西南科技大学 大学物理A2作业和答案

1、1 o x -a a y + + 作业题一（静止电荷的电场） 班级:_ 姓名:_ 学号:_ 序号_ 一、选择题 1、在坐标原点放一正电荷、在坐标原点放一正电荷 q，它在，它在 p 点点 (x=+1，y=0 ) 产生的电场强度为产生的电场强度为，现在，另外有一个负电荷，现在，另外有一个负电荷-e 2q，试问应将它放在什么位置才能使，试问应将它放在什么位置才能使 p 点的电场强度点的电场强度 等于零等于零? a、y 轴上轴上； b、 y 轴上轴上；0y 0y c、 x 轴上轴上； d、 x 轴上轴上。 0 x 0 x 2. 一均匀带电球面，电荷面密度为，球面内电场强度处处为零，球面上面元 d s

2、带有 d s 的电荷，该电荷在球面内各点产生的电场强度 (a) 处处为零 (b) 不一定都为零 (c) 处处不为零 (d) 无法判定 3. 电荷面密度均为的两块“无限大”均匀带电的平行平板如图放置，其周围空 间各点电场强度随位置坐标 x 变化的关系曲线为：(设场强方向向右为正、向左为负) e 4. 将一个试验电荷 q0 (正电荷)放在带有负电荷的大导体附近 p 点处(如图)，测得 它所受的力为 f若考虑到电荷 q0不是足够小，则 (a) f / q0比 p 点处原先的场强数值大 (b) f / q0比 p 点处原先的场强数值小 (c) f / q0等于 p 点处原先场强的数值 (d) f /

3、q0与 p 点处原先场强的数值哪个大无法确定 5. 如图所示，一个电荷为 q 的点电荷位于立方体的 a 角上， 则通过侧面 abcd 的电场强度通量等于： o e -a +a 0 2/ x (a) 0 / o e -a +ax (b) - 0 / 0 / o e -a +a x (d) 0 / o e -a+a x (c) 0 / p +q0 a b c d a q 大学物理 a1（材料、计算、数学、土木、地质、环境、工管、材物、核工辐射、建环、工力、测绘等专业用） 2 (a) (b) 0 6 q 0 12 q (c) (d) 0 24 q 0 48 q 6. 一电场强度为一电场强度为的均匀电

4、场，的均匀电场，的方向沿的方向沿 x 轴正向，如图所示则通过图中轴正向，如图所示则通过图中e e 一半径为一半径为 r 的半球面的电场强度通量为的半球面的电场强度通量为: a、 b、 2 r e 2 2/r e c、 d、 0 2 2 r e 7 如图所示，两个“无限长”的、半径分别为 r1和 r2的共轴 圆柱面均匀带电，沿轴线方向单位长度上所带电荷分别为1和2， 则在内圆柱面里面、距离轴线为 r 处的 p 点的电场强度大小 e 为： (a) (b) r 0 21 2 20 2 10 1 22rr (c) (d) 0 10 1 2r 8. 点电荷 q 被曲面 s 所包围 ， 从无穷远处引入另一

5、点电荷 q 至曲面外一点，如图所示，则引入前后： (a) 曲面 s 的电场强度通量不变，曲面上各点场强不变 (b) 曲面 s 的电场强度通量变化，曲面上各点场强不变 (c) 曲面 s 的电场强度通量变化，曲面上各点场强变化 (d) 曲面 s 的电场强度通量不变，曲面上各点场强变化 9. 根据高斯定理的数学表达式可知下述各种说法中，正确的 s qse 0 /d 是： (a) 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强一定为零 (b) 闭合面内的电荷代数和不为零时，闭合面上各点场强一定处处不为零 (c) 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强不一定处处为零 (d) 闭合面上各点场强均为零时

6、，闭合面内一定处处无电 二、填空题 10. a、b 为真空中两个平行的“无限大”均匀带电平面， p r 2 1 r1 r2 q s q ab e0 e0/3e0/3 x o e 3 已知两平面间的电场强度大小为 e0，两平面外侧电场强度大小都为 e0/3，方向如 图则 a、b 两平面上的电荷面密度分别 为a_,b_ 11. 三个平行的“无限大”均匀带电平面，其电荷面密度都是， 如图所示，则 a、b、c、d 三个区域的电场强 度分别为：ea_，eb_， ec_，ed =_ (设方向向右为正) 12. 两块平行板，相距两块平行板，相距，板面积均为，板面积均为，分别均匀带电，分别均匀带电、dsq ，

7、若两板的线度远大于，若两板的线度远大于，则它们的相互作用力的大小为，则它们的相互作用力的大小为qd _ 三、计算题 13. 带电细线弯成半径为 r 的半圆形，电荷线密度为 =0sin，式中0为一常数，为半径 r 与 x 轴所成的夹角， 如图所示试求环心 o 处的电场强度 14. “无限长”均匀带电的半圆柱面，半径为 r，设半圆柱面 沿轴线 oo单位长度上的电荷为，试求轴线上一点的电场强度 15. 一半径为 r 的带电球体，其电荷体密度分布为 + abcd y r x o o r o 4 =ar (rr) ， =0 (rr) a 为一常量试求球体内外的场强分布 16. 图中虚线所示为一立方形的高

