2018年东南大学930电磁场理论考研真题回忆版
东南大学电磁场与电磁波2.8—2.9
E 导电媒质 A E B
电 源
负电荷继续向负极板移动,一直到极板电
荷产生的电场力等于电源中的非电力时, 电源的电荷运动方才停止,极板上的电荷
18:13:28
也就保持恒定。
2 2
既然电源中的非静电力表现为对于电荷的作用力,因此,通常认
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20 20
仅靠端面上的电荷不能保证导体中的均匀电场,也不能保证侧壁 上En =0。
必定在导电柱的侧壁有电荷分布,以抵消端面电荷引起的电场 径向分量,而在轴向分量上二者相互增强。使导体内得到均匀 合成场。
所以导体外部的电场是由端面电荷(电极驻立电荷)和分界面上 的电荷一起产生的。
18:13:28 21 21
R2
R3
R2
I 2 1R
E1 a R
R1
dR
R3
I 2 2 R
R2
dR
R2 R3 2 ln 1 ln I R1 R2 2 1 2
R2 R3 ( 2 ln 1 ln ) R R1 R2
2U
2 1 2U I R2 R3 2 ln 1 ln R1 R2
14 14
电源:电场驱动电荷克服阻力(电阻)漂移, 电场力做功,电能减少变为热能,如果没有外 加的补充能量,不可能维持恒定电流。电源就 是外加能量的装置。它把其它形式的能量转换 为电能以维持恒定电流。由于电源把外界能量 给电荷,也就是对电荷有作用力,可以把电源 等效为一个局外电场,但是它的作用范围仅限 于电源内部。
若 1 (理想导体),导体内部电场为零, 电流分布在导体表面,导体不损耗能量。 导体周围介质中的电场
E2 E2t ex E2ne y
东南大学2018年自主招生备考,考试模式及真题汇总
东南大学2018年自主招生备考,考试模式及真题汇总寒假是考生备考高校自主招生测试的绝佳时间。
因此小编为大家整理2017年东南大学自主招生考试模式及真题,供2018届考生和家长参考,请持续关注。
东南大学2017年东南大学自主招生有报名约8000人,最终2764人通过初审,248人拿到优惠资格,考试通过率约8.97%。
1.学科基础测试方案1.测试安排:测试科目:数学、物理(各占卷面50%)测试题目:单选题100题,填空题20题;其中,选择题答对一题得2分,不答得0分,答错扣1分,填空题答对一题得3分,不答或答错得0分。
2.测试重点:数学:基于《2017年普通高等学校招生全国统一考试大纲》,面向数学学习能力优秀的考生,着重考察对数学概念、性质、法则、公式、公理、定理等知识的理解及运用,强调数学思想方法的掌握,具备一定的空间想象能力、抽象概括能力、推理论证能力、运算求解能力、数据处理能力,特别是应用意识和创新意识。
测试目的是选拔具有学科特长和创新潜质的学生。
物理:基于《2017年普通高等学校招生全国统一考试大纲》,面向物理学习能力优秀的考生,着重考察对物理知识的理解与掌握,注重理论联系实际,能够对物理知识在生产、生活等方面的广泛应用进行鉴别判断,特别是能够逻辑推理、分析综合并求解处理。
测试目的是选拔具有学科特长和创新潜质的学生。
2.学科特长测试方案专业:机械工程一、选拔目标选拔具有学术思想、创新潜质、国际视野,在某一方面有突出才华并取得一定成果的高中生。
二、考察重点机械类学科特长测试主要涉及与机械学科相关的基础知识、考生的知识面以及表达、交流、创新等综合能力。
三、测试形式面试四、计分规则面试中,每位专家对考生按百分制独立打分,并在提交的打分表上亲笔签名;每位考生的得分计算如下:N位专家的打分中,减去一个最高分和一个最低分,剩余的N-2个分值的平均分作为该学生的专业测试得分。
最终按照考生面试成绩由高到低择优录取。
东南大学(交通运输规划与管理专业)历年攻读硕士学位研究生入学考试试题
东南大学历年交通工程学试题第一章绪论1、简述交通工程学的研究内容,你认为我国交通工程近期应重点研究哪些问题,试据其中一个问题详述其具体研究内容。
第二章交通特性三、(1993年)我国的自行车交通存在的主要问题是什么?可采用哪些方法解决这些问题?所采用的方法各有何特点?四、(1994年)何谓“交通量“、”年平均日交通量“、”平均日交通量“、”高峰小时交通量“、”第30小时交通量“?试述交通量的空间分布和时间分布特性六、(1995年)何谓“地点车速”、“区间车速”、“行驶车速”、“设计车速”、“区间平均车速”、“时间平均车速”?八、(1998年)何为车头时距,其在通行能力研究中有哪些主要作用?交叉口的服务水平一般根据哪些指标进行划分,你认为交叉口的服务水平应根据什么指标进行划分,为什么?十一、(2000年)十三、(2002年)何谓行驶车速和区间车速?各有何用途?主要调查方法有哪些?十五、(2003年)何为时间平均车速和空间平均车速,各有什么用途?两者有何关系?12’十七、(2004年)某双向两车道公路,2003年5月13日星期二测得日交通量为14770辆/日,五月份月变系数为0.98,星期二的日变系数为0.97,设计小时系数为0.125,方向不均匀系数为0.6,单车道通行能力取800辆/小时,则该公路双向需修成__。
a二车道b四车道c六车道d八车道二十、(2005年)高峰小时交通量与高峰小时内某一时段的交通量扩大为高峰小时后的交通量之比称为_______a. 高峰小时系数b. 高峰小时交通量c. 高峰小时流率d. 高峰小时流量比二十一、(2005年)车辆行驶路程与通过该路程所需的总时间(包括停车时间)之比称为_______。
a. 地点车速b. 行驶车速c. 行程车速d. 临界车速二十二、(2005年)某双向道路,两个方向的交通量分别为400辆/小时和600辆/小时,该道路的方向不均匀系数K d应为_______a. 40%b. 60%c. 50%d. 66.7%二十六、(2006年)在一条24km的公路路段起点断面上,于6分钟内测得100辆汽车,车流是均匀连续的,车速v=20km/h、试求流量(q)、平均车头时距(h t)、平均车头间距(h s)、密度(k)以及第一辆车通过该路段所需的时间。
电磁场与电磁波习题及答案
11 麦克斯韦I 方程组.的微分形式 是:J . H =J JD,\ E = _。
「|_B =0,七出=:2静电场的基本方程积分形式为:性£虏=03理想导体(设为媒质 2)与空气(设为媒质 1)分界 面上,电磁场的边界条件为:4线性且各向同性媒质的 本构关系方程是:5电流连续性方程的微分形式为:。
6电位满足的泊松方程为;在两种完纯介质分界面上 电位满足的边界 。
7应用镜像法和其它间接方法解静 态场边值问题的理论依据是。
8.电场强度E Aj 单位是,电位移D t 勺单位是。
9.静电场的两个基本方程的微分 形式为“黑E =0 Q D = P ; 10.—个直流电流回路除 受到另一个直流电流回路的库仑力作用外还将受到安 培力作用1 .在分析恒定磁场时,引入矢量磁位A,并令冒=%,的依据是(c.V 值=0)2 . “某处的电位 中=0,则该处的电场强度 E=0的说法是(错误的)。
3 .自由空间中的平行双线传输线,导线半径为a ,线间距为D ,则传输线单位长度的电容为4 .点电荷产生的电场强度随距离变化的规律为( 1/r2)。
5 . N 个导体组成的系统的能量 W =1£ q * ,其中e i 2 t i i 是(除i 个导体外的其他导体)产生的电位。
6 .为了描述电荷分布在空间流动的状态, 定义体积电流密度J,其国际单位为(a/m2 )7 .应用高斯定理求解静电场要求电场具有(对称性)分布。
8 .如果某一点的电场强度为零,则该点电位的(不一 定为零 )。
9 .真空中一个电流元在某点产生的磁感应强度dB 随该点到电流元距离变化的规律为( 1/r2 )。
10.半径为a 的球形电荷分布产生的电场的能量储存于(整个空间)。
三、海水的电导率为 4S/m,相对介电常数为 81,求频 率为1MHz 时,位幅与导幅比值?三、解:设电场随时间作正弦变化,表示为:E = e x E m cos t则位移电流密度为:J d =— = -ex :-. ■ 0 r E m Sin t;t其振幅彳1为:J dm = 网 5E m = 4.5X10- E m 传导电 流的振幅值为: J cm -二- E m = 4E m 因此:Jm =1.125/0J -cm四、自由空间中,有一半径为a 、带电荷量q 的导体球。
东南大学(934)电路考试真题(回忆版)及参考答案
4.1.1 东南大学(934)电路2008年硕士研究生入学考试试题参考答案4.2 东南大学(934)电路2009年硕士研究生入学考试试题及答案4.2.1 东南大学(934)电路2009年硕士研究生入学考试试题参考答案4.3 东南大学(934)电路2010年硕士研究生入学考试试题及答案4.3.1 东南大学(934)电路2010年硕士研究生入学考试试题参考答案4.4 东南大学(934)电路2013年硕士研究生入学考试试题(回忆版)1.网络问题,已知某一支路电流,求电压,把三角形化成星形用节点电压(好像是07 或年真题)2.黑箱问题,给了一个条件求电阻为何值事功率最大,也就是求戴维南等效,根据已知条件算出开路电压与电阻关系即可3 网络问题,已知某一电阻功率,和两个电源的变换,求支路电压,应用叠加定理算出,注意正负两个值4 功率补偿问题,以前的真题5 放大器问题正弦稳态电路6 动态电路问题已知电压电流响应求电容,和到达三分之一能量时的时间,以前的真题7 黑箱问题,求响应,10 年真题8 正弦稳态问题+理想变压器已知两电表读数相同,注意到并联谐振即可9 非线性电路问题求静态工作点时电容相当于开路10 非正弦周期问题求某电压和功率,叠加定理大题1。
