大学物理二复习课件2011

1、 第第10 章章 重点重点一一 静电平衡（掌握）静电平衡（掌握）1.静电平衡条件、电荷分布、电场强度、电势静电平衡条件、电荷分布、电场强度、电势2.静电屏蔽静电屏蔽二二 电介质中的电场强度（了解）电介质中的电场强度（了解）0rEE四四 电容器的电容电容器的电容（了解）（了解）三三 有电介质时的高斯定理有电介质时的高斯定理（了解）（了解）01niSSiD dSE dSQ五五 静电场的能量静电场的能量（了解）（了解）212ewE能量密度能量密度212eeVVWw dVE dV静电场的能量静电场的能量第第11 章重点章重点一一 电源电源 电动势（掌握）电动势（掌握）电源电动势大小电源电动势大小等于将

2、单位正电荷从负极经电源内等于将单位正电荷从负极经电源内部移至正极时非静电力所作的功部移至正极时非静电力所作的功. . 电源的电动势电源的电动势 和内阻和内阻 EiRE*正正极极负负极极电源电源+_iR一一 毕奥萨伐尔定律（掌握）毕奥萨伐尔定律（掌握）034 IdlrdBr特殊形状导体在空间某点产生的磁感应强度的特殊形状导体在空间某点产生的磁感应强度的大小：大小：o（2R）I+RIB400R（3）oIRIB800 Ad（4）*dIBA40IRo（1）RIB200 x0B二二 安培环路定理（掌握）安培环路定理（掌握）niiIlB10d对安培环路定理的讨论：对安培环路定理的讨论：（1）磁场的性质）磁

3、场的性质（2）磁场与选定回路以及回路所包围电流）磁场与选定回路以及回路所包围电流 之间的关系之间的关系A A）闭合回路上各点磁感强度都为零时，）闭合回路上各点磁感强度都为零时， 回路内一定没有电流通过；回路内一定没有电流通过；B) B) 闭合回路上各点磁感强度都为零时，闭合回路上各点磁感强度都为零时， 回路内穿过电流的代数和必定为零；回路内穿过电流的代数和必定为零；C) C) 磁感强度沿闭合回路的积分为零时，磁感强度沿闭合回路的积分为零时， 回路上各点的磁感强度必定为零；回路上各点的磁感强度必定为零；D) D) 磁感强度沿闭合回路的积分不为零时，磁感强度沿闭合回路的积分不为零时， 回路上任意点

4、的磁感强度都不可能为零。回路上任意点的磁感强度都不可能为零。由安培环路定理由安培环路定理 判断，判断，下列说法正确的下列说法正确的 【 】01dniliBlIB三三 磁感强度的计算（掌握）磁感强度的计算（掌握）03dd4 IlrBBr毕萨定律毕萨定律01dniiBlI安培环路定理安培环路定理B1.如图所示的载流导线在平面内分布，电流为I，求o点的磁感强度 .IRO解：O点的磁感强度 是由两段半无限长载流直导线和1/4圆电流的磁场叠加，其中B034IdlrdBr Idlr010B 1）半无限长载流直导线电流在O点：由/（2）1/4圆电流在O点的028IB方向垂直纸面向外08IB所以O点的磁感强度

5、方向垂直纸面向外2.如图所示的平面载流导线，通有电流I，求O点的磁感强度abcdOR解：根据毕-萨伐尔定律，载流导线周围存在磁场图中载流导线在o点的磁感强度 可有两个半长直载流导线ab和cd及载流半圆弧导线bc的磁场构成，其中002sin004cdIdlBRB04abIBR04bcIBR00044abbccdIIBBBBRR方向向外方向向里方向垂直纸面向里3.如图所示的载流导线在平面内分布，通有电流为I，求o点的磁感强度B RoIabcd002sin004cdIdlBR04abIBR08bcIBR00048abbccdIIBBBBRR解：根据毕萨定律，载流线圈周围的磁场，图中载流导线在o点的磁