8、斯面，已知空间 的场强分布为： exbx， ey0， ez0 高斯面边长 a0.1 m，常量 b1000 n/(cm)试求该 闭合面中包含的净电荷(真空介电常数08.8510-12 c2n-1m-2 ) a a a a x z y o 5 作业题二（电势） 班级:_ 姓名:_ 学号:_ 序号_ 一、选择题 1. 在点电荷+q 的电场中，若取图中 p 点处为电势零点 ， 则 m 点的电势为 (a) (b) a q 0 4a q 0 8 (c) (d) a q 0 4 a q 0 8 2. 如图所示，两个同心球壳内球壳半径为 r1，均匀带有电荷 q；外球壳半径为 r2，壳的厚度忽略，原先不带电，但

9、与地相连 接设地为电势零点，则在内球壳里面，距离球心为 r 处的 p 点的 场强大小及电势分别为： (a) e0，u (b) e0，u 10 4r q 210 11 4rr q (c) e，u (d) e，u 2 0 4r q r q 0 4 2 0 4r q 10 4r q 3. 关于静电场中某点电势值的正负，下列说法中正确的是： (a) 电势值的正负取决于置于该点的试验电荷的正负 (b) 电势值的正负取决于电场力对试验电荷作功的正负 (c) 电势值的正负取决于电势零点的选取 (d) 电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负 4. 点电荷-q 位于圆心 o 处，a、b、c、d 为同一圆周上的

10、四点，如图所示现将一试验电荷从 a 点分别移动到 b、c、d 各点，则 (a) 从 a 到 b，电场力作功最大 (b) 从 a 到 c，电场力作功最大 (c) 从 a 到 d，电场力作功最大 (d) 从 a 到各点，电场力作功相等 5. 如图所示，直线 mn 长为 2l，弧 ocd 是以 n 点为中心，l 为半径的半圆弧，n 点有正电荷q，m 点有负电荷-q今将一试验电荷q0从 o 点出发沿路 径 ocdp 移到无穷远处，设无穷远处电势为零，则电场力作功 a a +q p m o r1 r2 pr q ab d c o -q 7. n dp c +q m -q o 6 (a) a0 , 且为有

11、限常量 (b) a0 ,且为有限常量 (c) a (d) a0 6. 半径为 r 的均匀带电球面 1，带有电荷 q，其外有一同心的半径为 r 的均匀带 电球面 2，带有电荷 q，则此两球面之间的电势差 u1-u2为： (a) . (b) . rr q11 4 0 rr q11 4 0 (c) . (d) . r q r q 0 4 1 r q 0 4 7. 两块面积均为 s 的金属平板 a 和 b 彼此平行放置，板间距离为 d(d 远小于板的线度)，设 a 板带有电荷 q1，b 板带有电荷 q2，则 ab 两板 间的电势差 uab为 (a) (b) d s qq 0 21 2 d s qq 0

12、 21 4 (c) (d) d s qq 0 21 2 d s qq 0 21 4 8. 在静电场中，有关静电场的电场强度与电势之间的关系，下列说法中正确的是在静电场中，有关静电场的电场强度与电势之间的关系，下列说法中正确的是 a、场强大的地方电势一定高、场强大的地方电势一定高 b、场强相等的各点电势一定相等、场强相等的各点电势一定相等 c、场强为零的点电势不一定为零、场强为零的点电势不一定为零 d、场强为零的点电势必定是零、场强为零的点电势必定是零 二、填空题 9. 如图所示,两同心带电球面，内球面半径为 r15 cm，带电荷 q1310-8 c；外球面半径为 r220 cm ， 带电荷 q

13、26108c，设无穷远处电势为零，则空间另一电势为 零的球面半径 r _ 10. 真空中一半径为 r 的均匀带电球面，总电荷为 q今在球 面上挖去很小一块面积s (连同其上电荷)，若电荷分布不改变，则挖去小块后球心 处电势(设无穷远处电势为零)为_ 11. 把一个均匀带有电荷+q 的球形肥皂泡由半径 r1吹胀到 r2，则半径为 r(r1rr2)的球面上任一点的场强大小 e 由_变为_； 电 势 u 由 _变为_(选无穷远处为电势零 点) 12. 静电场的环路定理的数学表示式为：_该式的物理 意义是：_ _该定理表明，静电场是_ _场 d b a s s q1q2 q1 q2 r1 r2 7 三

14、、计算题 13. 一“无限大”平面，中部有一半径为 r 的圆孔，设平面 上均匀带电，电荷面密度为如图所示，试求通过小孔中心 o 并与平面垂直的直线上各点的场强和电势(选 o 点的电势为零) 14. 图示为一个均匀带电的球层，其电荷体密度为，球层内表面 半径为 r1，外表面半径为 r2设无穷远处为电势零点，求空腔内任一 点的电势 o r o r1 r2 8 15.两个带等量异号电荷的均匀带电同心球面，半径分别为 r10.03 m 和 r20.10 m已知两者的电势差为 450 v，求内球面上所带的电荷 16. 有两根半径都是 r 的“无限长”直导线，彼此平 行放置，两者轴线的距离是 d (d2r

15、)，沿轴线方向单位长 度上分别带有和的电荷，如图所示设两带电导线 之间的相互作用不影响它们的电荷分布，试求两导线间的 电势差 r + r - d 9 作业题三（导体和电介质） 班级:_ 姓名:_ 学号:_ 序号_ 一、选择题 1. a、b 为两导体大平板，面积均为 s，平行放置，如图所 示a 板带电荷+q1，b 板带电荷+q2，如果使 b 板接地，则 ab 间 电场强度的大小 e 为 (a) (b) s q 0 1 2s qq 0 21 2 (c) (d) s q 0 1 s qq 0 21 2 2. 对于带电的孤立导体球对于带电的孤立导体球: a、导体内的场强与电势大小均为零。、导体内的场强

