(大物)给学生-试题库-2013-2014秋学期

概念题

1、在同一磁感应线上，各点B

的数值是否都相等?为何不把作用于运动电荷的磁力方向定义为磁感应强度B

的方向?

解: 在同一磁感应线上，各点B

的数值一般不相等．因为磁场作用于运动电荷的磁力方向

不仅与磁感应强度B

的方向有关，而且与电荷速度方向有关，即磁力方向并不是唯一由磁场决定的，所以不把磁力方向定义为B

的方向．

题2图

2、 (1)在没有电流的空间区域里，如果磁感应线是平行直线，磁感应强度B

的大小在沿磁

感应线和垂直它的方向上是否可能变化(即磁场是否一定是均匀的)? (2)若存在电流，上述结论是否还对?

解: (1)不可能变化，即磁场一定是均匀的．如图作闭合回路abcd 可证明21B B

0d 021I bc B da B l B abcd

∴ 21B B

(2)若存在电流，上述结论不对．如无限大均匀带电平面两侧之磁力线是平行直线，但B

方

向相反，即21B B

.

3、用安培环路定理能否求有限长一段载流直导线周围的磁场?

答: 不能，因为有限长载流直导线周围磁场虽然有轴对称性，但不是稳恒电流，安培环路定理并不适用．

4、在载流长螺线管的情况下，我们导出其内部nI B 0 ，外面B =0，所以在载流螺线管 外面环绕一周(见题4图)的环路积分

外B L

·d l =0

但从安培环路定理来看，环路L 中有电流I 穿过，环路积分应为

外B L

·d l =I 0

这是为什么?

解: 我们导出nl B 0 内,0 外B 有一个假设的前提，即每匝电流均垂直于螺线管轴线．这

时图中环路L 上就一定没有电流通过，即也是

L

I l B 0d 0

外，与

L

l l B 0d 0d

外是不矛盾的．但这是导线横截面积为零，螺距为零的理想模型．实

际上以上假设并不真实存在，所以使得穿过L 的电流为I ，因此实际螺线管若是无限长时，

只是外B 的轴向分量为零，而垂直于轴的圆周方向分量r

I

B 20 ,r 为管外一点到螺线管轴

的距离．

题 4 图

5、如果一个电子在通过空间某一区域时不偏转，能否肯定这个区域中没有磁场?如果它发生偏转能否肯定那个区域中存在着磁场?

解：如果一个电子在通过空间某一区域时不偏转，不能肯定这个区域中没有磁场，也可能存在互相垂直的电场和磁场，电子受的电场力与磁场力抵消所致．如果它发生偏转也不能肯定那个区域存在着磁场，因为仅有电场也可以使电子偏转．

题6图

6、设题6图中两导线中的电流均为8A ，对图示的三条闭合曲线a ,b ,c ，分别写出安培环路定理等式右边电流的代数和．并讨论：

(1)在各条闭合曲线上，各点的磁感应强度B

的大小是否相等?

(2)在闭合曲线c 上各点的B

是否为零?为什么? 解： a

l B 08d

ba

l B 08d

c

l B 0d

(1)在各条闭合曲线上，各点B

的大小不相等．

(2)在闭合曲线C 上各点B 不为零．只是B 的环路积分为零而非每点0 B

． 7、以频率 作简谐振动的系统，其动能和势能随时间变化的频率为

(A) 2/ ； (B) ； (C) 2； (D) 4。

答案：(C)

212cos ()1cos(22)p E t t

212sin ()1cos(22)k E t t

8、劲度系数为m N /100的轻弹簧和质量为10g 的小球组成的弹簧振子，第一次将小球拉离平衡位置4cm ，由静止释放任其运动；第二次将小球拉离平衡位置2cm 并给以2cm/s 的初速度任其振动。这两次振动能量之比为

(A) 1:1; (B) 4:1; (C) 2:1; (D) 3:22。

答案：(C)

21112E kx ， 2211

22222E kx mv

22

221122

222222111112

111442kx mv E x v m E kx x k x 9、下述说法中哪些是正确的？

(A) 波只能分为横波和纵波； (B) 波动质点按波速向前运动；

(C) 波动中传播的只是运动状态和能量； (D) 波经过不同媒质传播过程中波长不变。 答案：(C)

11、人耳能辨别同时传来的不同声音，这是由于

(A) 波的反射和折射； (B) 波的干涉；

(C) 波的独立传播特性； (D) 波的强度不同。 答案：(C)

12、波源在xy 坐标系中（3，0）位置处，其振动方程是t y 120cos 10

0.12

m ，其中t

以s 计，波速为50m/s 。设波源发生的波沿x 轴负向传播，介质无吸收，则此波方程为

(A)

50120cos 01.0x t y m; (B)

50120cos 01.0x t y m; (C)

50120cos 01.0x t y m; (D)

2.1)50(120cos 01.0x t y m 。

答案：(D)

13、某单色光从空气射入水中，其频率、波速、波长是否变化?怎样变化?

解: 不变，为波源的振动频率；n

n 空

变小； n u 变小．

16、如题16图所示，A ，B 两块平板玻璃构成空气劈尖，分析在下列情况中劈尖干涉条纹将如何变化?

(1) A 沿垂直于B 的方向向上平移［见图(a)］； (2) A 绕棱边逆时针转动［见图(b)］．

题16图 解: (1)由l

2

，2

k

e k 知，各级条纹向棱边方向移动，条纹间距不变；

(2)各级条纹向棱边方向移动，且条纹变密．

17用劈尖干涉来检测工件表面的平整度，当波长为 的单色光垂直入射时,观察到的干涉条纹如题17图所示，每一条纹的弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分的连线相切．试说明工件缺陷是凸还是凹?并估算该缺陷的程度．

解: 工件缺陷是凹的．故各级等厚线(在缺陷附近的)向棱边方向弯曲．按题意，每一条纹弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分连线相切，说明弯曲部分相当于条纹向棱边移动了一条，故相应的空气隙厚度差为2

e ，这也是工件缺陷的程度．

题17图 题18图

18、如题18图，牛顿环的平凸透镜可以上下移动，若以单色光垂直照射，看见条纹向中 心收缩，问透镜是向上还是向下移动?

解: 条纹向中心收缩，透镜应向上移动．因相应条纹的膜厚k e 位置向中心移动． 19、衍射的本质是什么?衍射和干涉有什么联系和区别? 答：波的衍射现象是波在传播过程中经过障碍物边缘或孔隙时所发生的展衍现象．其实质是由被障碍物或孔隙的边缘限制的波阵面上各点发出的无数子波相互叠加而产生．而干涉则是由同频率、同方向及位相差恒定的两列波的叠加形成．

20、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