陈燕书上的原题,应该也是04 年大连交通的题2。
03 年真题3.一阶电路问题,换路后右边是电感组成的一阶电路,左边由以右您所下载的资料来源于 考研资料下载中心获取更多考研资料,请访问边电感电流为受控辆的受控电压源直接接在电容两端,求某支路电流,计算时注意冲击响应4 三相电路问题,第一问求线电压,第二问是A 相故障求B,C 相电流5 非正弦周期问题,叠加定理,难点在于那个空心变压器,先戴维南化简下会简化计算6 三相电路的非对称电路,1 求线电压2 求开关断开时由来电感和三个电阻组成的回路组成的网络,应用磁链守恒和拉普拉斯都可以,和04 年真题三相电路有点像,比那题简单点。
东南大学半导体物理考研复习系列试题(A卷)
共 9 页
第 5 页
(luobin 考研复习卷)
产生率 2.(15分) 如果稳定光照射在一块均匀掺杂的 n 型半导体中均匀产生非平衡载流子, 14 3 1 2 为 Gop 3 10 cm s ,且无外场作用,空穴迁移率 p 430cm / V s , p 5us , 半导体的长度远远大于空穴的扩散长度,如图所示。假设样品左侧存在表面复合,表面复 合率为 U s 7.5 10 cm s ,比例系数(表面复合速度)为 s 。
共 9 页 第 1 页 (luobin 考研复习卷)
位于导带底下方 0.026eV 处,半导体的状态为 __________ (填“简并” , “弱简并” 或“非简并” ) ,判断的依据为 __________ 。 8. 强电场效应会使半导体器件的载流子速度达到饱和,还可能使载流子成为热载流子, 影响器件性能。半导体器件的热载流子由于具备高能量,常常会导致载流子 __________ ; 热 载 流 子 可 与 晶 格 发 生 碰 撞 电 离 , 利 用 这 一 原 理 可 以 制 备 __________ 器件。 9. 早期锗硅等半导体材料常利用测其电阻率的办法来估计纯度,室温下较纯 Ge 样品的 电子迁移率 n 3900cm2 / V s ,锗原子密度 4.42 1022 cm3 ,若测得室温下电阻 率为 10 cm ,则利用此方法测得 n 型锗的掺杂浓度为 __________ ,这种测量方法 来估计纯度的局限性是 __________ 。 10. 金属的费米能级位于导带之上, n 型半导体与金属接触形成整流接触,那么半导体与 金属的功函数哪个大? __________ 。由于半导体与金属之间存在整体载流子水平差 异,所以会产生载流子(电子)的扩散,形成内建电场;内建电场几乎全部建立在半 导体一侧的原因是 __________ 。具有整流接触的金-半接触称为肖特基接触,肖特基 结相比普通 pn 结, 在高频高速器件具有更重要的作用, 其原因在于肖特基接触不存在 电荷存储现象。肖特基接触不存在电荷存储现象的原因是 __________ 。制造 pn 结 可选用的技术主要有合金、扩散、外延生长、 __________ 等,用掺杂制作 pn 结克 服了金-半接触的一大缺点: __________ 。 11. 下图是 p 型半导体的能带图。三图中哪些图表明半导体存在电流? __________ 。图
东南大学电磁场与电磁波4.4
上式两端同除以 g y f x
2 2 1 d f x 1 d g y 0 2 2 f x dx g y dy
2 2 且 kx k y 0
◇ kx 为零
S S S
2 πR
R为场点到直线的距离
0 I
2πx
dS dy
0
c
a b
0 I
a
2πx
dx
a b 0 Ic a b 18:14:15 ln x ln a 2π 2π a
0 Ic
1 1
所求互感为:
0c a b ab M ln /I ln I 2π a 2π a
对于 g y B1 sinh y y B2 cosh y y 由边界条件
x, y Cn sin
n 1
y 0
0
n n x sinh y a a
U0
f x g 0 0 g 0 0
18:14:15
1 d 21 1 d 22 2 1 dx 2 dy 2
18:14:15 11 11
把上式的C1、C2之值代入式 C1z+C2,得两板间的位函数 为 =(V0/d)z,两板间的电场强度则为
V0 E az az z d
由于考虑金属平板的面积很大,可忽略边缘效应的影响, 因而平板之间为均匀电场。电场沿负Z方向,即由高电位指 向低电位。
18:14:15 15 15
同样的讨论适用于函数 g y 。为 满足x=0和x=a的边界条件,应选取
2018年国家电网电气研究生类招聘考试笔试历年真题回忆整理汇总
2018年国家电网电气研究生类招聘考试笔试历年真题回忆整理汇总第一篇:2018年国家电网电气研究生类招聘考试笔试历年真题回忆整理汇总国家电网招聘考试笔试历年真题精选国网考试题目实际上是不难的,但要有针对性的复习,多练题目是肯定的!建议报考的同学提前做好复习准备,考试资料可以到田叶考资料网上面找找,资料确实不错,都是上届学长们根据考试情况精心整理出来的,比较有针对性,大家可以去了解一下!公告发布:(分两个批次)第一次:每年10月底第二次:每年3月初第三次:每年5月份笔试成绩:笔试结束后3个工作日内发布笔试成绩招聘面试:(通常为笔试结束一周后进行)由各单位按照公司统一要求自行组织招考原则:(2013年开始执行)统一标准、统一命题、统一考试考试内容:考试分为笔试(占总分的65%)和面试(占比35%)笔试又分为综合知识(占比35%)和专业知识(占总分的65%)科目综合知识 65% 所占比例35%65% 专业知识面试35%笔试内容综合知识:言语理解、数理思维、判断推理、资料分析、中国电力与能源战略(包括特高压、智能电网、能源互联网等基本知识)、企业文化、政策与形式、高等数学(其它工学类考生加试)、计算机基础(其它工学类考生加试)等内容。
专业知识:符合岗位要求的专业理论知识和专业技能知识等内容。
笔试方式:公司统一笔试分两批(或三批)实施。
时间一般为每年的12月初、每年的3月底、每年的5月份(时间如有调整,以招聘平台发布的考试公告为准)。
公司视招聘情况确定第三批考试事宜,有关安排另行通知。
参加笔试的人选和批次由各单位确定,请以各单位招聘考试公告或通知为准。
电气工程类、计算机类、通信类、金融类、财会类专业的毕业生,由公司统一组织笔试命题和阅卷。
笔试内容包括综合能力和专业知识。
综合能力主要包括言语理解、数理思维、判断推理、资料分析、中国电力与能源战略(包括特高压、智能电网、能源互联网等基本知识)等内容,约占35%。
[考研类试卷]研究生入学考试(电磁场与电磁波)模拟试卷9.doc
[考研类试卷]研究生入学考试(电磁场与电磁波)模拟试卷91 证明:在任意负载条件下,传输线上反射系数和输入阻抗有下列关系:(1)(2)Z in(z)/Z0=Z0/Z in(其中Z0为特性阻抗)2 证明无耗传输线的负载归一化阻抗、行波系数K和负载到第一个电压波节点的距离l min三者之间满足下列关系式:3 已知对称振子2L=2 m,工作波长为λ=10 m和λ=4 m,求两种情况下的有效程度。
4 计算基本振子E面方向图的半功率点波瓣宽度2θ0.5E和零功率点波瓣宽度2θ0E。
5 传输线两侧各并联电阻R1和R2,如图所示。
今要求输入端匹配(Z in=Z0),请给出R1和R2的相互关系。
6 求图中Z为何值时可使输入阻抗Z in=50Ω,已知Z L=50Ω。
7 典型微波传输线如图所示,Z0和θ已知。
(1)已知负载阻抗Z L,求反射系数ΓL;(2)已知负载阻抗Z L,求输入阻抗Z in; (3)已知负载反射系数ΓL,求输入反射系数Γin; (4)已知负载反射系数ΓL,求系统驻波比ρ; (5)已知负载阻抗Z L为实数,有Z L=R>Z0,求系统驻波比ρ。
8 有一段特性阻抗为Z0=500Ω的无损耗线,当终端短路时,测得始端的阻抗为250Ω的感抗,求该传输线的最小长度;如果该线的终端为开路,长度又为多少?9 一种传输线型耦合谐振腔的等效电路如图所示。
试推导其谐振时,传输线电长度与归一化耦合电纳B之间的关系。
10 已知无损耗传输线电长度为θ,特性阻抗Z0=1,如图所示。
(1)已知负载阻抗Z L=r L+jx L,求负载驻波比ρL;(2)求输入驻波比ρin;(3)求负载反射系数。
11 如下图所示,主线各段特性阻抗分别为Z c=50 Ω、Z c1=80 Ω、Z c2=70.7 Ω,支线的特性阻抗为Z c=50Ω,负载Z L=100Ω,试画出主线上电压、电流振幅分布曲线。
12 一根75Ω的无耗传输线,终端接有阻抗Z L=R L+jX L (1)欲使线上的电压驻波比等于3,则R L和X L有什么关系? (2)若R L=150Ω,求X L等于多少? (3)求在第二种情况下,距负载最近的电压最小点位置。
东南大学电磁场期末考试13-14回忆版
2013-2014-2 电磁场6系
一、填空
1.B、E用A和ɸ表示,A和ɸ的非齐次波动方程
2.Maxwell方程微分形式和积分形式,边界条件
3.电流连续性方程意义,公式
4.极化面电荷密度,极化体电荷密度公式
5.什么是色散,群速度与相速度关系(公式),什么时候正常色散
6.垂直射入电解质反射系数,透射系数,二者关系
7.平面电磁波在良导体中传播的穿透深度,电场与磁场相位差
8.电偶极子远区场条件,等相位面,电场磁场空间垂直,时间相位相等
9.反射角入射角关系,折射角和入射角关系
二、简答
1.什么是TEM波、TE波、TM波?为什么金属空心波导不能传播TEM波但同轴线可以传
播TEM波?
2.为什么变压器低频用互相绝缘的硅钢铁芯,高频用铁的氧化物?