16、与电势大小均为零。 b、导体内的场强为零，而电势为恒量。、导体内的场强为零，而电势为恒量。 c、导体内的电势比导体表面高。、导体内的电势比导体表面高。 d、导体内的电势与导体表面的电势高低、导体内的电势与导体表面的电势高低 无法确定。无法确定。 3. 一导体球外充满相对介电常量为r的均匀电介质，若测得导体表面附近场强为 e，则导体球面上的自由电荷面密度为 (a) 0 e (b) 0 r e (c) r e (d) (0 r -0)e 4. 一平行板电容器始终与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，电位移为，而当两极板间充满相对介电常量为r的各向同性均匀 0 e 0 d 电

17、介质时，电场强度为，电位移为，则 e d (a) ， (b) ， r ee/ 0 0 dd 0 ee 0 dd r (c) ， (d) ， r ee/ 0 r dd/ 0 0 ee 0 dd 5. 在一个不带电的孤立导体球壳的球心处放入一点电荷在一个不带电的孤立导体球壳的球心处放入一点电荷，当，当由球心处移开，但仍在由球心处移开，但仍在qq 球壳内时，下列说法中正确的是球壳内时，下列说法中正确的是 a、球壳内、外表面的感应电荷均不再均匀分布、球壳内、外表面的感应电荷均不再均匀分布 b、球壳内表面感应电荷分布不均匀，外表面感应电荷分布均匀、球壳内表面感应电荷分布不均匀，外表面感应电荷分布均匀 c

18、、球壳内表面感应电荷分布均匀，外表面感应电荷分布不均匀、球壳内表面感应电荷分布均匀，外表面感应电荷分布不均匀 d、球壳内、外表面感应电荷仍保持均匀分布、球壳内、外表面感应电荷仍保持均匀分布 +q1 +q2 a b 10 6. 一个大平行板电容器水平放置，两极板间的一半空间充有各 向同性均匀电介质，另一半为空气，如图当两极板带上恒定的等 量异号电荷时，有一个质量为 m、带电荷为+q 的质点，在极板间的 空气区域中处于平衡此后，若把电介质抽去 ，则该质点 (a) 保持不动 (b) 向上运动 (c) 向下运动 (d) 是否运动不能确定 7.一个平行板电容器，充电后与电源断开，当用绝缘手柄将电容器两极

19、板间距离 拉大，则两极板间的电势差 u12、电场强度的大小 e、电场能量 w 将发生如下变化： (a)u12减小，e 减小，w 减小(b) u12增大，e 增大，w 增大 (c) u12增大，e 不变，w 增大(d) u12减小，e 不变，w 不变 8. 如图所示, 一球形导体，带有电荷 q，置于一任意形状的空腔导体 中当用导线将两者连接后，则与未连接前相比系统静电场能量将 (a) 增大 (b) 减小 (c) 不变 (d) 如何变化无法确定 9、两个半径相同的金属球，一为空心，一为实心，把两者各自孤立时的电容两个半径相同的金属球，一为空心，一为实心，把两者各自孤立时的电容 值加以比较，则值加以

20、比较，则 a、 空心球电容值大空心球电容值大 b、 实心球电容值大实心球电容值大 c、 两球电容值相等两球电容值相等 d、 大小关系无法确定大小关系无法确定 二、填空题 10. 半径为 r1和 r2的两个同轴金属圆筒，其间充满着相对介电常量为r的均匀 介质设两筒上单位长度带有的电荷分别为+和-，则介质中离轴线的距离为 r 处的 电位移矢量的大小 d =_，电场强度的大小 e =_ 11. 一平行板电容器，充电后与电源保持联接，然后使两极板间充满相对介电常 量为r的各向同性均匀电介质，这时两极板上的电荷是原来的_倍；电场强度是 原来的 _倍；电场能量是原来的_倍 12. 一平行板电容器，充电后切

21、断电源，然后使两极板间充满相对介电常量为r 的各向同性均匀电介质此时两极板间的电场强度是原来的_倍；电场 能量是原来的_ 倍 13. 分子的正负电荷中心重合的电介质叫做_ 电介质 在外电 场作用下，分子的正负电荷中心发生相对位移，形成_ +q m +q -q q 11 三、计算题 14. 如图所示，一内半径为 a、外半径为 b 的金属球壳，带有电 荷 q，在球壳空腔内距离球心 r 处有一点电荷 q设无限远处为电势 零点，试求： (1) 球壳内外表面上的电荷 (2) 球心 o 点处，由球壳内表面上电荷产生的电势 (3) 球心 o 点处的总电势 15. 半径分别为 r1和 r2 (r2 r1 )的

22、两个同心导体薄球 壳，分别带有电荷 q1和 q2，今将内球壳用细导线与远处半 径为 r 的导体球相联，如图所示, 导体球原来不带电，试求 相联后导体球所带电荷 q 16. 一空气平板电容器的极板面积为一空气平板电容器的极板面积为 s s，间距为，间距为 d d，今将一厚度为，今将一厚度为 t t、面积也为、面积也为 s s 的铜板平行地插入电容器内。求：的铜板平行地插入电容器内。求： （1 1）计算此时电容器的电容；）计算此时电容器的电容； （2 2）用电源充电到电容器的带电量为）用电源充电到电容器的带电量为 q q 时，断开电源，再将该铜板从电容器中抽出，时，断开电源，再将该铜板从电容器中抽

