基础物理学下册【韩可芳】第10章习题答案

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新编基础物理学》下册习题解答和分析

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题9-2解图《新编基础物理学》下册习题解答和分析第九章习题解答9-1 两个小球都带正电,总共带有电荷55.010C -⨯,如果当两小球相距2.0m 时,任一球受另一球的斥力为1.0N.试求总电荷在两球上是如何分配的? 分析:运用库仑定律求解。

解:如图所示,设两小球分别带电q 1,q 2则有q 1+q 2=5.0×10-5C ① 由题意,由库仑定律得:由①②联立得:5152 1.210C3.810Cq q --⎧=⨯⎪⎨=⨯⎪⎩ 9-2 两根6.0×10-2m 长的丝线由一点挂下,每根丝线的下端都系着一个质量为0.5×10-3kg 的小球.当这两个小球都带有等量的正电荷时,每根丝线都平衡在与沿垂线成60°角的位置上。

求每一个小球的电量。

分析:对小球进行受力分析,运用库仑定律及小球平衡时所受力的相互关系求解。

解:设两小球带电q 1=q 2=q ,小球受力如图所示220cos304πq F T R ε==︒ ①联立①②得: 223sin 606103310(m)2r l --=︒=⨯⨯=⨯ 其中代入③式,即: q =1.01×10-7CF E q =,若该点没有试验电荷,那么该点是否存在场9-3 电场中某一点的场强定义为强?为什么?答:若该点没有试验电荷,该点的场强不变.因为场强是描述电场性质的物理量,仅与场源电荷的分布及空间位置有关,与试验电荷无关,从库仑定律知道,试验电荷q 0所受力F与q 0成正比,故0F E q =是与q 0无关的。

9-4 直角三角形ABC 如题图9-4所示,AB 为斜边,A 点上有一点荷91 1.810C q -=⨯,B 点上有一点电荷92 4.810C q -=-⨯,已知BC =0.04m ,AC =0.03m ,求C 点电场强度E的大小和方向(cos37°≈0.8, sin37°≈0.6). 分析:运用点电荷场强公式及场强叠加原理求解。

基础物理学(上册)_课后答案(韩可芳)

基础物理学(上册)_课后答案(韩可芳)
1-6 一质点具有恒定加速度 a=(6i+4j) m⋅s-2。在 t=0 时,其速度为零,位置矢量 r0=10im。求(1)在任意 时刻的速度和位置矢量; (2)质点在 XOY 平面上的轨迹方程,并画出轨迹的示意图。
解:由加速度定义式,根据初始条件 t0 = 0 时 v0 = 0,积分可得

v
0
dv = ∫ adt = ∫ [(6 m ⋅ s −2 ) i + (4 m ⋅ s −2 ) j ]dt
0 0
t
t
v = ( 6 m ⋅ s − 2 ) t i + ( 4 m ⋅ s −2 ) t j
又由
v=
dr dt
及初始条件 t = 0 时,r0 = (10 m)i,积分可得
t t

r
0
dr = ∫ vdt = ∫ [(6 m ⋅ s −2 ) t i + (4 m ⋅ s −2 ) t j ]dt
dr d 2r r = x + y ,然后根据 v = 和 a = 2 求得结果。又有人先计算速度和加速度的分量,再合成而求 dt dt
⎛ dx ⎞ ⎛ dy ⎞ 得结果,即 v = ⎜ ⎟ +⎜ ⎟ 和a = ⎝ dt ⎠ ⎝ dt ⎠
2 2
⎛ d 2x ⎞ ⎛ d 2 y ⎞ ⎜ ⎜ dt 2 ⎟ ⎟ +⎜ ⎜ 2 ⎟ ⎟ 。你认为哪一种方法正确?为什么? ⎝ ⎠ ⎝ dt ⎠
→ sin θ =
h l0 − vt � vi v′ = − h 2 1− ( ) l 0 − vt dx
dl θ
解二:
x2 + h2 = l 2
等式两边微分得:
2 xdx = 2ldl dx dl x =l dt dt dx l dl l v = = v ⇒ v′ = l dt x dt x x

2020-2021学年苏科版八年级物理下册 第10章 压强和浮力附答案

2020-2021学年苏科版八年级物理下册 第10章 压强和浮力附答案

2020—2021学年(苏科版)物理:八下第10章 压强和浮力附答案 苏科版八下第10章 压强和浮力1、下面四个图中所涉及的物理知识描述错误的A .甲图:减小受力面积增大压强B .乙图,饮料上升到嘴里是吸力的作用C .丙图,气体的压强与它的流速有关系D .丁图,液体压强随深度的增加而增大2、如图所示,用一块轻质塑料片挡住两端开口的玻璃筒的下端,把玻璃筒竖直插入水中到一定深度,然后向玻璃筒内缓慢注入某种液体,当筒内液面高出筒外水面2 cm 时,塑料片下沉。

关于液体密度ρ液和水的密度ρ水的大小关系比较( )A .ρ液>ρ水B .ρ液=ρ水C .ρ液<ρ水D .不能确定3、如图所示是测量大气压强的装置,玻璃管长约1m ,槽内装有水银。

下列说法正确的是( )A .此装置是一个连通器浅水水下500m水下20m甲:斧头劈柴乙:吸饮料丙:口吹硬币跳栏杆丁:潜水装备76cm 水银真空大气压B .第一次利用此装置测出大气压强的科学家是帕斯卡C .玻璃管竖直放置时测出的大气压强一定为76cm 汞柱高D .将此装置从山脚移到山顶,管内外汞液面高度差减小4、粗细均匀、密度为蜡ρ的蜡烛底部粘有一块质量为m 的铁块,蜡烛竖直漂浮在密度为水ρ的水中,蜡烛露出水面的高度为H ,如图。

点燃蜡烛,直至蜡烛与水面相平、烛焰熄灭(假定蜡烛油不流下来),设燃烧掉的蜡烛长为L ,则HL 的关系是( )A .水ρρ蜡B .蜡水蜡ρρρ+C .蜡水水ρρρ-D .蜡水ρρ5、下列物体中不受浮力的是 ( )A .大海中航行的轮船B .空中上升的气球C .太空中运行的宇宙飞船D .水中下沉的石块6、如图所示为某校校园艺术节时气球悬挂一幅竖标语的情景。

已知气球的体积为8 m 3,气球(含内部所充气体)、标语及细绳的总质量为9 kg ,空气的密度为1.29 kg/m 3,g 取10 N/kg ,则系于地面拉住标语的细绳的拉力为()A .103.2 NB .90 NC .13.2 ND .193.2 N7、小敏将质量为160 g 的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出130 cm 3的水,则物体(g 取10 N/kg) ( )A.漂浮在水面上B.悬浮在水中C.沉在溢水杯底部D.受到1.6 N 的浮力8、如图所示,一个未装满水的瓶子,正立放置在水平桌面上时,瓶子对桌面的压强为p 1,瓶底受到水的压力为F 1;倒立放置时瓶子对桌面的压强为p 2,瓶盖受到水的压力为F 2。

基础物理学下册【韩可芳】第11章习题答案

基础物理学下册【韩可芳】第11章习题答案

第四篇第四篇第四篇第四篇 热学热学热学热学第十一章第十一章第十一章第十一章 气体分子运动论气体分子运动论气体分子运动论气体分子运动论思考题思考题思考题思考题11-1 气体的平衡状态有何特征?当气体处于平衡状态时,还有分子热运动吗?气体的平衡 与力学中所指的平衡有何不同? 答答答:答:::平衡态的特征:(1)系统与外界在宏观上无能量和物质的交换 (2)系统的宏观性质不随时间改变。