6、感强度可由两个半长直载流导线ab和cd及1/4载流圆弧导线的磁场构成，其中方向向里方向向里方向向里四四 洛伦兹力、安培力洛伦兹力、安培力（掌握）（掌握）BlIFFllddBlIF dd五五 什么是磁矩、磁场作用于载流线圈的磁力矩什么是磁矩、磁场作用于载流线圈的磁力矩 （掌握）（掌握）BmBeISMn磁矩磁矩neISm六六 磁场中的磁介质（了解）磁场中的磁介质（了解）磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理lHdlI磁场强度与磁感强度的关系磁场强度与磁感强度的关系0rBHH 第第12章章 重点重点一一. .电磁感应定律（了解）电磁感应定律（了解）ddit 确定感应电动势确定感应电动势 的方向

7、的方向 i二二. . 楞次定律（了解）楞次定律（了解）确定感应电动势确定感应电动势 的方向的方向 i三三. . 动生电动势（掌握）动生电动势（掌握）i() ddBlvikd() dLLElBlv1.一无限长载流直导线通有电流I，一金属线圈位于导线平面内沿垂直导线的方向以恒定速率运动，如图所示，则【 】vIA) 线圈中无感应电流； B) 线圈中感应电流为逆时针方向；C) 线圈中感应电流为顺时针方向；D) 线圈中感应电流方向无法确定。C1.1.变化的磁场在其周围空间会激发感生电场变化的磁场在其周围空间会激发感生电场 ； Ek四四. .感生电动势（掌握）感生电动势（掌握）ikdddLElt ikdd

8、LSdBElsdt 2.2.感生电场与静电场的区别（掌握）感生电场与静电场的区别（掌握）五五. .自感电动势自感电动势 自感（掌握）自感（掌握）,L I LN Id()dLILt 注意负号的意义六六. .互感电动势互感电动势 互感（掌握）互感（掌握）211MI122MI2112112212ddIMdtdtddIMdtdt 2m12WLI七七. 磁场的能量磁场的能量 磁场能量密度（了解）磁场能量密度（了解） 22m111222BwHBH（注意负号的意义）八八. .麦克斯韦两个假设的意义（掌握）麦克斯韦两个假设的意义（掌握） 麦克斯韦电磁场方程的积分形式（了解）麦克斯韦电磁场方程的积分形式（了解）

9、0d SsBSlstEjlBd)(d00c0SlstBlEdd0dqsES涡电流得的应用（掌握）涡电流得的应用（掌握）九九. .真空中的平面电磁波真空中的平面电磁波1 1）电磁波为横波；）电磁波为横波；2 2） 和和 同相位；同相位；EH3 3） 和和 的数值成比例：的数值成比例：EHEH4 4）真空中电磁波的传播速度等于真空中的光速）真空中电磁波的传播速度等于真空中的光速810012.998 10 m suc 1.1.平面电磁波的特性平面电磁波的特性（了解）（了解）2.2.电磁波的能流密度（坡印廷）矢量电磁波的能流密度（坡印廷）矢量 （掌握）（掌握）电磁波的能量密度电磁波的能量密度22em1

10、()2wwwEH22()2uSEHEH电磁波的能流密度电磁波的能流密度坡印廷矢量坡印廷矢量 SEH1.一矩形导体框宽为 ，与运动导体棒构成回路置于磁感强度为 的匀强磁场中（如图），如果导体棒以速度 向右做匀速运动，求回路中的感应电动势（大小和方向）。lBv+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +viBiIl750410ln1140 2 2.3983.84 1022IV vdx()

