大学物理期中考试答案
湖南大学物理期中考试试题+答案
R2 B rB
R1 0 rA A
解: (1)过空腔中 A 点作一半径为 r 的同心球形高斯面,由于面内没有电荷,根据高斯定理, A 点场强为 E = 0,(r≦R1) . 1分 B 点的场强为 E
R3 (r 1 ) , (R1≦r≦R2). 3 0 r2
3 q ( R2 R13 ) ,(R2≦r) . 4 0 r 2 3 0 r 2
5. 磁场中任一点放一个小的载流试验线圈可以确定该点的磁感强度, 其大小等于放 在该点处试验线圈所受的______________和线圈的______________的比值.
6. 有一同轴电缆,其尺寸如图所示,它的内外两导体中的电流 均为 I,且在横截面上均匀分布,但二者电流的流向正相反, 则 (1) 在 r < R1 处磁感强度大小为____________________. (2) 在 r > R3 处磁感强度大小为____________________.
r2 r1
R2 O R
R1
3. (本题 10 分)两个同轴的圆柱面,长度均为 l,半径分别为 a、b,柱面之间充满介电常量 为 ε 的电介质(忽略边缘效应) .当这两个导体带有等量异号电荷 ( ± Q ) 时,求: (1)在半径为 r(a < r < b)、厚度为 dr、长度为 l 的圆柱薄壳中任一点处,电场能量体密度是多 少?整个薄壳层中总能量是多少? (2)电介质中总能量是多少(由积分算出)? (3)由电容器能量公式推算出圆柱形电容器的电容公式?
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三、计算题(共 55 分) 1.(本题 10 分) 如图所示,一个均匀带电,内、外半径分别为 R1 和 R2 的均匀带电球壳,所带电荷体密度为 ρ,试计算: (1)A,B 两点的电势; (2)利用电势梯度求 A,B 两点的场强.
哈工大大学物理期中模拟试题及答案
一、选择、填空题(共15分)1、(本题2分)一质点沿半径为0.10 m的圆周运动,其角位移θ可用下式表示θ= 2 + 4t3 (SI).(1) 当t = 2 s时,切向加速度a t =___ ___;(2) 当a t的大小恰为总加速度a大小的一半时,θ=___ _.2、(本题4分)一链条总长为l,质量为m,放在桌面上,并使其部分下垂,下垂一段的长度为a.设链条与桌面之间的滑动摩擦系数为.令链条由静止开始运动,则:到链条刚离开桌面的过程中,摩擦力对链条作的功为(2)链条刚离开桌面时的速率是3、(本题2分)设某微观粒子的总能量是它的静止能量的K 倍,则其运动速度的大小为4、(本题2分)一圆盘绕通过盘心且垂直于盘面的水平轴转动,轴间摩擦不计,如图射来两个质量相同、速度大小相同、方向相反并在一条直线上的子弹,它们同时射入圆盘并且留在盘内,在子弹射入后的瞬间,对于圆盘和子弹系统的角动量以及圆盘的角速度则有()(A)不变,增大(B)两者均不变(C)不变,减小(D)两者均不确定5、(本题3分)图示一圆锥摆,质量为的小球在水平面内以角速度匀速转动。
在小球转动一周的过程中:(1)小球动量增量的大小等于;(2)小球所受重力的冲量的大小等于;(3)小球所受绳子拉力的冲量的大小等于。
6、(本题2分)质点的运动方程为,则其初速度为,加速度为二、计算、论证或问答题(共15分)1、(本题5分)一匀质细棒长为2L,质量为m,以与棒长方向相垂直的速度v0在光滑水平面内平动时,与前方一固定的光滑支点O发生完全非弹性碰撞.碰撞点位于棒中心的一侧L/2处,如图所示.求:棒在碰撞后的瞬时绕O点转动的角速度.(细棒绕通过其端点且与其垂直的轴转动时的转动惯量为ml2/3,式中的m和l分别为棒的质量和长度.2、(本题2分)一电子以v=0.99c的速率运动,试求:(1)电子的总能量是多少?(2)电子的经典力学的动能与相对论动能之比是多少?(电子的静止质量m e=9.11*10-31kg)3、(本题3分)某一宇宙射线中的介子的动能E k=7M0c2,其中M0是介子的静止质量,试求在实验室中观察到它的寿面是它的固有寿命的多少倍?4、(本题3分)质量为m 的质点沿x 轴正方向运动,它受到两个力的作用,一个力是指向原点、大小为B 的常力,另一个力沿x 轴正方向、大小为A/x2,A、B为常数。
大学物理期中考试试卷(本)-答案
2010-2011学年第二学期《大学物理》期中考试试卷一、填空题1、一质点沿半径为2m 的圆周运动,它通过的弧长s 按221t s +=(SI )的规律变化,则它在2秒末的速率为8m/s ,切向加速度大小为 4m/s 2,法向加速度大小为 32m/s 2。
考点:4ds v t dt ==,24/τdv a m s dt ==,2nv a R=2、一质量为m 的质点在xOy 平面上运动,位置矢量为j t b i t a r ˆsin ˆcos += ,则质点的动量为 ()jt b i t a m ˆcos ˆsin +- ,20π==t t 到时间内质点所受合力的冲量为()jb i a m ˆˆ--。
考点:ˆˆsin cos dr v a t i b t j dt==-+v ,()ˆˆsin cos p mv m a t i b t j==-+v v动量定理:合力的冲量等于动量的变化量1ˆ0t p mbj ==v 时,;2ˆ-2πt p mai ==v 时,冲量()21ˆˆ-I p p m ai bj =-=+v v v或者 冲量()22200020ˆˆcos sin ππππdv I Fdt madt m dtdtm a t i b t jdt====--⎰⎰⎰⎰v v v v3、质点在外力的作用下沿直线由()0,0点运动到()4,2点的过程中,外力F对质点所做的功为 24J 。
考点:22;3xy F x y F xy =-= 直线轨迹2y x =24242233242x y A F dx F dy x dx y dy J =+=-+=⎰⎰⎰⎰4、一转动惯量为0.05kg ·m 2 的均质圆盘,当圆盘以100rad / s 的角速度作匀角速转动时,圆盘的转动动能为 250 J 。
考点:刚体的转动动能212k E J ω=5、振动方向与传播方向垂直的波称为 横波。
6、一质点沿x 轴以0=x 为平衡位置作简谐振动,频率为0,1=t Hz 时,cmx 37.0-=而速度等于零,则振幅是 0.37cm ,振动方程为 ()0.37cos 2x πt πcm =+。
湖南大学普通物理A期中考试试卷和答案
