大学物理b习题含答案

1、大学物理 B2 习题(一、电磁学部分1、 如图所示，真空中一长为 L 的均匀带电细直杆，总电荷为 q,试求在直杆延 长线上距杆的一端距离为 d 的 P 点的电场强度和电势.2、 一半径为 R 的均匀带电半圆环，电荷线密度为，求换新处 0 点的电场强度 和电势。_w, p3、 实验证明，地球表面上方电场不为 0,晴小 ： 天 大气电场的平均场强约为 120V/m,方向向下，这 意味着地球表面上有多少过剩电荷？试以每平方厘米的额外电子数表示。(6.64 105个 /cm2)解 设想地球表面为一均匀带电球面，总面积为S，则它所总电量为单位面积带电量为q0ES单位面积上的额外电子数为4、 地球表面上方

2、电场方向向下，大小可能随高度变化，设在地面上方 100m 高处 场强为 150N/C, 300m 高处场强为 100N/C,试由高斯定理求在这两个高度之间的 平均体电荷密度，以多余的或缺少的电子数密度表示。(缺少，1.38 107个/m2)5、 如图所示，电量 q1均匀分布在半径为 R 的球面上，电量 q2均匀分布在同心的 半径为 R2的球面上，R2 R1。(1)利用高斯定理求出rvR!,R!vrvR,r R2区域的电场强度(2)若r R,区域的电场强度为零，则 虫?, q1与 q,同号还是异号?q求内筒的内部、两筒间及外筒外部的电场分布&二个无限长同轴圆筒半径分别为尺和 R2，单位长

3、度带电量分别为解由对称性分析可知，E分布具有轴对称性，即与圆柱轴线距离相等的同轴圆柱面上各点场强大小 相等，方向均沿径向。如解用图，作半径为r，高度为h、与两圆柱面同轴的圆柱形高 斯面，则穿过圆柱面上下底的电通量为零，穿过整个高斯面的电通量 等于穿过圆柱形侧面的电通量。若0 rR1，qii0，得p若RrR2，qiih得若rR2，cili0得E 00(0 rR)习题 6-9 解用图E(Rr RJ(垂直中心轴线向外)2 nor0 (rR2)7、一厚度为 d 的无限大平板，平板体积内均匀带电，体电荷密度0.设板内、外的介电常数均为0.求平板内、外电场分布.8、两半径分别为 R 和 R(R2R1)带等

4、值异号电荷的无限长同轴圆柱面，线电荷 密度为入和-入，求： 两圆柱面间的电势差 V.9、(27 页例 9.14)如图所示，在一个接地的导体球附近有一电量为q 的点电荷，已知球的半径为 R,点电荷到球心的距离为丨，求导体球表面感应电荷的总电量 q .布于横截面。在导线内部作一平面 S,如图所示。试计算(1)、导线内任一点的磁感应强度；(2)、通过 S 平面的磁通量。(设铜的磁导率沿导线长度方向取长为 1m 的一段作计算)10、( 10 分)一根很长的圆柱形铜导线，半径为R,载有电流 I，设电流均匀分11、（第 91 页 10.17 题）12、（第 92 页 10.19 题）题 10. 19图13

5、、 （第 90 页 10.11 题）题10. 11图LIA14、如图所示，半径为 R 的半圆线圈 ACD1有电流 I2,置于电流为 Ii的无限长直线电流的磁场中，直线电流丨1恰过半圆的直径，两导线相互绝缘.求半圆线圈 受到长直线电流 Ii的磁力.15、（第 64 页例 10.3）16、 在通有电流 I=5A 的长直导线近旁有一导线段 ab,长丨20cm，离长直导线 距离d 10cm.当它沿平行于长直导线的方向以速度v 10m/s平移时，导线中 的感应电动势多大？ a、b 哪端的电势高？17 题图16 题图17、直径为 D 的半圆形导线置于与它所在平面垂直的均匀磁场B 中，当导线绕着过 P 点并

6、与 B 平行的轴以匀角速度 逆时针转动时，求其动生电动势PQ.18、（第 112 页 11.5） 19、如图，导体棒 AB（长 50cnj）和 DB 接触，整个线框放在 B=0.5T 的均匀磁场 中，磁场方向与图画垂直.22、(1) 若导体棒以4m/s的速度向右运动，求棒内感应电动势的大小和方向；(2) 若导体棒运动到某一位置时，电路的电阻为 0.20 ，求此时棒所受的 力.摩擦力不计.(3) 比较外力作功的功率和电路中消耗的功率，并从能量守恒角度进行分 析.21、矩形线圈长 l=20cm 宽 b=10cm 由 100 匝导线绕成，放置在无限长直导线 旁边，并和直导线在同一平面内， 该直导线是

