大學(xué)物理習(xí)題及答案

1、第七章真空中的靜電場(chǎng)一、選擇題1、庫(kù)侖定律的適用范圍是(A)真空中兩個(gè)帶電球體間的相互作用；(B)真空中任意帶電體間的相互作用；(C)真空中兩個(gè)正點(diǎn)電荷間的相互作用；(D)真空中兩個(gè)帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離。-F2、根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E二一，下列說(shuō)法中正確的是：q0(A) 電場(chǎng)中某點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于該處單位正電荷所受的力；(B) 從定義式中明顯看出，場(chǎng)強(qiáng)反比于單位正電荷；(C) 做定義式時(shí)q0必須是正電荷；(D) E的方向可能與F的方向相反。3、一均勻帶電球面，電荷面密度為a，球面內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，球面上面元dS的一個(gè)帶電量為adS的電荷元，在球面內(nèi)各點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度(A)

2、 處處為零；(B)不一定都為零；(C)處處不為零；(D)無(wú)法判定。4、關(guān)于真空中靜電場(chǎng)的高斯定理JE-dS=2，下列說(shuō)法正確的是：£0(A) 該定理只有對(duì)某種對(duì)稱性的靜電場(chǎng)才成立(B) 工q是空間所有電荷的代數(shù)和i(C) 積分式中的E一定是電荷工q激發(fā)的i(D) 積分式中的E是有高斯面內(nèi)外所有電荷激發(fā)的5、靜電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的數(shù)值等于(A) 試驗(yàn)電荷q0置于該點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能；(B) 單位試驗(yàn)電荷置于該點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能；(C) 單位正電荷置于該點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能；(D) 把單位正電荷從該點(diǎn)移到電勢(shì)零點(diǎn)外力所作的功6、如圖所示，半徑為R的均勻帶電球面，總電荷為Q,設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則球

3、內(nèi)距離球心為r的P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和電勢(shì)為：(A)E二0,(B)E二0,Q4k8R0(C)Q4k8r0(D)Q4兀£R07、點(diǎn)電荷-Q位于圓心O處，a是固定點(diǎn)，b、c、d為同一圓周上的三點(diǎn)，如圖所示。現(xiàn)將一試驗(yàn)電荷從a點(diǎn)分別移動(dòng)到b、c、d各點(diǎn)，則(A) 從a到b，電場(chǎng)力作功最大；(B) 從a到到c，電場(chǎng)力作功最大;(C) 從a到d，電場(chǎng)力作功最大；(D) 從a到各點(diǎn)，電場(chǎng)力作功相等。二、填空題1、把一個(gè)均勻帶電量+Q的球形肥皂泡由半徑r吹脹到r,則半徑為R(r<R<r)1212的高斯球面上任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小E由變?yōu)椤?、一個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)另一個(gè)相距為l的點(diǎn)電荷施加一個(gè)大小為

4、F的靜電力，如果兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離增加到2/，則它們之間靜電力的大小變?yōu)镕的倍。3、兩個(gè)點(diǎn)電荷的帶電量分別為Q和q，它們相距為a。當(dāng)q由號(hào)變到晉時(shí)，在它們的連線中點(diǎn)處的電勢(shì)變?yōu)樵瓉?lái)的倍。(以無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零)4、高斯定理反映了靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)，由此可以知道電力線的源頭，是電力線的尾閭。5、電荷q、q、q和q在真空中的分布如圖所示,其中q是半徑12342為R的均勻帶電球體，S為閉合曲面，則通過(guò)閉合曲面S的電通量丘E-dS=,空間各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度由S產(chǎn)生。6、靜電場(chǎng)的環(huán)路定理的數(shù)學(xué)表示式為：7、描述靜電場(chǎng)性質(zhì)的兩個(gè)基本物理量是；它們的定義式是和8、靜電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，其數(shù)值等于或9、靜電力作功的特點(diǎn)

5、是，因而靜電力屬于力三、計(jì)算題1、兩塊“無(wú)限大”均勻帶電的平行平板，如圖放置，電荷面密度分別為_(kāi)b二35.4x10-8C/m2，b=-17.7x10-8C/m2，試計(jì)算兩平面之間和兩平12面之外的電場(chǎng)強(qiáng)度。二8.85x10-12C2/Nm2）。2、電荷q均勻分布在長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻細(xì)桿上，求桿外延長(zhǎng)線上與桿端距離'為a的p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)。（選無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)）3、兩個(gè)帶等量異號(hào)電荷的均勻帶電同心球面，半徑分別為R=0.03m和R=0.10m。12已知兩者的電勢(shì)差為450V,求內(nèi)球面上所帶的電荷。4、正電荷q均勻分布在半徑為R的細(xì)圓環(huán)上。求圓環(huán)軸線上任一p點(diǎn)的電勢(shì)。第七章答案選擇題：1-

