅向,可以发现,在晶体中存在⼀些特殊的⽅向,沿着这些⽅向传播的光不会发⽣双折射,这些特殊的⽅向称为晶体的光轴。

热膨胀:物质在加热或冷却时的热胀冷缩现象称为热膨胀。

朗伯特定律:l e I I α-=0,在介质中光强随传播距离呈指数形式衰减的规律即称为朗伯特定律。

热稳定性:指材料承受⾼温的急剧变化⽽不致破坏的能⼒,也称为抗热震性。

滞弹性:指材料在交变载荷的情况下表现为应变对应⼒的滞后特性即称为滞弹性。

应⼒感⽣有序:溶解在固溶体中孤⽴的间隙原⼦,置换原⼦,在外加应⼒时,这些原⼦所处的位置的能量即出现差异,因⽽原⼦要发⽣重新分布,即产⽣有序排列,这种由于应⼒引起的原⼦偏离⽆序状态分布叫应⼒感⽣有序。

穆斯堡⽿效应:固体中的⽆反冲核共振吸收即为穆斯堡尔效应。

⾼分⼦的分⼦结构:指除具有低分⼦化合物所具有的,如同分异构、⼏何异构、旋光异构等结构特征之外,还有⾼分⼦量,通常由103~105个结构单元组成的众多结构特点。

⾼分⼦的聚集态结构:是指⼤分⼦堆砌、排列的形式和结构。

均⽅末端距:是描述⾼分⼦链的形状和⼤⼩时采⽤末端距的2次⽅的平均值,⽤r 2表⽰,称为均⽅末端距。

⼆、填空题1、下图为聚合物的蠕变和回复曲线,可见⼀个聚合物材料的总形变是三种形变之和,其中ε1为普弹形变、ε2为⾼弹形变、ε3为粘性流动。

2、从微观上分析,光⼦与固体材料相互作⽤的两种重要结果是:电⼦极化和电⼦能态转变3、在光的⾮弹性散射光谱中,出现在瑞利线低频侧的散射线统称为斯托克斯线,⽽在瑞利线⾼频侧的散射线统称为反斯托克斯线。

4、掺杂在各种基质中的三价稀⼟离⼦,它们产⽣光学跃迁的是4f 电⼦。

5、红宝⽯是历史上⾸先获得的激光材料,它的发光中⼼是C r 3+ 离⼦。

材料物理考试试题

材料物理考试试题

材料物理考试试题
第一部分:选择题
1. 下列哪种材料具有最好的导热性能?
A. 陶瓷
B. 塑料
C. 金属
D. 纤维素
2. 以下哪种材料属于导电性能最差的?
A. 铝
B. 铜
C. 木材
D. 锑
3. 在材料物理中,杨氏模量是用来衡量材料的哪种性质?
A. 导热性
B. 弹性
C. 导电性
D. 光学性
4. 哪种材料能够最有效地隔离声音?
A. 金属
B. 塑料
C. 窗户玻璃
D. 泡沫塑料
5. 哪种材料适合用来制作高强度的结构件?
A. 纸张
B. 玻璃
C. 钢铁
D. 聚乙烯
第二部分:填空题
6. 金属的熔点通常比陶瓷________。

(填一种材料)
7. 聚合物的耐磨性较________。

(填一种材料)
8. 塑料的弹性模量较________。

(填一种材料)
9. 陶瓷的导热性常常比________差。

(填一种材料)
10. 纤维素通常被用作________材料。

(填一种材料)第三部分:简答题
11. 解释一下杨氏模量的概念以及它在材料物理中的作用。

12. 请列举三种常见材料的优缺点,并举例说明其具体应用场景。

13. 为什么金属材料可以导电导热?请简要解释其原因。

14. 什么是断裂韧性?请说明断裂韧性和强度的区别。

15. 请简要介绍一种新型材料,并说明其在未来的应用前景。

以上就是材料物理考试试题的所有内容,请同学们按要求认真作答。

祝大家考试顺利!。

材料物理性能考试重点

材料物理性能考试重点

篇一:材料物理性能考试重点、复习题1. 格波:在晶格中存在着角频率为ω的平面波,是晶格中的所有原子以相同频率振动而成的波,或某一个原子在平衡附近的振动以波的形式在晶体中传播形成的波。

2. 色散关系:频率和波矢的关系3. 声子:晶格振动中的独立简谐振子的能量量子4. 热容:是分子或原子热运动的能量随温度而变化的物理量,其定义是物体温度升高1K所需要增加的能量。

5. 两个关于晶体热容的经验定律:一是元素的热容定律----杜隆-珀替定律:恒压下元素的原子热容为25J/(K*mol);另一个是化合物的热容定律-----奈曼-柯普定律:化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。

6. 热膨胀:物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀7. 固体材料热膨胀机理:材料的热膨胀是由于原子间距增大的结果,而原子间距是指晶格结点上原子振动的平衡位置间的距离。

材料温度一定时,原子虽然振动,但它平衡位置保持不变,材料就不会因温度升高而发生膨胀;而温度升高时,会导致原子间距增大。

8. 温度对热导率的影响:在温度不太高时,材料中主要以声子热导为主,决定热导率的因素有材料的热容C、声子的平均速度V和声子的平均自由程L,其中v通常可以看作常数,只有在温度较高时,介质的弹性模量下降导致V减小。

材料声子热容C在低温下与温度T3成正比。

声子平均自由程V随温度的变化类似于气体分子运动中的情况,随温度升高而降低。

实验表明在低温下L值的变化不大,其上限为晶粒的线度,下限为晶格间距。

在极低温度时,声子平均自由程接近或达到其上限值—晶粒的直径;声子的热容C则与T3成正比;在此范围内光子热导可以忽略不计,因此晶体的热导率与温度的三次方成正比例关系。

在较低温度时,声子的平均自由程L随温度升高而减小,声子的热容C仍与T3成正比,光子热导仍然极小,可以忽略不计,此时与L相比C对声子热导率的影响更大,因此在此范围内热导率仍然随温度升高而增大,但变化率减小。

电工材料 期末题库

电工材料 期末题库

《电工材料》期末复习题一、填空题1.当对绝缘材料施加一定的直流电压后,在固体绝缘材料中流过的电流有瞬时充电电流三部分Ic、吸收电流Is和泄漏电流IL2.固体电介质的击穿分为强电击穿、放电击穿和热击穿三种形式。