3.两片石英,激光以布儒斯特角入射产生偏振光,解释原理。
(光路可能不太对,大致意思)
4.证明三层媒质,εr1=√εr2,中间层厚度d=1
4ε无反射,λ是空气中波长。
偏振光εr1εr2
三、计算
1. E =(a x −ja y )×4×10−4e −j20πz 1)
求工作频率 2)
求磁场强度 3)
求坡印亭矢量 4)
求传播方向的平均功率 5)
判断是什么旋什么极化
2. H =a y 16πe j6(√3x−z) 理想媒质倾斜射入理想导体
1) 求入射角,波长
2) 求反射电场强度,反射磁场强度
3) 求极化面电荷密度
E r。
电动力学复习题
电动力学复习题一.选择题1. Maxwell能够创立统一的电磁场理论,关键是他发现了A . 电流的磁效应;B.电磁感应定律;C.电荷守恒定律;D.位移电流。
( D )2. 毕奥-萨伐尔(Biot-Savart)定律给出了A. 一个电流元Idl在磁场中所受的力;B. 二个电流元之间的相互作用力;C.运动电荷在磁场中所受的力;D.恒定电流激发的磁场。
( D )3.矩形波导中的截止波长λC为A 2×(m2/a2+n2/b2)-(1/2)B 2×(m2/a2+n2/b2)(1/2)C 2(1/2)×(m2/a2+n2/b2)-(1/2)D [2×(m2/a2+n2/b2)]-(1/2)( A )4. 波导内截止波长λC的物理意义是A.只有波长λ大于λC的波才能够通过;B.只有波长λ等于λC的波才能够通过;C.只有波长λ小于λC的波才能够通过;D.以上答案都不对。
( C )5.质子在加速器中被加速,当其动能为静止能量的3倍时,其质量为静止质量的A.两倍;B. 四倍; C. 六倍; D. 八倍。
( B )6.统一的电磁场理论主要是由下列哪位物理学家创立的。
A.安培;B.法拉弟; C.库仑;D麦克斯韦。
( D )7.电磁波斜入射到两种介质的界面时,其场强振幅的关系叫A.麦克斯韦公式; B. 亥姆霍兹公式; C. 达朗贝尔公式; D. 菲涅耳公式。
( D )8.电荷量为Q 距电位是零的平面导体表面为D 的点电荷,其象其电荷是A. Q ; B.εQ; C. -Q;D. Q/ε。
( C )9.下列说法正确的是A.磁单极总是存在的;B.矩形波导管和圆柱形波导管都不能传播TEM波;C.高斯定理只适用于静电场;D.毕奥-萨伐尔定律只适用于感应电场。
( B )10.下列说法错误的是A.光是一种电磁波;B.声波也是一种电磁波;C.电磁波不一定是偏振的;D.TE10波也是横波。
( B )11. 电场强度和电位的关系是__C_。
2018版高考物理江苏专用大一轮复习讲义文档第九章 电
专题强化十电磁感应中的图象和电路问题专题解读 1.本专题是运动学、动力学、恒定电流、电磁感应等观点的综合应用,高考常以选择题的形式命题.2.学好本专题,可以极大的培养同学们数形结合的推理能力和电路分析能力,针对性的专题强化,可以提升同学们解决数形结合、电路分析的信心.3.用到的知识有:左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律、函数图象等.命题点一电磁感应中的图象问题1.题型简述:借助图象考查电磁感应的规律,一直是高考的热点,此类题目一般分为两类:(1)由给定的电磁感应过程选出正确的图象;(2)由给定的图象分析电磁感应过程,定性或定量求解相应的物理量或推断出其他图象.常见的图象有B-t图、E-t图、i-t图、v-t图及F-t图等.2.解题关键弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出磁场的转折点等是解决此类问题的关键.3.解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类,即是B-t图还是Φ-t图,或者E-t图、I-t图等;(2)分析电磁感应的具体过程;(3)用右手定则或楞次定律确定方向的对应关系;(4)结合法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出相应的函数关系式;(5)根据函数关系式,进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等;(6)画图象或判断图象.4.求解电磁感应图象类选择题的两种常用方法(1)排除法:定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化),特别是分析物理量的正负,以排除错误的选项.(2)函数法:根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系,然后由函数关系对图象进行分析和判断.例1 (多选)如图1所示,电阻不计、间距为L 的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R .质量为m 、电阻为r 的金属棒MN 置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力F 的作用由静止开始运动,外力F 与金属棒速度v 的关系是F =F 0+k v (F 0、k 是常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好.金属棒中感应电流为i ,受到的安培力大小为F 安,电阻R 两端的电压为U R ,感应电流的功率为P ,它们随时间t 变化图象可能正确的有( )图1答案 BC解析 设金属棒在某一时刻速度为v ,由题意可知,感应电动势E =BL v ,回路电流I =E R +r=BL R +r v ,即I ∝v ;安培力F 安=BIL =B 2L 2R +rv ,方向水平向左,即F 安∝v ;R 两端电压U R =IR =BLR R +r v ,即U R ∝v ;感应电流功率P =EI =B 2L 2R +rv 2,即P ∝v 2. 分析金属棒运动情况,由牛顿运动第二定律可得F 0+k v -B 2L 2R +r v =ma ,即F 0+(k -B 2L 2R +r )v =ma .因为金属棒从静止开始运动,所以F 0>0 .(1)若k =B 2L 2R +r,金属棒水平向右做匀加速直线运动.所以在此情况下没有选项符合; (2)若k >B 2L 2R +r,F 合随v 增大而增大,即a 随v 增大而增大,说明金属棒在做加速度增大的加速运动,根据四个物理量与速度的关系可知B 选项符合;(3)若k <B 2L 2R +r,F 合随v 增大而减小,即a 随v 增大而减小,说明金属棒在做加速度减小的加速运动,直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动,根据四个物理量与速度关系可知C 选项符合.综上所述,选项B 、C 符合题意.电磁感应中图象问题的分析技巧1.对于图象选择问题常用排除法:先看方向再看大小及特殊点.2.对于图象的描绘:先定性或定量表示出所研究问题的函数关系,注意横、纵坐标表达的物理量及各物理量的单位,画出对应物理图象(常有分段法、数学法).3.对图象的理解:看清横、纵坐标表示的量,理解图象的物理意义.1.如图2(a),线圈ab、cd绕在同一软铁芯上.在ab线圈中通以变化的电流,用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示.已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是()图2答案 C解析由题图(b)可知在cd间不同时间段内产生的电压是恒定的,所以在该时间段内线圈ab 中的磁场是均匀变化的,则线圈ab中的电流是均匀变化的,故选项A、B、D错误,选项C 正确.2.(多选)如图3甲所示,光滑绝缘水平面,虚线MN的右侧存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B=2 T的匀强磁场,MN的左侧有一质量为m=0.1 kg的矩形线圈bcde,bc边长L1=0.2 m,电阻R=2 Ω.t=0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过1 s ,线圈的bc 边到达磁场边界MN ,此时立即将拉力F 改为变力,又经过1 s ,线圈恰好完全进入磁场,在整个运动过程中,线圈中感应电流i 随时间t 变化的图象如图乙所示.则( )图3A .恒定拉力大小为0.18 NB .线圈在第2 s 内的加速度大小为1 m/s 2C .线圈be 边长L 2=0.5 mD .在第2 s 内流过线圈的电荷量为0.2 C答案 ABD解析 在第1 s 末,i 1=E R,E =BL 1v 1,v 1=a 1t 1,F =ma 1,联立得F =0.18 N ,A 项正确.在第2 s 内,由题图乙分析知线圈做匀加速直线运动,第2 s 末i 2=E ′R,E ′=BL 1v 2,v 2=v 1+a 2t 2,解得a 2=1 m/s 2,B 项正确.在第2 s 内,v 22-v 21=2a 2L 2,得L 2=1 m ,C 项错误.q=ΔΦR =BL 1L 2R=0.2 C ,D 项正确. 3.如图4所示,一直角三角形金属框,向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,磁场仅限于虚线边界所围的区域,该区域的形状与金属框完全相同,且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上.若取顺时针方向为电流的正方向,则金属框穿过磁场的过程中感应电流i 随时间t 变化的图象是( )图4答案 C解析 在金属框进入磁场过程中,感应电流的方向为逆时针,金属框切割磁感线的有效长度线性增大,排除A 、B ;在金属框出磁场的过程中,感应电流的方向为顺时针方向,金属框切割磁感线的有效长度线性减小,排除D ,故C 正确.命题点二 电磁感应中的电路问题1.题型简述:在电磁感应问题中,切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源,该部分导体或线圈与其他电阻、灯泡、电容器等用电器构成了电路.在这类问题中,常涉及计算感应电动势大小、计算导体两端电压、通过导体的电流、产生的电热等.2.解决电磁感应中电路问题的“三部曲” “源”的分析→分离出电路中发生电磁感应的那部分导体或线圈即为电源,电阻即为内阻↓“路”的分析→分析“电源”和电路中其他元件的连接方式,弄清串、并联关系 ↓“式”的建立→根据E =Bl v 或E =n ΔΦΔt结合闭合电路欧姆定律等列式求解 注意 “等效电源”两端的电压指的是路端电压,而不是电动势或内压降.例2 (多选)如图5(a)所示,一个电阻值为R 、匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路.线圈的半径为r 1.