11、dBdlvBdlvdBdx v0.12ABIdBdxdxx vv解：设导线处为坐标原点，沿杆向右方向为x正向在杆中x处取线元 ，则2.一铁心上绕有100匝线圈，已知铁心中磁通量与时间的关系为 ，求在时 ，求线圈中的感应电动势。58.0 10 sin100=t2t =1.0 10 s52100 8.0 10100 cos(1001.0 10 )dNdt 58.0 10100 cos100idtdt 21.0 10ts18.0 10( 1) 2.15解：每一匝线圈感应电动势N匝线圈在时，线圈的感应电动势（v）IABv1.0m0.1m3.如图所示，金属杆AB以匀速率 平行于一条通

12、有电流 的长直导线移动，已知 ，求杆中的感应电动势，杆的哪端电势高？2.0/m svI40IA解：设导线处为坐标原点，沿杆向右方向为x正向在杆中x处取线元dx()dBdlvBdlvdBdx v0.12ABIdBdxdxx vv750410ln1140 2 2.3983.84 1022IV v，则第第1414章重点章重点一一. .光的干涉（掌握）光的干涉（掌握）光程差光程差 2 21 1n rn r 相位差与光程差的关系相位差与光程差的关系 当当 或或 时，干涉相消时，干涉相消2(21)k 干涉加强；干涉加强；或或2k k 当当(21)2k 1.1.杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉明

13、条纹的位置明条纹的位置 ,0,1,2dxkkd 暗条纹的位置暗条纹的位置 (21),0,1,22dxkkd 条纹间距或明、暗条纹的宽度条纹间距或明、暗条纹的宽度dxd sxooB实实 验验 装装 置置d1s2sSr 1r 2 如图双缝，已知入射的单色光的波长为 ，将折射率为n的劈尖缓慢地插入光线之中，在劈尖移动过程中，则屏上干涉条纹变化情况是 【 】（A）条纹向上平移，且条纹间距增大；（B）条纹向下平移，且条纹间距不变；（C）条纹向下平移，且条纹间距增大；（D）条纹向上平移，且条纹间距不变。 B以单色光照射到相距0.2mm的双缝上，双缝与屏的垂直距离为10m，（1）若屏上第一级干涉明条纹到第四

14、级明条纹中心间距离为75mm，求单色光光波波长？（2）若入射光的波长为600nm，求相邻两明条纹间的距离？kdxkd 1 44141()dxxxkkd661 49410.2 1075 10500()()10 104 1xdnmdkk（1）由于双缝干涉中第k级明条纹到中心o的距离x3610 10600 1030()0.2dxmmd （2）设相邻暗纹间距为双缝干涉实验中，用波长 的单色光照射，双缝与屏的距离 。测得中央明纹两侧两个第5级明条纹的间距为12.2mm，求：1）相邻明条纹的间距； 2）双缝间的距离d。546.1nm300dmmx5510 xxx5512.21.22()1010 xxxmm

15、 （1）设相邻明纹间距为中央明纹两侧的第五个明纹间距，5512.26.1()21.22()5xmmxxmm 或者第五级明纹到o点的距离dxd 64300 546.1 101340 10 ()1.22ddmmx（2）双缝间的距离d由双缝干涉的相邻明纹间距2.2.薄膜干涉薄膜干涉光线垂直入射光线垂直入射22122n dkk， ， 明明纹纹2121222n dkk， ， 暗暗纹纹P1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B2应用：测量薄膜厚度应用：测量薄膜厚度照相机镜头玻璃的折射率 ，镜头表面涂有折射率为 的薄膜，若要使垂直入射波长 的黄绿光最大限度进入镜头，求膜的最小厚度e。 31.5n 21.

