大學(xué)物理B2考點(diǎn)

1、大學(xué)物理 B2 考點(diǎn)簡答題1、一平板電容器被一電源充電后，將電源斷開，然后將一厚度為兩 極板間距一半的金屬板放在兩極板之間。 分析下列物理量的變化情況：（1）電容（ 2）極板上的電荷（ 3）極板間的電勢差（ 4）極板間的電 場強(qiáng)度。答：由于電源斷開可知U是變化的，但E和Q不變，而且d變?yōu)?？，由C=$/d=Q/U , 可知 C 變?yōu)樵瓉淼?2 倍。又 U=Ed 可知 U 變?yōu)?1/2。2、簡述導(dǎo)體的靜電平衡條件和性質(zhì)。答：條件是： 導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度為零， 在導(dǎo)體表面附近的電場強(qiáng)度沿表面法線法 線方向。性質(zhì)是：（1）導(dǎo)體是等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面。 （2）凈電荷制分布于 導(dǎo)體的表面上。（3）導(dǎo)體以

2、外， 靠近導(dǎo)體表面附近處的電場強(qiáng)度大小與導(dǎo)體表面 在該處的面電荷密度S的關(guān)系式為 E=S / （見書P22）3、試從以下三個(gè)方面來比較靜電場與渦旋電場。答：（ 1）產(chǎn)生原因不同， 靜電場是由靜電荷產(chǎn)生， 而渦旋電場是由變化磁場產(chǎn)生。 （ 2）電場分布線不同，靜電場電場線起于正電荷止于負(fù)電荷，不閉合，而渦旋 電場沒有起點(diǎn)與終點(diǎn)，且閉合。 （3）電場力做功不同，靜電場做功與路徑無關(guān)， 只與移動(dòng)電荷初末位置的電勢差有關(guān)， 而渦旋電場做功與路徑有關(guān)， 因此不能引 用電勢與電勢能的概念。4、簡述楞次定律。答：閉合電路中感應(yīng)電流的效果，總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。5、獲得相干光的原則是什么？具體用什么方法

3、獲得相干光？舉例說明。答：原則上將光源上同一發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的光波分成兩束， 使之經(jīng)歷不同路徑再會(huì)和 疊加。方法：分波陣面法，如雙縫干涉。分振幅法，如薄膜干涉。6、使自然光通過兩個(gè)偏振化方向夾角為 60的偏振片時(shí)，透射光強(qiáng) 為 I1 ，今在這兩個(gè)偏振片之間再插入一偏振片，它的偏振化方向與前兩個(gè)偏振片均成30,問此時(shí)透射光I與Ii之比為多少。答：設(shè)通過第一片偏振片的光強(qiáng)為 I?則I?=?cos60 *cos60 =0.251?,插入另一片 偏振片后，通過此偏振片光強(qiáng)為I?,則I?=I?*cos30 *cos30 =0.751?,再通過第三片后光強(qiáng)為 I?=l?*cos30 *cos300.75*0.7

4、5l?,而 I?=I,所以 l/l?=0.75*0.75/0.25=2.25大題9.8個(gè)半徑為 R的均勻帶電半圓環(huán)，電荷線密度為，求環(huán)心處0點(diǎn)的場強(qiáng).題9.8圖解：如題9.8圖所示圓上取dl Rd dq dl R d ，它在O點(diǎn)產(chǎn)生場強(qiáng)大小為dE方向沿半徑向外4 n 0R則 dEx dEsinsin d4n 0RdEy dEcos()cos d4n 0RExsin d04 n REycos d04 n 0RE Ex寸，方向沿軸正向.9.10 (1)點(diǎn)電荷q位于一邊長為a的立方體中心，試求在該點(diǎn)電荷電場中穿過立方體的一個(gè) 面的電通量；(2)如果該場源點(diǎn)電荷移動(dòng)到該立方體的一個(gè)頂點(diǎn)上，這時(shí)穿過立方