热平衡态是指:在无外界的影响下,不论系统初始状态如何,经过足够长的时间后,系 统的宏观性质不随时间改变的稳定状态。

它与稳定态或力学中的平衡不是一个概念。

1.平衡态是一种热动平衡状态。

处在平衡态的大量分子并不是静止的,它们仍在作热运 动,而且因为碰撞,每个分子的速度经常在变,但是系统的宏观量不随时间改变。

例如:粒 子数问题:箱子假想分成两相同体积的部分,达到平衡时,两侧粒子有的穿越界线,但两侧 粒子数相同。

2.平衡态是一种理想状态。

11-2 理想气体状态方程可以表达为 或 。

在怎样的情况下,用第一种表达式较方便?又在怎样的情况下,用第二种表达式较方便? 答:11-3 制造电灯泡要在低压(比大气压低很多)条件下把氮气充入灯泡里。

为什么要在这样 的条件下进行? 答:11-4 对一定量的气体来说,当温度不变时,气体的压强随体积的减小而增大;当体积不变 时,气体的压强随温度的升高而增大。

从宏观来看,这两种变化都使气体压强增大;从微观 来看,它们有什么区别? 答答答:答:::有区别。

从微观上看:当温度不变时,气体的压强随体积的减小而增大是因为:当 一定时,体积减小,n 越大,即单位时间内碰撞到器壁的分子越多,则P 就越大;当体积不变时,压强随温度的升高而增大是因为:当n 一定时,w 越大,即单位时间 内分子对器壁的碰撞越厉害,则P 就越大。

P1V PV2 M T T μ p = w1 2 1 2 23nw= PV = RT11-5 (1)在一个封闭容器中装有某种理想气体,如果保持它的压强和体积不变,问温度 能否改变?(2)有两个封闭的容器,装有同一种理想气体,且相同,体积个同,问它们的 温度是否一定相同?答答答:答:::(1)在封闭容器内,气体质量不变,满足气态方程 =恒量。

韩可芳版大学物理习题答案

韩可芳版大学物理习题答案

《基础物理学》习题解答配套教材:《基础物理学》(韩可芳主编,韩德培 熊水兵 马世豪编委),教育(1999)第一章 质点力学思考题1-1 试比较以下各对物理量的区别:(1)r 和 r ; (2)dt r d和 dt dr(3)22dtr d 和22dt r d 答:(1)r 表示矢量r的模,位移的大小,而r 表示位矢大小之差r 的绝对值;(2)dtr d表示速度的大小,而dt dr表示位矢的长短随时间的变化率;(3)22dtr d表示加速度的大小,22dt r d 位矢的长短对时间的二阶导数。

1-2 质点沿直线运动,其位置矢量是否一定方向不变?质点位置矢量方向不变,质点是否一定做直线运动?答:质点沿直线运动,质点位置矢量方向不一定不变。

质点位置矢量方向不变,质点沿直线运动。

1-3 设质点的运动学方程为 )(t x x ,)(t y y ,在计算质点的速度和加速度时,有人先求出22y x r ,然后根据dt drv 和22dt r d a 求得结果。

又有人先计算速度和加速度的分量,再合成而求得结果,即22dt dy dt dx v 和222222dt y d dt x d a 。

你认为哪一种方法正确?为什么? 答:后一种方法正确。

位矢、速度、加速度均为矢量,在本题中先求出分量,再由分量合成得出矢量的大小是正确的,而前一种方法先出位矢 大小 ,再求出的 只是位矢大小的时间变化率,而不是速度的大小, 也不是加速度的大小。

1-4 图示某质点在椭圆轨道上运动,任何时刻质点加速度的方向均指向椭圆的一个焦点O ,试分析质点通过P 、Q 两点时,其运动分别是加速的,还是减速的?答:在P 点,总加速度的切向分量与速度方向相反,该行星速率减小;思考题 1-4 图Y在Q 点,总加速度的切向分量与速度方向相同,行星速率正在增大。

1-5 (1)匀速圆周运动的速度和加速度是否都恒不变?(2)能不能说“曲线运动的法向加速度就是匀速圆周运动的加速度”? (3)在什么情况下会有法向加速度?在什么情况下会有切向加速度?(4)以一定初速度0v、抛射角0 抛出的物体,在轨道上哪一点的切向加速度最大?在哪一点的法向加速度最大?在任一点处(设这时物体飞行的仰角为 ),物体的法向加速度为何?切向加速度为何?答:1)在匀速圆周运动中质点的速率是保持不变的而速度的方向则每时每刻在变化.所以不能说;速度恒定不变.在匀速圆周运动中,质点的加速度量值R v a n 2始终保持不变,同时它的方向恒指向圆心而转变,所以加速度矢量也是恒定不变的。

大学基础物理学(韩可芳)历年考试参考(稳恒磁场)

大学基础物理学(韩可芳)历年考试参考(稳恒磁场)