16、38n 550nm11.0n 21.38n e31.5n 空气玻璃min2550100()44 1.38dnmn解：要是氟化镁膜对黄绿光是增透膜必须使氟化镁膜的 反射光干涉相消2132;nn nn22(21)2n dk 2(21)22kdn在氟化镁膜的上下两表面的反射光都有半波损失。当k=0时，d最小Ln1nD劈尖干涉劈尖干涉nn 1bb2/n3.3.劈尖劈尖相邻明纹间的厚度差相邻明纹间的厚度差=22ndn相邻明（或暗）纹间距离相邻明（或暗）纹间距离22bLnnD4.4.牛顿环牛顿环等厚干涉（掌握）等厚干涉（掌握）1(),122rkRk， ，,0,12rkRk， ，明环半径明环半径 暗环半径暗

17、环半径 牛顿环干涉牛顿环干涉图样图样22 d光程差光程差), 2 , 1(kk明纹明纹), 1 , 0()21(kk暗纹暗纹1 1）中心点是暗点还是亮点？）中心点是暗点还是亮点？2 2）属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？）属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？3 3）条纹级序）条纹级序4 4）应用）应用: :可以用来测量光波波长，用于检测透可以用来测量光波波长，用于检测透 镜质量，曲率半径等镜质量，曲率半径等. .讨论：讨论：4.4.迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪等倾干涉（掌握）等倾干涉（掌握）1G2G2M1M干涉干涉条纹条纹移动移动数目数目移移动动距距离离1M2kd移动反射镜移动反射镜 M1

18、两相干光束在空间完全分开，并可用移动反射镜或两相干光束在空间完全分开，并可用移动反射镜或在光路中加入介质片的方法改变两光束的光程差在光路中加入介质片的方法改变两光束的光程差. 当当 与与 之间之间距离变大时距离变大时 ，圆形干涉，圆形干涉条纹从中心一个个长出条纹从中心一个个长出, 并向外扩张并向外扩张, 干涉条纹干涉条纹变密变密; 距离变小时，圆距离变小时，圆形干涉条纹一个个向中形干涉条纹一个个向中心缩进心缩进, 干涉条纹变稀干涉条纹变稀 .2M1M二二. .光的衍射（掌握）光的衍射（掌握）1.1.单缝衍射单缝衍射暗条纹暗条纹 sin2,1,2,3,2bkkk 第一级暗纹距中心的距离第一级暗纹

19、距中心的距离1xffb中央明条纹的宽度中央明条纹的宽度 0122lxfbsinIobb2b3bb2b3用波长为500nm的单色光垂直照射到宽为0.25mm的单缝上.在单缝后放置一透镜用以观察夫琅禾费衍射条纹,屏放在透镜的焦距f=25cm处，求:1)屏上第一级暗条纹与中心的距离； 2)中央明条纹的宽度； 3)其他各级明条纹的宽度.711500 10250.05()0.25 10 xfcmb解：（1）第一级暗纹与中心o的距离（2）中央明文宽度l0122 0.050.10()lxcm0.05()lxfcmb （3）其它各级明纹宽度是中央明纹宽度的一半（或第一级暗纹到中心o的距离）一单色平行光垂直照射

20、一单缝，若其第三级明条纹的位置恰好和波长为600nm的单色光入射时第二级明条纹的位置重合，求前一种单色光的波长。11221212sin(21)2sin(21)2(21)(21)22bkbkkk2211(21)2 2 1600428.6()212 3 1knmk 解：由单缝衍射的明纹条件光栅常数光栅常数：m101065衍射角衍射角), 2 , 1 , 0( sin) (kkbb光栅方程光栅方程相邻两缝间的光程差：相邻两缝间的光程差：sin) (bbsin) (bb2.2.光栅衍射条纹的形成光栅衍射条纹的形成 光栅的衍射条纹是单光栅的衍射条纹是单缝衍射和多光束干涉的总缝衍射和多光束干涉的总效果效果. 光栅中狭缝条数越多，明纹越亮光栅中狭缝条数越多，明纹越亮.讨论：讨论：sinsin, 11bbkkk一定，一定， 减少，减少， 增大增大 bbkk1bb一定，一定， 增大，增大， 增大增大kk1光栅常数越小，明纹越窄，明纹间相隔越远光栅常数越小，明纹越窄，明纹间相隔越远入射光波长越大，明纹间相隔越远入射光