3.绝缘材料的主要老化形式有环境老化、热老化与电老化三种。

4.矿物绝缘油按用途分为变压器油、断路器油、电容器油和电缆油等。

5.合成油是指用化学合成方法制成的一类绝缘油。

常用的有十二烷基苯、硅油、聚异丁烯和三氯联苯等。

6.绝缘漆按用途可分为浸渍漆、漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆和防电晕漆等几类。

7.覆盖漆按树脂类型分为醇酸漆、环氧漆和有机硅漆。

8.硅钢片漆用于涂覆硅钢片,以降低铁心的涡流损耗,增强防锈和耐腐蚀能力。

9.常用的电缆浇注胶有松香脂型、沥青型和环氧树脂型三类。

10.电气工程中常用的合成纤维丝有聚酰胺6 纤维丝和聚酯纤维丝。

11.绝缘漆管有棉漆管、涤纶漆管、玻璃纤维漆管等类型。

12.聚丙烯的电气性能与聚乙烯相当,物理和机械性能优于聚乙烯,主要用于通讯电缆和油井电缆绝缘。

13.氨基塑料有脲醛塑料和三聚氰胺两大类。

14. 聚酰亚胺薄膜聚芳酰胺纤维纸复合材料(NHN) 由聚酰亚胺薄膜两面覆以聚芳酰胺纤维纸制成15.电工用玻璃按其用途可分为绝缘子玻璃、电真空玻璃、玻璃陶瓷和低熔点玻璃等。

16.低熔点玻璃又称玻璃焊药,可在较低的温度下焊接金属、陶瓷、玻璃。

17.复合金属导体具有耐热、耐蚀、高导电或高强度等特性。

18.电刷是用在电动机的换向器或集电环上作为导入或导出电流的滑动接触件,具有良好的导电、润滑、耐磨及抑制火花等特性。

19.热双金属片是由两层或多层具有不同热膨胀系数的金属、合金或其他物质组成的复合材料。

其中热膨胀系数较高的一层称为主动层,较低的一层称为被动层。

20.热电偶是由由两种成分不同的导体或半导体端点焊接在一起组成的感温元件。

其焊接端称为测温端或热端,另一端称为自由端或冷端。

21.镓砷磷是砷化镓和磷化镓的固溶体,是一种发光材料;碲锡汞是碲化镉与碲化汞的固溶体,可用来制作红外探测元件。

材料科学考试试题

材料科学考试试题

材料科学考试试题
1. 问答题
1.1 介绍金属晶体的晶体系和点阵结构。

1.2 什么是晶体缺陷?列举并简要描述几种常见的晶体缺陷。

1.3 什么是金属材料的弹性变形?它的原理是什么?
2. 简答题
2.1 请解释热处理对金属的影响以及其应用。

2.2 介绍金属材料的断裂方式及其相关理论。

2.3 什么是塑性变形?请说明金属材料的塑性变形机制。

3. 计算题
3.1 某一种金属的密度为7.87 g/cm³,原子量为63.55。

计算该金属的晶格常数。

3.2 一个长度为2 cm,宽度为1 cm,高度为0.5 cm的金属样品,
质量为10 g。

以该金属的密度和弹性模量,计算其Young氏弹性模量。

3.3 一个拉伸试验样品的长度为200 mm,直径为10 mm,抗拉强
度为400 MPa。

计算其屈服强度。

4. 综合题
4.1 请以金属焊接为例,说明材料科学在工程应用中的重要性。

4.2 分析金属材料的导热性能和导电性能与其晶体结构的关系。

4.3 以金属腐蚀为例,探讨材料科学在延长金属材料使用寿命中的应用。

以上为材料科学考试试题,希望能够全面展示学生对材料科学基础知识的掌握和应用能力。

祝考生取得优异的成绩!。

电子材料复习题3及答案

电子材料复习题3及答案

1.金属、半导体、绝缘体是如何区分的?答:它们分为良导体电阻率ρ≤10-6Ω×m ,绝缘体电阻率ρ≈1012—1022Ω×m ,介于这两者之间的半导。

2.常见的半导体材料有哪些?列出三种以上 答:,硅 锗 砷化镓 3.从能带理论解释半导体材料的导电性,并说明其与导体和半导体的不同点。

答:半导体价带被电子填满,而导带被空穴填满。

受到激发时,电子能够从导带的低能级跃迁到高能级,形成导电现象。

导体价带被填满,而最外层电子为自由电子,填充导带,且金属的禁带宽度小于半导体的,因此电子可以从能级比较低的导带跃迁到能级比较高的导带,形成导电现象。

4.什么是本征半导体?什么是掺杂半导体?各有什么特点? 答:本征半导体即不含任何杂质的纯净半导体,其纯度在99.999999%以上。

特点:价电子不易挣脱原子核束缚而成为自由电子,本征半导体导电能力较差,空穴与电子是成对出现。

当半导体被掺入杂质时,半导体变成非本征的,也称杂质半导体,特点:半导体导电性大大增强。

5.请以硅为例,叙述本征半导体的导电过程答:从外界获得能量,价电子就会挣脱共价键的束缚成为自由电子,在共价键中留下一个 “空穴”。

同时,这个自由电子又会去填补其它空穴。

电子填补空穴的运动相当于带正电荷的空穴在运动。

空穴越多,半导体的载流子数目就越多,因此形成的电流就越大。

6.掺杂半导体根据掺杂类型不同又分为哪两种? 答:N 型半导体与P 型型半导体。

7.什么是p 型半导体?什么是n 型半导体?答:在本征半导体中加入5价元素如磷形成n 型半导体,电子导电为主。

如果加入3价元素如硼形成p 型半导体,以空穴导电为主。

8.p 型与n 型半导体杂质能级分布是什么样的?答:P 型半导体的杂质能级靠近价带,n 型半导体的杂质能级靠近导带,非简并半导体其杂质能级位于导带和价带之间。

9.pn 结是如何形成的?它的V-I 特性是怎样的?答: p 型半导体和n 型半导体接触后,N 区的电子要向P 区扩散,而P 的空穴也要向N 区扩散,两种半导体交界处两边的载流子减少,而剩下不可移动的杂质离子形成空间电荷区,形成内建电场阻止载流子继续扩散,达到动态平衡形成Pn 结。