第六章稳恒磁场思考题6-1为什么不能把磁场作用于运动电荷地力地方向,定义为磁感强度地方向?答:对于给定地电流分布来说,它所激发地磁场分布是一定地,场中任一点地B有确定地方向和确定地大小,与该点有无运动电荷通过无关.而运动电荷在给定地磁场中某点P所受地磁力F,无论就大小或方向而言,都与运动电荷有关.当电荷以速度v沿不同方向通过P 点时,v地大小一般不等,方向一般说也要改变.可见,如果用v地方向来定义B地方向,则B地方向不确定,所以我们不能把作用于运动电荷地磁力方向定义为磁感应强度B地方向.6-2 从毕奥-萨伐尔定律能导出无限长直电流地磁场公式.当考察点无限接近导线()时,则,这是没有物理意义地,如何解释?答:毕奥-萨伐尔定律是关于部分电流(电流元)产生部分电场(dB)地公式,在考察点无限接近导线()时,电流元地假设不再成立了,所以也不能应用由毕奥-萨伐尔定律推导得到地无限长直电流地磁场公式.6-3试比较点电荷地电场强度公式与毕奥-萨伐尔定律地类似与差别.根据这两个公式加上场叠加原理就能解决任意地静电场和磁场地空间分布.从这里,你能否体会到物理学中解决某些问题地基本思想与方法?答:库仑场强公式,毕奥一萨伐定律类似之处:(1)都是元场源产生场地公式.一个是电荷元(或点电荷)地场强公式,一个是电流元地磁感应强度地公式.(2)d E和d B大小都是与场源到场点地距离平方成反比.(3)都是计算E和B地基本公式,与场强叠加原理联合使用,原则上可以求解任意分布地电荷地静电场与任意形状地稳恒电流地磁场.不同之处:(1)库仑场强公式是直接从实验总结出来地.毕奥一萨伐定律是从概括闭合电流磁场地实验数据间接得到地.(2)电荷元地电场强度d E地方向与r向一致或相反,而电流元地磁感应强度d B地方向既不是Idl方向,也不是r地方向,而是垂直于dl与r组成地平面,由右手螺旋法则确定.(3)d E地大小与场源电荷地电量dq成正比,而d B地大小不仅与Idl地大小成正比,而且与Idl地方向(以它和r地夹角 表示)有关.6-4 在安培环路定理中,对闭合回路有无特殊要求、如应用安培环路定理解题,对闭合回路有无特殊要求?如何选取合适地闭合回路?答:在安培环路定理中,对闭合回路无特殊要求.如应用安培环路定理解题,对闭合回路无特殊要求,因为我们希望通过安培环路定理来求磁感应强度地大小,所以,选取闭合回路,要求回路上磁感应强度地大小处处相等,或者是分段地情况下,每段地磁感应强度大小相等,磁感应强度与回路线元之间地夹角为零或90O,这样可以方便地将矢量点乘写成大小相乘地形式.6-5在中,是否只由合回路所包围地电流所贡献地?在中是否是空间所有地电流?(如图所示,在一圆形电流 I所在地平面内,选取一个同心圆形闭合回路人则由安培环路定理可知A.且环路上任意一点B=0B.,且环路上任意一点B0C.,且环路上任意一点B = 0D.,且环路上任意一点B=常量哪一个正确?答:B正确.根据安培环路定理,,为正向穿过该环路地电流地代数和,本题中因无电流从该环路穿过所以,故C,D前半部分不对.圆电流I在空间任一点都会激发磁场,环路上任意一点B均不为零,由对称性分析可知,L上地B大小相等,方向垂直于圆电流和L环路所在平面,方向向里.故A后半部分错,B对.有人可能会作出这样地推导:因为又所以 B=0由此得出L回路上地B处处为零地结论,而选择A.这种推导地错误是没有注意到在回路上,处处与B垂直,就简单地把B提到积分号外而产生地.实际上,,而B是不为零地.6-6在下述地两种情况中,能否用安掊环路定理求磁感强度?(1)有限长载流直导线产生地磁场;(2)圆形电流产生地磁场.答:用安培环路定理来求真空或介质中地磁场,要求电流分布必须具有某种特殊对称性,使其磁场可用一个坐标分量来表示,这样才便于将场从积分号中提出来,进而简便求出磁场地数值.由于一段有限长载流直导线地电流分布不存在这种对称性,因此不能用安培定理来求.6-7两个电流元之间地相互作用力,是否一定遵从牛顿第三运动定律?答:一般说来,它不满足牛顿第三定律,因为实际上是不存在孤立地恒定电流元地.两个恒定蒂娜六回路地相互作用力则满足牛顿第三定律.6-8 在电子仪器中,载有大小相等方向相反地电流地两根导线,通常是扭在一起地.为什么?答:两条导线中通有相反方向地电流,离开电源线r 处地场是它们各自场地叠加.扭在一起以后,它们靠地很近,在稍远处它们所产生地磁场就接近相等,并且方向相反,可以相互抵消,从热使它们地合场减小到最小,可以避免对其他元件造成地影响.6-9 磁场地高斯定理说明磁场具有什么样地性质?安培环路定理又说明了磁场具有什么样地性质?答:高斯定理表明,磁场是无源场,磁场线是无头无尾地闭合曲线.安培环路定理表明,磁场是有旋场,磁场是非保守力场.6-10 试小结本章地内容.本章又是如何研究场地?习 题6-1 在真空中,有两根互相平行地无限长直导线L 1和L 2,相距0.10m ,通有方向相反地电流,I 1=20A ,I 2=10A ,如图所示,A 、B 两点与导线在同一平面内.这两点与导线L 2地垂直距离均为0.05m.试求A 、B 两点处地磁感强度,以及磁感强度为零地点地位置. 解:由载流直导线磁场地磁感强度公式可知 L1在A 点产生地磁感强度为T ,方向垂直纸面向里 在B 点产生地磁感强度T ,方向垂直纸面向里 L2在A 点产生地磁感强度为T ,方向垂直纸面向里在B 点产生地磁感强度T ,方向垂直纸面向外∴A 点地磁感应强度为T ,方向垂直纸面向里 B 点地磁感应强度为T ,方向垂直纸面向外.设磁感应强度为0地点C 距L 2为x ,此点必在L 2下方,B=0地点在I2外侧距离为0.1m 地平行线上.12L 1L 2 B A 题 6-1 图6-2 如图,一根无限长直导线,通有电流I,中部一段弯成圆弧形.求图中P点磁感强度地大小.解:点P地磁感应强度由直线及圆弧载流导线所产生,由于对称性,两段直导线在P点产生地磁感应强度相等,方向均垂直纸面向里.有半无限长载流直导线地磁感应强度公式其中,在圆弧上任取一段电流元,`它在P点产生地磁感应强度地方向垂直纸面向里,大小为,则圆弧导线在P点所产生地磁感应强度为,所以,总地磁感应强度为6-3载有电流I = 4A无限长直导线,中部弯成半径r = 0.11m 地半圆环形,如图所示.求环中心O地磁感强度.解:在半圆环上任取一电流元,此电流元与电流元到O点地矢径之间地夹角为90O,且只有圆环段地电流才在O点产生磁感强度,由比奥-萨伐尔定律,,得到,所以T,方向垂直纸面向里.6-4如图,两导线沿半径方向引到铁环上地A、B两点,并在很远处与电源相连.求环中心地磁感强度.[解] 图中两根长直导线在O点产生地磁感应强度为零,即O点地磁感应强度取决于电流方向如图所示地两段圆环.由于圆环上地任一线元在O 点所产生地都在垂直于纸面地方向上,因此若选取指向读者地方向单位矢量为k,则有题6-2 图设两段圆环地长度分别为l1和l2,电流分别为I1和I2,有即,所以有.6-5两圆线圈,半径均为R,平行地共轴放置,两圆心O1、O2相距为a,所载电流均为I,且电流方向相同.(1)以O1、O2连线地中点O为原点,求轴线上坐标为x地任一点处磁感强度地大小. (2)试证明:当a = R时,O点处地磁场最为均匀.(这样放置地一对线圈叫做亥姆霍兹线圈.需要均匀磁场而要求并不太高时,常用到亥姆霍兹线圈.)(提示:可由和来证明.)解: ( 1 ) 利用载流圆线圈轴线上磁场分布地公式,可以得到两个圆线圈在轴线上任一点P处产生地磁感应强度分别为:,,式中x是OP地长度.于是,点P处总地磁感应强度地大小为.利用泰勒展开公式得.( 2 ) 根据对称性分析,在中心O点(x = 0)处,因此轴线上地B-x曲线在O点有水平地切线.由本题( 1 )所求得地关于B地展开式可以看出,当两线圈之间地间距2d与线圈半径R相比较大时,在x = 0处,磁感应强度B在O点处有极小值;而当2d与R 相比较小时,在x = 0处,磁感应强度B在O点处有极大值.因此,当2d取值适中时,即当2d = R时,在x = 0处,磁感应强度B在O点地值为由极小向极大过渡地转变点之值,这就是使O点附近磁场最均匀地条件.