华东理工大学物理 下 期末试卷答案

华东理工大学物理B(下)期末考试A卷

选择题30’(5’×6)

1、边长为L的正方形，在其四个顶点上各放有等量的点电荷，若正方形中心O处场强值、电势值均为零，则四个顶点带电情况为？

A.顶点a、b、c、d处都是负电荷

B.顶点a、b处是正电荷，顶点c、d处是负电荷

C.顶点a、c处是正电荷，顶点b、d处是负电荷D顶点a、b、c、d都是负电荷

A、D的U O≠0，B的E O≠0，由矢量叠加证明E O=0，由两等量异号电荷的中垂面为零势面证明U O=0

2、已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和Σq=0，则能肯定？

A.高斯面上各点场强均为零

B.穿过高斯面上每一面元的电场强度通量为零

C.穿过整个高斯面的电场强度通量为零

D.以上均错

3、半径R1的导体球带电q，外罩一带电Q的半径为R2的同心导体球壳，q点距球心O的距离为r，r

4、两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，与导轨接触良好的导体棒ab和cd 可在导轨上自由滑动，当ab在外力F作用下向右运动时cd将如何运动？

(当磁场反向，CD向右移动，并且感应电流流向为D→C)

5、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，其间充满折射率为n 的透明介质，一真空中波长为λ的平行单色光垂直入射到该装置上，则反射光形成的干涉条纹中，暗环的半径r k 表达式为？A.n /k r k R λ= B.R n /k r k λ= C.R λkn r k = D.R

λk r k =6、一动量为P 的电子，沿图示方向入射并能穿过一宽为D ，磁感应强度为B(方向垂直纸面向外)的均匀磁场区，则该电子出射、入射方向间的夹角为多少？

A.α=cos -1P eBD

B.α=sin -1P eBD

C.α=sin -1eP BD

D.α=cos -1

eP

BD

填空题40’

1、在宽为d 的导体薄片上有电流I 沿此导体长度方向流过，电流在导体宽度方向均匀分布。导体外在导体中线附近P 点的磁感强度B=d

20I

2、一自感线圈中，电流强度I 在0.002s 内均匀地由10A 增到12A ，此过程中线圈内自感电动势400V ，则L=0.4H

∵△i/△t =(12-10)/0.002=1000∴E=n △Φ/△t=L×△i/△t =1000L =400∴自感系数L =0.4H 3、如图为等势线，判断E a >E b (<，>，=)

场强越大，等势线越密

4、导体1和导体2，A 1=2A 2，I 1=2I 2，则M 1/M 2=____

5、10cm 长均匀带正电荷1.5×10-8C 细杆，在杆的延长线上5cm 处P 点的电场强度E P =1.8×104N/C 10cm 5cm

┌────┐.P

└────┘

6、一质点带电荷q=8.0×10-19C，以速度v=3.0×105m/s在半径R=6.00×10-8m的圆周上作匀速圆周运动，该带电质点在轨道中心所产生的磁感应强度B=6.67×10-6T，磁力矩P m=7.2×10-21Am2。(μ0=4π×10-7H/m)经典模型：带电圆环圆心的磁感应强度B=μ0I/2R

B=μ0qvsin90°/4πR=6.67×10-6T，I=q/t=q/(2πR/v)=6.37×10-7A，P m=IS=I·πR2=7.2×10-21Am2

=4/3，7、一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0mm，若整个装置放在水中，已知n

水

则间距=0.75mm

8、用波长为λ的单色光垂直照射到折射率为n的劈形膜上，相邻亮纹相距l，则劈尖角θ=λ/2nl

λ/2n=lsinθ，θ≈sinθ=λ/2nl

9、迈克尔逊干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n、厚为d的透明薄片后，该光路的光程改变了2(n-1)d

放入薄片后，光通过薄片的光程由原来的d变为nd，又因光线往复，经过该透明薄片两次，故光程改变量为2(n-1)d

10、在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射到宽度a=2λ的单缝上，对应于衍射角30°的方向，单缝处波面可分成的半波带数=2

11、有三块偏振片P1、P2、P3，P1与P2夹角、P2与P3夹角皆为45°，一光强为I0的自然光透过3片偏振片后，I’=I0/8

I1=0.5I0，I2=I1cos245°，I3=I2cos245°

12、有一带-1.0×10-9C的电荷，从∞移到距一电荷q0为0.1m处，做功W=1.8×10-5J，已知ε0=8.85×10-12，则q=-2.0×10-7C

W/q0=U=-q/(4πε0d)

计算题30’(10’×3)

1、空气中有一半径为R的孤立导体球，设无穷远处为电势零点，求：

(1)导体球电容(2)当球上带电荷Q时可储存的静电能(3)若空气击穿场强为E g，求最多可带电荷量

(1)设导体球上带电荷Q，则导体球的电势U=Q/4πε0R，由孤立导体电容定义，C=Q/U=4πε0R

(2)W=Q2/2C=Q2/8πε0R

(3)导体球上能储存电荷Q时，空气中最大场强E=Q/4πε0R2≤E g∴最多可带电量Q H=4πε0R2E g 2、一无限长直导线通有电流I=I0e-3t，一矩形线圈与其共面放置，长边与导线平行，位置如图，求：(1)矩形线圈中感应电动势的大小及感应电流的方向(2)导线与线圈的互感系数

3、一光栅每cm有8000条刻痕，测得一级谱线的衍射角为30°，求入射光的波长，此外，二级谱线是否可见？

光栅常数a+b=L/N=1.25×10-6m，(a+b)sinφ=kλ，k=1φ=30°sinφ1=1/2∴λ=(a+b)sinφ1/k=625nm

令k=2，sinφ2=2λ/(a+b)=1得φ2=90°∴二级谱线不可见