大物(2)期末复习

大物(2)期末复习

11练习一 静电场中的导体三、计算题1. 已知某静电场在xy 平面内的电势函数为U =Cx/(x 2+y 2)3/2,其中C 为常数.求(1)x 轴上任意一点,(2)y 轴上任意一点电场强度的大小和方向.解:. E x =U/x=C [1/(x 2+y 2)3/2+x (3/2)2x /(x 2+y 2)5/2]= (2x2y 2)C /(x 2+y 2)5/2E y =U/y=Cx (3/2)2y /(x 2+y 2)5/2=3Cxy /(x 2+y 2)5/2x 轴上点(y =0) E x =2Cx 2/x 5=2C /x 3 E y =0E =2C i /x 3y 轴上点(x =0) E x =Cy 2/y 5=C /y 3 E y =0E =C i /y 32.如图,一导体球壳A (内外半径分别为R 2,R 3),同心地罩在一接地导体球B (半径为R 1)上,今给A 球带负电Q , 求B 球所带电荷Q B 及的A 球的电势U A .静电场中的导体答案解: 2. B 球接地,有 U B =U =0, U A =U BAU A =(Q+Q B )/(40R 3)U BA =[Q B /(4)](1/R 21/R 1)得 Q B =QR 1R 2/( R 1R 2+ R 2R 3 R 1R3)U A =[Q/(40R 3)][1+R 1R 2/(R 1R 2+R 2R 3R 1R 3)]图22 =Q (R 2R 1)/[4(R 1R 2+R 2R 3R 1R 3)]练习二 静电场中的电介质三、计算题1. 如图所示,面积均为S =的两金属平板A ,B 平行对称放置,间距为d =1mm,今给A , B 两板分别带电 Q 1=×10-9C, Q 2=×10-9C.忽略边缘效应,求:(1) 两板共四个表面的面电荷密度1,2,3,4;(2) 两板间的电势差V =U A -U B .解:1. 在A 板体内取一点A , B 板体内取一点B ,它们的电场强度是四个表面的电荷产生的,应为零,有E A =1/(2)2/(20)3/(2)4/(2)=0E A =1/(2)+2/(20)+3/(2)4/(2)=0而 S (1+2)=Q 1 S (3+4)=Q 2有 1234=01+2+34=01+2=Q 1/S 3+4=Q 2/S解得1=4=(Q 1+Q 2)/(2S )=108C/m 22=3=(Q 1Q 2)/(2S )=108C/m 2两板间的场强 E=2/=(Q 1Q 2)/(2S )V=U A -U B ⎰⋅=BAl E d=Ed=(Q 1Q 2)d /(2S )=1000V四、证明题导体 图A Q 1图Q 21234331. 如图所示,置于静电场中的一个导体,在静电平衡后,导体表面出现正、负感应电荷.试用静电场的环路定理证明,图中从导体上的正感应电荷出发,终止于同一导体上的负感应电荷的电场线不能存在.解:1. 设在同一导体上有从正感应电荷出发,终止于负感应电荷的电场线.沿电场线ACB 作环路ACBA ,导体内直线BA 的场强为零,ACB 的电场与环路同向于是有=⋅⎰l E d l+⋅⎰ACBl E d ⎰⋅ABl E d 2=⎰⋅ACBlE d 0与静电场的环路定理=⋅⎰l E d l 0相违背,故在同一导体上不存在从正感应电荷出发,终止于负感应电荷的电场线.练习三 电容 静电场的能量三、计算题1. 半径为R 1的导体球带电Q ,球外一层半径为R 2相对电容率为r的同心均匀介质球壳,其余全部空间为空气.如图所示.求:(1)离球心距离为r 1(r 1<R 1), r 2(R 1<r1<R2), r 3(r 1>R 2)处的D 和E ;(2)离球心r 1, r 2, r 3,处的U ;(3)介质球壳内外表面的极化电荷. 解:1. (1)因此电荷与介质均为球对称,电场也球对称,过场点作与金属球同心的球形高斯面,有iSq0d ∑=⋅⎰S D4r 2D=q 0i当r=5cm <R 1, q 0i =0得 D 1=0, E 1=0 当r=15cm(R 1<r <R 1+d ) q 0i =Q=×108C 得D 2=Q /(4r 2)=×108C/m 2E 2=Q /(40rr 2)=×103N/C图R 2BA C当r=25cm(r>R1+d )q 0i=Q=×108C 得D3=Q/(4r2)=×108C/m2E3=Q/(40r2)=×104N/CD和E的方向沿径向.(2) 当r=5cm<R1时U1=⎰∞⋅r lE d⎰=R r r E d1⎰++d RRrE d2⎰∞++dRrE d3=Q/(40r R)Q/[40r(R+d)]+Q/[40(R+d)]=540V当r=15cm<R1时U2=⎰∞⋅r lE d⎰+=d RrrE d2⎰∞++dRrE d3=Q/(40r r)Q/[40r(R+d)]+Q/[40(R+d)]=480V当r=25cm<R1时U3=⎰∞⋅r lE d⎰∞=rrE d3=Q/(40r)=360V(3)在介质的内外表面存在极化电荷,P e=0E=0(r1)E =P e·n r=R处, 介质表面法线指向球心=P e·n =P e cos =0(r 1)Eq =S=0(r1) [Q /(40r R2)]4R2=(r1)Q/r=×108Cr=R+d处, 介质表面法线向外=P e·n =P e cos0=0(r1)Eq=S=0(r1)[Q /(40r(R+d)2]4(R+d)2=(r1)Q/r=×108C44552.两个相距很远可看作孤立的导体球,半径均为10cm ,分别充电至200V 和400V ,然后用一根细导线连接两球,使之达到等电势. 计算变为等势体的过程中,静电力所作的功. 解;2.球形电容器 C =4RQ 1=C 1V 1= 40RV 1 Q 2=C 2V 2= 4RV 2W 0=C 1V 12/2+C 2V 22/2=2R (V 12+V 22)两导体相连后 C =C 1+C 2=8RQ=Q 1+Q 2= C 1V 1+C 2V 2=40R (V 1+V 2)W=Q 2/(2C )= [4R (V 1+V 2)]2/(16R )=R (V 1+V 2)2静电力作功 A=W 0W=2R (V 12+V 22)R (V 1+V 2)2=R (V 1V 2)2=×107J练习六 磁感应强度 毕奥—萨伐尔定律三、计算题1. 如图所示, 一宽为2a 的无限长导体薄片, 沿长度方向的电流I 在导体薄片上均匀分布. 求中心轴线OO上方距导体薄片为a 的磁感强度.解:1.取宽为d x 的无限长电流元d I=I d x/(2a ) d B=0d I/(2r )=I d x/(4ar )d B x =d B cos =[0I d x/(4ar )](a/r )=I dx/(4r 2)= 0I d x/[4(x 2+a2)]xy d Bd IPr OO Ixy zP2a图66 d B y =d B sin =Ix d x/[4a (x 2+a 2)]()⎰⎰-+==aax x a x xI B B 2204d d πμ=[I/(4)](1/a )arctan(x/a )a a-=I/(8a )()⎰⎰-+==aay y ax a xIx B B 2204d d πμ=[I/(8a )]ln(x 2+a 2)a a-=02. 如图所示,半径为R 的木球上绕有密集的细导线,线圈平面彼此平行,且以单层线圈覆盖住半个球面. 设线圈的总匝数为N ,通过线圈的电流为I . 求球心O 的磁感强度.解:2. 取宽为d L 细圆环电流, d I=I d N=I [N/(R/2)]R d =(2IN/)d d B=d Ir 2/[2(r 2+x 2)3/2]r=R sin x=R cosd B=NI sin 2 d /(R )⎰⎰==πππθθμ220d sin d RNI B B=0NI/(4R )练习七 毕奥—萨伐尔定律(续) 磁场的高斯定理三、计算题1.