在满足条件2d = R地情况下,在范围内,B值地变化在0.03 %之内;在范围内,B值地变化在0.4 %之内.6-6在半径为R地无限长半圆柱形金属薄片中,自上而下地有电流I通过,如图所示.试求圆柱轴线上任一点P处地磁感强度(R = 1.0cm,I = 5.0A).解:因为金属片无限长,所以圆柱轴线上任一点P地磁感应强度都在圆柱截面上,取宽度为dl地一无限长直流,在轴上P点产生地磁感应强度与R垂直,大小为,6-7 如本题图所示,半径为R地木球上绕有密集地细导线,线圈平面彼此平行,且以单层线圈盖住半个球面.设线圈地总匝数为N,通过线圈地电流为I,求球心处O地磁感强度.解:在与球面上与所绕地漆包细导线垂直地弧线上,单位弧长范围内地线圈中所通过地电流为, 每一弧元d s包括地线圈通过地电流为, 并可把它们看成是一个个半径不同地载流圆线圈.利用圆线圈轴线上地磁场分布公式,可得.又由可得,即 , 故有所以,球心O处磁感应强度地大小为,其方向沿x轴正方向.如果采用平面极坐标系,则有,由此可以更简捷地得到上述结果,即6-8 如本题图所示,一宽为a地薄长金属板,其电流为I.试求在薄板地平面上,距板地一边为a地点P地磁感强度.解:建立如图所示地坐标系,取直线dl,得直线电流元,因为无限长直导线地场强公式为,所以,直线在P点产生地磁感应强度为,总地磁感应强度为6-9半径为R地薄圆盘上均匀带电,总电量为q .令此盘绕通过盘心且垂直盘面地轴线匀速转动,角速度为 ,求轴线上距离盘心x处地磁感强度.解:将带电圆盘面当作是以O为圆心,由不同半径地许多带电细圆环组成.当圆盘以角速度ω转动时,就形成电流.选取半径为r,面积为2πrdr地细圆环作为电流元,.圆盘上地电荷面密度为,此细圆环地带电量为,此细圆环转动时产生地电流为,因为圆形电流地磁感应强度公式为. 所以,电流元在x处产生地磁感应强度为,总地磁感应强度为6-10 已知磁感强度B = 2.0 wb/m-2地均匀磁场,方向沿X轴正方向,如图所示.试求:(1)通过图中abcd面地磁通量;(2)通过图中befc面地磁通量;(3)通过图中aefd面地磁通量.解:(1)通过abcd面积S1地磁通量是(2)通过befc面积S2地磁通量是(3)通过aefd面积S3地磁通量是6-11 设图中两导线中地电流I1、I2均为8A,对图示地三条闭合曲线a、b、c,分别写出安培环路定理等式右边电流地代数和,并讨论:(1)在各条闭合曲线上,各点地磁感强度地量值是否相等?(2)在闭合曲线C上各点地是否为零?为什么?解:根据安培环路定理,(1)在各条闭合曲线上,各点地磁感强度地量值不等.(2)在闭合曲线C上各点地不为零,只是地环路积分为零.6-12一根很长地铜导线载有电流10A,在导线内部作一平面S,如图所示.试计算通过S平面地磁通量(沿导线长度方向取长为1m地一段作计算).铜地磁导率.解:由安培环路定律求距圆导线为r处地磁感强度,磁通量6-13 一根长直圆管形导体地横截面内外半径分别为a、b.导体内载有沿轴线方向地电流I,且电流I均匀地分布在管地横截面上.试证导体内部各点()地磁感强度地量值由下式给出:试以地极限情形检验这一公式.时又怎样?解:取闭合回路,则,当地极限时,即为均匀载流圆柱体地磁感应强度公式,时,,与载流直导线产生磁场地磁感应强度公式相同.6-14一根很长地同轴电缆,由一导体圆柱(半径为a)和一同轴地导体圆管(内、外半径分别为b、c)构成,使用时,电流I从一导体流去,从另一导体流回.设电流都是均匀地分布在导体地横截面上,求:(1)导体圆柱内(r < a),(2)两导体之间(a < r <b),(3)导体圆管内(b < r < c)以及(4)电缆外(r > c)各点处磁感强度地大小.解:(1)当r<a时由安培环路定理可知:(2)当a<r<b时(3) 当b<r<c时(4) 当c<r时*6-15 图中所示是一根外半径为R1地无限长圆柱形导体管,管内空心部分地半么为R2,空心部分地轴与圆柱地轴相平行但不重合,两轴间距离为a,且a> R2 .现有电流I沿导体管流动,电流均匀分布在管地横截面上,而电流方向与管地轴线平行.求:(1)圆柱轴线上地磁感强度地大小;(2)空心部分轴线上地磁感强度地大小.解:6-16 设电流均匀流过无限大导电平面,其电流密度为j .求导电平面两侧地磁感强度.解:假设电流自下而上地流过平面,设距平面为a地任一点地磁感应强度为B.选取安培环路垂直于地水平面内,过点P作一矩形闭合路径ABCDA作为安培环路.设.由安培环路定理可知:方向按右手螺旋法则定.6-17设有两无限大平行截流平面,它们地电流面密度均为j,电流流向相反.求(1)两载流平面之间地磁感强度;(2)两面之外空间地磁感强度.解:板地两侧都为匀强磁场,上板产生地磁场用绿色箭头表示,板地上面磁感应强度方向向右,板地下面向左.白色箭头表示下板产生地磁场,两个场在空间叠加,根据16题地结果,则在两板中间,场强大小为,方向向左.两板外侧磁感应强度为零.6-18 一质子以m/s地速度射入磁感强度为0.080T地均匀磁场中.求这质子做螺旋运动地半径和螺距.解:由题意,质子在竖直平面内(垂直于x轴)做圆周运动.,周期,由可知质子做螺旋运动地半径螺距6-19 如图所示,有一根半径为R地圆形电流I2,在沿其直径AB方向上有一根无限长直线电流I1,求:(1)半圆弧AaB所受作用力;(2)整个圆形电流所受作用力.6-20一电子在B = 20×10-4T地磁场中沿半径为R = 2.0cm地螺旋线运动,螺距为h =5.0cm.求这电子地速度.解:,6-21 沿南北方向、水平放置地铜棒中通有电流I =2A,流向向南,若要使它悬浮起来,可以东西方向加一强磁场.问:该磁场地磁感强度至少应多大?取何方向?(每米长铜棒地质量为0.5kg)6-22 一通有电流为I地长导线,弯成如本题图所示地形状,放在磁感强度为地均匀磁场中,地方向垂直纸平面向里,问此导线受到地安培力为多少?解:6-23一载有电流为I1地无限长直导线与一载有电流为I2地圆形闭合回路在同一平面内.圆形回路地半径为R,长直导线与圆形回路中心之间地距离为d .试求圆形回路受到地磁力.6-24 一半径为r地薄圆盘,放在磁感强度为地均匀磁场中,地方向与盘面平行.在圆盘表面上,电荷面密度为σ.若圆盘以角速度ω 通过盘心、垂直面地轴转动.求证作用在圆般上地磁力矩为 .解:设距圆心为处地线圈地宽度为,则此圆线圈地电流为6-25横截面积S =2.0mm2地铜线,弯成U形,其中OA和DO' 两段保持水平方向不动,ABCD段是边长为a地正方形地三边,U形部分可绕OO' 轴转动.如图所示.整个导线放在匀强磁场中,地方向竖直向上.已知铜地密度ρ=8.9×103kg/m-3,当这铜线中地电流I=10A时,在平衡情况下,AB段和CD段与竖直方向地夹角为α =15︒ .求磁感应强度B.[解]BC边所受到地安培力对力矩M有贡献.相互平衡地磁力矩和重力矩分别为:.所以,平衡时地磁感应强度地大小为 .6-26一半径R =0.10m地半圆形闭合线圈,载有电流I =10A,放在均匀外磁场中,磁场方向与线圈平面平行,磁感强度B =0.50T.(1)求线圈所受地力矩;(2)在这力矩地作用下线圈圈转过π/2,求力矩所做地功.解:(1)(2)6-27 一根无限长地直圆柱形导线,外包一层相对磁导率为μ r地圆筒形磁介质,导线半径为R1,磁介质地外半径为R2,导线内有电流I通过,求:(1)磁介质内、外地磁场强度和磁感强度地分布;(2)磁介质内、外表面地磁化面电流密度(即磁化后地分子表面电流地线密度).解:当时,由安培环路定理可知:当时,当时,(2)磁介质内、外表面地磁化面电流密度为:版权申明本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. 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鲁科版八年级下册物理习题课件 第10章 10.2势 能