在线圈中半径为r 2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图(b)所示.图线与横、纵轴的交点坐标分别为t 0和B 0.导线的电阻不计.在0至t 1时间内,下列说法正确的是( )图5A .R 1中电流的方向由a 到b 通过R 1B .电流的大小为n πB 0r 223Rt 0C .线圈两端的电压大小为n πB 0r 223t 0 D .通过电阻R 1的电荷量为n πB 0r 22t 13Rt 0①向里的匀强磁场;②B 随时间t 变化.答案 BD解析 由图象分析可以知道,0至t 1时间内由法拉第电磁感应定律有E =n ΔΦΔt =n ΔB ΔtS ,面积为S =πr 22,由闭合电路欧姆定律有I =E R 1+R,联立以上各式解得,通过电阻R 1的电流大小为I =n πB 0r 223Rt 0,由楞次定律可判断通过电阻R 1的电流方向为从b 到a ,故A 错误,B 正确;线圈两端的电压大小为U =I ·2R =2n πB 0r 223t 0,故C 错误;通过电阻R 1的电荷量为q =It 1=n πB 0r 22t 13Rt 0,故D 正确.电磁感应中图象问题的分析一般有定性与定量两种方法,定性分析主要是通过确定某一物理量的方向以及大小的变化情况判断对应的图象,而定量分析则是通过列出某一物理量的函数表达式确定其图象.4.(多选)如图6所示,在竖直方向上有四条间距均为L =0.5 m 的水平虚线L 1、L 2、L 3、L 4,在L 1、L 2之间和L 3、L 4之间存在匀强磁场,磁感应强度大小均为1 T ,方向垂直于纸面向里.现有一矩形线圈abcd ,长度ad =3L ,宽度cd =L ,质量为0.1 kg ,电阻为1 Ω,将其从图示位置由静止释放(cd 边与L 1重合),cd 边经过磁场边界线L 3时恰好做匀速直线运动,整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向,cd 边水平.(g 取10 m/s 2)则( )图6A .cd 边经过磁场边界线L 3时通过线圈的电荷量为0.5 CB .cd 边经过磁场边界线L 3时的速度大小为4 m/sC .cd 边经过磁场边界线L 2和L 4的时间间隔为0.25 sD .线圈从开始运动到cd 边经过磁场边界线L 4过程,线圈产生的热量为0.7 J答案 BD解析 cd 边从L 1运动到L 2,通过线圈的电荷量为q =ΔΦR =BL 2R =1×0.521C =0.25 C ,故A 错误;cd 边经过磁场边界线L 3时恰好做匀速直线运动,根据平衡条件有mg =BIL ,而I =BL v R,联立两式解得v =mgR B 2L 2=0.1×10×112×0.52m /s =4 m/s ,故B 正确;cd 边从L 2到L 3的过程中,穿过线圈的磁通量没有改变,没有感应电流产生,不受安培力,线圈做匀加速直线运动,加速度为g ,设此过程的时间为t 1,此过程的逆过程为匀减速运动,由运动学公式得L =v t 1-12gt 21,cd 边从L 3到L 4的过程做匀速运动,所用时间为t 2=L v =0.125 s ,故cd 边经过磁场边界线L 2和L 4的时间间隔为t 1+t 2>0.25 s ,故C 错误;线圈从开始运动到cd 边经过磁场边界线L 4过程,根据能量守恒得Q =mg ·3L -12m v 2=0.7 J ,故D 正确. 5.如图7所示,由某种粗细均匀的总电阻为3R 的金属条制成的矩形线框abcd ,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B 中.一接入电路电阻为R 的导体棒PQ ,在水平拉力作用下沿ab 、dc 以速度v 匀速滑动,滑动过程PQ 始终与ab 垂直,且与线框接触良好,不计摩擦.在PQ 从靠近ad 处向bc 滑动的过程中( )图7A .PQ 中电流先增大后减小B .PQ 两端电压先减小后增大C .PQ 上拉力的功率先减小后增大D .线框消耗的电功率先减小后增大答案 C解析 如图所示,设PQ 左侧电路的电阻为R x ,则右侧电路的电阻为3R -R x ,所以外电路的总电阻为R 外=R x (3R -R x )3R,外电路电阻先增大后减小,所以路端电压先增大后减小,所以B 错误;电路的总电阻先增大后减小,再根据闭合电路的欧姆定律可得PQ 中的电流I =E R +R 外先减小后增大,故A 错误;由于导体棒做匀速运动,拉力等于安培力,即F =BIL ,拉力的功率P =BIL v ,故先减小后增大,所以C 正确;外电路的总电阻R 外=R x (3R -R x )3R ,最大值为34R ,小于导体棒的电阻R ,又外电阻先增大后减小,由电源的输出功率与外电阻的变化关系可知,线框消耗的电功率先增大后减小,故D 错误.题组1 电磁感应中的图象问题1.如图1所示,有一等腰直角三角形的区域,其斜边长为2L ,高为L .在该区域内分布着如图所示的磁场,左侧小三角形内磁场方向垂直纸面向外,右侧小三角形内磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小均为B .一边长为L 、总电阻为R 的正方形导线框abcd ,从图示位置开始沿x 轴正方向以速度v 匀速穿过磁场区域.取沿a →b →c →d →a 的感应电流方向为正,则图中表示线框中电流i 随bc 边的位置坐标x 变化的图象正确的是( )图1答案 D解析 bc 边的位置坐标x 在L ~2L 过程,线框bc 边有效切割长度为l 1=x -L ,感应电动势为E =Bl 1v =B (x -L )v ,感应电流i 1=E R =B (x -L )v R,根据楞次定律判断出感应电流方向沿a →b →c →d →a ,为正值,x 在2L ~3L 过程,ad 边和bc 边都切割磁感线,产生感应电动势,根据楞次定律判断出感应电流方向沿a →d →c →b →a ,为负值,有效切割长度为l 2=L ,感应电动势为E =Bl 2v =BL v ,感应电流i 2=-BL v R.x 在3L ~4L 过程,线框ad 边有效切割长度为l 3=L -(x -3L )=4L -x ,感应电动势为E =Bl 3v =B (4L -x )v ,感应电流i 3=B (4L -x )v R,根据楞次定律判断出感应电流方向沿a →b →c →d →a ,为正值.根据数学知识可知,D 正确.2.将一段导线绕成如图2甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内.回路的ab 边置于垂直纸面向里为匀强磁场Ⅰ中.回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B 随时间t 变化的图象如图乙所示.用F 表示ab 边受到的安培力,以水平向右为F 的正方向,能正确反映F 随时间t 变化的图象是( )图2答案 B解析 根据B -t 图象可知,在0~T 2时间内,B - t 图线的斜率为负且为定值,根据法拉第电磁感应定律E =n ΔB ΔtS 可知,该段时间圆环区域内感应电动势和感应电流是恒定的,由楞次定律可知,ab 中电流方向为b →a ,再由左手定则可判断ab 边受到向左的安培力,且0~T 2时间内安培力恒定不变,方向与规定的正方向相反;在T 2~T 时间内,B -t 图线的斜率为正且为定值,故ab 边所受安培力仍恒定不变,但方向与规定的正方向相同.综上可知,B 正确.3.如图3所示的匀强磁场中有一根弯成45°的金属线POQ ,其所在平面与磁场垂直,长直导线MN 与金属线紧密接触,起始时OA =l 0 ,且MN ⊥OQ ,所有导线单位长度电阻均为r ,MN 匀速水平向右运动的速度为v ,使MN 匀速运动的外力为F ,则外力F 随时间变化的规律图象正确的是( )图3答案 C解析 设经过时间t ,则N 点距O 点的距离为l 0+v t ,直导线在回路中的长度也为l 0+v t ,此时直导线产生的感应电动势E =B (l 0+v t )v ;整个回路的电阻为R =(2+2)(l 0+v t )r ,回路的电流I =E R =B (l 0+v t )v (2+2)(l 0+v t )r =B v (2+2)r;直导线受到的外力F 大小等于安培力,即F =BIL =B B v (2+2)r (l 0+v t )=B 2v (2+2)r(l 0+v t ),故C 正确. 4.(多选)在光滑水平桌面上有一边长为l 的正方形线框abcd ,bc 边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域efg ,三角形腰长为l ,磁感应强度竖直向下,a 、b 、e 、f 在同一直线上,其俯视图如图4所示,线框从图示位置在水平拉力F 作用下以速度v 向右匀速穿过磁场区,线框中感应电流i -t 和F -t 图象正确的是(以逆时针方向为电流的正方向,以水平向右的拉力为正,时间单位为l v )( )图4答案 BD解析 从bc 边开始进入磁场到线框完全进入磁场的过程中,当线框bc 边进入磁场位移为x时,线框bc 边有效切割长度也为x ,感应电动势为E =Bx v ,感应电流i =Bx v R,根据楞次定律判断出感应电流方向沿a →b →c →d →a ,为正值.同理,从bc 开始出磁场到线框完全出磁场的过程中,根据ad 边有效切割长度逐渐变大,感应电流逐渐增大,根据数学知识可知A 错误,B 正确.在水平拉力F 作用下向右匀速穿过磁场区,因此拉力大小等于安培力,而安培力的表达式F 安=B 2L 2v R ,而L =v t ,则有F 安=B 2v 3Rt 2,因此C 错误,D 正确. 题组2 电磁感应中的电路问题5.(多选)如图5甲,固定在光滑水平面上的正三角形金属线框,匝数n =20,总电阻R =2.5Ω,边长L =0.3 m ,处在两个半径均为r =L 3的圆形匀强磁场区域中.线框顶点与右侧圆心重合,线框底边中点与左侧圆心重合.磁感应强度B 1垂直水平面向上,大小不变;B 2垂直水平面向下,大小随时间变化.B 1、B 2的值如图乙所示,则( )图5A .通过线框的感应电流方向为逆时针方向B .t =0时刻穿过线框的磁通量为0.1 WbC .在0.6 s 内通过线框中的电荷量约为0.13 CD .经过0.6 s 线框中产生的热量约为0.18 J答案 ACD解析 磁感应强度B 1垂直水平面向上,大小不变,B 2垂直水平面向下,大小随时间增大,故线框向上的磁通量减小,由楞次定律可得,线框中感应电流方向为逆时针方向,选项A正确.t =0时刻穿过线框的磁通量Φ=B 1×12πr 2+B 2×16πr 2≈-0.018 2 Wb ,选项B 错误.在0.6 s 内通过线框的电荷量q =n ΔΦR =20×(5-2)×16π×0.122.5C ≈0.13 C ,选项C 正确.经过0.6 s 线框中产生的热量Q =I 2R Δt =(n ΔΦ)2R Δt ≈0.18 J ,选项D 正确. 6.