23、出， 外界需要做多少功。外界需要做多少功。 q q a b o r o r2 r1 r 12 作业题四（电流的磁场） 班级:_ 姓名:_ 学号:_ 序号_ 一、选择题 1. 如图，边长为 a 的正方形的四个角上固定有四个电荷均为 q 的点 电荷此正方形以角速度绕 ac 轴旋转时，在中心 o 点产生的磁感强 度大小为 b1；此正方形同样以角速度绕过 o 点垂直于正方形平面的 轴旋转时，在 o 点产生的磁感强度的大小为 b2，则 b1与 b2间的关系为 (a) b1 = b2 (b) b1 = 2b2 (c) b1 = b2 (d) b1 = b2 /4 2 1 2. 电流 i 由长直导线 1 沿

24、平行 bc 边方向经 a 点流入由电阻 均匀的导线构成的正三角形线框，再由 b 点沿垂直 ac 边方向流 出，经长直导线 2 返回电源(如图)若载流直导线 1、2 和三角 形框中的电流在框中心 o 点产生的磁感强度分别用、和 1 b 2 b 表示，则 o 点的磁感强度大小 3 b (a)b = 0，因为 b1 = b2 = b3 = 0 (b) b = 0，因为虽然 b1 0、b2 0，但，b3 = 0 0 21 bb (c) b 0，因为虽然 b2 = 0、b3= 0，但 b1 0 (d) b 0，因为虽然，但 b3 0 0 21 bb 3. 通有电流 i 的无限长直导线有如图三种形状，则

25、p，q，o 各点磁感强度的大小 bp，bq，bo间的关系为： (a) bp bq bo . (b) bq bp bo (c)bq bo bp (d) bo bq bp 4. 边长为 l 的正方形线圈，分别用图示两种方式通以电流 i (其中 ab、cd 与正方 形共面)，在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为： (a) ， 0 1 b0 2 b (b) ， 0 1 b l i b 0 2 22 (c) ， l i b 0 1 22 0 2 b a c q q q q o 3. a b c i o 1 2 a i i i a a a a 2a i p q o i a i b1 i

26、b1 b2 a b c d i 13 (d) , l i b 0 1 22 l i b 0 2 22 5. 如图，在一圆形电流 i 所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路 l，则由安 培环路定理可知 (a) ，且环路上任意一点 b = 0 0d l lb (b) ，且环路上任意一点 b0 0d l lb (c) ，且环路上任意一点 b0 0d l lb (d) ，且环路上任意一点 b =常量 0d l lb 6. 如图，流出纸面的电流为 2i，流进纸面的电流为 i，则下述各式中哪一个是正确的？ (a) (b) ilh l 2d 1 ilh l 2 d (c) (d) ilh l 3 d ilh

27、 l 4 d 7. 一载有电流的细导线分别均匀密绕在半径为和的长直圆筒上形成两个螺线irr 管 ()，两螺线管单位长度上的匝数相等两螺线管中的磁感应强度大小和rr2 r b 应满足： r b a、 b、 c、 d、.br 2brbr br2br brbr 4br 8. 如图两个半径为 r 的相同的金属环在 a、b 两点接触(ab 连线为环直径)，并相 互垂直放置电流 i 沿 ab 连线方向由 a 端流入，b 端流出，则环中心 o 点的磁感强度 的大小为 (a) 0 (b) r i 4 0 (c) (d) r i 4 2 0 r i 0 (e) r i 8 2 0 l o i l2 l1 l3

28、l4 2i i i i b a 14 二、填空题 9. 如图，在无限长直载流导线的右侧有面积为 s1和 s2的两个矩形回路两个回 路与长直载流导线在同一平面，且矩形回路的一边与长直载流导线平行则通过面积 为 s1的矩形回路的磁通量与通过面积为 s2的矩形回路的磁通量之比为 _ 10. 一电子以速率一电子以速率绕原子核旋转，若电子旋转的等效轨道半径为绕原子核旋转，若电子旋转的等效轨道半径为，则在等效轨道中心，则在等效轨道中心v 0 r 处产生的磁感应强度大小处产生的磁感应强度大小_。如果将电子绕原子核运动等效为一圆电流，则其。如果将电子绕原子核运动等效为一圆电流，则其b 磁矩大小磁矩大小_。 m

29、 p 11. 图中所示的一无限长直圆筒，沿圆周方向上的面电流密度(单位垂直长度上流过的 电流)为 i，则圆筒内部的磁感强度的大 小为 b =_，方向_ 12. 半径为半径为 r 的细圆环均匀带电，电荷线密度为的细圆环均匀带电，电荷线密度为，若圆环以，若圆环以 角速度角速度绕通过环心并垂直于环面的轴匀速转动，则环心处的磁感应强度绕通过环心并垂直于环面的轴匀速转动，则环心处的磁感应强度_. 三、计算题 13. 半径为 r 的无限长圆柱形导体和内半径为 r0，外半径也为 r 的无限长圆筒形 导体，都通有沿轴向的，在横截面上均匀分布的电流 i，导体的磁 导率都为0今取长为 l、宽为 2 r 的矩形平面