在无限长直载流导线的右侧有面积为S 1和S 2的两个矩形回路, 回路旋转方向如图所示, 两个回路与长直载流导线在同一平面内, 且矩形回路的一边与长直载流导线平行. 求通过两矩形回路的磁通量及通过S 1回路的磁通量与通过S 2回路的磁通量之比. 解: 1.取窄条面元d S =b d r ,O R 图图2aaaS 2S 1 bx d Bd I77面元上磁场的大小为B =0I /(2r ), 面元法线与磁场方向相反.有1=⎰-=aabIbdr r I 2002ln 2cos 2πμππμ 2=⎰-=aabI bdr r I 42002ln 2cos 2πμππμ 1/2=12. 半径为R 的薄圆盘均匀带电,总电量为Q . 令此盘绕通过盘心且垂直盘面的轴线作匀速转动,角速度为,求轴线上距盘心x 处的磁感强度的大小和旋转圆盘的磁矩. 解;2. 在圆盘上取细圆环电荷元d Q =2r d r , [=Q /(R 2) ],等效电流元为d I =d Q /T =2r d r/(2/)=r d r(1)求磁场, 电流元在中心轴线上激发磁场的方向沿轴线,且与同向,大小为 d B=d Ir 2/[2(x 2+r 2)3/2]=r 3d r /[2(x 2+r 2)3/2]()()()⎰⎰++=+=R Rxrx r r xr rr B 02322222002/32230d 42d σωμσωμ=()()()⎰+++R xrx r x r 0232222220d 4σωμ()()⎰++R xrx r x 023222220d 4σωμ=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++RR x r x xr 022202202σωμ =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++x x R x R R Q 222222220πωμ (2)求磁距. 电流元的磁矩 d P m =d IS=r d r r 2=r 2d r ⎰=R m dr r P 03πσω=R 4/4=QR 2/488 练习八 安培环路定律三、计算题1. 如图所示,一根半径为R 的无限长载流直导体,其中电流I 沿轴向流过,并均匀分布在横截面上. 现在导体上有一半径为R 的圆柱形空腔,其轴与直导体的轴平行,两轴相距为 d . 试求空腔中任意一点的磁感强度.解:1. 此电流可认为是由半径为R 的无限长圆柱电流I 1和一个同电流密度的反方向的半径为R 的无限长圆柱电流I 2组成.I 1=J R 2 I 2=J R2J =I/[ (R 2R2)]它们在空腔内产生的磁感强度分别为B 1=0r 1J/2 B 2=0r 2J/2方向如图.有 B x =B 2sin2B 1sin1=(J/2)(r 2sin2r 1sin1)=B y =B 2cos2+B 1cos1=(J/2)(r 2cos 2+r 1cos1)=(J/2)d所以 B = B y = 0dI/[2(R 2-R2)]方向沿y 轴正向2. 设有两无限大平行载流平面,它们的电流密度均为j ,电流流向相反. 求: (1) 载流平面之间的磁感强度; (2) 两面之外空间的磁感强度.解;2. 两无限大平行载流平面的截面如图.平面电流在空间产生的磁场为 B 1=J /2在平面①的上方向右,在平面①的下方向左; 电流②在空间产生的磁场为 B 2=J /2图O 2RdORI 1 I 2① ②OO Irr B B y xRRd在平面②的上方向左,在平面②的下方向右.(1) 两无限大电流流在平面之间产生的磁感强度方向都向左,故有B=B1+B2=0J(2) 两无限大电流流在平面之外产生的磁感强度方向相反,故有B=B1B2=0练习九安培力三、计算题1. 一边长a =10cm的正方形铜导线线圈(铜导线横截面积S=, 铜的密度=cm3), 放在均匀外磁场中. B竖直向上, 且B = 103T, 线圈中电流为I =10A . 线圈在重力场中求:(1) 今使线圈平面保持竖直, 则线圈所受的磁力矩为多少.(2) 假若线圈能以某一条水平边为轴自由摆动,当线圈平衡时,线圈平面与竖直面夹角为多少.解:1. (1) P m=IS=Ia2方向垂直线圈平面.线圈平面保持竖直,即P m与B垂直.有M m=P m×BM m=P m B sin(/2)=Ia2B=×10-4m N(2) 平衡即磁力矩与重力矩等值反向M m=P m B sin(/2-)=Ia 2B cosM G= M G 1 + M G2 + M G 3= mg(a/2)sin+ mga sin+ mg(a/2)sin =2(Sa)ga sin=2Sa2g sinBn/2mgmgmg991010Ia 2B cos =2Sa 2g sintan=IB/(2Sg )==152. 如图所示,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:2.在圆环上取微元I 2d l = I 2R d该处磁场为B =0I 1/(2R cos )I 2d l 与B 垂直,有d F= I 2d lB sin(/2)d F=0I 1I 2d/(2cos )d F x =d F cos =0I 1I 2d/(2)d F y =d F sin =0I 1I 2sin d/(2cos )⎰-=222102πππθμd I I F x =0I 1I 2/2因对称F y =0.故 F =0I 1I 2/2 方向向右.练习十 洛仑兹力三、计算题1. 如图所示,有一无限大平面导体薄板,自下而上均匀通有电流,已知其面电流密度为i (即单位宽度上通有的电流强度)(1) 试求板外空间任一点磁感强度的大小和方向.(2) 有一质量为m ,带正电量为q 的粒子,以速度v 沿平板法线方向向外运动. 若不计粒子重力.求:(A) 带电粒子最初至少在距板什么位置处才不与大平板碰撞. (B) 需经多长时间,才能回到初始位置.. 解:1. (1)求磁场.用安培环路定律得 B =i/2iv图I 1 I 2图I 1I 2Rx y d F在面电流右边B的方向指向纸面向里,在面电流左边B的方向沿纸面向外.(2) F =q v×B=m a qvB=ma n=mv2/R带电粒子不与平板相撞的条件是粒子运行的圆形轨迹不与平板相交,即带电粒子最初位置与平板的距离应大于轨道半径.R=mv/qB= 2mv/(0iq)(3) 经一个周期时间,粒子回到初始位置.即t=T=2R/v= 4m/(0iq)2. 一带电为Q质量为m的粒子在均匀磁场中由静止开始下落,磁场的方向(z轴方向)与重力方向(y 轴方向)垂直,求粒子下落距离为y 时的速率.并讲清求解方法的理论依据.解:2. 洛伦兹力Q v×B垂直于v,不作功,不改变v的大小;重力作功.依能量守恒有mv2/2=mgy,得v=(2gy)1/2.练习十一磁场中的介质三、计算题1. 一厚度为b的无限大平板中通有一个方向的电流,平板内各点的电导率为,电场强度为E,方向如图所示,平板的相对磁导率为r1,平板两侧充满相对磁导率为r2的各向同性的均匀磁介质,试求板内外任意点的磁感应强度.解:1. 设场点距中心面为x,因磁场面对称以中心面为对称面过场点取矩形安培环路,有⎰⋅l lH d=ΣI0 2LH=ΣI0(1)介质内,0<x<b/2. ΣI0=2x lJ=2x l E,有H=x E B=0r1H=0r1x E(2)介质外,x>b/2. ΣI0=b lJ=b l E,有H=b E/2 B=0r2H=0r2b E/2×EHHl111112122. 