诚信应考,考试作弊将带来严重后果!湖南大学课程考试试卷考试中心填写:5. 一质点作简谐振动,周期为T .当它由平衡位置向x 轴正方向运动时,从二分之一最大位移处到最大位移处这段路程所需要的时间为(A) T /12. (B) T /8. (C) T /6. (D) T /4.[ ]6. 如图所示,一平面简谐波沿x 轴正向传播,已知P 点的振动方程为)cos(0φω+=t A y ,则波的表达式为(A) }]/)([cos{0φω+--=u l x t A y . (B) })]/([cos{0φω+-=u x t A y .(C) )/(cos u x t A y -=ω.(D) }]/)([cos{0φω+-+=u l x t A y . [ ]二、填空题(每小题5分,共30分)1. 在xy 平面内有一运动质点,其运动学方程为:j t i t r5sin 105cos 10+=(SI )则t 时刻其速度=v;其切向加速度的大小a t ______________;该质点运动的轨迹是_______________________.2. 设作用在质量为1 kg 的物体上的力F =6t +3(SI ).如果物体在这一力的作用下,由静止开始沿直线运动,在0到2.0 s 的时间间隔内,这个力作用在物体上的冲量大小I=__________________.3. 一个以恒定角加速度转动的圆盘,如果在某一时刻的角速度为ω1=20πrad/s ,再转60转后角速度为ω2=30π rad /s ,则角加速度β =___ ____,转过上述60转所需的时间 Δt =_______ ___.4. 一根质量为m 、长为l 的均匀细杆,可在水平桌面上绕通过其一端的竖直固定轴转动.已知细杆与桌面的滑动摩擦系数为μ,则杆转动时受的摩擦力矩的大小为 _______ _________.5. 一物体同时参与同一直线上的两个简谐振动: )314cos(05.01π+π=t x (SI) , )324cos(03.02π-π=t x (SI) 。
大学物理期中考试答案
强度 E 66 i 66 j 0 k(SI)。
E (U i U j U k) [(6 12xy)i (6x2 14y) j] 66i 66 j x y z
3.两个单匝线圈 A,B,其半径分别为 a 和 b,且 ba,位置如图所示,
B
若线圈 A 中通有变化电流 Ikt(k 为常数),在线圈 B 中产生的互感电动势 M____________,此位置它们的互感系数为 M____________。
P a
i 2r r B0 0i 0r
r
(下图中 B 的方向垂直于纸面向外)
E dl d
L
dt
B dS
S
2aE
d dt
(0r a2 )
0ra 2
d dt
EP
1 2
0ar (下图中
EP 的方向为顺时针)
9.将一个通有电流强度为 I 的闭合回路置于均匀的磁场中,回路所围的面积法线方向和磁场方向的夹角为
P rP
r3
r1
r2
解:
(1)
Q E1 4 0r 2
Q (r2 r r1 ) E2 4 0 r r 2
(r3 r r2 )
r2 Q
r3 Q
Q 1 1 11 1
U1 U3
r1
dr 4 0r 2
dr [( ) (
r2 4 0 r r 2
4 0 r1 r2 r r2
)] r3
长度产生的感应电动势。
解:
(1) R2 0 I ldr 0 Il ln R2 L 0 ln R2 0
R1 2r
2 R1
Il 2 R1 2
ln R2 1 R2 e
R1
R1
(2)
南京大学期末试卷2015-2016大学物理I期中答案
设弹簧的最大压缩量为 x ,由机械能守恒:
1 2
(m
+
m1 )v12
=
1 2
kx 2
+
1 (m 2
+
m1
+
m2 )v2
将 v1 和 v 代入上式
kx 2 = m 2v0 2 − m 2v0 2 m + m1 m + m1 + m2
x=
(m
+
m2 m1)(m +
m1
+
m2
)k
mv0
3
2015—2016 学年第一 学期
解:由能量动量关系 E 2 = E02 + ( pc)2 ,对于中微子 :
p = E c
由动量守恒,可知 + 子的动量大小也为 p = E ,所以对 + 子,有: c
E 2 = m 2c 4 + p 2c 2 = m 2c 4 + E 2 ;
由能量守恒: m c 2 = E + E
由以上两式解得: E
P
A
B
a n O
解: tan
=
a an
, a
= an
tan
an
=v2 R,R=l 2 cos
a=
a 2 + an 2 = an
1 + tan 2 = an = v 2 = 2v 2 cos R cos l
二、(10 分)角动量为 L ,质量为 m 的人造卫星,在半径为 r 的圆轨迹上运行,试求它 的动能、势能和总能量。
t
0
− Mdt = Jd
0
0
−
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大学基础教育《大学物理(下册)》期中考试试卷 附答案
大学基础教育《大学物理(下册)》期中考试试卷附答案姓名:______ 班级:______ 学号:______考试须知:1、考试时间:120分钟,本卷满分为100分。
2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。
一、填空题(共10小题,每题2分,共20分)1、一圆锥摆摆长为I、摆锤质量为m,在水平面上作匀速圆周运动,摆线与铅直线夹角,则:(1) 摆线的张力T=_____________________;(2) 摆锤的速率v=_____________________。
2、质量分别为m和2m的两物体(都可视为质点),用一长为l的轻质刚性细杆相连,系统绕通过杆且与杆垂直的竖直固定轴O转动,已知O轴离质量为2m的质点的距离为l,质量为m的质点的线速度为v且与杆垂直,则该系统对转轴的角动量(动量矩)大小为________。
3、一质点作半径为0.1m的圆周运动,其运动方程为:(SI),则其切向加速度为=_____________。
4、质量为的物体,初速极小,在外力作用下从原点起沿轴正向运动,所受外力方向沿轴正向,大小为。
物体从原点运动到坐标为点的过程中所受外力冲量的大小为_________。
5、某人站在匀速旋转的圆台中央,两手各握一个哑铃,双臂向两侧平伸与平台一起旋转。
当他把哑铃收到胸前时,人、哑铃和平台组成的系统转动的角速度_____。
6、刚体绕定轴转动时,刚体的角加速度与它所受的合外力矩成______,与刚体本身的转动惯量成反比。
(填“正比”或“反比”)。
7、从统计的意义来解释, 不可逆过程实质上是一个________________的转变过程, 一切实际过程都向着________________ 的方向进行。
8、一个力F作用在质量为 1.0 kg的质点上,使之沿x轴运动.已知在此力作用下质点的运动学方程为 (SI).在0到4 s的时间间隔内, (1) 力F的冲量大小I =__________________. (2) 力F对质点所作的功W =________________。
四川大学大物期中考试
5.一半径为R的均匀带电球面,带有电荷Q,若 规定该球面上的电势值为0,则无穷远处的电 势为()
6.一带电的油滴,在带电的水平放置的大平行金属板间维持稳 定,若油滴获得了附近的负电,为了维持油滴稳定,应采取什 么措施() A.使两金属板相互靠近些 B.改变两极板上电荷的正负极性 C.使油滴离正极板远一些 D.减小两板间的电势差
【答案】粒子能飞出电场的条件为:竖直方向的位移小于或等于d2, 即y≤d2 由粒子在电场中做类平抛运动,则有y=12at2 由牛顿第二定律,则a=qEm=qU2md 匀速运动,则有t=Lv0 根据粒子在电场中加速运动,由动能定理,得 12mv20= qU1 则有,U2=2U1d2L2 联立得到:U2=400V 答:要使电子能从偏转极板顺利飞出,偏转电压U2不能超过 400V.