30、 abcd 和 abcd，ad 及 ad正好在导体的轴线上，如图所 示(1) 通过 abcd 的磁通量大小为多少？(2) 通过 abcd 的磁通量为多少？ (3) 若电流 i 不变，外半径 r 不变，圆筒壁变薄， 直至壁厚趋于零，再求(2) 14. 一根无限长导线弯成如图形状，设各线段都在同一平 s1s2 aa 2a i a d b c l a d b c l 1 2 3 4 r r o i 15 面内(纸面内)，其中第二段是半径为 r 的四分之一圆弧，其余为直线导线中通有电 流 i，求图中 o 点处的磁感强度 15. 平面闭合回路由半径为 r1及 r2 (r1 r2 )的两个同心半圆弧和两

31、个直导线段组成(如图)已知两个直导线段在两半圆弧中心 o 处的磁感强 度为零，且闭合载流回路在 o 处产生的总的磁感强度 b 与半径为 r2的半 圆弧在 o 点产生的磁感强度 b2的关系为 b = 2 b2/3，求 r1与 r2的关系 16. 如图所示，一半径为 r 的均匀带电无限长直圆筒，面 电荷密度为该筒以角速度绕其轴线匀速旋转试求圆筒内 部的磁感强度 作业题五（电流在磁场中受力） r1 r2 o i r 16 班级:_ 姓名:_ 学号:_ 序号_ 一、选择题 1. 一线圈载有电流一线圈载有电流，处在均匀磁场，处在均匀磁场中，线圈形状及磁场方向如图所示，线圈受中，线圈形状及磁场方向如图所示

32、，线圈受ib 到磁力矩的大小和转动情况为（转动方向以从上往下看或从左往右看为准）到磁力矩的大小和转动情况为（转动方向以从上往下看或从左往右看为准）: a、，绕，绕轴逆时针转动轴逆时针转动ibrmm 2 2 5 11 oo b、，绕，绕轴顺时针转动轴顺时针转动ibrmm 2 2 5 11 oo c、，绕，绕轴顺时针转动轴顺时针转动ibrmm 2 2 3 22 o o d、，绕，绕轴逆时针转动轴逆时针转动ibrmm 2 2 3 22 o o 2. 如图，在竖直放置的长直导线如图，在竖直放置的长直导线附近，有一水平放置的有限长直导线附近，有一水平放置的有限长直导线，abcd 端到长直导线的距离为端到

33、长直导线的距离为，长为长为，若，若中通以电流中通以电流，中通以电流中通以电流，则，则cacdbab 1 icd 2 i 导线导线受的安培力的大小为受的安培力的大小为cd a、 a baii f ln 0 21 2 b、 a bii fln 0 21 2 c、 a baii f ln 2 210 d、 a bii fln 2 210 3. 如图所示，匀强磁场中有一矩形通电线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下，如图所示，匀强磁场中有一矩形通电线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下， 线圈发生转动，其方向是线圈发生转动，其方向是: a、ab 边转入纸内，边转入纸内，cd 边转出纸外；边转出纸外；

34、b、ab 边转出纸外，边转出纸外，cd 边转入纸内；边转入纸内； c、ad 边转入纸内，边转入纸内，bc 边转出纸外；边转出纸外； d、ad 边转出纸外，边转出纸外，cd 边转入纸内边转入纸内 4. 如图，无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内， 若长直导线固定不动，则载流三角形线圈将 i1 i2 17 (a) 向着长直导线平移 (b) 离开长直导线平移 (c) 转动 (d) 不动 5. 长直电流 i2与圆形电流 i1共面，并与其一直径相重合如图(但两 者间绝缘)，设长直电流不动，则圆形电流将 (a) 绕 i2旋转 (b) 向左运动 (c) 向右运动 (d) 向上运动 (e) 不动 6

35、. 如图，在一固定的载流大平板附近有一载流小线框能自由转 动或平动线框平面与大平板垂直大平板的电流与线框中电流方向 如图所示，则通电线框的运动情况对着从大平板看是： (a) 靠近大平板 (b) 顺时针转动 (c) 逆时针转动 (d) 离开大平板向外运动 7. 两个同心圆线圈，大圆半径为 r，通有电流 i1；小圆半径 为 r，通有电流 i2，方向如图若 r r，x r若大线圈通有电流 i 而小线圈沿 x 轴方向以速率 v 运动，试求 x =nr 时(n 为正数)小线圈回路中产生的感应电动势的大小 16. 载有电流的 i 长直导线附近，放一导体半圆环 men 与长 直导线共面，且端点 mn 的连线

36、与长直导线垂直半圆环的半径 为 b，环心 o 与导线相距 a设半圆环以速度 平行导线平移，v 求半圆环内感应电动势的大小和方向以及 mn 两端的电压 um un x r i r x v b m n e a i o v 24 作业题七（光的干涉） 班级:_ 姓名:_ 学号:_ 序号_ 一、选择题 1. 两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边（劈尖尖端），用单色平行光垂直入射，两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边（劈尖尖端），用单色平行光垂直入射， 若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹：若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹： a、向棱边方向平移，条纹间隔发生变化；、向棱边方向平移，条纹间隔发生变