一根同轴电缆线由半径为R 1的长导线和套在它外面的半径为R 2的同轴薄导体圆筒组成,中间充满磁化率为m的各向同性均匀非铁磁绝缘介质,如图所示. 传导电流沿导线向上流去, 由圆筒向下流回,电流在截面上均匀分布. 求介质内外表面的磁化电流的大小及方向.解: 2. 因磁场柱对称 取同轴的圆形安培环路,有 ⎰⋅l l H d =ΣI 0在介质中(R 1r R 2),ΣI 0=I ,有2rH = I H = I /(2r )介质内的磁化强度M =mH =mI /(2r )介质内表面的磁化电流J SR 1= M R 1×n R 1= M R 1=mI /(2R 1)I SR 1=J SR 12R 1=mI (与I 同向)介质外表面的磁化电流J SR 2= M R 2×n R 2= M R 2=mI /(2R 2)I SR 2=J SR 22R 2=mI (与I 反向)练习十二 电磁感应定律 动生电动势三、计算题1. 如图所示,长直导线AC 中的电流I 沿导线向上,并以d I /d t = 2 A/s 的变化率均匀增长. 导线附近放一个与之同面的直角三角形线框,其一边与导线平行,位置及线框尺寸如图所示. 求此线框中产生的感应电动势的大小和方向.解: 1. 取顺时针为三角形回路电动势正向,得三角形面法线垂直纸面向里.取窄条面积微元20cm10cm5cm 图bBla图rrrbE图OI图R 1R 21313d S =y d x =[(a+b x )l/b ]d xm=⎰⋅S d S B=()⎰+-+⋅ba abldxx b a x I πμ20 =()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++b a b a b a bIl ln 20πμ εi =dm/d t=()dt dIa b a b a b b l ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-ln 20πμ =×10-8V负号表示逆时针2. 一很长的长方形的U 形导轨,与水平面成 角,裸导线可在导轨上无摩擦地下滑,导轨位于磁感强度B 垂直向上的均匀磁场中,如图所示. 设导线ab 的质量为m ,电阻为R ,长度为l ,导轨的电阻略去不计, abcd 形成电路. t=0时,v=0. 求:(1) 导线ab 下滑的速度v 与时间t 的函数关系; (2) 导线ab 的最大速度v m .解: 2. (1) 导线ab 的动生电动势为εi =lv×B ·d l=vBl sin(/2+)=vBl cos I i =εi /R = vBl cos /R方向由b 到a . 受安培力方向向右,大小为F =l(I i d l×B )= vB 2l 2cos /RF 在导轨上投影沿导轨向上,大小为F = F cos =vB 2l 2cos 2/R重力在导轨上投影沿导轨向下,大小为mg sinmg sin vB 2l 2cos 2/R=ma=m d v /d t dt=d v /[g sin vB 2l 2cos 2/(mR )]1414()[]{}⎰-=vmR l vB g dv t 0222cos sin θθ()()()mR t l B el B mgR v θθθ222cos 2221cos sin --=(2) 导线ab 的最大速度v m =θθ222cos sin l B mgR .练习十三 感生电动势 自感三、计算题1. 在半径为R 的圆柱形空间中存在着均匀磁场B ,B 的方向与柱的轴线平行.有一长为2R 的金属棒MN 放在磁场外且与圆柱形均匀磁场相切,切点为金属棒的中点,金属棒与磁场B 的轴线垂直.如图所示.设B 随时间的变化率d B /d t 为大于零的常量.求:棒上感应电动势的大小,并指出哪一个端点的电势高. (分别用对感生电场的积分εi =l E i·d l 和法拉第电磁感应定律εi =-d /d t 两种方法解)..解:(1) 用对感生电场的积分εi =l E i·d l 解:在棒MN 上取微元d x (R<x<R ),该处感生电场大小为E i =[R 2/(2r )](d B/d t )与棒夹角满足tan =x/Rεi =⎰⋅NMl E i d =⎰NMi x E θcos d=()⎰-⋅RRr R r x t B R 22d d d =⎰-+⋅RR R x xt B R 2232d d d =[R 3(d B/d t )/2](1/R )arctan(x/R )RR-=R 2(d B/d t )/4因εi =>0,故N 点的电势高. (2) 用法拉第电磁感应定律εi =-d /d t 解:图×× × ×OR 2RBa2az图L× ×× ×OBMNd E × ×× ×OB1515沿半径作辅助线OM ,ON 组成三角形回路MONMεi =⎰⋅N Ml E i d =⎰⋅-MNl E i d=⎢⎣⎡⋅⎰M N l E i d +⎰⋅O M l E i d +⎥⎦⎤⋅⎰N O l E i d=-(-dmMONM/d t ) =dmMONM/d t而mMONM=⎰⋅S d S B =R 2B/4故 εi =R 2(d B/d t )/4N 点的电势高.2. 电量Q 均匀分布在半径为a ,长为L (L >>a )的绝缘薄壁长圆筒表面上,圆筒以角速度绕中心轴旋转.一半径为2a ,电阻为R 总匝数为N 的圆线圈套在圆筒上,如图所示.若圆筒转速按=(1t/t 0)的规律(,t 0为已知常数)随时间线性地减小,求圆线圈中感应电流的大小和流向.解:2. .等效于螺线管B 内=nI=[Q /(2)]/L=Q /(2L )B 外=0=SB d S=B a 2=Q a 2 /(2 L )εi =-d /d t=-[Q a 2 /(2 L )]d /d t=Q a 2 /(2 L t 0)I i =εi /R=Q a 2 /(2 LR t 0)方向与旋转方向一致.练习十四 自感(续)互感 磁场的能量三、计算题1. 两半径为a 的长直导线平行放置,相距为d ,组成同一回路,求其单位长度导线的自感系数L 0.1616解:1. 取如图所示的坐标,设回路有电流为I ,则两导线间磁场方向向里,大小为 0≤r ≤a B 1=Ir/(2a 2)+I/[2(d r )]a ≤r ≤d a B 2=0I/(2r )+0I/[2(d r )]d a ≤r ≤d B 3=I/(2r )+I (d r )/(2a 2)取窄条微元d S=l d r ,由m=⎰⋅S S B d 得ml =⎰aa r Irl 0202d πμ+()⎰-a r d rIl 002d πμ +⎰-ad ar r Il πμ2d 0+()⎰--a d ar d r Il πμ2d 0+⎰-ad ar r Il πμ2d 0+()⎰-a d aa rl r -d I 202d πμ =Il/(4)+[0Il/(2)]ln[d/(d a )]+[Il/(2)]ln[(d a )/a ] +[Il/(2)]ln[(d a )/a ]+[Il/(2)]ln[d/(d a )]+Il/(4)=Il/(2)+(Il/)ln(d/a )由L l =l/I ,L 0= L l /l=l/(Il ).得单位长度导线自感 L 0==0l/(2)+(l/)ln(d/a )2 内外半径为R 、r 的环形螺旋管截面为长方形,共有N 匝线圈.另有一矩形导线线圈与其套合,如图(1)所示. 其尺寸标在图(2) 所示的截面图中,求其互感系数.解:2. 设环形螺旋管电流为I , 则管内磁场大小为B =NI/(2) r ≤≤R图(1Rrh a b(21717方向垂直于截面; 管外磁场为零.取窄条微元d S=h d ,由m=⎰⋅S S B d 得m=⎰RrNIh πρρμ2d 0=0NIh ln(R/r )/(2)M =m/I ==Nh ln(R/r )/(2)。