6、5DCDDC6-7BD填空題：1、0；2、1/4；3、5/6；4、有源；5、Q1+q2；6、IEdl=0；e0LF7、電場(chǎng)強(qiáng)度矢量和電勢(shì)，E=一，V=W；8、單位正電荷在該點(diǎn)處時(shí)的電勢(shì)能，qV0q0把單位正電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)零點(diǎn)處時(shí)電場(chǎng)力所做的功；9、在靜電場(chǎng)中，將任意電荷沿閉合回路移動(dòng)一周，靜電場(chǎng)力做功為零，保守力；10、帶電體的線度遠(yuǎn)小于研究中所涉及的距離的大小。計(jì)算題：1、解：無(wú)限大平面均勻帶電場(chǎng)強(qiáng)大小為E=J一L2£oi1i邁0方向如圖所示，若選擇向右為正方向E=E-E=也-悝=-1x104N/C方向向左左212£2£00GG、宀E二E+E二+丄二3x1

7、04N/C萬(wàn)向向右中2i2£2&00GGE=E-E=-丄=1x104N/C萬(wàn)向向右右i22*28002、解：距原點(diǎn)x處取電荷兀：dq=九dx九=l-5-場(chǎng)強(qiáng)：dE=-4兀80九dx(l+ax)2所以：E=J*dE=q(丄)=4兀8laa+10；萬(wàn)向沿x軸正萬(wàn)向。電勢(shì)：3、解：設(shè)內(nèi)球上所帶電荷為Q,則兩球間的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為所以(R<r<R)12兩球的電勢(shì)差U=JR2Edr=JJR2dr=J(丄丄12R4兀8Rr24兀8RR101012Q=2.14x109Cqdl4、解：如圖，取電荷元：dq=Xd1=2nRdV=1qd1則有：dVP=4772nR0P點(diǎn)電勢(shì):4nsr

8、01fqdl4nsr2nR0qq-9-第八章靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體一、選擇題1、當(dāng)一個(gè)帶電導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，應(yīng)有：(A)表面上電荷密度較大處電勢(shì)較高；(B) 導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)與其表面上任一點(diǎn)的電勢(shì)差等于零(C)導(dǎo)體內(nèi)部的電勢(shì)比導(dǎo)體表面的電勢(shì)高；(D)表面曲率較大處電勢(shì)較高。32、如圖所示，一厚度為d的“無(wú)限大”均勻帶電導(dǎo)體板，電荷面密度為b,則板的兩側(cè)離板面距離均為h的兩點(diǎn)a、b之間的電勢(shì)差為：bbh2bh(A)0；(B)；(C)-；(D)-。2sss0003、對(duì)于處在靜電平衡下的導(dǎo)體，下面的敘述中，正確的是：(A)導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)凈電荷，電荷只能分布在導(dǎo)體外表面;(B)導(dǎo)體表面上各處的面電荷密度與當(dāng)?shù)乇砻婢o

9、鄰處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小成反比;(C) 孤立的導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，表面各處的面電荷密度與各處表面的曲率有關(guān)，曲率半徑大的地方，面電荷密度也大;(D) E是導(dǎo)體附近某點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)，則緊鄰該點(diǎn)處的導(dǎo)體表面處的面電荷面密度E/2。式中E是場(chǎng)強(qiáng)的數(shù)值。當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)方向指向?qū)w時(shí)，b取負(fù)值。4、如圖所示，兩個(gè)同心均勻帶電導(dǎo)體球，內(nèi)球面半徑為帶有電荷Q，外球面半徑為R2、帶有電荷Q2，貝U在外球面外面、距離球心為r處的P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小E為：(A)Q1+Q2.(B)Q¥+QX4ksr24兀£r一RX4兀£r一RX00102(C)Q+Q2x.(D).4k£R一RX24k£r