37、化； b、向棱边方向平移，条纹间隔不变；、向棱边方向平移，条纹间隔不变； c、向远离棱的方向平移，条纹间隔发生变化；、向远离棱的方向平移，条纹间隔发生变化； d、向远离棱的方向平移，条纹间隔不变。、向远离棱的方向平移，条纹间隔不变。 2. 在相同的时间内，一束波长为的单色光在空气中和在玻璃中 (a) 传播的路程相等，走过的光程相等 (b) 传播的路程相等，走过的光程不相等 (c) 传播的路程不相等，走过的光程相等 (d) 传播的路程不相等，走过的光程不相等 3. 用白光光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝 色的滤光片遮盖另一条缝，则 (a) 干涉条纹的宽度将发生改变

38、(b) 产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹 (c) 干涉条纹的亮度将发生改变 (d) 不产生干涉条 4. 在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的若其中一缝的宽度略变窄 (缝中心位置不变)，则 (a) 干涉条纹的间距变宽 (b) 干涉条纹的间距变窄 (c) 干涉条纹的间距不变，但原极小处的强度不再为零 (d) 不再发生干涉现象 5. 把双缝干涉实验装置放在折射率为 n 的水中，两缝间距离为 d，双缝到屏的距 离为 d (d d)，所用单色光在真空中的波长为，则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间 的距离是 (a) d / (nd) (b) nd/d (c) d / (nd) (d) d / (2nd)

39、 6. 若把牛顿环装置(都是用折射率为 1.52 的玻璃制成的)由空气搬入折射率为 1.33 的水中，则干涉条纹 25 (a) 中心暗斑变成亮斑 (b) 变疏 (c) 变密 (d) 间距不变 7. 用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长 为的单色平行光垂直入射时，若观察到的干涉条纹 如图所示，每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条 纹的直线部分的连线相切，则工件表面与条纹弯曲处 对应的部分 (a) 凸起，且高度为 / 4 (b) 凸起，且高度为 / 2 (c) 凹陷，且深度为 / 2 (d) 凹陷，且深度为 / 4 8. 在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为 n，厚度为 d 的透明薄片，

40、 放入后，这条光路的光程改变了 (a) 2 ( n-1 ) d (b) 2nd (c) 2 ( n-1 ) d+ / 2 (d) nd (e) ( n-1 ) 二、填空题 9. 如图所示，假设有两个同相的相干点光源 s1和 s2，发 出波长为的光a 是它们连线的中垂线上的一点若在 s1 与 a 之间插入厚度为 e、折射率为 n 的薄玻璃片，则两光源发 出的光在 a 点的相位差 _若已知500 nm，n1.5，a 点恰为第 四级明纹中心，则 e_nm(1 nm =10-9 m) 10. 用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时，欲使屏上的干涉条纹间距变大， 可采用的方法是： (1) _ (2) _

41、11. 折射率分别为 n1和 n2的两块平板玻璃构成空气劈尖，用波长为的单色光垂 直照射如果将该劈尖装置浸入折射率为 n 的透明液体中，且 n2nn1，则劈尖厚 度为 e 的地方两反射光的光程差的改变量是_ 12.若在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜 m 移动 0.620 mm 过程中，观察到干涉条纹 移动了 2300 条，则所用光波的波长为_nm(1 nm=10-9 m) 平玻璃 工件 空气劈尖 s1 s2 a n e 26 三、计算题 13. 在杨氏双缝实验中，设两缝之间的距离为 0.2 mm在距双缝 1 m 远的屏上观 察干涉条纹，若入射光是波长为 400 nm 至 760 nm 的白光，问屏

42、上离零级明纹 20 mm 处，哪些波长的光最大限度地加强？(1 nm10-9 m) 14. 在双缝干涉实验中，波长550 nm 的单色平行光垂直入射到缝间距 a210-4 m 的双缝上，屏到双缝的距离 d2 m求： (1) 中央明纹两侧的两条第 10 级明纹中心的间距； (2) 用一厚度为 e6.610-5 m、折射率为 n1.58 的玻璃片覆盖一缝后，零级明 纹将移到原来的第几级明纹处？(1 nm = 10-9 m) 27 15. 用波长为的单色光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气劈形膜，已知劈尖角 为如果劈尖角变为，从劈棱数起的第四条明条纹位移值x 是多少？ 16. 用波长500 nm 的单

43、色光作牛顿环实验，测得第 k 个暗环半径 rk4 mm， 第 k +10 个暗环半径 rk+10 6 mm，求平凸透镜的凸面的曲率半径 r 28 作业题八（光的衍射） 班级:_ 姓名:_ 学号:_ 序号_ 一、选择题 1. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度为 a4的单 缝上，对应于衍射角为 30的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为: (a) 2 个 (b) 4 个 (c) 6 个 (d) 8 个 2. 波长为的单色平行光垂直入射到一狭缝上，若第一级暗纹的位置对应的衍射 角为= / 6，则缝宽的大小为 (a) (b) (c) 2 (d) 3. 在夫琅禾费单缝衍射实验中，

44、对于给定的入射单色光，当缝宽度变小时，除中 央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹 (a) 对应的衍射角变小 (b) 对应的衍射角变大 (c) 对应的衍射角也不变 (d) 光强也不变 4. 一单色平行光束垂直照射在宽度为 1.0 mm 的单缝上，在缝后放一焦距为 2.0 m 的会聚透镜已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为 2.0 mm，则入射 光波长约为 (1nm=109m) (a) 100 nm (b) 400 nm (c) 500 nm (d) 600 nm 5. 在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，若 将单缝沿透镜光轴方向向透镜平移，则屏幕上的衍 射条纹 (a) 间距变大 (b)