鲁科版八年级下册物理习题课件 第10章 10.2势 能

势能最大的橡皮条是( D)
A.窄而长的
B.宽而长的
C.窄而短的
D.宽而短的
【点拨】由以上分析可知,橡皮条越短、越宽,弹性
势能越大。
探究培优拓展练
11.【中考·德州】某运动员做蹦极运动,如图甲所示, 从高处O点下落,A点时弹性绳处于自由长度,在B点 运动员所受弹力恰好等于重力,C点是第一次下落到 达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t 变化的情况如图乙所示 (蹦极过程视为在竖直 方向上的运动),下列 判断正确的是( )
整合方法提升练
比较第1次和第3次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮 条的弹性势能还与橡皮条的____宽__度__有关。 【点拨】比较第1次和第3次实验可知,拉伸相同的伸 长量,橡皮条长度相同,宽的橡皮条使弹珠射出的水 平距离远,故橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关。
整合方法提升练
用同种材料相同厚度的橡皮条,拉伸相同的伸长量,弹性
夯实基础逐点练
4.【中考•邵阳】正在匀速上升的观光电梯,关于它的动 能和重力势能的变化,下列说法正确的是( ) A.动能不变,重力势能增大 B.动能减小,重力势能增大 C.动能增大,重力势能减小 D.动能增大,重力势能增大
夯实基础逐点练
【点拨】正在匀速上升的观光电梯,速度不变,质 量不变,则它的动能不变;同时高度增大,其重力 势能增大,故A正确。 【答案】A
夯实基础逐点练
2.【中考•扬州】扬州城区的高层建筑越来越多,但高空 抛物却存在巨大的安全隐患,因为高处的物体具有较 大的( )
A.弹性势能 B.重力势能 C.体积 D.阻力
夯实基础逐点练
【点拨】高处的物体由于高度较大,因而具有较大 的重力势能,故B正确。 【答案】B

大学基础物理学(韩可芳)习题参考-第3章(刚体力学基础)-0425

大学基础物理学(韩可芳)习题参考-第3章(刚体力学基础)-0425

第三章 刚体力学基础思考题3-1 一个绕定轴转动着的刚体有非零的角速度和角加速度。

刚体中的质点A 离转轴的距离是质点B 的两倍,对质点A 和质点B ,以下各量的比值是多少?(1)角速率;(2)线速率;(3)角加速度的大小;(4)加速度的切向分量;(5)加速度的法向分量;(6)加速度的大小。

3-2 以下说法是否正确?并加以分析: (1)一个确定的刚体有确定的转动惯量。

(2)定轴转动的刚体,当角速度大时,作用的力矩也大。

(3)使一根均匀的铁棍保持水平,如握住棍子的中点要比握住它的一端容易。

(4)一个有固定轴的刚体,受到两个力的作用。

当这两个力的合力为零时,它们对轴的合力矩也一定为零;当这两个力对轴的合力矩为零时,它们的合力也一定为零。

3-3 指出下弄表达式哪些是正确的,哪些是错误的,并说明理由。

,,,,2122c c cc p c K v M r L Mr J Mgh E v M E ⨯====E K 、E P 、J 、L 分别表示绕定轴转动刚体的动能、重力势能、转动惯量、角动量。

式中:M 为刚体的质量,c v为质心速度,h c 为质心距零势能面的高度,r c 为质心到转轴的距离。

3-4 已知银河系中有一天体是均匀球体,现在半径为R ,绕对称轴自转的周期为T ,由于引力凝聚,它的体积不断收缩。

假定一万年后它的半径缩小为r ,试问一万年后此天体绕对称轴自转的周期比现在大还是小?它的动能是增加还是减少?3-5 一圆形平台,可绕中心轴无摩擦地转动,有一辆玩具汽车相对台面由静止启动,绕轴做圆周运动,问平台如何运动?当小车突然刹车,平台又如何运动?运动过程中小车—平台系统的机械能、动量和角动量是否守恒?习题解答3-1 一汽车发动机曲轴的车速在12s 内由每分钟1200转均匀地增加到每分钟2700转,求:(1)角加速度;(2)在此时间内,曲轴转了多少转?3-2 某机器上的飞轮运动学方程程为:θ=at +bt 2-ct 3,求t 时刻的角速度和角加速度。

基础物理习题参考

基础物理习题参考

1 2 kA ,是个恒量。波的能量是指介质元振动时的动能与因形变而具有的 2
势能之和。 动能和势能随时间和位置作同步的周期性的变化。 波的能量在介质中是连续分布 的。因而用能量密度(单位体积介质具有的能量)来反映能量的分布。能量密度随时间和位置 周期性变化说明能量是随着波的传播而传播的。 9-13 振荡电偶极子辐射的电磁波有什么特点?直线型振荡电路有什么优点? 答: (此题需检查) 此题需检查) 振荡电偶极子所辐射的电磁波是球面波, 但是在离电偶极子很远的地方, 则可以看成是平面 波。直线型振荡电路的优点是振动频率高,辐射能量大。
π
2
,达右端时为 0,再
π
2
,返回左端为 π。初相位是 −π。若过中点向左运动地时刻开始计时,则过中
点时的相位为 − 初相位是 −
π
2
, 达最左端时为 0, 再回中点时为
π
2
, 达最右端时为 π, 返回中点时为
π
2
3π 2

9-4 同一弹簧振子,当它在光滑水平面上做一维谐振动和它在竖直悬挂情况下做谐振动, 振动频率是否相同?如果它放在光滑斜面上, 它是否还做谐振动, 振动频率是否改变?如果 把它拿到月球上,频率又有什么变化? 答: (此题需检查) 此题需检查) ω k 根据公式ν = ,振动频率只与 ω 有关,而对于弹簧振子,ω = ,因此 ω 取决于 m 2π 弹簧的弹性系数 k 和物体质量 m。 同一弹簧振子在光滑水平面上做一维谐振动和在竖直悬挂 情况下做谐振动时,平衡位置不同,而弹簧的弹性系数 k 和物体质量 m 不变,因此这两种 情形下的振动频率相同。如果把它放在光滑斜面上,同样,只是平衡位置不同,而弹簧的弹 性系数 k 和物体质量 m 不变,所以它仍然会做谐振动,振动频率也不会改变。如果把它拿 到月球上,虽然月球上的重力加速度与地球上不同,但是 ω 与之无关,而且弹簧的弹性系 数 k 和物体质量 m 不变,所以频率也不会发生变化。