如图6所示,水平面上有两根光滑金属导轨平行固定放置,导轨的电阻不计,间距为l =0.5 m ,左端通过导线与阻值R =3 Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值为R L =6 Ω的小灯泡L 连接,在CDEF 矩形区域内存在竖直向上、磁感应强度B =0.2 T 的匀强磁场.一根阻值r =0.5 Ω、质量m =0.2 kg 的金属棒在恒力F =2 N 的作用下由静止开始从AB 位置沿导轨向右运动,经过t =1 s 刚好进入磁场区域.求金属棒刚进入磁场时:图6(1)金属棒切割磁感线产生的电动势;(2)小灯泡两端的电压和金属棒受到的安培力.答案 (1)1 V (2)0.8 V 0.18 N ,方向水平向左解析 (1)0~1 s 棒只受拉力,由牛顿第二定律得F =ma ,金属棒进入磁场前的加速度a =F m=10 m/s 2.设其刚要进入磁场时速度为v ,v =at =10×1 m /s =10 m/s.金属棒进入磁场时切割磁感线,感应电动势E =Bl v =0.2×0.5×10 V =1 V .(2)小灯泡与电阻R 并联,R 并=R ·R L R +R L =2 Ω,通过金属棒的电流大小I =E R 并+r=0.4 A ,小灯泡两端的电压U =E -Ir =1 V -0.4×0.5 V =0.8 V .金属棒受到的安培力大小F A =BIl =0.2×0.4×0.5 N =0.18 N ,由右手定则和左手定则可判断安培力方向水平向左.7.如图7甲所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN 、PQ 相距0.8 m ,导轨平面与水平面夹角为α,导轨电阻不计.有一匀强磁场垂直导轨平面斜向上,长为1 m 的金属棒ab 垂直于MN 、PQ 放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为0.1 kg 、与导轨接触端间电阻为1 Ω.两金属导轨的上端连接右端电路,电路中R 2为一电阻箱.已知灯泡的电阻R L =4 Ω,定值电阻R 1=2 Ω,调节电阻箱使R 2=12 Ω,重力加速度g 取10 m/s 2.将开关S 断开,金属棒由静止释放,1 s 后闭合开关,如图乙所示为金属棒的速度随时间变化的图象,求:图7(1)斜面倾角α及磁感应强度B 的大小;(2)若金属棒下滑距离为60 m 时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始下滑100 m 的过程中,整个电路产生的电热;(3)改变电阻箱R 2的阻值,当R 2为何值时,金属棒匀速下滑时R 2的功率最大,消耗的最大功率为多少?答案 (1)30° 0.5 T (2)32.42 J (3)1.562 5 W解析 (1)开关S 断开,由题图甲、乙得a =g sin α=Δv Δt =5 m/s 2,则sin α=12,α=30°.F 安=BIL ,I =BL v m R 总, R 总=R ab +R 1+R 2R L R 2+R L =(1+2+4×124+12)Ω=6 Ω, 由图乙得v m =18.75 m/s ,当金属棒匀速下滑时速度最大,有mg sin α=F 安,所以mg sin α=B 2L 2v m R 总, 得B =mg sin α·R 总v m ·L 2= 0.1×10×12×618.75×0.82T =0.5 T. (2)由动能定理有mg ·s ·sin α-Q =12m v 2m -0, 得Q =mg ·s ·sin α-12m v 2m ≈32.42 J. (3)改变电阻箱R 2的阻值后,设金属棒匀速下滑时的速度为v m ′,则有mg sin α=BI 总L , R 并′=R 2R L R 2+R L =4 Ω×R 24 Ω+R 2, R 2消耗的功率P 2=U 2并R 2=(I 总R 并′)2R 2=(mg sin αBL ·R 并′)2R 2=(mg sin αBL )2·(4 Ω×R 24 Ω+R 2)2R 2=(mg sin αBL )2·16R 216+8R 2+R 22=(mg sin αBL )2·1616R 2+8+R 2, 当R 2=4 Ω时,R 2消耗的功率最大,P 2m =1.562 5 W .。
东南大学研究生电力电子考试题
1、请一一列举电力电子器件和理想开关的主要区别,并简要说明使电力电子器件正常工作的应对措施。
答:电力电子器件与理想开关的主要区别在于:(1) 理想开关导通零电阻,而器件存在导通压降,存在通态损耗;且关断后存在反向漏电流,存在断态损耗。
(2) 理想开关可瞬时开通和关断,而器件需要一定的开通、关断时间,存在开通和关断损耗。
(3) 理想开关耐压、耐流能力无限,而器件只能承受一定的额定电压和额定电流,并且只能承受一定的du/dt 和di/dt 。
下面以晶闸管为例说明使电力电子器件正常工作的应对措施:(1) 选用晶闸管时注意其额定电压和电流应留有一定裕量,额定电压取正常工作时承受的峰值电压的2~3倍,额定电流取1.5~2倍通态平均电流有效值,并工作在安全工作区内。
(2) 晶闸管需要在门级加一定宽度和强度的触发脉冲才能正常工作。
(3) 当晶闸管承受反压或其中流过的电流下降至维持电流以下时,晶闸管才能关断。
(4) 晶闸管具有一定的开通和关断时间,实际应用中应注意使用频率的限制。
(5) 避免过大的du/dt 和di/dt ,使用中应该加缓冲电路;为了防止器件过热导致器件损坏,实际应用时还应该注意散热。
2、大功率开关器件(GTR 、IGBT 等)在开关电路中为何需要加入缓冲电路?缓冲电路根据其在器件工作中的作用可分为哪两大类?答:缓冲电路可以抑制过电压du/dt ,过电流di/dt ,减少器件的开关损耗,塑造开关器件开关过程中的开关状态轨迹。
如无极性的R-C 缓冲电路可以保护器件;极性化R-C 缓冲电路可以吸收器件的关断、换向过电压和du/dt ,进行关断保护;极性化L-R 缓冲电路可以抑制开通电流过冲和di/dt ,进行开通保护;关断和开通缓冲电路结合可以构成复合缓冲电路。
按能量去向分配可分为耗能式和馈能式缓冲电路。
如图所示的缓冲电路在V 开通时,C s 通过R s 向V 放电,使i C 先上一个台阶,以后因有L i ,i C 上升速度减慢;在V 关断时,负载电流通过VD s 向C s 分流,减轻了V 的负担,抑制了du/dt 和过电压。
2018版高考物理江苏专用大一轮复习讲义文档第八章 磁
专题强化九带电粒子在叠加场和组合场中的运动专题解读 1.本专题是磁场、力学、电场等知识的综合应用,高考往往以计算压轴题的形式出现.2.学习本专题,可以培养同学们的审题能力、推理能力和规范表达能力.针对性的专题训练,可以提高同学们解决难题压轴题的信心.3.用到的知识有:动力学观点(牛顿运动定律)、运动学观点、能量观点(动能定理、能量守恒)、电场的观点(类平抛运动的规律)、磁场的观点(带电粒子在磁场中运动的规律).命题点一带电粒子在叠加场中的运动1.带电体在叠加场中无约束情况下的运动(1)洛伦兹力、重力并存①若重力和洛伦兹力平衡,则带电体做匀速直线运动.②若重力和洛伦兹力不平衡,则带电体将做复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,故机械能守恒,由此可求解问题.(2)静电力、洛伦兹力并存(不计重力的微观粒子)①若静电力和洛伦兹力平衡,则带电体做匀速直线运动.②若静电力和洛伦兹力不平衡,则带电体将做复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,可用动能定理求解问题.(3)静电力、洛伦兹力、重力并存①若三力平衡,一定做匀速直线运动.②若重力与静电力平衡,一定做匀速圆周运动.③若合力不为零且与速度方向不垂直,将做复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,可用能量守恒定律或动能定理求解问题.2.带电体在叠加场中有约束情况下的运动带电体在叠加场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下,常见的运动形式有直线运动和圆周运动,此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况,并注意洛伦兹力不做功的特点,运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求解.例1 在如图1所示的竖直平面内,水平轨道CD 和倾斜轨道GH 与半径r =944m 的光滑圆弧轨道分别相切于D 点和G 点,GH 与水平面的夹角θ=37°.过G 点、垂直于水平面的竖直平面左侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度B =1.25 T ;过D 点、垂直于水平面的竖直平面右侧有匀强电场,电场方向水平向右,电场强度E =1×118 N /C.小物体P 1质量m =2×10-3 kg 、带电荷量q =+8×10-6 C ,受到水平向右的推力F =9.98×10-3 N的作用,沿CD 向右做匀速直线运动,到达D 点后撤去推力.当P 1到达倾斜轨道底端G 点时,不带电的小物体P 2在GH 顶端由静止释放,经过时间t =0.1 s 与P 1相遇.P 1和P 2与轨道CD 、GH 间的动摩擦因数均为μ=0.5,g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,物体电荷量保持不变,不计空气阻力.求:图1(1)小物体P 1在水平轨道CD 上运动速度v 的大小; (2)倾斜轨道GH 的长度s .①沿CD 向右匀速直线运动;②经过时间t =0.1 s 与P 1相遇.答案 (1)4 m/s (2)0.56 m解析 (1)设小物体P 1在匀强磁场中运动的速度为v ,受到向上的洛伦兹力为F 1,受到的摩擦力为F f ,则F 1=q v B ① F f =μ(mg -F 1)②由题意知,水平方向合力为零,F -F f =0③ 联立①②③式,代入数据解得v =4 m/s ④(2)设P 1在G 点的速度大小为v G ,由于洛伦兹力不做功,根据动能定理有 qEr sin θ-mgr (1-cos θ)=12m v 2G -12m v 2⑤ P 1在GH 上运动,受到重力、电场力和摩擦力的作用,设加速度为 a 1,根据牛顿第二定律有qE cos θ-mg sin θ-μ(mg cos θ+qE sin θ)=ma 1⑥P 1与P 2在GH 上相遇时,设P 1在GH 上运动的距离为s 1,则 s 1=v G t +12a 1t 2⑦设P 2质量为m 2,在GH 上运动的加速度为a 2,则 m 2g sin θ-μm 2g cos θ=m 2a 2⑧P 1与P 2在GH 上相遇时,设P 2在GH 上运动的距离s 2,则s 2=12a 2t 2⑨s =s 1+s 2⑩联立⑤~⑩式,代入数据得s =0.56 m.1.