45、 间距变小 (c) 不发生变化 (d) 间距不变，但明暗条纹的位置交替变化 6. 一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数(a + b)为下列哪种情况时(a 代 表每条缝的宽度)，k=3、6、9 等级次的主极大均不出现？ (a) ab=2 a (b) ab=3 a (c) ab=4 a (a) ab=6 a 屏幕 f l 单缝 29 7 一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最 远的是 (a) 紫光 (b) 绿光 (c) 黄光 (d) 红光 8. 在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上， 因而实际上不出现，那么此光栅每个透光缝宽度 a

46、和相邻两缝间不透光部分宽度 b 的 关系为： (a) a=b (b) a=b 2 1 (c) a=2b (d) a=3 b 二、填空题 9. 波长为 600 nm 的单色平行光，垂直入射到缝宽为 a=0.60 mm 的单缝上，缝 后有一焦距=60 cm 的透镜，在透镜焦平面上观察衍射图样则：中央明纹的宽度 f 为_，两个第三级暗纹之间的距离为_(1 nm=109 m) 10. 平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅禾费衍射若屏上 p 点处为第二级 暗纹，则单缝处波面相应地可划分为_ 个半波带若将单缝宽度缩小一半， p 点处将是_级_纹 11. 一束单色光垂直入射在光栅上，衍射光谱中共出现 5 条

47、明纹若已知此光栅 缝宽度与不透明部分宽度相等，那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第 _级和第_级谱线 12. 某单色光垂直入射到一个每毫米有 800 条刻线的光栅上，如果第一级谱线的 衍射角为 30，则入射光的波长应为_ 三、计算题 13. 在某个单缝衍射实验中，光源发出的光含有两秏波长1和2，垂直入射于单 缝上假如1的第一级衍射极小与2的第二级衍射极小相重合，试问 (1) 这两种波长之间有何关系？ (2) 在这两种波长的光所形成的衍射图样中，是否还有其他极小相重合？ 30 14. (1) 在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长，1=400 nm，=760 nm (1 nm=10-9

48、 m)已知单缝宽度 a=1.010-2 cm，透镜焦距 f=50 cm求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离 (2) 若用光栅常数 d=1.010-3 cm 的光栅替换单缝，其他条件和上一问相同，求 两种光第一级主极大之间的距离 15. 波长600nm(1nm=109m)的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大 的衍射角为 30，且第三级是缺级 (1) 光栅常数(a + b)等于多少？ (2) 透光缝可能的最小宽度 a 等于多少？ (3) 在选定了上述(a + b)和 a 之后，求在衍射角- 范围内可能观察 2 1 2 1 到的全部主极大的级次 31 16. 一束平行光垂直入射到某个光栅上，

49、该光束有两种波长的光，1=440 nm，2=660 nm (1 nm = 10-9 m)实验发现，两种波长的谱线(不计中央明纹)第二次重 合于衍射角=60的方向上求此光栅的光栅常数 d 17. 单缝宽单缝宽 0.10mm，透镜焦距为，透镜焦距为 50cm，用，用的绿光垂直照射单缝求：的绿光垂直照射单缝求：(1)位位500nm 于透镜焦平面处的屏幕上中央明条纹的宽度为多少于透镜焦平面处的屏幕上中央明条纹的宽度为多少? (2) 若把此装置浸入水中若把此装置浸入水中(n=1.33)，中，中 央明条纹的宽度又为多少央明条纹的宽度又为多少? 32 作业题九 (光的偏振) 班级:_ 姓名:_ 学号:_ 序

50、号_ 一、选择题 1. 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 2. 一束光强为 i0的自然光，相继通过三个偏振片 p1、p2、p3后，出射光的光强为 ii0 / 8已知 p1和 p2的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转 p2，要使出 射光的光强为零，p2最少要转过的角度是 (a) 30 (b) 45 (c) 60 (d) 90 3. 两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其

51、上时没有光线通过当其中一偏 振片慢慢转动 180时透射光强度发生的变化为： (a) 光强单调增加 (b) 光强先增加，后又减小至零 (c) 光强先增加，后减小，再增加 (d) 光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零 4. 光强为 i0的自然光依次通过两个偏振片 p1和 p2若 p1和 p2的偏振化方向的 夹角30，则透射偏振光的强度 i 是 (a) i0 / 4 (b) i0 / 43 (c)i0 / 2 (d) i0 / 8 (e) 3i0/8 3 5. 三个偏振片 p1，p2与 p3堆叠在一起，p1与 p3的偏振化方向相互垂直，p2与 p1的偏振化方向间的夹角为 30强度为 i0的自然光

52、垂直入射于偏振片 p1，并依次 透过偏振片 p1、p2与 p3，则通过三个偏振片后的光强为 (a) i0 / 4 (b) 3 i0 / 8 (c) 3i0 / 32 (d) i0 / 16 6. 一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射 角等于布儒斯特角 i0，则在界面 2 的反射光 (a) 是自然光 (b) 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面 (c) 是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面 (d) 是部分偏振光 i0 1 2 33 7. 某种透明媒质对于空气的临界角(指全反射)等于 45，光从空气射向此媒质时 的布儒斯特角是: (a) 35.3 (b) 40.9 (c) 45