电子封装材料试题

电子封装材料试题

一、1、霍耳效应:将有电流通过的样品置于匀称磁场内,使磁场与电场方向互相垂直,则将会在样品内垂直于电流和磁场组成的平面方向形成稳定的横向电场,这种现象称为霍耳效应。

2、离子导电:倘若材料的离子导电率比电子导电率大许多,并且材料中的载流子几乎所有为离子,此时材料的导电行为称为离子导电,具有法拉第效应3、铁电材料:在外加电场不存在时具有自发极化,而且自发极化的方向可以被外加电场所改变。

材料的极化强度P和电场E之间存在像铁磁体那样的B-H磁滞回线关系。

4、敏感材料:敏感材料是指能感触到外部环境或内部状态发生的特种非电的物理、化学或生物学变化,并能通过改变其物理性能(最常见的形式是改变其电容或电阻)作出反应的材料,它是构成敏感元件的基本材料。

5、PN结:当同种材料的P型和N型半导体结合在一起时,交界面处存在着电子和空穴的浓度梯度,将导致N区的电子想P区蔓延,结果N区剩下电离施主,形成一个带正电荷的区域;同理,P区空穴向N区蔓延,结果P区剩下电离受主,形成一个带负电荷的区域。

这种由P型和N型半导体接触形成的界面就称为PN 结二、1、离子导电材料结构上应满意的三个条件《电子与光电子材料p7》(1)晶格中导电离子可能占领的位位置比实际填充的离子数目多的多;(2)临近电导离子之间的势垒不太大;(3)晶格中存在有导电离子运动的通道,如各种体积较大的八面体间隙和四面体间隙互相连通2、有机绝缘材料聚酰亚胺有哪些性能和特点?答:聚酰亚胺具有很好的综合力学性能,异常是在-200~260℃高低温下具有突出的力学性能、电绝缘性、耐磨性、耐腐照、以及在高真空下难挥发性,以及良好的化学稳定性和粘结性等;介电性能:聚酰亚胺有很好的耐电晕性,但耐电弧性不好。

第 1 页/共 4 页力学性能:在广泛温度范围内可以保持高的指标;聚酰亚胺分子间作使劲大,因此尺寸稳定性好;分子链固然刚性强,但仍由一定的柔顺性,能形成顽强且有弹性的薄膜;高温加热后,在弹性提高的同时,失去定性状态下的加热收缩能力,但聚合物的弹性并不降低,异常是低温时,弹性反而增强;聚酰亚胺有刚性环状结构和大分子间作使劲,是它具有高的表面硬度。

物理试题练习题教案学案课件工程电介质物理学练习题.doc

物理试题练习题教案学案课件工程电介质物理学练习题.doc

工程电介质物理学练习题李盛涛2002年4月4日第1章习题1-1当离子键能"(X)为离子间相斥作用势能b和库仑势能—_i—47V£0X" 4-TVS Q X 之和时,试表示出为在原子之间距离x=a处形成稳定结合,n所需附加的条件。

1-2如果气体粒子体系的速度分布服从麦克斯韦速度分布,试证明粒子动1 3能的平均值一“帀2 =-kT.2 21-3在波尔理论中,试证明电子轨道的圆周是电子波长的整数倍,并求基态氢原子的电子圆周速度。

1-4试说明化学键的种类。

1-5试说明麦克斯韦一波耳兹曼统计、费米一狄拉克统计以及玻色一爱因斯坦统计。

1-6在室温(kT=0.024eV)中,将比费米能级高0.12eV的状态采用近似式E-E F矿,其误差程度有多少?1-7试从能带理论比较金属、半导体和绝缘体。

(r>/)2- 1半径为a 的球带电量g,电荷密度正比于距球心的距离。

求空间的电位、电场分布。

2- 2电量为q 的8个点电荷分别位于边长为a 的立方体各顶角。

求其 对以下各点的电场:(1)立方体 中心;⑵某一面中心;⑶某一 棱的中点。

若8个点电荷中4个 为正,4个为负,重新计算上述问题。

2- 3设正、负电荷q 分别位于(0,0,%)、(0,0,—%),如图所示。

求场点P 处的电势。

若用多 项展开式的前两项作为场点P 处 电势计算的近似表达式,试计算 场点(0,0,%)、(0,0,%)处电 势的近似值,并与实际值相比较。

2-4试证明位于(0,0,/)的电偶极子(方向沿Z 轴方向)〃在场点戸的电位0的厂展开式为co 严-1 0(")= 翫 £"〒此(心0)T ■〃乙 o n=0 1 2- 5⑴试证明电偶极子〃(=/)在 电场左中的转矩叼和势能“分 别为 M =/jx E ; u = -/j- E ;(2) 指出偶极子在电场中的平衡 位置、稳态平衡位置;(3)当〃和左的夹角从01变到仇 时,求电场力所做的功和偶极子势能的变化。

北京化工大学-电子材料导论复习题

北京化工大学-电子材料导论复习题

北京化工大学-电子材料复习题电子材料概论1、简述什么是结构电子材料,什么是功能电子材料? (p2)答:能承受压力和重力,并能保持尺寸和大部分力学性质(强度、硬度及韧性)稳定的材料,称为结构电子材料。

功能电子材料是指除强度性能外,还有其他特殊功能,或能实现光、电、磁、热力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料。

2、什么是理想表面? 什么是实际表面? 一般情况下表面厚度大约是多少? (26~27)答:理想表面是为分析问题的方便而设定的一种理想的表面结构。

在自然界中存在的表面称为实际表面。

几十到数百纳米。

第一章导电材料1 、电阻率最低的前三种元素是什么? 其电阻率各是多少(20度时)? (57)答:银 1.62μΩ.cm 铜 1.72μΩ.cm 金 2.40μΩ.cm2 、硅碳膜的三层结构各起什么作用(102)答:在底层主要含有是SiO2和C,其SiO2和基体玻璃相形成Si-O键,增加了硅炭膜对基体的附着力;中间层为主要导电层,与纯碳膜的结构和性能类似;最外层为保护层,主要含有SiO2和少量的sic。

3 、蒸发金属膜的主要制作过程(103)答:金属膜电阻器是用以鉻硅系为主要成分的合金粉真空蒸发而成,制造时用酒精把合金粉调成糊状涂在钨丝的蒸发器上,在低于5×10-3PA的真空度下加热蒸发在陶瓷基体上淀积出金属膜。

4 、镍铬薄膜的主要特点(105)答:电阻温度系数小、稳定性高、噪声电平小、可制作的阻值范围宽,使用的温度范围宽而高5 、镍铬薄膜的主要制作方法(105)答:采用电阻式真空蒸发法,将镍鉻合金丝、薄板条或粉挂在或涂敷在蒸发器上在真空度高于6×10-3pa,用电加热至1500度左右进行蒸发。