如图2所示,空间中存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小E =5 3 N /C ,同时存在着垂直纸面向里的匀强磁场,其方向与电场方向垂直,磁感应强度大小B =0.5 T .有一带正电的小球,质量m =1×10-6 kg ,电荷量q =2×10-6 C ,正以速度v 在图示的竖直面内做匀速直线运动,当经过P 点时撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象),取g =10 m/s 2,求:图2(1)小球做匀速直线运动的速度v 的大小和方向;(2)从撤掉磁场到小球再次穿过P 点所在的这条电场线经历的时间t . 答案 (1)20 m/s 方向与电场方向成60°角斜向上 (2)3.5 s解析 (1)小球做匀速直线运动时受力如图甲,其所受的三个力在同一平面内,合力为零,有q v B =q 2E 2+m 2g 2①甲代入数据解得v =20 m/s ②速度v 的方向与电场E 的方向之间的夹角满足tan θ=qE mg③代入数据解得tan θ= 3 θ=60°④(2)解法一 撤去磁场,小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动,如图乙所示,设其加速度为a ,有乙a =q 2E 2+m 2g 2m⑤设撤去磁场后小球在初速度方向上的分位移为x ,有 x =v t ⑥设小球在重力与电场力的合力方向上的分位移为y ,有 y =12at 2⑦ tan θ=y x⑧联立④⑤⑥⑦⑧式,代入数据解得 t =2 3 s ≈3.5 s ⑨解法二 撤去磁场后,由于电场力垂直于竖直方向,它对竖直方向的分运动没有影响,以P 点为坐标原点,竖直向上为正方向,小球在竖直方向上做匀减速运动,其初速度为 v y =v sin θ⑤若使小球再次穿过P 点所在的电场线,仅需小球的竖直方向上分位移为零,则有v y t -12gt 2=0⑥联立⑤⑥式,代入数据解得t =2 3 s ≈3.5 s.2.如图3所示,在竖直平面内,水平x 轴的上方和下方分别存在方向垂直纸面向外和方向垂直纸面向里的匀强磁场,其中x 轴上方的匀强磁场磁感应强度大小为B 1,并且在第一象限和第二象限有方向相反、强弱相同的平行于x 轴的匀强电场,电场强度大小为E 1,已知一质量为m 的带电小球从y 轴上的A (0,L )位置斜向下与y 轴负半轴成60°角射入第一象限,恰能做匀速直线运动.图3(1)判定带电小球的电性,并求出所带电荷量q 及入射的速度大小;(2)为使得带电小球在x 轴下方的磁场中能做匀速圆周运动,需要在x 轴下方空间加一匀强电场,试求所加匀强电场的方向和电场强度的大小;(3)在满足第(2)问的基础上,若在x 轴上安装有一绝缘弹性薄板,并且调节x 轴下方的磁场强弱,使带电小球恰好与绝缘弹性板碰撞两次从x 轴上的某一位置返回到x 轴的上方(带电小球与弹性板碰撞时,既无电荷转移,也无能量损失,并且入射方向和反射方向与弹性板的夹角相同),然后恰能做匀速直线运动至y 轴上的A (0,L )位置,则:弹性板至少多长?带电小球从A 位置出发到返回至A 位置过程所经历的时间为多少? 答案 (1)负电 q =3mg 3E 1 v =2E 1B 1(2)竖直向下 3E 1 (3)233L 53πB 1L 3E 1+2B 1LE 1解析 (1)小球在第一象限中的受力分析如图所示,所以带电小球带负电.mg =qE 1tan 60°,q =3mg 3E 1.又qE 1=q v B 1cos 60°,得v =2E 1B 1(2)小球若在x 轴下方的磁场中做匀速圆周运动,必须使得电场力与重力二力平衡,即应施加一竖直向下的匀强电场,且电场强度大小满足qE =mg ,即E =3E 1.(3)要想让小球恰好与弹性板发生两次碰撞,并且碰撞后返回x 轴上方空间匀速运动到A 点,则其轨迹应该如图所示,且由几何关系可知3PD =2ON ,ON OA =ONL=tan 60°,联立上述方程解得 PD =DN =233L ,R =233L .设x 轴下方的磁感应强度为B ,则满足q v B =m v 2R ,T =2πmqB .从N 点运动到C 点的时间为t =3×360°-60°360°T .联立上式解得t =53πB 1L3E 1.由几何关系可知LAN=cos 60°.在第一象限运动的时间t 1和第二象限中的运动的时间t 2相等,且t 1=t 2=AN v =2L v =B 1LE 1.所以带电小球从A 点出发至回到A 点的过程中所经历的总时间为t 总=t +t 1+t 2. 联立上述方程解得t 总=53πB 1L 3E 1+2B 1LE 1.命题点二 带电粒子在组合场中的运动1.组合场:电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠,电场、磁场交替出现. 2.分析思路(1)划分过程:将粒子运动的过程划分为几个不同的阶段,对不同的阶段选取不同的规律处理.(2)找关键点:确定带电粒子在场区边界的速度(包括大小和方向)是解决该类问题的关键. (3)画运动轨迹:根据受力分析和运动分析,大致画出粒子的运动轨迹图,有利于形象、直观地解决问题.例2 在如图4所示的直角坐标系xOy 中,矩形区域OACD 内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B =5.0×10-2 T ;第一象限内有沿y 轴负方向的匀强电场,场强大小为E =1.0×118 N /C.已知矩形区域OA 边长为0.60 m ,AC 边长为0.20 m .在CD 边中点N 处有一放射源,某时刻,放射源沿纸面向磁场中的各个方向均匀辐射出速率均为v =2.0×118 m/s 的某种带正电粒子,带电粒子的质量为m =1.6×10-27kg 、电荷量为q =3.2×10-19C ,不计粒子重力,计算结果均保留两位有效数字,试求:图4(1)粒子在磁场中运动的半径;(2)从N 处射出的粒子在磁场中运动的最短路程;(3)沿x 轴负方向射出的粒子,从射出到从y 轴离开所经历的时间.①各个方向均匀辐射;②不计粒子重力.答案 (1)0.20 m (2)0.21 m (3)4.6×10-7 s解析 (1)设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r ,由牛顿第二定律可得 q v B =m v 2r代入数据解得r =0.20 m.(2)设粒子在磁场中运动的最短路程为s ,由数学知识可知,最短弦长对应最短的弧长,粒子运动轨迹如图甲所示,由几何关系可知,α=60°,最短的弧长即最短路程,则有s =16×2πr=0.21 m.甲 乙(3)如图乙所示,粒子在磁场中运动的周期T =2πr v =6.28×10-7 s ,设沿x 轴负方向射出的粒子在磁场中沿弧NP 运动的时间为t 1,则有t 1=T 4=1.57×10-7 s设粒子在电场中运动的时间为t 2,加速度大小为a ,则有t 2=2v a ,a =qEm ,代入数据解得t 2=2.0×10-7 s由几何关系可知,cos θ=12,所以θ=60°,设粒子沿弧PH 运动的时间为t 3,则t 3=T6,t 3=1.18×10-7 s故沿x 轴负方向射出的粒子,从射出到从y 轴离开所经历的时间t =t 1+t 2+t 3=4.6×10-7 s.带电粒子在组合场中运动的分析思路第1步:分阶段(分过程)按照时间顺序和进入不同的区域分成几个不同的阶段; 第2步:受力和运动分析,主要涉及两种典型运动,如下: 匀速圆周运动←粒子垂直于磁感线进入匀强磁场←磁偏转←组合场中两种典型的偏转→电偏转→粒子垂直于电场线进入匀强电场→类平抛运动 第3步:用规律磁偏转→匀速圆周运动→圆轨迹→找半径→定圆心⎩⎪⎨⎪⎧半径公式周期公式电偏转→类平抛运动⎩⎪⎨⎪⎧初速度方向→匀速直线运动电场方向→匀变速直线运动3.如图5所示,直角坐标系xOy 第一象限的区域存在沿y 轴正方向的匀强电场.现有一质量为m ,电荷量为e 的电子从第一象限的某点P (L ,38L )以初速度v 0沿x 轴的负方向开始运动,经过x 轴上的点Q (L4,0)进入第四象限,先做匀速直线运动然后进入垂直纸面的矩形匀强磁场区域(图中未画出),磁场左边界和上边界分别与y 轴、x 轴重合,电子偏转后恰好经过坐标原点O ,并沿y 轴的正方向运动,不计电子的重力.求:图5(1)电子经过Q 点时的速度v ;(2)该匀强磁场的磁感应强度B 和最小面积S . 答案 见解析解析 (1)电子从P 点开始在电场力作用下做类平抛运动到Q 点,可知竖直方向y =38L =12at 2,水平方向x =34L =v 0t ,解得a =43v 209L而v y =at =33v 0,所以电子经过Q 点时的速度为 v =v 20+v 2y =233v 0设v 与x 轴负方向的夹角为θ,可知tan θ=v y v 0=33,所以θ=30°.(2)如图所示,电子以与x 轴负方向成30°角的方向进入第四象限后先沿QM 做匀速直线运动,然后进入匀强磁场区域做匀速圆周运动,恰好以沿y 轴向上的速度经过O 点.可知圆周运动的圆心O ′一定在x 轴上,且O ′点到O 点的距离与O ′点到直线QM 上M 点(M 点即磁场的边界点)的距离相等,找出O ′点,画出其运动的部分轨迹为弧MNO ,所以面积最小的磁场的右边界和下边界就确定了设偏转半径为R ,e v B =m v 2R ,由图知OQ =14L =3R ,解得B =83m v 0eL ,方向垂直纸面向里面积最小的磁场的长度L OC =32R =18L ,宽度L OA =R =112L矩形磁场的最小面积为:S min =L OC ·L OA =196L 2. 4.x 轴下方有两个关于直线x =-0.5a 对称的沿x 轴的匀强电场(大小相等,方向相反).如图6甲所示,一质量为m 、带电荷量为-q 的粒子(不计重力),以初速度v 沿y 轴正方向从P 点进入电场,后从原点O 以与过P 点时相同的速度进入磁场(图中未画出).粒子过O 点的同时在MN 和x 轴之间加上按图乙所示的规律发生周期性变化的磁场,规定垂直纸面向里为正方向.正向磁场与反向磁场的磁感应强度大小相等,且持续的时间相同.粒子在磁场中运动一段时间后到达Q 点,并且速度也与过P 点时速度相同.已知P 、O 、Q 在一条直线上,与水平方向夹角为θ,且P 、Q 两点横坐标分别为-a 、a .试计算:图6(1)电场强度E 的大小; (2)磁场的磁感应强度B 的大小; (3)粒子从P 到Q 的总时间.