10. 一平行板电容器始终与一端电压一定的电源相联, 当电容器两极板间为真空时,电场强度为 E0 ,电位移 为 D0 ,而当两极板间充满相对介电常数为 r 的各向同 性均匀电解质时,电场强度为 E ,电位移为D ,则: (A) E E0 / r , D D0 ; (B) E E0 , D r D0 ; (C) E E / , D D / ; (D) E E , D D 。
【答案】D.减小电压,Eq=mg,q增大,为使乘积不变,所以E减小,E=U/d,U减小
7. 面积为S的空气平行板电容器,极板上分别带电量±q,若 不考虑边缘效应,则两极板间的相互作用力为( )
【答案】单块极板产生的电场:E=σ/2εo=q/(2εoS) 所以一块极板上的电荷受到的电场力为:F=qE=q^2/(2εoS)
【答案】首先要得到一根带电线的场强分布.可用积分或者高 斯定理得 E=λ/(2π εo R)
2010-2011-1大学物理2期中考试2
L1
L2
解: 电容器中流有位移电流Id
导线中流有传导电流Ic 根据电流的连续性定理,有Id = Ic 根据安培环路定理:
H
L1 L2
L1
' H dl I d (回路只包围了部分位移电流),
L2
H dl I c
而 I’d <Id = Ic
H d l
L1
L2
H d l
图 O1
11.真空中稳恒电流I流过两个半径分别为R1,R2的同 心半圆形导线,两半圆导线间由沿直径的直导线连接, 电流沿直导线流入.(2)如果两个半圆面正交(图2),则圆心 0 I 1 1 )1/ 2 ( 2 的方向与 B0 O点的磁感强度 的大小为 ______________ y轴 2 4 R1 R2 R2 arctg 。 B0 的夹角为__________________
[C]
9
7.空气中有一无限长金属薄壁圆筒,在表面上沿圆周 方向均匀地流着一层随时间变化的面电流i(t),则 (A) 圆筒内均匀地分布着变化磁场和变化电场, (B) 任意时刻通过圆筒内假想的任一球面的磁通量和电 通量均为零, (C) 沿圆筒外任意闭合环路上磁感强度的环流不为零, (D) 沿圆筒内任意闭合环路上电场强度的环流为零。
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14.写出麦克斯韦方程组的积分形式:
D d S dV
S V
B d S E d l t L S
Bd S 0
S
D ) d S H d l ( J t L S
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15.波长为λ的平行单色光垂直照射到如图所示的透 明薄膜上,膜厚为e,折射率为n,透明薄膜放在折射 率为n1的媒质中,n1<n,则上下两表面反射的两束反 4 ne 射光在相遇处的相位差 =__________________ 。 解: n1 n
大学物理期中复习题及答案
大学物理期中复习题及答案# 大学物理期中复习题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 光在真空中的速度是多少?A. 3×10^8 m/sB. 3×10^5 m/sC. 3×10^6 m/sD. 3×10^7 m/s答案:A2. 牛顿第二定律的表达式是什么?A. F = maB. F = mvC. F = m/aD. F = a/m答案:A3. 根据能量守恒定律,以下哪个说法是正确的?A. 能量可以被创造或毁灭。
B. 能量可以在不同形式间转换,但总量保持不变。
C. 能量守恒定律只适用于封闭系统。
D. 能量守恒定律不适用于微观粒子。
答案:B4. 以下哪个不是电磁波的类型?A. 无线电波B. 微波C. X射线D. 声波答案:D5. 根据热力学第一定律,系统吸收的热量与做功的关系是什么?A. Q = ΔU + WB. Q = ΔU - WC. Q = W - ΔUD. Q = W + ΔU答案:D6. 波长为λ的波在介质中的相位速度是多少?A. v = fλB. v = f/cC. v = c/λD. v = λ/f答案:A7. 什么是简谐振动?A. 振动的振幅随时间线性增加。
B. 振动的振幅随时间周期性变化。
C. 振动的频率随时间变化。
D. 振动的周期随振幅变化。
答案:B8. 以下哪个是光的偏振现象?A. 光的折射B. 光的反射C. 光的干涉D. 光的衍射答案:C9. 根据麦克斯韦方程组,以下哪个方程描述了电场和磁场的关系?A. ∇·E = ρ/ε₀B. ∇×E = -∂B/∂tC. ∇·B = 0D. ∇×B = μ₀J + μ₀ε₀∂E/∂t答案:B10. 根据量子力学,以下哪个是正确的?A. 粒子的位置和动量可以同时被精确测量。
B. 粒子的位置和动量遵循不确定性原理。
C. 粒子的波函数可以精确描述其位置。
D. 粒子的波函数可以精确描述其动量。
大学物理期中考试试卷及答案
1.如图所示,质量为m 的物体由劲度系数为k1 和k2 的 两个轻弹簧连接在水平光滑导轨上作微小振动,则该系统的振动频率为(A)mk k 212+=πν.(B)m k k 2121+=πν (C)212121k mk k k +=πν . (D))(212121k k m k k +=πν.2.下列函数f (x , t )可表示弹性介质中的一维波动,式中A 、a 和b 是正的常量.其中哪个函数表示沿x 轴负向传播的行波?(A) f (x ,t ) = A cos(ax + bt ) . (B) f (x ,t ) = A cos(ax − bt ) . (C) f (x ,t ) = A cos ax ⋅ cos bt . (D) f (x ,t ) = A sin ax ⋅sin bt .3. 两个相干波源的位相相同,它们发出的波叠加后,在下列哪条线上总是加强的?(A )以两波源为焦点的任意一条椭圆上; (B )以两波源连线为直径的圆周上; (C )两波源连线的垂直平分线上;(D )以两波源为焦点的任意一条双曲线上。