6 、在NiCr薄膜中掺入氧可以改善的是(110)答:不仅可以提高NiCr薄膜的电阻值,而且可以降低电阻温度系数和提高稳定性7、热处理对TaSi薄膜的影响(121)答:热处理对TaSi薄膜的电阻率有较大的影响,随着热处理温度升高,薄膜的电阻率减小,逐渐趋于平坦。

电子材料导论(李言荣)习题参考答案

电子材料导论(李言荣)习题参考答案

10. 比较金相显微镜和电子显微镜的工作原理。P40 答:光学显微镜分为: 反射式光学显微镜 和 透射式光学显微镜 两类。 电子显微镜分为: 透射电子显微镜 和 扫描电子显微镜 两类。 金相显微镜(反射式光学显微镜) :利用样品中不同物质结构对入射光的反射本 领不同,以及不同晶面、晶界对光的散射能力不同来产生衬度,而观察表面的形 貌。 透射式光学显微镜:利用样品中不同成分或不同相的透光能力不同来产生衬度。 透射式电子显微镜:电子通过电磁透镜放大成像,原理与透射光学显微镜相似。 扫描电子显微镜: 扫描电子显微镜不通过透镜原理成像, 而是像电视机一样逐点 成像。电子束在样品的一定区域内逐点扫描,轰击出各种表面信息,转换为电信 号放大后在显像管中同步成像,就得到了样品测试区域内的信息分布。 11. 简述近代表面分析方法的基本原理和常用表面分析方法。P42 答: 近代表面分析方法的基本原理是: 用一定能量的某种射线或粒子束 (一次束) 去轰击固体表面后, 将产生的带有表面信息的射线或粒子束而进行能量和能量分 布的分析。 常用表面分析方法:能谱法、量子力学效应的显微技术。 研究表面原子排列和形貌的主要方法: 能谱法:低能、中能、高能电子衍射。 显微技术:透射电子显微镜、扫描电子显微镜、扫描探针技术。 研究表面成分和化合态的方法 能普法:电子能谱(光电子能谱、俄歇电子能谱) 、离子能谱(离子散射谱、 二次离子质谱、溅射中性粒子谱) 12. 简述现代社会对电子材料有哪些要求?P46 答: ①结构和功能相结合 ②智能化 ③减少污染 ④节省能源 ⑤长寿命和可控寿命 13. 简述纳米材料的结构与性能的特性。P47+P48 答:纳米材料:是指材料中的颗粒尺寸处于纳米范围(2-10nm)的金属、合金、 金属间化合物、有机物或聚合物等材料。 纳米材料的结构:纳米材料颗粒直径为 2-10nm,其中原子数有 102-104 个,大概 有一半以上的原子位于表面和界面上,处于表面、界面的原子有较高的界面能, 活动性强、原子的排列方式跟晶态和非晶态都有明显不同,这种结构称为纳米结 构。 纳米材料的性能:表面界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效 应。 14. 什么是复合材料与功能梯度材料?P48 答:复合材料:是指由两种或两种以上的材料经过有关工艺过程之后而形成的一
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

一、概念题1、电势2、电势能3、电介质4、束缚电荷5、有极分子6、无极分子7、点电荷8、电场强度9、电偶极子10、等势面11、库伦定律12、电场13、静电场14、电力线15、高斯定理16、电矩17、电感应强度18、电位移矢量19、电介质极化20、极化强度21、介电常数22、自由电荷23、极化电荷24、退极化电场25、相对介电常数26、有效电场27、极化率28、极化系数29、电子位移极化30、离子位移极化31、偶极子转向极化32、热离子松弛极化33、空间电荷极化34、电介质的击穿35、介电系数的温度系数36、电介质损耗37、电导损耗38、松弛极化损耗39、谐振损耗40、正常谐振色散41、反常谐振色散42、电离损耗43、结构损耗44、复介电常数45、色散现象46、电介质电导47、电介质的电导率48、迁移率49、载流子浓度50、介电强度51、碰撞电离52、电子碰撞电离系数53、热电离54、电子附着系数55、阴极的表面电离56、光电发射57、载流子的复合58、非自持放电59、自持放电60、本征离子电导61、弱联系离子电导62、电子电导63、表面电导64、电泳电导65、铁电体66、介电反常67、电滞回线68、电畴69、热释电效应70、相和相变二、选择题:1、关于点电荷的下列说法中正确的是:A .真正的点电荷是不存在的.B .点电荷是一种理想模型.C .足够小(如体积小于1)的电荷就是点电荷.D .一个带电体能否看成点电荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计.2、下面关于点电荷的说法正确的是()A.只有体积很小的带电体才能看成是点电荷B.体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C.当两个带电体的大小远小于它们间的距离时,可将这两个带电体看成是点电荷D.一切带电体都可以看成是点电荷3、下列说法中正确的是:A .点电荷就是体积很小的电荷.B .点电荷就是体积和带电量都很小的带电体.C .根据 221r q q kF 可知,当r → 0 时,F → ∞ D .静电力常量的数值是由实验得到的.4、三个相同的金属小球a 、b 和c ,原来c 不带电,而a 和b 带等量异种电荷,相隔一定距离放置,a 、b 之间的静电力为F 。