答案 (1)4m v 2aq tan 2 θ (2)4nm v cos 2 θqa (n =1,2,3,…)(3)a tan θv +(π-2θ)α2v cos 2θ解析 (1)带电粒子在第三象限的运动为两个阶段的匀变速曲线运动,且时间相等,设为t ,对该运动分析得 y 方向:a tan θ=2v t x 方向:12a =qE2mt 2,解得:E =4m v 2aq tan 2 θ,t =a tan θ2v. (2)带电粒子在第一象限的磁场中做匀速圆周运动,轨迹如图所示(只画出一个周期的情况)设半径为R ,由几何关系可知 acos θ=4nR cos θ(n =1,2,3,…), Bq v =m v 2R,解得B =4nm v cos 2θqa(n =1,2,3,…).(3)带电粒子在电场中运动的时间t 电=2t =a tan θv .研究带电粒子在磁场中的匀速圆周运动,设时间为t 磁,设单元圆弧对应的圆心角为α,由几何关系可知α=π-2θ, 则t 磁=2n (π-2θ)R v =(π-2θ)a2v cos 2θ, 所以粒子从P 到Q 的总时间 t 总=t 电+t 磁=a tan θv +(π-2θ)a 2v cos 2θ.题组1 带电粒子在叠加场中的运动1.如图1所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy ,其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度的方向水平向右,磁感应强度的方向垂直纸面向里.一带电荷量为+q 、质量为m 的微粒从原点出发进入复合场中,初速度方向与x 轴正方向的夹角为45°,正好做直线运动,当微粒运动到A (l ,l )时,电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间),微粒继续运动一段时间后,正好垂直于y 轴穿出复合场.不计一切阻力,求:图1(1)电场强度E 的大小; (2)磁感应强度B 的大小; (3)微粒在复合场中的运动时间. 答案 (1)mg q (2)m qg l (3)(3π4+1)lg解析 (1)微粒到达A (l ,l )之前做匀速直线运动,对微粒受力分析如图甲:由几何关系知Eq =mg ,得:E =mgq(2)由平衡条件:q v B =2mg电场方向变化后,微粒所受重力与电场力平衡,微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,轨迹如图乙q v B =m v 2r由几何知识可得:r =2l 联立解得:v =2gl ,B =mqg l(3)微粒做匀速运动时间:t 1=2lv =l g 做匀速圆周运动时间:t 2=34π·2l v =3π4l g故微粒在复合场中的运动时间: t =t 1+t 2=(3π4+1)l g. 2.如图2所示,与水平面成37°的倾斜轨道AC ,其延长线在D 点与半圆轨道DF 相切,全部轨道为绝缘材料制成且位于竖直面内,整个空间存在水平向左的匀强电场,MN 的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场(C 点处于MN 边界上).一质量为0.4 kg 的带电小球沿轨道AC 下滑,至C 点时速度为v C =1007m /s ,接着沿直线CD 运动到D 处进入半圆轨道,进入时无动能损失,且恰好能通过F 点,在F 点速度为v F =4 m/s(不计空气阻力,g =10 m/s 2,cos 37°=0.8).求:图2(1)小球带何种电荷?(2)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功;(3)小球从F 点飞出时磁场同时消失,小球离开F 点后的运动轨迹与直线AC (或延长线)的交点为G 点(未标出),求G 点到D 点的距离. 答案 (1)正电荷 (2)27.6 J (3)2.26 m解析 (1)依题意可知小球在CD 间做匀速直线运动,在CD 段受重力、电场力、洛伦兹力且合力为零,若小球带负电,小球受到的合力不为零,因此带电小球应带正电荷. (2)小球在D 点速度为v D =v C =1007m/s设重力与电场力的合力为F 1,如图所示,则F 1=F 洛=q v C B 又F 1=mgcos 37°=5 N解得qB =F 1v C =720 C·T在F 处由牛顿第二定律可得 q v F B +F 1=m v 2FR把qB =720C·T 代入得R =1 m小球在DF 段克服摩擦力做功W f ,由动能定理可得 -W f -2F 1R =12m v 2F -12m v 2D 解得W f ≈27.6 J(3)小球离开F 点后做类平抛运动,其加速度为a =F 1m由2R =at 22解得t =4mR F 1=225s 交点G 与D 点的距离GD =v F t =825m ≈2.26 m. 题组2 带电粒子在组合场中的运动3.如图3所示,在xOy 平面内y 轴与MN 边界之间有沿x 轴负方向的匀强电场,y 轴左侧和MN 边界右侧的空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小相等的匀强磁场,MN 边界与y 轴平行且间距保持不变.一质量为m 、电荷量为-q 的粒子以速度v 0从坐标原点O 沿x 轴负方向射入磁场,每次经过磁场的时间均为t 0,粒子重力不计.图3(1)求磁感应强度的大小B ;(2)若t =5t 0时粒子回到原点O ,求电场区域的宽度d 和此时的电场强度E 0; (3)若带电粒子能够回到原点O ,则电场强度E 应满足什么条件? 答案 (1)πm qt 0 (2)32v 0t 0 m v 0qt 0 (3)E =(2n +1)m v 03n 2qt 0(n =1,2,3,…)解析 (1)粒子在磁场中做圆周运动的周期T =2πmqB ,粒子每次经过磁场的时间为半个周期,则T =2t 0,解得B =πmqt 0(2)t =5t 0时粒子回到原点,轨迹如图甲所示,由几何关系有r 2=2r 1由向心力公式有qB v 0=m v 20r 1,qB v 2=m v 22r 2电场宽度d =v 0+v 22t 0,解得d =32v 0t 0又v 2=v 0+qE 0m t 0,解得E 0=m v 0qt 0(3)如图乙所示,由几何关系可知,要使粒子能够回到原点,则应满足n (2r 2′-2r 1)=2r 1(n =1,2,3,…)由向心力公式有qB v 2′=m v 2′2r 2′,解得v 2′=n +1n v 0根据动能定理有qEd =12m v 2′2-12m v 2解得E =(2n +1)m v 03n 2qt 0(n =1,2,3,…).4.如图4甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L 的平行金属极板MN 和PQ ,两极板中心各有一小孔S 1、S 2,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为U 0,周期为T 0.在t =0时刻将一个质量为m 、电荷量为-q (q >0)的粒子由S 1静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在t =T 02时刻通过S 2垂直于边界进入右侧磁场区.(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)图4(1)求粒子到达S 2时的速度大小v 和极板间距d ;(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件;(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在t =3T 0时刻再次到达S 2,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小. 答案 (1) 2qU 0m T 042qU 0m (2)B <4L2mU 0q(3)74T 0 8πm 7qT 0解析 (1)粒子由S 1到S 2的过程,根据动能定理得 qU 0=12m v 2①由①式得v =2qU 0m ② 设粒子的加速度大小为a ,由牛顿第二定律得 qU 0d=ma ③ 由运动学公式得d =12a ⎝⎛⎭⎫T 022④联立③④式得d =T 042qU 0m⑤ (2)设磁感应强度大小为B ,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R ,由牛顿第二定律得q v B =m v 2R⑥要使粒子在磁场中运动时不与极板相撞,应满足 2R >L 2⑦联立②⑥⑦式得B <4L2mU 0q⑧ (3)设粒子在两边界之间无场区向左匀速运动的过程用时为t 1,有d =v t 1⑨ 联立②⑤⑨式得t 1=T 04⑩若粒子再次到达S 2时速度恰好为零,粒子回到极板间做匀减速运动,设匀减速运动的时间为t 2,根据运动学公式得 d =v 2t 2⑪ 联立⑨⑩⑪式得t 2=T 02⑫设粒子在磁场中运动的时间t =3T 0-T 02-t 1-t 2⑬联立○10⑫⑬式得t =7T 04⑭则粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T ,由⑥式结合运动学公式得T =2πmqB ⑮由题意可知T =t =7T 04⑯联立⑭⑮⑯式得B =8πm7qT 0.。
东南大学半导体物理考研复习系列试题(D卷)
决定迁移率的参数是有效质量和平均自由时间。有效质量是关于能带结构的一个重要 性质。有效质量是将晶体中 __________ 作用概括在其中,有效质量的引入,使得处 理晶体中的电子在 __________ 问题时忽略难以确定的晶格力,使问题简单化。对于
学号
GaAs ,导带底附近的曲率很大,因此导带电子的有效质量很小。有效质量增大,迁 移率 __________ ( “增加”或“减小” ) 。决定迁移率的另外一个重要因素是连续碰 撞间的平均自由时间,它主要与 __________ 和 __________ 有关。
3.(12分) 何谓漂移运动?何谓扩散运动?何谓迁移率、扩散系数?
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(luobin 考研复习卷)
并说明温度及掺杂浓度对这两种散射 4.(12分) 简述常见掺杂半导体中两种主要散射机制, 机制的影响和原因。
5.(16分) 某种半导体与金属接触。
(1)解释欧姆接触和整流接触特性; (2) n 型半导体与金属形成整流接触,画出接触后 的能带图,解释接触后能带的形成过程; (3)为什么金-半二极管 (肖特基二极管) 消除了载 流子注入后的存储时间? (4)实际欧姆接触面临什么问题,怎样解决的? (5)下图是金属和轻掺杂半导体的能带图,画出接 触后的能带图, 包括费米能级、 在金属半导体界面 处通过 Wm、WS 、χ 或者 E g 表示出的价带偏移量和导带偏移量以及其他能带弯曲,定性 指出电荷耗尽区和积累区(设不存在界面缺陷) ,这是一个肖特基接触还是欧姆接触?