4.一平面简谐波在弹性媒质中传播时,某一时刻媒质中某质元在负的最大位移处,则它的能量是(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,势能为零.5.S 1 和S 2 是波长均为λ 的两个相干波的波源,相距3λ/4,S 1 的相位比S 2 超前π21.若两波单独传播时,在过S 1 和S 2 的直线上各点的强度相同,不随距离变化,且两波的强度都是I 0,则在S 1、S 2 连线上S 1 外侧和S 2 外侧各点,合成波的强度分别是(A) 4I 0,4I 0. (B) 0,0.(C) 0,4I 0 . (D) 4I 0,0.6.在驻波中,两个相邻波节间各质点的振动(A) 振幅相同,相位相同. (B) 振幅不同,相位相同.(C) 振幅相同,相位不同. (D) 振幅不同,相位不同.7. 沿着相反方向传播的两列相干波,其表达式为)/(2cos 1λνπx t A y -=和)/(2cos 2λνπx t A y +=在叠加后形成的驻波中,各处简谐振动的振幅是(A)A . (B) 2A . (C)|)/2cos(2|λπx A . (D))/2cos(2λπx A8.如图,用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上.当 平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时,可以观察到这些环状干涉条纹(A) 向右平移. (B) 向中心收缩.(C) 向外扩张. (D) 静止不动.(E) 向左平移. 9.在迈克耳孙干涉仪的一支光路中,放入一片折射率为n 的透明介质薄膜后,测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ,则薄膜的厚度是 (A)2λ. (B) n 2λ. (C)n λ. (D))1(2-n λ.10.一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过一偏振片.若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度最大值是最小值的5 倍,那么入射光束中 自然光与线偏振光的光强比值为(A) 1 / 2. (B) 1 / 3. (C) 1 / 4. (D) 1 / 5.二、填空题(每个空格2 分,共22 分)1.一竖直悬挂的弹簧振子,自然平衡时弹簧的伸长量为x 0,此振子自由振动的 周期T = _____________.2.一简谐振子的振动曲线如图所示,则以余 弦函数表示的振动方程为___________________.3.若两个同方向不同频率的谐振动的表达式分别为t A x π100cos 1=和t A x π102cos 2=,则合振动的拍频为________ 。
大学物理A上期中考试试卷(附答案).doc
精品文档武汉理工大学考试试卷2017 ~2018 学年 2 学期 大学物理 A (上) 课程期中90 分 , 分 100 分,占 成%2018 年 4 月⋯号一二、 1二、 2二、 3 二、 4合⋯分501213 1312100⋯⋯得分卷 名一、 (每5 分,共 50 分)装姓( ) 1、一运 点在某瞬 位于矢径r ( x ,y )的端点,其速度大小 :( A )drdr⋯ (B)⋯ dtdt⋯22⋯d | r |dy( C )(D)dx⋯ dt dtdt ⋯装( ) 2、地球的 量m ,太阳的 量 M ,地心与日心的距离R ,引力常数 G , 地球 太阳作 周运 的角 量大小 :内号不GMmGGMm要 学(A) m GMR(B)(C) Mm(D)R R2R答,() 3、有两个半径相同, 量相等的A 和B , A 的 量分布均匀, B 的 量分不J A 、 J B ,要 布不均匀,它 通 心与 面垂直的 的 量分填 ( A ) J A J B (B) J A J B写考 ( C ) J AJ B ( D )不能确定 J A 、 J B 哪个大生 信息班() 4、用一根穿 直空管的 系一小物体m ,一只手握住管子,另一只手拉 子的一⋯⋯ 端,使物体以角速度1 作半径 r1的水平 周运 ,然后拉 子使 道半径 小到r 2 ,⋯ 的角速度⋯ 2 与原角速度 1 的关系 :⋯(r 1 / r 2 ) 1 (B)( r 2 / r 1 )⋯( A )221卷(r 1 / r 2 ) 2(D)(r 2 / r 1 ) 2装( C )21 21()5、有两个力作用在一个有固定 的 体上:⋯院 (1) 两个力都平行于 作用 ,它 的合力矩一定是零;⋯ 学⋯(2) 两个力都垂直于 作用 ,它 的合力矩可能是零;⋯(3) 当 两个力的合力 零 ,它 的合力矩也一定是零;(4) 当 两个力 的合力矩 零 ,它 的合力也一定是零。
大学物理期中试题答案
1 v 2 v (3 x 2x3 ) x
20
0
v2 6x 4x3 , v 6x 4x3
第1章 运动的描述
1 – 1 参考系 坐标系 物理模型
19
5、一质量为10kg的物体沿x轴无摩擦地滑动,t=0时 物体静止于原点,(1)若物体在力F=3+4t N的作用 下运动了3s,它的速度增为多大?(2)物体在力F=3 +4x N的作用下移动了3m,它的速度增为多大?
12、一平行板电容器充电后与电源断开, 然后将其间充满均匀介质,则电容C,电压U, 电场能量W和充介质前相比,变化情况是(B) A: C减小,U增大,W增大 B: C增大,U减小,W减小 C: C增大,U减小,W增大 D: C增大,U增大,W减小
第1章 运动的描述
1 – 1 参考系 坐标系 物理模型
第1章 运动的描述
1 – 1 参考系 坐标系 物理模型
2
3、假设物体沿着光滑半圆弧轨道的凹面下滑, 在下滑过程中,下列说法正确的是(D) A. 它的加速度永远指向圆心 B. 它的速率均匀增加 C. 它所受到的合力大小不变 D. 轨道上的弹力的大小不断增加
4、物体的动量和动能的正确关系是(A) A: 物体的动量不变,动能也不变 B: 物体的动能不变,动量也不变 C: 物体的动量变化,动能也一定变化 D: 物体的动能变化,动量却不一定变化
a
恒:
m
g
h
1 2
m
va2
①
m
⑵ 把演员视为质点, a 、b 和 b
h
跷
m
C
板作为一个系统, 以通过点B M
l/2 A
C 垂直平面的轴为转轴。
l
由于作用在系统上的合
北京交通大学 大学物理(Ⅰ)期中考试试卷及答案
北京交通大学 大学物理(Ⅰ)期中考试卷 06/4/23学院、专业 班级 学号 姓名 教师姓名 选择题 40分 填空题 30分 计算题30分 附加题10分 总分100分注意事项:1、闭卷考试。
2、可以使用计算器。
3、90分钟答卷。