5、體各面的 電通量是多少？ 解：由高斯定理:E dS s0各面電通量立方體六個(gè)面，當(dāng) q在立方體中心時(shí)，每個(gè)面上電通量相等, 電荷在頂點(diǎn)時(shí)，將立方體延伸為邊長2a的立方體，使q處于邊長2a的立方體中心，則邊長2a的正方形上電通量對于邊長a的正方形，如果它不包含 q所在的頂點(diǎn)，貝Ueq ，如果它包含q所在頂24 0M點(diǎn)則 e09.12半徑為 R和R2( R2 R)的兩無限長同軸圓柱面，單位長度上分別帶有電量和試求:r v R1 ； (2) Ri v r v R2 ； (3) r R2處各點(diǎn)的場強(qiáng).解：高斯定理E dS -s0取同軸圓柱形高斯面，側(cè)面積S 2 nl則工 E dS E 2 nlS對r

6、Riq 0,E0Ri r R2q l二E沿徑向向外2n orrR2q 0E 08 89.16兩點(diǎn)電荷qi=1.5 x 10 C, q2=3.0 x 10 C,相距ri=42cm,要把它們之間的距離變?yōu)?=25cm,需作多少功？解：A Vdr “舸吧衛(wèi)生(丄1)r1r2 4n r 4n 0 A “6.55 10 6 J外力需作的功A6.55 109.17如題9.17圖所示，在A, B兩點(diǎn)處放有電量分別為 +q,- q的點(diǎn)電荷，AB間距離為2R,現(xiàn)將另一正試驗(yàn)點(diǎn)電荷 q從O點(diǎn)經(jīng)過半圓弧移到 C點(diǎn)，求移動(dòng)過程中電場力作的功.題9.17圖解：如題9.17圖所示UoUo丄(2 q4 n o 3R RA

7、q(U Uc)qqJJ6n 0 R9.18如題9.18圖所示的絕緣細(xì)線上均勻分布著線密度為的正電荷，兩直導(dǎo)線的長度和半圓環(huán)的半徑都等于 R .試求環(huán)中心 O點(diǎn)處的場強(qiáng)和電勢.O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)互相抵消，取dl Rd則 dq Rd產(chǎn)生0點(diǎn)dE如圖,由于對稱性,O點(diǎn)場強(qiáng)沿y軸負(fù)方向dEy刁亠cos2 4n 0RSin(2)sin2：AB電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生電勢，以U1A dxB 4 n 0x2R dxR 4 n 0xln24 n 0同理CD產(chǎn)生U2In 24 n 0半圓環(huán)產(chǎn)生U3Uo U1 U2 U3ln22n 010.11如題10.11圖所示，兩根導(dǎo)線沿半徑方向引向鐵環(huán)上的A, B兩點(diǎn)，并在很遠(yuǎn)處與電源相

8、連已知圓環(huán)的粗細(xì)均勻，求環(huán)中心O的磁感應(yīng)強(qiáng)度.解：如題10.11圖所示，圓心0點(diǎn)磁場由直電流 A 和B 及兩段圓弧上電流I1與12所產(chǎn) 生，但A 和B 在0點(diǎn)產(chǎn)生的磁場為零。且I1 電阻R2I2 電阻R 2|1產(chǎn)生B1方向紙面向外B10I1 (2)2R 212產(chǎn)生B2方向紙面向里0 1 2 2R 2電 I) 1B2 I 2B0B|B2010.12在一半徑R=1.0cm的無限長半圓柱形金屬薄片中，自上而下地有電流I =5.0 A通過，電流分布均勻.如題10.12圖所示試求圓柱軸線任一點(diǎn)P處的磁感應(yīng)強(qiáng)度解：因?yàn)榻饘倨瑹o限長，所以圓柱軸線上任一點(diǎn)P的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向都在圓柱截面上，取坐標(biāo)如題10.12

9、圖所示，取寬為dl的一無限長直電流 dl dl，在軸上P點(diǎn)產(chǎn)生dB與RR垂直，大小為BxdB 2RdBx dBcosdBydBcos(-2 I cos d222 2RById2 2R01 cos d2 2R0I sin d22 2r去性 sin( 2)屈 6.37 105 T0I sin d ) 010.14兩平行長直導(dǎo)線相距 d =40cm,每根導(dǎo)線載有電流B 6.37 10 5iIi = I 2 =20A,如題10.14圖所示.求:(1) 兩導(dǎo)線所在平面內(nèi)與該兩導(dǎo)線等距的一點(diǎn)A處的磁感應(yīng)強(qiáng)度;(2)通過圖中斜線所示面積的磁通量.(r1 = r3 =10cm, l =25cm).解：(1)