10、202105、兩塊面積均為S的金屬平板A和B平行放置，板間距為d(d遠(yuǎn)大于)板的限度,設(shè)A板帶有電荷Q,B板帶有電荷Q2，則兩板間的電勢(shì)差為：(A)Q+Q(B)Q+Q(C)Q-Q12d(B)12d(C)i2d2sS4sS2sS000(D)Q-Q(D)i2d4sS0二、填空題1、一均勻電場(chǎng)E中，沿電場(chǎng)線的方向平行放一長(zhǎng)為l的銅棒，則銅棒兩端的電勢(shì)差U=。2、將一負(fù)電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到一個(gè)不帶電的導(dǎo)體附近，則導(dǎo)體的電勢(shì)。(填“增大”、“不變”、“減小”)3、分子的正負(fù)電荷中心重合的電介質(zhì)叫做電介質(zhì)在外電場(chǎng)作用下，分子的正負(fù)電荷中心發(fā)生相對(duì)位移，形成，該極化稱為極化。分子的正負(fù)電荷中心不重合的電介質(zhì)叫

11、做電介質(zhì)分子的電矩在外電場(chǎng)作用下有規(guī)律排列，這種極化稱為極化。4、半徑為R二0.5m的孤立導(dǎo)體球其表面電勢(shì)為U二300V，則離導(dǎo)體球中心R二30cm三、計(jì)算題1、半徑為比的導(dǎo)體球帶有電量q，球外有一個(gè)內(nèi)、外半徑分別R2、R3的同心導(dǎo)體球殼，殼上帶有電荷Q。求：(1)內(nèi)球的電勢(shì)；(2)兩球的電位差A(yù)U。第八章答案選擇題：1-5BAAAC填空題：1、0；2、減小；3、卩Fd；4、300V；5、-q,-q；C計(jì)算題：1、解：(1)由對(duì)稱性和高斯定理求得，各區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度和電位分別為E二0(r<R)E二q一(R<r<R)4ksr212E二0(R<r<R)23E二q+Q(r

12、>R)4ksr230(2)兩球的電位差為AUR2E-dR11r>R3UE-di=也1r4兀sr0q(11'4兀siRR012第九章真空中的穩(wěn)恒磁場(chǎng)一、選擇題1、如圖所示，電流從a點(diǎn)分兩路通過(guò)對(duì)稱的圓環(huán)形分路，匯合于b點(diǎn).若ca、bd都沿環(huán)的徑向，則在環(huán)形分路的環(huán)心處的磁感強(qiáng)度(A) 方向垂直環(huán)形分路所在平面且指向紙內(nèi)(B) 方向垂直環(huán)形分路所在平面且指向紙外(C) 方向在環(huán)形分路所在平面，且指向b(D) 方向在環(huán)形分路所在平面內(nèi)，且指向a(E) 為零2、四條皆垂直于紙面的載流細(xì)長(zhǎng)直導(dǎo)線，每條中的電流皆為I.這四條導(dǎo)線被紙面截得的斷面，如圖所示，它們組成了邊長(zhǎng)為2a的正方形的

13、四個(gè)角頂，每條導(dǎo)線中的電流流向亦如圖所示則在圖中正方形中心點(diǎn)O的磁感強(qiáng)度的大小為-32-(A)(B)分別是S(C)B=0.(D)B=01.兀a3、一邊長(zhǎng)為l=2m的立方體在坐標(biāo)系的正方向放置，其中一個(gè)頂點(diǎn)與坐標(biāo)系的原點(diǎn)重合。有一均勻磁場(chǎng)B=(10i+6j+3k)通過(guò)立方體所在區(qū)域，通過(guò)立方體的總的磁通量有(A)0(B)40Wb(C)24Wb(D)12Wb4、無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I,右側(cè)有兩個(gè)相連的矩形回路,和S，則通過(guò)兩個(gè)矩形回路S、S的磁通量之比為212(A)1：2(B)1：1(C)1：4(D)2：15、在圖(a)和(b)中各有一半徑相同的圓形回路L和L,圓周內(nèi)有電流I1和I2,其分布相同，

14、且均在真空中，但在(b)圖中l(wèi)2回路外有電流I，P2、P1為兩圓形回路上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，則PP2(A)(C)JB-dl=JB-dl,BPL1L21JB-dl=JB-dl,BL2P1=BP2L1豐BP2(B)(D)fF1JB-dlHJB-dl,BPL1L2P1HB=BP26、一載有電流I的細(xì)導(dǎo)線分別均勻密繞在半徑為R和r的長(zhǎng)直圓筒上形成兩個(gè)螺線管,兩螺線管單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)相等.設(shè)R=2r,則兩螺線管中的磁感強(qiáng)度大小Br和B應(yīng)Rr滿足(A)BR=2Br(B)BR=Br(C)2BR=Br(D)BR=4Br.二、填空題1、在一根通有電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線旁，與之共面地放著一個(gè)長(zhǎng)、寬各為a和b的矩形線框，線框的長(zhǎng)邊