一、单项选择题 (每小题4分,共40分)1一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为j bt i at r 22+=(其中a 、b 为常量), 则该质点作 (A) 匀速直线运动. (B) 变速直线运动.(C) 抛物线运动. (D)一般曲线运动. [ ]2一质点在力F = 5m (5 - 2t ) (SI)的作用下,t =0时从静止开始作直线运动,式中m 为质点的质量,t 为时间,则当t = 5 s 时,质点的速率为 (A) 50 m ·s -1. . (B) 25 m ·s -1.(C) 0. (D) -50 m ·s -1. [ ] 3下列说法中正确的是: (A) 作用力的功与反作用力的功必等值异号. (B) 作用于一个物体的摩擦力只能作负功. (C) 内力不改变系统的总机械能.(D) 一对作用力和反作用力作功之和与参考系的选取无关. [ ] 4质量为0.10 kg 的质点,由静止开始沿曲线j i t2)3/5(r 3+= (SI) 运动,则在t = 0到t = 2 s 时间内,作用在该质点上的合外力所做的功为(A) 5/4 J . (B) 20 J .(C) 75/4J . (D) 40 J . [ ]5 如图所示,一光滑细杆上端由光滑绞链固定,杆可绕其上端在任意角度的锥面上绕竖直轴OO ′作匀角速转动.有一小环套在杆的上端处.开始使杆在一个锥面上运动起来,而后小环由静止开始沿杆下滑.在小环下滑过程中,小环、杆和地球系统的机械能以及小环加杆对轴OO '的角动量这两个量中(A) 机械能、角动量都守恒. (B) 机械能守恒,角动量不守恒. (C) 机械能不守恒,角动量守恒.(D) 机械能、角动量都不守恒. [ ]6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) 2m v . (B) 22)/()2(v v R mg m π+(C)v /Rmg π.(D) 0.[ ]7 一维势能函数如图所示,图中E 1、E 2、E 3分别代表粒子1,2,3具有的总能量.设三个粒子开始都在x = 0处,则向x 正方向运动不受限制的粒子 (A) 只有粒子1. (B) 只有粒子2.(C) 只有粒子3. (D) 粒子2和粒子3.[ ]8一轻绳绕在有水平轴的定滑轮上,滑轮的转动惯量为J ,绳下端挂一物体.物体所受重力为P ,滑轮的角加速度为β.若将物体去掉而以与P 相等的力直接OO ′ωOx E 1 E 2E PE 3 m vR向下拉绳子,滑轮的角加速度β将(A) 不变. (B) 变小.(C) 变大. (D) 如何变化无法判断. [ ]9边长为a 的正方形薄板静止于惯性系K 的Oxy 平面内,且两边分别与x ,y 轴平行.今有惯性系K '以 0.8c (c 为真空中光速)的速度相对于K 系沿x 轴作匀速直线运动,则从K '系测得薄板的面积为 (A) 0.6a 2. (B) 0.8 a 2.(C) a 2. (D) a 2/0.6 . [ ]10α 粒子在加速器中被加速,当其质量为静止质量的3倍时,其动能为静止能量的 (A) 2倍. (B) 3倍. (C) 4倍. (D) 5倍. [ ]二、填空题(每空3分,共30分)1一质点作半径为R 的圆周运动,在t = 0时经过P 点,此后它的速率v 按Bt A +=v (A ,B 为正的已知常量)变化.则质点沿圆周运动一周再经过P 点时的切向 加速度a t = ___________ ,法向加速度a n = _____________.2地球的质量为m ,太阳的质量为M ,地心与日心的距离为R ,引力常量为G ,则地球绕太阳作圆周运动的轨道角动量为L =_______________.3一质量为M 的质点沿x 轴正向运动,假设该质点通过坐标为x 的位置时速 度的大小为kx (k 为正值常量),则此时作用于该质点上的力F =__________,该 质点从x = x 0点出发运动到x = x 1处所经历的时间∆t =________.4长为l 、质量为M 的匀质杆可绕通过杆一端O直下垂,如图所示.有一质量为m 的子弹以水平速度0v射入杆上A 点,OA =2l / 3,则子弹射入后瞬间杆的角速度ω =__________________________.且O 轴处的水平约束力为。
大学物理期中考试试卷和答案(E)
XXX学年第二学期《大学物理(2-1)》试卷A卷注意:选择题和填空题答案要填写在题目相应的位置上!计算题在各题空白处答题,填写在其它地方,答案无效!一、选择题(共30分)1.(本题3分)(0329)几个不同倾角的光滑斜面,有共同的底边,顶点也在同一竖直面上.若使一物体(视为质点)从斜面上端由静止滑到下端的时间最短,则斜面的倾角应选(A) 60°.(B) 45°.(C) 30°.(D) 15°.[]2.(本题3分)(0024)绕其对称OC旋转.已知放在碗内表面上的一个小球P相对于碗静止,其位置高于碗底4 cm,则由此可推知碗旋转的角速度约为(A) 10 rad/s.(B) 13 rad/s.(C) 17 rad/s (D) 18 rad/s.[]3.(本题3分)(0089)一辆汽车从静止出发在平直公路上加速前进.如果发动机的功率一定,下面哪一种说法是正确的?(A)汽车的加速度是不变的.(B)汽车的加速度随时间减小.(C)汽车的加速度与它的速度成正比.(D)汽车的速度与它通过的路程成正比.(E)汽车的动能与它通过的路程成正比.[]4.(本题3分)(0479)一质点在几个外力同时作用下运动时,下述哪种说法正确?(A)质点的动量改变时,质点的动能一定改变.(B)质点的动能不变时,质点的动量也一定不变.(C)外力的冲量是零,外力的功一定为零.(D)外力的功为零,外力的冲量一定为零.[]5.(本题3分)(0670)在以加速度a 向上运动的电梯内,挂着一根劲度系数为k 、质量不计的弹簧.弹簧下面挂着一质量为M 的物体,物体相对于电梯的速度为零.当电梯的加速度突然变为零后,电梯内的观测者看到物体的最大速度为(A) k M a /. (B) M k a /.(C) k M a /2. (D) k M a /21. [ ]6.(本题3分)(0665)一质子轰击一α 粒子时因未对准而发生轨迹偏转.假设附近没有其它带电粒子,则在这一过程中,由此质子和α 粒子组成的系统,(A) 动量守恒,能量不守恒. (B) 能量守恒,动量不守恒.(C) 动量和能量都不守恒. (D) 动量和能量都守恒. [ ]7.(本题3分)(5036)假设卫星环绕地球中心作圆周运动,则在运动过程中,卫星对地球中心的 (A) 角动量守恒,动能也守恒. (B) 角动量守恒,动能不守恒. (C) 角动量不守恒,动能守恒. (D) 角动量不守恒,动量也不守恒. (E) 角动量守恒,动量也守恒. [ ] 8.(本题3分)(5028)如图所示,A 、B 为两个相同的绕着轻绳的定滑轮.A 滑轮挂一质量为M 的物体,B 滑轮受拉力F ,而且F =Mg .设A 、B 两滑轮的角加速度分别为βA 和βB ,不计滑轮轴的摩擦,则有(A) βA =βB . (B) βA >βB .(C) βA <βB . (D) 开始时βA =βB ,以后βA <βB . [ ]9.(本题3分)(0772) 如图所示,一水平刚性轻杆,质量不计,杆长l =20 cm ,其上穿有两个小球.初始时,两小球相对杆中心O 对称放置,与O 的距离d =5 cm ,二者之间用细线拉紧.现在让细杆绕通过中心O 的竖直固定轴作匀角速的转动,转速为ω 0,再烧断细线让两球向杆的两端滑动.