《新编基础物理学》第十章习题解答和分析-8页文档资料

《新编基础物理学》第十章习题解答和分析-8页文档资料

第十章习题解答10-1 如题图10-1所示,三块平行的金属板A ,B 和C ,面积均为200cm 2,A 与B 相距4mm ,A 与C 相距2mm ,B 和C 两板均接地,若A 板所带电量Q =3.0×10-7C ,忽略边缘效应,求:(1)B 和C 上的感应电荷?(2)A 板的电势(设地面电势为零)。

分析:当导体处于静电平衡时,根据静电平衡条件和电荷守恒定律,可以求得导体的电荷分布,又因为B 、C 两板都接地,所以有ACAB U U =。

解:(1)设B 、C 板上的电荷分别为B q 、C q 。

因3块导体板靠的较近,可将6个导体面视为6个无限大带电平面。

导体表面电荷分布均匀,且其间的场强方向垂直于导体表面。

作如图中虚线所示的圆柱形高斯面。

因导体达到静电平衡后,内部场强为零,故由高斯定理得: 即 ()A B C q q q =-+ ①又因为: AC AB U U =而: 2AC AC d U E =⋅ 于是:002C B σσεε =⋅ 两边乘以面积S 可得: 002C B S S σσεε =⋅即: 2C B q q = ②联立①②求得: 77210,110C B q C q C --=-⨯=-⨯(2) 00222C C A AC C AC AC q d d d U U U U E S σεε =+==⋅=⋅=⋅ 10-2 如题图10-2所示,平行板电容器充电后,A 和B 极板上的面电荷密度分别为+б和-б,设P 为两极板间任意一点,略去边缘效应,求: (1)A,B 板上的电荷分别在P 点产生的场强E A ,E B ;(2)A,B 板上的电荷在P 点产生的合场强E ; (3)拿走B 板后P 点处的场强E ′。

分析:运用无限大均匀带电平板在空间产生的场强表达式及场强叠加原理求解。

解:(1) A 、B 两板可视为无限大平板.所以A 、B 板上的电何在P 点产生的场强分别为:2εσ=A E ,方向为:垂直于A 板由A 指向B 板 题图10-1题10-1解图d2εσ=B E ,方向与A E 相同. (2)02εσ==A E E ,方向于A E 相同 (3) 拿走B 板后:02'εσ=E ,方向垂直A 板指向无限远处. 10-3 电量为q 的点电荷处导体球壳的中心,球壳的内、外半径分别为R 1和R 2,求场强和电势的分布。

2020-2021学年初中人教版物理八年级下册第10章 浮力含答案

2020-2021学年初中人教版物理八年级下册第10章 浮力含答案

初中人教版物理八年级下册第10章浮力含答案*1、质量为200g的小球,轻轻放入盛满水的容器中,溢出160g的水,小球受到的浮力是()A. 2NB. 1.8NC. 1.6ND. 1N2、在如图所示的“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,可以探究物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关的是图中的()A.甲和丙B.甲和乙C.乙和丁D.丙和丁3、A,B,C三个体积相同的小球投入到某液体中所处的位置如图所示,比较三球所受浮力有()A.A,B,C三球浮力相等B.B,C两球浮力相等,A球的浮力小于B,C球C.A,B两球浮力相等,C球的浮力小于A,B球D.A球大于B球,B球大于C球4、在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有甲乙两种液体的烧杯中处于静止状态,如图所示,若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙.则A.F甲<F乙B.F甲>F乙C.ρ甲>ρ乙D.ρ甲<ρ乙5、下面是验证阿基米德原理的实验操作,在这一实验中其中测出浮力大小的步骤是()A.B和C B.C和D C.D和E D.B和D6、将体积相等的铝块分别没入盐水、水、酒精中,它们受到的浮力()A.在盐水中最大B.在水中最大C.在酒精中最大D.一样大7、如图所示,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态,在乙杯中处于悬浮状态.下列判断正确的是A.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度B.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度C.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力D.鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力8、如图所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确反应弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h的关系图是()A.B.C.D.9、把重26牛铁块浸没在水中,排开水的重力为12N,铁块受到的浮力是()A.26N B.12N C.14N D.28N10、如图所示,水平桌面上有两个完全相同的溢水杯,杯中装满不同的液体.将两个完全相同的小球分别放入溢水杯中,甲杯溢出0.9N的液体,乙杯溢出0.8N 的液体.则()A.小球在甲杯中受浮力,在乙杯中不受浮力B.小球重0.9N,在乙杯中受到的浮力是0.8NC.甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强D.液体对甲杯底的压强小于液体对乙杯底的压强11、一边长为10cm的实心立方体金属块的质量为2.7kg,它的密度是kg/m3;当把它放在水平地面上时,对地面的压强是Pa,用弹簧测力计挂着金属块,让它全部浸没在水中时,弹簧测力计的示数是17N,则金属块受到的浮力大小为N。

基础物理学下册【韩可芳】第12章习题答案

基础物理学下册【韩可芳】第12章习题答案

第十二章第十二章第十二章第十二章 热力学基础热力学基础热力学基础热力学基础思考题思考题思考题思考题12-1 如何理解功、热量、内能三概念,试讨论它们之间的联系和区别;功可以变成热吗? 热可以变成功吗?试加以说明。

答答答:答:::12-2 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的表述形式: (1)PdV (2)VdP (3)PdV试指出各式所表示的过程。

答答答:答:::12-3 摩尔数相同的三种理想气体He 、N2和CO热过程,且吸收的热量都相等,问其温度的升高是否相同?压强的增加是否相同? 答答答:答:::12-4 保温瓶里的水和外界绝热,所以不会冷却,有人因此得出结论:“在任意绝热过程中 只要系统和外界没有热量交换,系统的温度一定不变。

”此结论正确吗?为什么? 答答答:答:::不正确。

可以对外做功而降低。

12-5 一系统能否吸收能量,仅使其内能变化、一系统能否吸收热量,而使其内能不发生变 化?答答答:答:::(1)可以。

等容变化。

(2)可以,等温做功。

12-6 (1)理想气体在绝热过程中既遵守过程方程PV 为常量),又遵守状态方程 PV = RT(2)分子自由度数不同的两种理想气体,从相同的初态出发,作准静态的绝热膨胀,它们 以后能否再有相同的状态?为什么? 答答答:答:::12-7 一循环过程如本题图(a )所示,试指出三个分过程各是什么过程?图中三角形面积 是否代表这循环所做的功?另一个循环过程如本题图(b )所示,试指出工作物质在哪个过 程中吸热,在哪个过程中放热?在P-V 图中对上述两个循环过程中作出相应的图示,并指出在每一循环过程中,工作物质所 做的净功是正功还是负功?= RdT = RdT + 2,它们从相同的初态出发,都经历等容吸γM μM M μ μ=c (c,两者有无矛盾?为什么?VdP =0思考题思考题思考题思考题 12-7 图图图图答:答答答:::12-8 两台可逆机分别使用不同的热源作卡诺循环,在 P-V 图上,它们的正循环曲线所包围的面积相等,如本 题图所示。