现将c 球分别与a 、b 接触后拿开,则a 、b 之间的静电力将变为( )。

A .F/2B .F/4C .F/8D .3F/85、两个半径为0.3m 的金属球,球心相距1.0m 放置,当他们都带1.5×10−5 C 的正电时,相互作用力为F1 ,当它们分别带+1.5×10−5 C 和−1.5×10−5 C 的电量时,相互作用力为F2 , 则( )A .F1 = F2B .F1 <F2C .F1 > F2D .无法判断6、如下图所示,两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 与b ,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支座上,两球心间的距离为l 为球半径的3倍.若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q ,那么关于a 、b 两球之间的万有引力F 引和库仑力F 库的表达式正确的是( )A .F 引=Gm 2l 2,F 库=k Q 2l 2B .F 引≠Gm 2l 2,F 库≠k Q 2l 2C .F 引≠G m 2l 2,F 库=k Q 2l 2D .F 引=Gm 2l 2,F 库≠k Q 2l 27、两个分别带有电荷量-Q和+3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r 的两处,它们间库仑力的大小为F ,两小球相互接触后将其固定距离变为r2,则两球间库仑力的大小为( )A.112F B.34F C.43FD .12F8.如右图所示,悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B ,当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上,A 处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B 的电荷量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°,则q2/q1为( ) A .2B .3C .2 3D .3 38、如下图所示,在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球,小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接.当3个小球处在静止状态时,每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为A.l+5kq22k0l2B.l-kq2k0l2C.l-5kq24k0l2D.l-5kq22k0l210、如右图所示,同一直线上的三个点电荷q1、q2、q3恰好都处于平衡状态,除相互作用的静电力外不受其他外力作用,已知q1、q2间的距离是q2、q3间距离的2倍,下列说法正确的是()A.q1、q3为正电荷,q2为负电荷B.q1、q3为负电荷,q2为正电荷C.q1∶q2∶q3=36∶4∶9D.q1∶q2∶q3=9∶4∶3611、下列关于点电荷的说法中,正确的是()A.带电球体一定可以看成点电荷B.直径大于1 cm的带电球体一定不能看成点电荷C.直径小于1 cm的带电球体一定可以看成点电荷D.点电荷与质点都是理想化的模型12、真空中有两个点电荷Q和q,它们之间的库仑力为F,下列的哪些做法可以使它们之间的库仑力变为1.5F()A.使Q的电荷量变为2Q,使q的电荷量变为3q,同时使它们的距离变为原来的2倍B.使每个电荷的电荷量都变为原来的1.5倍,距离也变为原来的1.5倍C.使其中一个电荷的电荷量变为原来的1.5倍,距离也变为原来的1.5倍D .保持电荷量不变,使距离变为原来的23倍13、真空中A ,B 两个点电荷相距为L ,质量分别为m 和2m ,它们由静止开始运动(不计重力),开始时A 的加速度大小是a ,经过一段时间,B 的加速度大小也是a ,那么此时A ,B 两点电荷的距离是( )A.22L B.2L C .22LD .L14、如下图所示,有三个点电荷A 、B 、C 位于一个等边三角形的三个顶点上,已知A ,B 都带正电荷,A 所受B 、C 两个电荷的静电力的合力如图中FA 所示,那么可以判定点电荷C 所带电荷的电性为( ) A .一定是正电 B .一定是负电C .可能是正电,也可能是负电D .无法判断15、在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球,小球A 、B 、C 位于等边三角形的三个顶点上,小球D 位于三角形的中心,如下图所示.现让小球A 、B 、C 带等量的正电荷Q ,让小球D 带负电荷q ,四个小球均处于静止状态,则Q 与q 的比值为( )A.13B.33C .3 D. 316、下列说法中正确的是:[ ]场强的定义式E=F/q 中,F 是放入电场中的电荷所受的力,q 是放入电场中的电荷的电量 场强的定义式E=F/q 中,F 是放入电场中的电荷所受的力,q 是产生电场的电荷的电量 在库仑定律的表达式F=kq1q2/r 2中kq2/r 2是电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小 无论定义式E=F/q 中的q 值(不为零)如何变化,在电场中的同一点,F 与q 的比值始终不变17、电场中有一点P ,下列说法中正确的有:A.若放在P 点的电荷的电量减半,则P 点的场 强减半B.若P 点没有检验电荷,则P 点场强为零C.P 点的场强越大,则同一电荷在P 点受到的电场力越大D.P 点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向18、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A 点移到B 点时,电场力做了5×10-6J 的功,那么 ( )A .电荷在B 处时将具有5×10-6J 的电势能B .电荷在B 处将具有5×10-6J 的动能C .电荷的电势能减少了5×10-6JD .电荷的动能增加了5×10-6J19、如图所示,实线为一电场的电场线,A 、B 、C 为电场中的三个点,那么以下的结论正确的是20、在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是 A .电场强度大的地方电势一定高 B .电势为零的地方场强也一定为零 C .场强为零的地方电势也一定为零 D .场强大小相同的点电势不一定相同21、带电粒子在电场中由A 点运动到B 点,图中实线为电场线,虚线为粒子运动轨迹,则可以判定 ( )A.粒子带负电B.粒子的电势能不断减少C.粒子的动能不断减少D.粒子的在A 点的加速度小于在B 点的加速度;A B C A B C E E E j j j<<>>;AB C A B C E E E j j j>>>>22、a 、b 、c 是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为 , 一带正电的粒子射入电场中其运动轨迹如红线KLMN 所示由图可知 A 、粒子从K 到L 的过程中,电场力做负功 B 、粒子从L 到M 的过程中,电场力做负功 C 、粒子从K 到L 的过程中,电势能增加 D 、粒子从L 到M 的过程中,动能减少23、O 是一固定的点电荷,另一点电荷P 从很远处以初速度v0射入点电荷0的电场,在电场作用下的运动轨迹是曲线MN, a 、b 、C 是以0为中心,Ra,Rb,Rc 为半径画出的三个圆,Rc-Rb=Rb-Ra,1、2、3、4为轨迹MN 与三个圆的一些交点,以 W12 表示点电荷由1到2的过程中电场力做的功的大小,以 W34 表示点电荷由3到4的过程中电场力做的功的大小,A W12 =2 W34B W12 >2 W34C P 、0两电荷可能同号, 也可能异号D P 的初速度方向的延长线 与O 点之间的距离可能为零24、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab 上,有一电子,从静止开始由a 运动到b 的过程中(a 、b 相对O 对称),下列说法正确的是( )A jB jC j AB C j j j >>A.电子的电势能始终增多B.电子的电势能始终减少C.电子的电势能先减少后增加D.电子的电势能先增加后减少25、如图所示,水平固定的小圆盘A ,带电荷量为q ,电势为零,从盘心处O 静止释放一质量为m 、带电荷量为+q 的小球,由于电场的作用,小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的c 点,0C=h ,又知道过竖直线的b 点时,小球速度最大,则在圆盘所形成的电场中,可确定的物理量是A .b 点场强 B. c 点场强 C .b 点电势 D .c 点电势26、a 、b 为竖直向上的电场线上的两点,一带电质点在a 点由静止释放,沿电场线向上运动,到b 点恰好速度为零,下列说法中正确的是 ( ) A 带电质点在a 、b 两点所受的电场力都是竖直向上的 B a 点的电势比b 点的电势高 C 带电质点在a 点的电势能 比在b 点的电势能小 D a 点的电场强度比b 点的电 场强度大27、如图示,水平方向匀强电场中,有一带电体P 自O 点竖直向上射出,它的初动能为4J,当它上升到最高点M 时,它的动能为5J,则物体折回并通过与O 同一水平线上的O`点时,其动能为? A. 20J B.24J C. 25J D.29J28、一带正电的小球,系于长为L 的不可伸长的轻线一端,线的另一端固定在O 点,它们处在匀强电场中,电场的方向水平向右,场强的大小为E ,已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力,现先把小球拉到图中的P1处,使轻线拉直,并与场强方向平行,然后由静止释放小球,已知在经过最低点的瞬间,因受线的拉力作用,其速度的竖直分量突然变为零,水平分量没有变化,则小球到达与P1点等高的P2点时速度的大小为 ( )O a ba b 0.2.2..D gl C gl B gl A29、在静电场中,将一电子从A点移到B点,电场力做了正功,则()A.电场强度的方向一定是由A点指向B点B.电场强度的方向一定是由B点指向A点C.电子在A点的电势能一定比在B点高D.电子在B点的电势能一定比在A点高30、三、填空题1、电介质的基本属性有——、——。

相关文档
最新文档