不考虑转轴的和空气的摩擦,当两球都滑至杆端时,杆的角速度为 (A) 2ω 0. (B)ω 0.(C) 21 ω 0. (D)041ω. [ ]10.(本题3分)(5355)边长为a 的正方形薄板静止于惯性系K 的Oxy 平面内,且两边分别与x ,y 轴平行.今有惯性系K '以 0.8c (c 为真空中光速)的速度相对于K 系沿x 轴作匀速直线运动,则从K '系测得薄板的面积为(A) 0.6a 2. (B) 0.8 a 2.(C) a 2. (D) a 2/0.6 . [ ] 二、填空题(共30分)11.(本题3分)(0261)一质点从静止出发沿半径R =1 m 的圆周运动,其角加速度随时间t 的变化规律是β =12t 2-6t (SI), 则质点的角速ω =______________________________; 切向加速度 a t =________________________.12.(本题3分)(0043)沿水平方向的外力F 将物体A 压在竖直墙上,由于物体与墙之间有摩擦力,此时物体保持静止,并设其所受静摩擦力为f 0,若外力增至2F ,则此时物体所受静摩擦力为_____________.13.(本题3分)(0355)假如地球半径缩短 1%,而它的质量保持不变,则地球表面的重力加速度g 增大的百分比是______________.14.(本题3分)(0667)将一质量为m 的小球,系于轻绳的一端,绳的另一端穿过光滑水平桌面上的小孔用手拉住.先使小球以角速度ω1在桌面上做半径为r 1的圆周运动,然后缓慢将绳下拉,使半径缩小为r 2,在此过程中小球的动能增量是_____________.15.(本题3分)(0082)图中,沿着半径为R 圆周运动的质点,所受的几个力中有一个是恒力0F,方向始终沿x 轴正向,即i F F00=.当质点从A 点沿逆时针方向走过3 /4圆周到达B 点时,力0F所作的功为W =__________.16.(本题3分)(0100) 已知地球质量为M ,半径为R .一质量为m 的火箭从地面上升到距地面高度为2R 处.在此过程中,地球引力对火箭作的功为_____________________.17.(本题3分)(0150)质量为20 kg 、边长为1.0 m 的均匀立方物体,放在水平地面上.有一拉力F 作用在该物体一顶边的中点,且与包含该顶边的物体侧面垂直,如图所示.地面极粗糙,物体不可能滑动.若要使该立方体翻转90°,则拉力F 不能小于___________________.18.(本题3分)(0144) 在一水平放置的质量为m 、长度为l 的均匀细杆上,套着一质量也为m 的套管B (可看作质点),套管用细线拉住,它到竖直的光滑固定轴OO '的距离为l 21,杆和套管所组成的系统以角速度ω0绕OO '轴转动,如图所示.若在转动过程中细线被拉断,套管将沿着杆滑动.在套管滑动过程中,该系统转动的角速度ω与套管离轴的距离x 的函数关系为_______________.(已知杆本身对OO '轴的转动惯量为231ml )19.(本题3分)(4353)已知惯性系S '相对于惯性系S 系以 0.5 c 的匀速度沿x 轴的负方向运动,若从S '系的坐标原点O '沿x 轴正方向发出一光波,则S 系中测得此光波在真空中的波速为____________________________________.20.(本题3分)(4733)已知一静止质量为m 0的粒子,其固有寿命为实验室测量到的寿命的1/n ,则此粒子的动能是____________.三、计算题(共40分)21.(本题10分)(0496)有一水平运动的皮带将砂子从一处运到另一处,砂子经一竖直的静止漏斗落到皮带上,皮带以恒定的速率v水平地运动.忽略机件各部位的摩擦及皮带另一端的其它影响,试问:(1) 若每秒有质量为q m=d M/d t的砂子落到皮带上,要维持皮带以恒定速率v运动,需要多大的功率?(2) 若q m=20 kg/s,v=1.5 m/s,水平牵引力多大?所需功率多大?22.(本题10分)(0167)如图,光滑斜面与水平面的夹角为α= 30°,轻质Array弹簧上端固定.今在弹簧的另一端轻轻地挂上质量为M = 1.0 kg的木块,则木块沿斜面向下滑动.当木块向下滑x = 30 cm时,恰好有一质量m = 0.01 kg的子弹,沿水平方向以速度v= 200 m/s射中木块并陷在其中.设弹簧的劲度系数为k = 25 N/m.求子弹打入木块后它们的共同速度.23.(本题10分)(0231)在半径为R 的具有光滑竖直固定中心轴的水平圆盘上,有一人静止站立在距转轴为R 21处,人的质量是圆盘质量的1/10.开始时盘载人对地以角速度ω0匀速转动,现在此人垂直圆盘半径相对于盘以速率v 沿与盘转动相反方向作圆周运动,如图所示. 已知圆盘对中心轴的转动惯量为221MR .求:(1) 圆盘对地的角速度.(2) 欲使圆盘对地静止,人应沿着R 21圆周对圆盘的速度v的大小及方向?ω24.(本题10分)(1)(本题5分)(5357)设有宇宙飞船A和B,固有长度均为l0 = 100 m,沿同一方向匀速飞行,在飞船B上观测到飞船A的船头、船尾经过飞船B船头的时间间隔为 t = (5/3)×10-7 s,求飞船B 相对于飞船A的速度的大小.(2)(本题5分)(8019)列举经典的力学相对性原理与狭义相对论的相对性原理有何不同。
东南大学《大学物理》期中试卷A含答案
东 南 大 学 考 试 卷课程名称 大学物理 姓 名 学 号适用专业考试形式闭卷考试时间 120分钟一、选择题(每空2分,共18分)1、对功的概念有以下几种说法:(1)保守力作功时,系统内相应的势能增加。
(2)质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零。
(3)作用力和反作用力大小相等、方向相反,所以两者作功的代数和必为零。
在上述说法中正确的是( C ) A 、(1)(2) B 、(2)(3) C 、只有(2) D 只有(3)2、一轻弹簧竖直固定于水平桌面上。