基础物理习题参考-03

基础物理习题参考-03

3-2
以下说法是否正确?并加以分析:
(1)一个确定的刚体有确定的转动惯量。 (2)定轴转动的刚体,当角速度大时,作用的力矩也大。 (3)使一根均匀的铁棍保持水平,如握住棍子的中点要比握住它的一端容易。 (4)一个有固定轴的刚体,受到两个力的作用。当这两个力的合力为零时,它们对轴的合 力矩也一定为零;当这两个力对轴的合力矩为零时,它们的合力也一定为零。
∆θ 用运动学方程求解: 1 ∆θ = ω 0 + β t 2 2 ω − ω0 0 − ω0 = β= t t
代入数据得:
ω0 =
1000 ⋅ 2π 100π = 60 3 100π − ω0 20π 3 = =− β= t 5 3 250π ∆θ = 3
2
代入数据,得:
0.5 100π 60 × × 2 mRω 0 2 3 ⇒ F= = = 3.14 × 10 2 N 250π 2.5µ ⋅ 2∆θ 2 .5 × 0 .4 × 2 × 3
3-10 质量为 0.50kg,长为 0.40m 的均匀细棒,可绕垂直于棒的一端的水平轴转动。如将此 棒放在水平位置,然后任其落下,求: (1)在开始转动时的角加速度; (2)下落到铅直位置 时的动能; (3)下落到铅直位置时的角速度和角加速度。 解:
做圆周运动, 问平台如何运动?当小车突然刹车, 平台又如何运动?运动过程中小车—平台 系统的机械能、动量和角动量是否守恒?
习题解答
3-1 解: 一汽车发动机曲轴的车速在 12s 内由每分钟 1200 转均匀地增加到每分钟 2700 转, 求: (1)角加速度; (2)在此时间内,曲轴转了多少转?
2π × 2700 2π ×1200 − 25π 60 60 β= = = = 13.1rad ⋅ s -2 t 12 6 2π × 2700 2 2π × 1200 2 ω 2 − ω0 2 ( 60 ) − ( 60 ) θ= = = 780π rad 25π 2β 2× 6 θ 780π 转数为 N = = = 390 (转) 2π 2π

大学物理下册第10章课后题答案

大学物理下册第10章课后题答案

习题10-3图第10章 静电场中的导体和电介质习 题一 选择题10-1当一个带电导体达到静电平衡时,[ ] (A) 表面上电荷密度较大处电势较高 (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) 导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零 答案:D解析:处于静电平衡的导体是一个等势体,表面是一个等势面,并且导体内部与表面的电势相等。

10-2将一个带正电的带电体A 从远处移到一个不带电的导体B 附近,导体B 的电势将[ ](A) 升高 (B)降低 (C)不会发生变化 (D)无法确定 答案:A解析:不带电的导体B 相对无穷远处为零电势。

由于带正电的带电体A 移到不带电的导体B 附近的近端感应负电荷;在远端感应正电荷,不带电导体的电势将高于无穷远处,因而正确答案为(A )。

10-3将一带负电的物体M 靠近一不带电的导体N ,在N 的左端感应出正电荷,右端感应出负电荷。

若将导体N 的左端接地(如图10-3所示),则[ ](A) N 上的负电荷入地 (B) N 上的正电荷入地 (C) N 上的所有电荷入地 (D) N 上所有的感应电荷入地 答案:A解析:带负电的带电体M 移到不带电的导体N 附近的近端感应正电荷;在远端感应负电荷,不带电导体的电势将低于无穷远处,因此导体N 的电势小于0,即小于大地的电势,因而大地的正电荷将流入导体N ,或导体N 的负电荷入地。

故正确答案为(A )。

10-4 如图10-4所示,将一个电荷量为q电的导体球附近,点电荷距导体球球心为d 。

设无穷远 处为零电势,则在导体球球心O 点有[ ] (A) 0E =,04πε=q V d(B) 204πε=qE d ,04πε=qV d(C) 0E =,0V = (D) 204πε=q E d , 04πε=qV R答案:A解析:导体球处于静电平衡状态,导体球内部电场强度为零,因此0E =。

导体球球心O 点的电势为点电荷q 及感应电荷所产生的电势叠加。

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第十章第十章第十章第十章 波动光学波动光学波动光学波动光学思考题思考题思考题思考题10-1 普通光源中原子发光有何特征?答答答:答:::因为普通光源是大量不同原子在不同时刻发的光,是自然光,因此不满足干涉条件,所以一 般普通光源观察不到干涉现象。

10-2 如何用实验检验一束光是线偏振光、部分偏振光还是自然光?答答答:答:::拿一块偏振片迎着这束光,转动偏振片,观察透射光。

(1)视场中光强有变化且有消光现象 的为线偏振光;(2)光强有变化但无消光现象的为部分偏振光;(3)光强无变化的为自然光。

10-3 自然光可以用两个独立的、相互垂直的、振幅相等的光振动表示。

那么线偏振光是否也可以用两个相互垂直的光振动表示?如果可以,则这两个相互垂直的光振动之间关系如 何?10-4 如何用实验测定不透明媒质的折射率?答答答:答:::光线入射到不透明的媒介上,改变入射角i ,并同时用偏振片测定反射光线的偏振化程度。

当反射光线为完全偏振光时,此时入射角i0 即为布儒斯特角,满足tan 可求得不透明介质的折射率n 。

10-5 如图(a)所示,一束自然光入射在方解石晶体的表面上,入射光线与光轴成一定角度;问将有几条光线从方解石透射 出来?如果把方解石切割成等厚的A 、B 两块,并平行地移 开很短一段距离,如图(b)所示,此时光线通过这两块方解石后有多少条光线射出来?如果把B 块沿沿沿沿光线转过一个角度, 此时将有几条光线从B 块射出来?为什么?i 0n ,测得 i0 即考思考思考思考题题题题10-5图图图图10-6 从普通光源获得两束相干光的一般方法是什么?在光的干涉中决定相遇点产生明纹或暗纹的因素是什么?答答答:答:::分波阵面法和分振幅法。

波源的相位差和波源到相遇点的光程差决定相遇点产生明纹或暗纹。

10-7 如图所示,设光线a 、b 从周相相同的A 、B 点传至P 点,试讨论:(1)在图中的三种情况下,光线a 、b 在相遇处P 是 否存在光程差?为什么?(2)若a 、b 为相干光,那么在相遇处的干涉情况怎 样?考题思考题思考题思考题 10-7 图图图图10-8 在杨氏双缝实验中,当作如下调节时,屏幕上的干涉条纹将如何变化?(要说明理由)(1)使两缝之间的距离逐渐减小;(2)保持双缝的间距不变,使双缝与屏幕的距离逐渐减小;(3)如图所示,把双缝中的一条狭缝遮住,并在两缝的垂直平分线上放置一块平面反射镜。

=2e n −n2sin i +表示由于半波损失引入的光程差。

它不一定存在,当两个表面反射条件相同时,它就不 2 2 2 1λ λ 2 210-9 薄膜干涉的光程差公式δ 中, 代表什么意义?它是否一定存在?举例说明。

答答答答:λ 2存在了。

10-10 在白光的照射下,我们通常可看到呈彩色花纹的肥皂膜和肥皂泡,并且当发现有黑色斑纹出现时,就预示着泡膜将破裂,试解释这一现象。

答答答:答::: 观察肥皂液膜的干涉时,由于重力作用,膜的厚度各处不会均匀。

薄膜表面附近反射光干涉 光程差近似可用δ 计算,其中e 为薄膜厚度。

白光入射时,厚度e 处的干涉结 果使得膜表面出现彩色图样。

在重力下,随着时间的推移,膜各处的厚度不断变化,膜表面干涉图样也随之变化。

当某处的 e →0 时,所有波长的光的光程差接近δ ,为反射 光干涉减弱条件。

所以,当彩色图样消失呈现黑色时,膜厚度趋于零,肥皂液膜破裂。

10-11 在图示的装置中,平面玻璃板是由两部分组成的(冕牌玻璃 n =1.50 和火石玻璃n=1.75 ),透镜是由冕牌制成,而透镜与玻璃之间 的空间充满着二硫化碳(n =1.62 )。