10、B(2)取面元dS2 (d)2ldr(2)4 10 5T方向紙面向外0|1r1 r2n 2 r1I12 (d r嚴(yán)嚴(yán)吐丄“ 3 2,2 10 6Wb10.18一根很長的同軸電纜，由一導(dǎo)體圓柱(半徑為a )和一同軸的導(dǎo)體圓管(內(nèi)、外半徑分別(1)導(dǎo)體圓柱內(nèi)(r v a ),(2)兩導(dǎo)體之間(a v r為b , c)構(gòu)成，如題10.18圖所示.使用時(shí)，電流|從一導(dǎo)體流去，從另一導(dǎo)體流回.設(shè)電 流都是均勻地分布在導(dǎo)體的橫截面上，求：解:v b ),( 3)導(dǎo)體圓筒內(nèi)(b v r v c)以及電纜外(r c)各點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小l B dl 0 IIr(1) r a B2 r -Rolr2 R2ol

11、2 rolol(c2 r2)2 r(c2 b2)題10.18圖B a r b B2 r0IBr2 b2 b r c B2 r l 22c bB r c B2 r 0210.19在半徑為R的長直圓柱形導(dǎo)體內(nèi)部， 與軸線平行地挖成一半徑為 r的長直圓柱形空腔, 兩軸間距離為a ,且a r ,橫截面如題10.19圖所示現(xiàn)在電流I沿導(dǎo)體管流動(dòng)，電流均勻 分布在管的橫截面上，而電流方向與管的軸線平行求：(1) 圓柱軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；(2) 空心部分軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.解：空間各點(diǎn)磁場可看作半徑為R，電流l1均勻分布在橫截面上的圓柱導(dǎo)體和半徑為r電流l 2均勻分布在橫截面上的圓柱導(dǎo)體磁場之和

12、.(1)圓柱軸線上的O點(diǎn)B的大?。弘娏髫?產(chǎn)生的B10,電流 丨2產(chǎn)生的磁場(2)空心部分軸線上B2O點(diǎn)B的大小:0丨22 aB。lr2 a R20lr2 22 a(R r )電流丨2產(chǎn)生的B2電流Ii產(chǎn)生的B2Ia222 a R2ola222 (R r )Boola2 (R2_r710.23邊長為l =0.1m 的正三角形線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的均勻磁場中，線圈平面與磁場方向平行如題10.23圖所示，使線圈通以電流I =10A,求：(1)線圈每邊所受的安培力；對00軸的磁力矩大??；(3) 從所在位置轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場垂直時(shí)磁力所作的功.解：(1)FbcIl B 0FabIlB 方向紙面向

13、外，大小為Fab IlB sin 1200.866 NFcaIl B方向紙面向里，大小Fca IlBsin 1200.866 N PmISM Pm B沿OO方向，大小為ISB4.33 10 2磁力功 A I ( 21)2b14.33 10 2 J11.5如題11.5圖所示，載有電流I的長直導(dǎo)線附近，放一導(dǎo)體半圓環(huán) MeN與長直導(dǎo)線共面,解:又作輔助線MN所以MeN沿NeM題11.5圖，則在MeNM方向,MN回路中，沿V方向運(yùn)動(dòng)時(shí)dMeNMMeNMNa bvBcos da bO與導(dǎo)線相距a 設(shè)半圓環(huán)MN兩端的電壓大小為M點(diǎn)電勢高于N點(diǎn)電勢，即U m un11.6如題11.6所示，在兩平行載流的無