如图1所示,小球从距离桌面高为h 处以初速率0υ落下,撞击弹簧后跳回到高为h 处时速率仍为0υ,以小球为系统,则在这一整个过程中小球的( A ) A.动能不守恒,动量不守恒 B.动能守恒,动量不守恒 C.机械能不守恒,动量守恒 D. 机械能守恒,动量守恒3、质量为m 的汽车在广场上以速率υ作半径为R 的圆周运动,如图2所示,汽车从A 点运动到B 点,动量的增量为( A )A 、i m υ2B 、i mυ2- C 、j m υ2 D 、j m υ2- 解:i m m P A A υυ-== i m m P B B υυ== i m P P P A B υ2=-=∆4、花样滑冰运动员绕竖直轴旋转,两臂伸开时转动惯量为J 0,角速度为ω0;收拢两臂,转动惯量变为031J ,则角速度为( C ) A 、031ω B 、031ω C 、03ω D 、03ω 解:运动员旋转过程中角动量守恒:''ωωJ J =000ωω==''J J 5、一平面简谐波在t=0时刻的波形图如图3所示,则O A 、0 B 、2πC 、πD 、)(223ππ-或 6、关于力矩有以下几种说法,其中正确的是( B )A 、内力矩会改变刚体对某个定轴的角动量(动量矩);图2图1OB 、作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零;C 、角速度的方向一定与外力矩的方向相同;D 、质量相等、形状和大小不同的两个刚体,在相同力矩的作用下,它们的角加速度一定相同。
第二学期大学物理CI期中考试A卷及答案
北京科技大学 2021--2021 学年 第 二 学期 大学物理CI 期中试卷 填空题〔每题5分,共100分〕 1、一飞机相对空气的速度大小为 200 km/h 。
风速为56 km/h ,方向从西向东。
地面雷达站测得飞机速度大小为 192 km/h ,方向是 。
2、长为l 、质量为m 的匀质细杆,以角速度ω绕过杆端点垂直于杆的水平轴转动,杆的动量大小为 ,杆绕转动轴的动能为 ,以轴为参考点角动量的大小为 。
3、某物体的运动规律为t k t 2d /d v v -=,式中的k 为大于零的常量.当0=t 时,初速为v 0,则速度v 与时间t 的函数关系1v= 。
4、一质点在二恒力的作用下,位移为38()r i j m ∆=+。
在此过程中,动能增量为24J ,其中一恒力1123()F i j N =-,则另一恒力所作的功为_________________。
5、一个金属球从高度h 1 = 1 m 处自由下落到一块钢板上,向上弹跳的最大高度h 2 = 81 cm ,则这个小球与钢板碰撞的恢复系数e = 。
6、图示系统置于以13a g =〔g 为重力加速度〕的加速度上升的升降机内,A 、B 两物体质量相同均为m ,A 所在的桌面是水平的,绳子和定滑轮质量均不计,假设忽略滑轮轴上和桌面上的摩擦并不计空气阻力,则绳中张力为 。
7、一匀质砂轮半径为R ,质量为M ,绕过轮心并垂直于轮盘面的固定光滑轴转动的角速度为ω。
假设此时砂轮的动能等于一质量为M 的自由落体从高度为h的位置落至地面时所具有的动能,那么h 应等于 。
8、如下图,转台绕中心竖直光滑轴以角速度0ω转B Aa题6用图动。
转台对该轴的转动惯量52510J kg m -=⨯⋅。
现有其外表上方的一个沙漏里的砂粒以1/g s 的速度落到转台,并粘在台上形成一半径0.1r m =的圆。
砂粒落到转台,使转台角速度变为012ω所花的时间为 。
9、一劲度系数为k 的轻弹簧,下端挂一质量为m 的物体,系统的振动周期为T 1.假设将此弹簧截去一半的长度,下端挂一质量为m 21的物体,则系统振动周期T 2等于 。
北航05-06大学基础物理期中试题
1分
2. (10 分) 解:人到达最高点时,只有水平方向速度 v = v 0 cos ,此人于最高点向后抛出物体 m.设抛 出后人的速度为 v 1 ,取人和物体为一系统,则该系统水平方向的动量守恒.即 4分 (M m)v Mv1 m(v1 u)
v1 v mu /( M m) 由于抛出物体而引起人在水平方向的速度增量为 v v1 v mu /( M m) t v0 s i n/ g 因为人从最高点落到地面的时间为 muv 0 sin 故跳的水平距离增加量为 x tv (m M ) g
2分 2分 2分
8
北京航空航天大学 05-06 大学基础物理期中试题
3. (10 分)
1 1 1 2 Mv 2 J 2 kx0 2 2 2 1 圆柱体无滑动的滚动, v R ,且 J MR 2 2 1 1 2 ∴ (3 / 2) Mv 2 kx0 2 2 1 1 2 平动动能 3分 E K Mv 2 kx0 0.04 J 2 3 1 1 1 J 2 MR 2 E K 0.02 J 转动动能 2分 EK 2 4 2 (2) 圆柱体仅在静摩擦力 f 作用下产生绕质心的转动,对质心轴用转动定律 1 则有 fR J MR 2 , 2 2f 质心加速度 a R M 1 ∴ 2分 f Ma 2 令弹簧力为 F, 由质心运动定理得: F f Ma , F Ma f 3Ma / 2 ∵ F kx , ∴ 3Ma / 2 kx , a 2kx / 3M (2k / 3M ) x 0 , 即 x 此式为简谐振动微分方程,可知圆柱体质心作简谐振动,其角频率 2k / 3M , T 2 / 2 3M / 2k 3分
XX大学《普通物理》下期中考试试题及答案
O
(D)
12、在一个塑料圆筒上紧密地绕有两个完全相同的线圈 aa′和bb′,当线圈aa′和 bb′如图(1)绕制时其互感系数为 M1,如图(2)绕制时其互感系数为M2,M1与M2的关系是 (A) M1 = M2 ≠0. (B) M1 = M2 = 0. 图(1) b′ a a′ b (C) M1 ≠M2,M2 = 0. (D) M1 ≠M2,M2 ≠0.
2R
I1 r O I2 R
0 πI1 I 2 R 2 (C) .
2r
(D) 0.
(D)
6、 如图所示,导线框abcd置于均匀磁场中(方向竖直向 上),线框可绕AA′轴转动.导线通电时,转过a 角后, 达到稳定平衡.如果导线改用密度为原来1/2的材料做, 欲保持原来的稳定平衡位置(即a 不变),可以采用下列 哪一种办法?(导线是均匀的) (A) 将磁场减为原来的 1/2 或线框中电流减为原来的 1/2. (B) 将导线的bc部分长度减小为原来的1/2. (C) 将导线ab和cd部分长度减小为原来的1/2. 1/4,线框中电流也减少1/4. (D) 将磁场减少
(D)
10、如图所示,矩形区域为均匀稳恒磁场,半圆形闭合 导线回路在纸面内绕轴O作逆时针方向匀角速转动,O点 是圆心且恰好落在磁场的边缘上,半圆形闭合导线完全 在磁场外时开始计时.图(A)—(D)的E--t函数图象中哪 一条属于半圆形导线回路中产生的感应电动势?
E
B
O D O t (C) O t (D) O t (A)
(B)
8、电位移矢量的时间变化率 dD / dt 的单位是
(A)库仑/米2 C)安培/米2 (B)库仑/秒 (D)安培•米2
(C)
9、用细导线均匀密绕成长为l、半径为a (l >> a)、总匝 数为N的螺线管,管内充满相对磁导率为 r 的均匀磁介 质.若线圈中载有稳恒电流I,则管中任意一点的 (A) 磁感强度大小为B = 0 rNI. (B) 磁感强度大小为B = rNI / l. (C) 磁场强度大小为H = 0NI / l. (D) 磁场强度大小为H = NI / l.