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(4)求光照稳定时半导体的附加电导率及半导体准费米能级之差。
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(luobin 考研复习卷)
东南大学(有10试题)
东南大学建筑系规划设计1995——1996城市规划设计1999城市规划原理1995——1998,2002中外建筑史和城建史2003中、外建筑史1991——1999,2001外国建筑史1991,1995——2000,2002中国建筑史1995——2001建筑构造1996,2002建筑技术(构造、结构)1998——1999,2002建筑设计1995——2000建筑设计基础2004建筑设计原理1995——1996建筑物理1999,2002素描1995——1998素描色彩1999素描与色彩画2002色彩画1995——1998西方美术史1999中、西美术史1997——1998中西美术史1995——1996,1998中西美术史及其理论1999创作与设计1999无线电工程系专业基础综合(信号与系统、数字电路)2004——2006专业基础综合(含信号与系统、计算机结构与系统、线性电子线路)2003 通信原理1994,1999——2003(1999有答案)信号与系统1997——2002数字电路与微机基础1998——2002模拟电子技术2000模拟电子线路1999——2002电磁场理论2001,2003——2004微机原理与应用1996——2000,2002(2002有答案)应用数学系高等代数1997——2005数学分析1995——2005概率论2003常微分方程2004物理系量子力学2001——2005普通物理2001——2005光学1997——1998,2000——2004热力学统计物理2001电磁场理论2001,2003——2004人文学院政治学原理2008法学理论2004法学综合(法理学)(含刑法学与刑事诉讼法学、宪法学、行政法学与行政诉讼法学)2004法学综合(民商法学)(含宪法学、法理学、行政法学与行政诉讼法学)2004 法学综合(宪法学与行政法学)(含刑法学与刑事诉讼法学、法理学、民商法学与民事诉讼法学)2004民商法学2004宪法和行政法学2004外语系二外日语1999——2004二外法语2000——2004(2003有答案)(注:2004年试卷共10页,缺第9页和第10页)二外德语2000——2002,2004二外俄语2000,2002基础英语1999——2002语言学1999——2002翻译与写作1999——2002基础英语与写作2003——2004(2003——2004有答案)语言学与翻译2003——2004英美文学与翻译2004(2004有答案)二外英语2004日语文学与翻译2004交通学院材料力学2003——2005材料力学(结)1995——2000材料力学(岩)2005结构力学1993——2006土力学及土质学1993——1997,1999——2005道路交通工程系统分析1994——2004(1994——1998,2003——2004有答案)电路分析基础1996——2004电路分析与自控原理2003交通工程学基础1992——2001生物信号处理1999——2003局部解剖学1996生理学1995——1997流行病学2005卫生综合2004——2005内科学1995——1998建筑研究所中外建筑史和城建史2003中、外建筑史1991——1999,2001外国建筑史1991,1995——2000,2002中国建筑史1995——2001建筑构造1996,2002建筑技术(构造、结构)1998——1999,2002建筑设计1995——2000建筑设计基础2004建筑设计原理1995——1996建筑物理1999,2002学习科学研究中心(无此试卷)远程教育学院计算机软件基础(含数据结构、操作系统、软件工程、编译原理、离散数学)2003 计算机专业基础2002,2004——2005计算机结构与逻辑设计2001年本科生期末考试试题离散数学考研试题集(含97——00年)10元编译原理1993——2001编译原理与操作系统2002操作系统1994——2001数据结构1992——2002机械工程系机械原理1993——2005机械设计2002——2004电路分析基础1996——2004电路分析与自控原理2003制冷原理2003——2004制冷原理与设备2000——2002材料力学2003——2005材料力学(结)1995——2000材料力学(岩)2005结构力学1993——2006材料力学2003——2005材料力学(结)1995——2000材料力学(岩)2005土力学及土质学1993——1997,1999——2005工程结构设计原理2005工程经济2003——2005工程流体力学1998——2005工程热力学2000——2004工程施工与管理2002工程力学2003——2005工程力学2002(样题)钢结构1997——1999环境微生物学2005水污染控制工程1997——2002流行病学2005普通化学1997——1998,2000——2005有机化学2004——2005卫生综合2004——2005管理原理1998——2005,2010(2010为回忆版)(注:2004年试卷共2页,缺第2页)自动控制系自动控制理论1997——2002自动控制原理2004高等代数1997——2005生物科学与医学工程系生物信号处理1999——2003现代生物学2003经济管理学院西方经济学1999——2003,2005,2010(2002——2003有答案)(注:2005、2010年试卷为回忆版)金融学基础2002——2005,2005答案管理原理1998——2005,2010(2010为回忆版)(注:2004年试卷共2页,缺第2页)管理学2000——2002,2005,2007(2000——2002有答案)现代管理学2003——2004,2010(2003有答案)(2010为回忆版)市场营销学1999,2000——2001高等代数1997——2005自动控制理论1997——2002自动控制原理2004运筹学2001体育系(无此试卷)仪器科学与工程系电路分析基础1996——2004电路分析与自控原理2003自动控制理论1997——2002自动控制原理2004电磁场理论2001,2003——2004微机系统与接口技术2001——2002微机原理与应用1996——2000,2002(2002有答案)公共卫生学院西方经济学1999——2003,2005,2010(2002——2003有答案)(注:2005、2010年试卷为回忆版)卫生综合2004——2005有机化学2004——2005分析化学1992——2005(1992——2005有答案)物理化学2004——2005物理化学(化)1998——2005物理化学(金材)2000,2002生物信号处理1999——2003局部解剖学1996生理学1996流行病学2005高等教育研究所(无此试卷)软件学院(无此试卷)集成电路学院模拟电子技术2000模拟电子线路1999——2002微机系统与接口技术2001——2002微机原理与应用1996——2000,2002(2002有答案)电磁场理论2001,2003——2004动力工程系结构力学1993——2006土力学及土质学1993——1997,1999——2005工程经济2003——2005工程流体力学1998——2005工程热力学2000——2004工程施工与管理2002热工自动调节原理2001——2004制冷原理2003——2004制冷原理与设备2000——2002电路分析基础1996——2004电路分析与自控原理2003传热学2000——2004普通化学1997——1998,2000——2005电子工程系物理化学2004——2005物理化学(化)1998——2005物理化学(金材)2000,2002半导体物理1996——2005,2010(2010为回忆版)模拟电子技术2000模拟电子线路1999——2002电子线路基础2001——2004电磁场理论2001,2003——2004高等代数1997——2005微机系统与接口技术2001——2002微机原理与应用1996——2000,2002(2002有答案)计算机科学与工程系计算机软件基础(含数据结构、操作系统、软件工程、编译原理、离散数学)2003 计算机专业基础2002,2004——2005计算机结构与逻辑设计2001年本科生期末考试试题离散数学考研试题集(含97——00年)10元编译原理1993——2001编译原理与操作系统2002操作系统1994——2001数据结构1992——2002材料科学与工程系物理化学2004——2005物理化学(化)1998——2005物理化学(金材)2000,2002材料力学2003——2005材料力学(结)1995——2000材料力学(岩)2005钢结构1997——1999金属学2003——2004金属学及热处理1999——2002,2005卫生综合2004——2005电气工程系电工基础2000——2006模拟电子技术2000模拟电子线路1999——2002微机原理与应用1996——2000,2002(2002有答案)电磁场理论2001,2003——2004化学化工系物理化学2004——2005物理化学(化)1998——2005物理化学(金材)2000,2002艺术学系素描1995——1998素描色彩1999素描与色彩画2002色彩画1995——1998西方美术史1999中、西美术史1997——1998中西美术史1995——1996,1998中西美术史及其理论1999创作与设计1999临床医学院生物信号处理1999——2003局部解剖学1996生理学1995——1997流行病学2005卫生综合2004——2005内科学1995——1998情报科学技术研究所(无此试卷)职业技术教育学院(无此试卷)英语(单考)1999——2000。
东南大学电磁场与电磁波6.1-6.3
E y H x z t H x E y 消去Hx t 消去E z y
Ex Ex 2 0 2 z t
2 2
Ey
2
z
2
2
Ey
2
t
2
2
0
Hy
2
z
2
Hy
2
t
2
0
Hx Hx 0 2 2 z t
·电磁波:变化的电磁场脱离场源后在空间的传播。 ·平面电磁波:等相位面为平面构成的电磁波。 ·均匀平面电磁波:等相位面上E、H 处处相等 的电磁波。若电磁波沿x轴方向传播,则 H=H(x,t),E=E(x,t)。 ·平面电磁波知识结构框图。
x方向传播的一组均匀平面波
◇ 麦氏方程及由它导出的波动方程对任意方式随时间变的 电磁场都适用。 ◇ 随时间作正弦变化的电磁场,称为时谐场。 ◇ 在一定条件下任意方式随时间变化的电磁场可展为时 谐正弦分量的傅里叶级数。
因此在真空中的均匀平面波,其电场方向、磁场方向 及电磁波传播方向三者之间相互正交,满足右手螺旋 关系;电场与磁场相位相等;电场与磁场的幅度之比 等于波阻抗。
以其中一组沿+z方向的平面波为例:
E ax Ex ax f1 ( z vt )
1 H a y H y a y f1 ( z vt ) Z
波动方程成为齐次方程:
2 E E 2 E 2 0 t t
2 H H 2 H 2 0 t t
如果是时谐电磁场,用场量用复矢量表示, 并采用复介电常数, 2 j 2 (1 j
Z
f1 ( z vt )的物理意义
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2018年东南大学物理电子学930电磁场理论试题回忆版
一.(25分)
(1)写出麦克斯韦方程组微分形式,并说明每一个方程的物理意义。
(2)写出电流连续性方程,并用麦克斯韦方程组推出电流连续性方程。
(3)写出电磁场边界条件的矢量形式。
二.(10分)
(1)说明全电流定律。
(2)有两个圆柱形导体围成同轴的电容器,内径为a,外径为b,,长为L,
外加电压U=u sinωt,试用全电流定律证明传导电流和位移电流相等。
提示:这道题可以参考雷威书《电磁场理论及其应用》上P18,例2.3
三.
证明一个线极化波可以分解为两个圆极化波(雷威书上P81 例4.4)
四.
已知磁位矢量A= 标量势V=
(1)求证洛伦兹规范成立(直接求导就行了)
(2)求B,H,E,D, 并证明它们是否符合麦克斯韦方程组(A都满足了洛伦兹规范了它们肯定满足麦克斯韦方程组,装模作样求求导就行了)
五.
实验室外墙常用金属板来屏蔽外界电磁波干扰
(1)说明有时使用整块金属板,有时使用孔状金属板的原因
(2)为什么有时使用金属板-木板-金属板的夹层板
六.
说明双导线,同轴线,金属波导,介质波导使用差异的原因
指出双导线,同轴线,金属波导,介质波导使用哪种类型电磁波
七.计算题:算参数,写方程,算平均能流密度,再算参数
八.垂直入射到介质面上,一直反射系数的绝对值和透射系数的绝对值相等,求介质的ε
已知入射平均功率流密度,求透射的平均功率流密度,媒介1里的平均功率流密度。
九.已知电场表达式,垂直入射到理想导体上
求入射磁场瞬时式
求反射电场磁场瞬时式
求媒介1中的电场,磁场的波节点和波腹点。