7、一个闭合回路的一部分， 其余部分 离线圈很远，其影响可略去不计。求图中线圈与长直导线间的互感。20、（ 11R23、均匀磁场 B 限定在无限长圆柱体内，dB/dt =110-2T/S，在该圆柱体的一个横截面上作如图所示的梯形 PQMNP 已知 PQ= R=1cm MN=0.5cm 试求：(1)各边产生的感应电动势25、在图示的双缝干涉实验中，若用薄玻璃片(折射率n1=1.4 )覆盖缝 Si,用同样厚度的玻璃片(但折射率压=1.7 )覆盖缝 S2，将使屏上原来未放玻璃时的中央明纹所在处 0 变为第五级明纹。设单色光波长=4800A，求(1)玻璃片的厚度 h (可认为光线垂直穿过玻璃片)。(h=8

8、.0 m)(2)如双缝与屏间的距离 120cm 双缝间距 d= 0.50 mm则新的零级明纹。的坐标 x =?26、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 d = 2X10-4m的双缝上， 屏到双缝的距离2m 求：PQ、QMMN、N P、波动光学部分(1)中央明纹两侧的两条第 10 级明纹中心的间距;用一厚度为 e = 6.6X10-6m 折射率为 n = 1.58 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？（1n m=109m）27、（164页13.15）口$0）若用波酸不冋的Jt观粲牛顿坏A, =6000 A，A-, =4500 A 观酩至入 时

9、旳券k亍昭坏与用血时的第 亍昭坪車合+11向选镜的曲率乎径足18.求用 &时弟k个暗环的 半径-心）又如在牛顿坏中用波长5000 A的第E卜明坷:与用波长沖也的第6 4阳环晅合.求 未知波监兄工一解：turn牛顿坏EI音环公式% = -J fcRJL星幽億臼r=联RA、=+1）RA,I11 on x】er? x行0。门x 1门一1 x 4产co x I crH6000 x I 0l 4500 x O_1C=1 .85 x：1O_ inC2） Hi = 5OUOA血射.JtT= 5级明环与血的k2= $级明环重合*则右严科_“巫r 女7 x S 10丸 =丄巴_=竺三_Lx5000 =

10、4001 A2*2- I126-128、 （151 页例 13.4）29、 用波长为632.8 nm的单色光垂直照射一光栅，已知该光栅的缝宽a 0.012mm，不透光部分的宽度b 0.029mm。求：（1）单缝衍射图样的中央明纹角宽度；（2）单缝衍射图样中央明纹宽度内能看到的明条纹数目；（3）若a b 0.006 mm，则能看到哪几级干涉明条纹？30、（ 190 页 14.12 ）（1）在单缝夫琅和费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长，14000A，7600A。已知单缝宽度为 a 1.0 102cm,透镜焦距 f=50cm 求两种光第一 级衍射明纹中心A几代入上貝弼之间的距离。（2）若用光栅常

11、数 d 1.0 103cm 的光栅替换单缝，其它条件和上一问相同, 求两种光第一级主极大之间的距离。三、简答题1、 麦克斯韦建立电磁场理论时，提出了哪些假说？其物理意义是什么？答：位移电流、涡旋电场2、 试举出至少三个应用电磁感应现象的实例。3、 举出至少三个应用洛伦兹力公式f qv B 的实例。4、 简述电磁炉加热的原理。电磁炉加热原理磁炉采用磁场感应涡流加热原理。 当磁场内之磁力线通过铁质锅的底部时，会产生涡流,使锅体自身快速发热，从而加热锅内的食物。5、试从以下三个方面来比较静电场与涡旋电场：（1）产生的原因；（2）电场线的分布；（3）对导体中电荷的作用。一、 相同点（1）都对放入其中的

12、电荷有作用力。E = （2） 电场强度的定义式-是电场强度的普遍定义，它对这两种电场都适用。二、 不同点（1 ）产生原因不同：静电场由静电荷产生涡旋电场由变化磁场产生(2)电场线的分布不同：静止电荷产生的静电场，其电场线起于正电荷终止于负电荷，不可能闭合。变化磁场产生的涡旋电场，其电场线没有起点、终点，是闭合的。(3 )电场力做功情况不同：静电场中电场力做功和路径无关，只和移动电荷初末位置的电势差有关。涡旋电场中移动电荷时， 电场力做功和路径有关， 因此不能引用“电势”、“电势能”等概念。6 获得相干光的原则是什么？具体用什么方法获得相干光？举例说明劈尖干涉的实例器, G 为检偏器。今以单色自然光入射。00转动