14、限長直導(dǎo)線的平面內(nèi)有一矩形線圈兩導(dǎo)線中的電流pll方向相反、大小相等，且電流以dI的變化率增大,dt求:(1) 任一時(shí)刻線圈內(nèi)所通過的磁通量;(2) 線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢.II題11.6圖解：以向外磁通為正則(1)丄Idr2冗r丄Idr2冗r衛(wèi)宀宀2n bd且端點(diǎn)MN的連線與長直導(dǎo)線垂直半圓環(huán)的半徑為b，環(huán)心以速度v平行導(dǎo)線平移求半圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向及J旦宀4理dt 2ndb dt11.8題11.8圖所示，長直導(dǎo)線通以電流| =5A在其右方放一長方形線圈，兩者共面線圈長b =0.06m，寬a =0.04m,線圈以速度 v =0.03m s-1 垂直于直線平移遠(yuǎn)離.求：d =0.05m時(shí)

15、線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向.題11.8圖解：AB、CD運(yùn)動(dòng)速度v方向與磁力線平行，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢.DA產(chǎn)生電動(dòng)勢A1D(vB) dlvBbvb2l dBC產(chǎn)生電動(dòng)勢C0I2 衛(wèi)B) dlvb0 1B2u(ad)二回路中總感應(yīng)電動(dòng)勢1 2olbv（丄1 )1.6 108 V2ndda方向沿順時(shí)針.11.12如題11.12圖所示，長度為2b的金屬桿位于兩無限長直導(dǎo)線所在平面的正中間，并 以速度v平行于兩直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng).兩直導(dǎo)線通以大小相等、方向相反的電流I，兩導(dǎo)線相距2a .試求：金屬桿兩端的電勢差及其方向.的.題 11.12解：在金屬桿上取 dr距左邊直導(dǎo)線為r，則Bab A(v B) dl斗宀

16、dra b 2 r 2a r0IV a b lna bAB 0實(shí)際上感應(yīng)電動(dòng)勢方向從BA，即從圖中從右向左,U AB13.7在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距d =0.20mm縫屏間距 D = 1.0m，試求:(1) 若第二級明條紋離屏中心的距離為6.0mm,計(jì)算此單色光的波長；o5500 A，求此云母片的厚(2) 相鄰兩明條紋間的距離.解:(1)由X明D斤k知，6.0 11032d0.20.610 3mmo6000ADX11030.610 33 mmd0.213.8在雙縫裝置中，用一很薄的云母片(n=1.58)覆蓋其中的一條縫， 結(jié)果使屏幕上的第七級明條紋恰好移到屏幕中央原零級明紋的位置若入射光的波

17、長為度.解：設(shè)云母片厚度為e，則由云母片引起的光程差為ne e (n 1)e按題意713.13如題13.13圖，波長為7 5500 101.58 11066.6 10 m6.6 mo6800 A的平行光垂直照射到L = 0.12m長的兩塊玻璃片上，兩玻璃片一邊相互接觸，另一邊被直徑 d =0.048mm的細(xì)鋼絲隔開求:(1) 兩玻璃片間的夾角？(2) 相鄰兩明條紋間空氣膜的厚度差是多少？ 相鄰兩暗條紋的間距是多少 ？ 在這0.12 m內(nèi)呈現(xiàn)多少條明條紋 ？解：(1)由圖知，Lsind，即L d0.0480.12 10344.0 10 (弧度)(2)相鄰兩明條紋空氣膜厚度差為e i 3.4 10

18、7m相鄰兩暗紋間距I6800 10102 4.0 106850 10 m 0.85 mm06000 A的單色平行光N T 141條14.11 一單色平行光垂直照射一單縫，若其第三級明條紋位置正好與的第二級明條紋位置重合，求前一種單色光的波長. 解：單縫衍射的明紋公式為a sin(2k 1)-2當(dāng)o6000 A 時(shí)，k 2x:時(shí)，k 3重合時(shí)角相同，所以有a sin(2得x5714.12用橙黃色的平行光垂直照射一寬為2 1)6000o60004286 Aa=0.60mm的單縫，縫后凸透鏡的焦距f=40.0cm,觀察屏幕上形成的衍射條紋.若屏上離中央明條紋中心 1.40mm處的P點(diǎn)為一明條紋；求：(1)入射光的波長；(2)P點(diǎn)處條紋的級數(shù)； 從P點(diǎn)看，對該光波而言，狹縫處的波面可分