试问由此而 成的牛顿环的花样如何?为什么?解解解:解:::根据题意先沿两种玻璃结合处将整个装置分 为左、右两半,当光入射在右半部分时,由于n1<n2>n3,在CS光中明环和暗环半径分别为:r = k = ⋯r = k = ⋯半波损失。

反射光中明环和暗环半径分别为:r = k = ⋯ =2ne +λ=λ2k − )1λP 2n2k λR n <n2<n3,在CS k λR n k − )1λP2n2 = =k上表面有半波损失,反射, (明环), (暗环) 22, (明环)2, (暗环)λ λ2l 2因此左右两半牛顿环明暗花纹相反。

10-12 如本题图所示,若劈尖的上表面向上平移,干涉条纹会发生怎样的变化(图a )?若劈关的上表面向右方平移,干涉条纹又会发生怎样的变化(图b )?若劈光的角度增大,干 涉条纹又将发生怎样的变化?思考题思考题思考题思考题 10-12 图图图图答答答:答::: (1)由θ ,ek 知,各级条纹向棱边方向移动,条纹间距不变;(3)各级条纹向棱边方向移动,且条纹变密.10-13 如何理解光的时间相干性?相干长度和相干时间是对什么而言的?意义如何?答答答:答:::10-14 处理衍射问题的基本思想是什么?在解释衍射现象时,菲涅耳在哪一点上发展了惠更斯原理?答答答:答:::10-15 某人在他眼睛瞳孔的前方握着一个竖直方向的单狭缝,通过狭缝注视一遥远的线状光源。

这人看见的衍射图样是菲涅耳衍射还是夫琅和费衍射? 答:答答答: ::(N(κ asin φ=±κ′λ k ′= ,1= k ′个暗条纹,而宽度一般很大,( ) a +β a10-16 光的干涉现象与衍射现象有什么区别和联系?答答答:答: ::衍射的本质和干涉的一样,是相干光的干涉叠加。

只不过习惯上把实验上有限多个(分立的) 相干光的叠加称为干涉,波阵面上(连续的)无限多个子波发出的光波的相干叠加称为衍射。

这样区别以后,二者就经常出现在同一现象中,比如双缝干涉的图样就是单缝衍射和双缝光 束干涉的综合效果,是单缝衍射图样调制下的双缝干涉图样。

10-17 光栅衍射和单缝衍射有何区别?为什么光栅衍射的明纹特别明亮?答:答答答: ::光栅衍射是多光束干涉和单缝衍射的总效果。

其明条纹主要取决于多光束干涉。

光强与缝数N2成正比,所以明纹很亮;又因为在相邻明纹间有 −1)故实际上在两相邻明纹间形成一片黑暗背景。

10-18 试指出当衍射光栅常数为下述三种情况时,哪些级次的主极大衍射条纹消失?(1)光栅常数为狭缝宽度的两倍,即 d =2a ; (1)光栅常数为狭缝宽度的三倍,即 d =3a ;(1)光栅常数为狭缝宽度的四倍,即 d =4a ; 答:答答答: ::由光栅明纹条件和单缝衍射暗纹条件同时满足时,出现缺级。

即(a +β)σιν φ=±κλ =可知,当k 时明纹缺级。

(1)a + b = 2 a 时,k = 2, 4, 6, … 偶数级缺级; (2)a + b = 3 a 时,k = 3, 6, 9, … 级次缺级; (2)a + b = 4 a 时,k = 4, 8, 12, … 级次缺级;10-19 在夫琅禾费单缝衍射实验中,如果把单缝沿透镜光轴方向平移时,衍射图样是否会跟着移动?若把单缝沿垂直于光轴方向平移时,衍射图样是否会跟着移动?答答答:答:::把单缝沿透镜光轴方向平移时,衍射图样不会跟着移动.单缝沿垂直于光轴方向平移时,衍 射图样不会跟着移动.习习习习 题题题题10-1设投射到检偏器上的线偏振光强度为I ,若要求透射光强度降为原来的1/4 ,试问应将检偏器绕入射光方向转过多少角度? 解解解:解:::2 o o 02oo2 oI =I 偏+I 自然,其中2 o所以,当I 时,α 或者α , , 。

I ,光强变为原来的3/4 ,振幅变为原来 , 。

I ,光强变为原来的1/2 ,振幅变为原来, 0,振幅变为0。

2 o ,所以0 0 0 00 0 010-2 两互相平行的偏振片,起先放在一个位置,通过的光强最大。

现把其中的一个绕光传播方向转过30 °。

问通过的光的振幅和光强各为原来的多少?如果把它转过45 °、90 °,情况 又如何?解解解:解:::I =I cos αα=30 I /I0= ∝E2,E /E =的 。

α=45 I /I0= ∝E2,E /E = 2 的 。

α=90 I /I =0。

I ∝E2,E/E =0,光强变为 10-3 通过偏振片观察一束部分偏振光,当偏振片由对应光强最大的位置转过60 °时,其光 强减为一半。

部分偏振光可视作一自然光和一线偏振光的叠加。

那么,应如何计算该束部分 偏振光的自然光和线偏振光的强度之比? 解解解:解::: 光强最大处 ,自然光在各个方向上都相等,而线偏振光只在一个方向上光强最大。

两者叠加得到的部分偏振光。

当偏振片由对应光强最大的位置转过60 °时I ′=I 偏′ +I 自然 I 偏′ =I 偏cos 60I ′=I 偏cos 60 +I 自然 =I = I 偏+I 自然 I 自然=I 偏10-4 平行放置两偏振片,使它们的偏振化方向成60 °的夹角。

(1)如果两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线均无吸收,则让自然光垂直入射后, 其透射光强与入射光强之比是多少?(2)如果两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线分别吸收了10 %的能量,则透射光强与入射光强之比是多少?(3)今在这两偏振片之间再平行地插入另一偏振片,使它的偏振化方向与前两个偏振片均 成30 °角,则透射光强与入射光强之比又是多少?先按无吸收情况计算,再按有吸收(均吸收10% )情况计算。

解:解解解: ::(1)设入射的自然光强为I0,经过第一偏振片后光强为I0′,经过第二偏振片后光强为I , 则(2)I0′∴ = %=10 %I0′= I0,I =I ′cos = I ×90 %,I =I I 1 I 890I ′= I0,I0= I 9 I 32 = 1 2 1 2 0 1 0% (b) = 0 i3= 2 0I ′cos 30 = I0, I = I I58 ° α= 0′ 2 0 028 %×( )90 % =0 1 1 I 2 cos α×90 %= I0cos 60 3 8 3I cos 60 = I0 2 2 0 2 I ′′cos 20 2 01 2 0 % 8 I ×90 %, 30 ,∴ 0 0= =I0′′ = 1 8 3 4 =12 9 32% I0∴ = =2810-5 在如图所示的各种情况中,以线偏振光或自然光入射于界面时,问折射光和反射光各 属于什么性质的光?并在图中所示的折射光线和反射光线上用点和短线把其振动方向表示出来。

图中i0 =arctan n ,i ≠i0 。

解解解:解::: (a )、(b )和(c )中反射光均为线偏振光。

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