53、 (d) 54.7 (e) 57.3 8. 自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是 (a) 在入射面内振动的完全线偏振光 (b) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光 (c) 垂直于入射面振动的完全线偏振光 (d) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光 二、填空题 9. 要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过 90，至少需要让这束光通 过_块理想偏振片在此情况下，透射光强最大是原来光强的 _倍 10. 一束自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片的偏振化方向成45角已知通过此两偏振片后 的光强为 i，则入射至第二个偏振片的线偏振光强度为_ 11 一束自然光从空气投射到玻璃表面上(

54、空气折射率为 1)，当折射角为 300时，反 射光是完全偏振光，则此玻璃板的折射率等于_ 一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃片上，就偏振状态来说则反射光为 _，反射光矢量的振动方向_，透射光为_e 12. 一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃片上，就偏振状态来说则反射光为 _，反射光矢量的振动方向_，透e 射光为_ 三、计算题 13. 有三个偏振片叠在一起已知第一个偏振片与第三个偏振片的偏振化方向相 互垂直一束光强为 i0的自然光垂直入射在偏振片上，已知通过三个偏振片后的光强 为 i0 / 16求第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向之间的夹角 34 14. 将两个偏振片叠放在一起，此两偏振

55、片的偏振化方向之间的夹角为， o 60 一束光强为 i0的线偏振光垂直入射到偏振片上，该光束的光矢量振动方向与二偏振片 的偏振化方向皆成 30角 (1) 求透过每个偏振片后的光束强度； (2) 若将原入射光束换为强度相同的自然光，求透过每个偏振片后的光束强度 15. 一束自然光自空气入射到水面上，若水相对空气的折射率为 1.33，求布儒斯 特角 16. 一束自然光以起偏角 i048.09自某透明液体入射到玻璃表面上，若玻璃的折 射率为 1.56 ，求： (1) 该液体的折射率 (2) 折射角 35 作业题十(量子物理) 班级:_ 姓名:_ 学号:_ 序号_ 一、选择题 1. 用频率为1的单色光

56、照射某种金属时，测得饱和电流为 i1，以频率为2的单色 光照射该金属时，测得饱和电流为 i2，若 i1 i2，则 (a) 1 2 (b) 1 0 时向外, ar) 2 0 4 2 4/rare 方向沿径向，a0 时向外，a0 时向里 16. 解：设闭合面内包含净电荷为 q因场强只有 x 分量不为零，故只是二个垂 直于 x 轴的平面上电场强度通量不为零由高斯定理得： -e1s1+ e2s2=q / 0 ( s1 = s2 =s ) 3 分 则 q =0s(e2- e1) =0sb(x2- x1) = 0ba2(2aa) =0ba3 = 8.8510-12 c 63 作业题（二） 一、1-8 db

57、cddacc 二、 9. 10cm 10. 2 0 4 1 4r s r q 11. q / (40r2); 0 ; q / (40r); q / (40r2) 12. 单位正电荷在静电场中沿任意闭合路径绕行一周，电场力作功等于零 0d l le 有势（或保守力） 三、 13. 解：将题中的电荷分布看作为面密度为的大平面和面密度为的圆盘叠加 的结果选 x 轴垂直于平面，坐标原点在圆盘中心，大平面在 x 处产生的场强为 i x x e 0 1 2 圆盘在该处的场强为 i xr x x e 22 0 2 11 2 i xr x eee 22 0 21 2 该点电势为 22 0 0 22 0 2 d

58、 2 xrr xr xx u x 14. 解: 由高斯定理可知空腔内 e0，故带电球层的空腔是等势区，各点电势均 为 u . 在球层内取半径为 rrdr 的薄球层其电荷为 dq = 4r2dr 该薄层电荷在球心处产生的电势为 00 /d4/ddrrrqu 整个带电球层在球心处产生的电势为 2 1 2 2 00 00 2 dd 2 1 rrrruu r r 因为空腔内为等势区所以空腔内任一点的电势 u 为 2 1 2 2 0 0 2 rruu 若根据电势定义计算同样给分. leu d o x p 64 15.解：设内球上所带电荷为 q，则两球间的电场强度的大小为 (r1rr2) 2 0 4r q

59、 e 两球的电势差 2 1 2 1 2 0 12 4 d r r r r r drq reu 210 11 4rr q 2.1410-9 c 12 12210 4 rr urr q 16. 解：设原点 o 在左边导线的轴线上，x 轴通过两导线轴线并与之垂直在两 轴线组成的平面上，在 rx(dr)区域内，离原点距离 x 处的 p 点场强为 xdx eee 00 22 则两导线间的电势差 rd r xeud rd r x xdx d 11 2 0 rd r xdx lnln 2 0 rd r r rd lnln 2 0 r rd ln 0 d p e+ e- x r r + x o 65 作业题（

60、三） 一、1-9 cbbbbbcbc 二、/(2r)；/(20r r) 11. 12. ;, 1, rr 1 r 1 r 13. 无极分子;电偶极子 三、 14. 解：(1) 由静电感应，金属球壳的内表面上有感生电荷-q，外表面上带电荷 q+q (2) 不论球壳内表面上的感生电荷是如何分布的，因为任一电荷元离 o 点的 距离都是 a，所以由这些电荷在 o 点产生的电势为 a dq u q 0 4 a q 0 4 (3) 球心 o 点处的总电势为分布在球壳内外表面上的电荷和点电荷 q 在 o 点产生 的电势的代数和 qqqqo uuuu r q 0 4 a q 0 4 b qq 0 4 ) 11