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大学物理(2)2005年12月一、填充题:1.如图所示,A 、B 为靠得很近的两块平行的大金属平板,两板的面积均为S ,板间的距离为d ,今使A 板带电量为q A ,B 板带电量为q B ,且q A > q B ,则A 板的内侧带电量为____________,两板间电势差U AB = ____________。
0222204321=---=εσεσεσεσ内A E )(21σσ+=S q A 0222204321=-++=εσεσεσεσ内B E )(43σσ+=S q B41σσ= 32σσ-= 22BA A q q S Q -==σ内dUSq Sq E ABB A AB =-=0022εε Sdq q UB A AB02)(ε-=2.已知某静电场的电势函数 U = 6x - 6x 2y - 7y2 (SI),由电场与电势梯度的关系式可得点(2,3,0)处的电场强度E = 66 i + 66 j + 0 k (SI )。
])146()126[()(2j i k j i xU E y x xy zU yU --+--=∂∂+∂∂+∂∂-=ji 6666+=3.两个单匝线圈A ,B ,其半径分别为a 和b ,且b >> a ,位置如图所示,若线圈A 中通有变化电流I = kt (k 为常数),在线圈B 中产生的互感电动势 εM =____________,此位置它们的互感系数为 M =____________。
BBA B I baab I S B 222020πμπμΦ=⋅== baM 220πμ=bak tI MM 2d d 20πμε-=-=4.在真空中有一无限长电流I ,弯成如图形状,其中ABCD 段在xoy 平面内,BCD 是半径为R 的半圆弧,DE 段平行于oz 轴,则圆心点o 处的磁感应强度B = __________ i +__________ j +__________ k 。
k j B )44(4000RI RI RI μπμπμ++=5.两长直螺旋管,长度及线圈匝数相同,半径及磁介质不同。
设其半径之比为 R 1:R 2 = 1:2,磁导率之比为 μ1:μ2 = 2:1,则自感系数之比为 L 1:L 2 =____________;当通以相同的电流时,所贮的能量之比为 W 1:W 2 =____________ 22R LN L πμ=21212222221121=⋅==R R L L μμ221LIW =212121==L L W W6.n 型(电子导电型)半导体薄片与纸面平行,已知电流方向由左向右,测得霍尔电势差U A > U B ,则所加外磁场的方向是 向外 。
A BSU U B7.有两个离地很远的相同的半导体球,半径均为a ,它们的中心相距为d ,且d >> a ,起初两球带有相同的电荷q ,然后用导线使它们先后接地后再绝缘,接地时间足以使它们与地达到静电平衡,则最后两球留下的电量分别是____________和____________。
第一个球接地时,其球心处的电势为零,带电量为q '。
04400=+'bq aq πεπεqda q -='第二个球接地时,其球心处的电势也为零,带电量为q "。
04400='+''bq aq πεπεqda q da q 22='-=''8.一细长的带电圆筒,半径为r ,电荷面密度为 σ ,以角速度 ω 绕其中心轴转动,则轴心处磁感应强度B 0 = ____________,方向为(请画在图上)。
假如ω 正在增加,即d ω /d t = α > 0,则离轴心o 距离为a 的P 点,其涡流电场的大小E P = ____________,方向为(请画在图上)。
rr i σωσπν=⋅=2 r i B σωμμ000==(下图中B 的方向垂直于纸面向外)⎰⎰⋅-=⋅SLtSB l E d d d d tar a r taE d d )(d d 22020ωπσμπσωμπ-=⋅-=ar E P σαμ021-= (下图中E P 的方向为顺时针)9.将一个通有电流强度为I 的闭合回路置于均匀的磁场中,回路所围的面积法线方向和磁场方向的夹角为α,若均匀的磁场通过此回路的磁通量为Φ,则回路所受的力矩大小为____________。
αΦcos BS = IS P =αΦααΦααtan cos sin sin sin I I ISB PB M ====10.如图所示,直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中,磁场B 平行于ab 边,ac 的长度为L 。
当金属框架绕ab 边以匀角速度ω 转动时,abc 回路中的感应电动势 ε = ____________,及a 、c 两点间的电势差U a - U c = _______________。
221d d )(lB l l B llbc ωωε==⋅⨯=⎰⎰l B v 方向b → c0=ε θω22s i n 21L B U U c a -=-11.一平行板电容器与一电压为U 的电源相连,如图所示,若将点容器的一极板以等速u 拉开,则当极板间的距离为x 时,电容器内的位移电流密度大小为____________,方向为____________。
xU E D 00εε== uxU tx xU tD j d 2020d d d d εε-=-==dS UQ C 0ε==在电压U 不变时,d 增大,Q 减小,故位移电流从负极流向正极。
B12.平行板电容器的两圆形极板的半径为R ,在充电过程中,当传导电流为I 时,与两极板中心连线距离为x 的点P 的玻印亭矢量的方向为_______,H P 大小为____________。
HE S ⨯= 垂直指向轴线。
222x RIx HPπππ⋅=⋅ 22RIx HPπ=13.反映电磁场基本性质和规律的麦克斯韦方程组的积分形式为:q S∑=⋅⎰S D d ………………① tm Ld d d Φ-=⋅⎰l E………………② 0d =⋅⎰SS B………………③tI DLd d d Φ+∑=⋅⎰l H………………④试判断下列结论是包含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 ;(2)磁感应线是无头无尾的: ③ ; (3)电荷总伴随有电场: ① 。
14.一点电荷带电量 q = 10-9C ,A 、B 、C 三点分别距离点电荷10cm 、20cm 、30cm 。
若选B 点的电势为零,则A 点的电势为____________,C 点的电势为____________。
)V (45d 4d 2.01.020=⋅=⋅=⎰⎰r r qV BAr rA πεl E )V (15d 42.03.020-=⋅=⎰r r qV C πε二、计算题:1.两个同心导体薄球壳,内球壳半径r 1 = 0.1m ,外球壳半径r 3 = 0.5m ,外球壳接地,在r 2 = 0.2m 与r 3之间充以相对介电常数为 εr = 3的电介质,其余空间均为空气,内外导体球壳间电势差U 1 - U 3 = 270(V )。
求:(1)离球心为r P = 0.3m 的P 点的电场强度;(2)球形介质层内外表面的极化电荷密度;(3)此电容器的电容;(4)r 2和r 3之间电介质层内的电场能量。
解: (1) )(412201r r r rQ E <<=πε )(423202r r r rQ E r <<=επε )]11(1)11[(4d 4d 4322102020313221r r r r Q r rQ r rQ U U rr r r r r -+-=+=-⎰⎰επεεπεπε)C (1059-⨯=Q)V /m (10353.031051094229920⨯=⨯⨯⨯==-rQE r P επε(2) )C/m(1064.64)1)1(29220-⨯-=--=--=-='r Q E P r r r πεεεεσ(内内内)C/m(1006.14)1)1(29230-⨯=-=-=='r Q E P r r r πεεεεσ(外外外(3) )F (1085.1270105119--⨯=⨯=∆=UQ C(4))J (10125.1)11(8d 18d 4)4(2173202202222003232-⨯=-===⎰⎰r r Qr rQr r rQW rr r rr r r r επεεπεπεπεεεIqqqq2.一均匀带电圆环平面,其内半径为a ,外半径为b ,电荷面密度为 σ。
若它以匀角速度 ω 绕通过圆心o 且与圆平面垂直的轴转动。
求(1)圆心o 处的磁感应强度的大小和方向;(2)若在圆平面转动时,加上与圆平面平行的均匀外磁场,求使圆平面绕o 'o " 转动的磁力矩。
解:(1)取一小圆环,等效电流为: rr r r q I d d 22d d ωσπσπων=⋅==)(21d 2d 20000a b r r rI rB ba-===⎰⎰ωσμωσμμ 向外(2) r r r r rI S P m d d d d 32ωσπωσπ=⋅==)(41d 443a br r P bam -==⎰ωσπωσπ)(4144a b B BP M m -==ωσπ 方向向上3.一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L = μ0/2π,求:(1)同轴空心圆筒内外半径之比;(2)若电流随时间变化,即I = I 0cos ωt ,求圆筒单位长度产生的感应电动势。
解: (1) 1200ln2d 221R R Ilr l rIR R πμπμΦ=⋅=⎰πμπμΦ2ln20120===R R IlL1ln12=R Re 12=R R(2)tI tI Li ωπωμεsin 2d d 00=-=4.直角∆oMN 导线线圈,置于磁感应强度B 的均匀的磁场中,线圈平面和磁场垂直,并绕o 点于B 平行的轴转动。
已知a MN =,b oM =,c oN =,转动角速度为ω。
试求线圈中的感应电动势和边MN 的感应电动势解: 221d d Bl l Bl l B i ωωε===⎰⎰v0=oMN ε)(2122b c B oM oN MN -=-=ωεεε5.均匀磁场与导体回路法线n 的夹角3/πθ=,磁感应强度B 随时间线性增加,既B = kt (k > 0),ab 长为l ,且以速度v 向右滑动。