15、與載流長(zhǎng)直導(dǎo)線平行，且二者相距為b，線框內(nèi)的磁通量=.2、一根無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I,在P點(diǎn)處被彎成了一個(gè)半徑為R的圓，且P點(diǎn)處無(wú)交叉和接觸，則圓心O處的磁感強(qiáng)度大小為，方向?yàn)?、在磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中作一半徑為r的半球面S,S邊線所在平面的法線方向單位矢量n與B的夾角為«，則通過(guò)半球面S的磁通量（取彎面向外為正）為4、兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I,圖示有三種環(huán)路；在每種情況下,jB.dl等于：（對(duì)環(huán)路a）.（對(duì)環(huán)路b）.（對(duì)環(huán)路c）.5、兩個(gè)帶電粒子,以相同的速度垂直磁感線飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng),它們的質(zhì)量之比是1:4，電荷之比是1:2，它們所受的磁場(chǎng)力之比是,運(yùn)動(dòng)軌跡半徑之比是6、有一半徑為

16、a,流過(guò)穩(wěn)恒電流為I的1/4圓弧形載流導(dǎo)線bc,按圖示方式置于均勻外磁場(chǎng)B中，則該載流導(dǎo)線所受的安培力大小為第九章答案選擇題：1-6ECABCB填空題：1、刎ln2;2、上o1-oL，垂直于紙面向里；3、一Bcosamr2；2兀2R2兀R4、/（對(duì)環(huán)路a），0（對(duì)環(huán)路b），2r0I（對(duì)環(huán)路c）；5、1：2,1:2；6、Bia第十一章變化的電磁場(chǎng)一、選擇題1、如圖所示，光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P和Q平行放在導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)（A）P和Q將互相靠近；（B）P和Q均向左運(yùn)動(dòng)；（C）P和Q將互相遠(yuǎn)離；（D）P和Q均向右運(yùn)動(dòng)。2、關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正確

17、說(shuō)法是：(A) 導(dǎo)體回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)回路的磁感應(yīng)通量成正比；(B) 當(dāng)導(dǎo)體回路所構(gòu)成的平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)，平移導(dǎo)體回路不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);(C) 只要導(dǎo)體回路所在處的磁場(chǎng)發(fā)生變化，回路中一定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；(D) 將導(dǎo)體回路改為絕緣體環(huán)，通過(guò)環(huán)的磁通量變化時(shí)，環(huán)中有可能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3、交流發(fā)電機(jī)是根據(jù)下列哪個(gè)原理制成的?(A) 電磁感應(yīng)；(B)通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)；(C) 奧斯特實(shí)驗(yàn)；(D)磁極之間的相互作用。4、對(duì)于法拉第電磁感應(yīng)定律£=-，下列說(shuō)法哪個(gè)是錯(cuò)誤的：dt(A) 負(fù)號(hào)表示£與的方向相反；(B) 負(fù)號(hào)是約定£和的正方向符合右手螺旋配

18、合關(guān)系時(shí)的結(jié)果;B(C) 負(fù)號(hào)是楞次定律的體現(xiàn)；(D) 用上式可以確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。5、長(zhǎng)度為/的直導(dǎo)線ab在均勻磁場(chǎng)B中以速度V移動(dòng)，直導(dǎo)線ab中(D)0另一半在磁場(chǎng)外，為的電動(dòng)勢(shì)為(A)Blv(B)Blvsina(C)Blvcosa6、如圖：一閉合導(dǎo)體環(huán)，一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中了環(huán)中感生出順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，則應(yīng)：(A)使環(huán)沿y軸正向平動(dòng);(B)環(huán)不動(dòng)，減弱磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度;(C)環(huán)不動(dòng)，增強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；(D)使環(huán)沿x軸反向平動(dòng)。7、一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)的銅棒，在均勻磁場(chǎng)B中以勻角速度®繞通過(guò)其一一，端的定軸旋轉(zhuǎn)著，B的方向垂直銅棒轉(zhuǎn)動(dòng)的平面，如圖所示.設(shè)T=0時(shí)，銅棒與Ob成9

19、角(b為銅棒轉(zhuǎn)動(dòng)的平面上的一個(gè)固定點(diǎn))，_則在任一時(shí)刻T這根銅棒兩端之間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是(A)LBcos(t+9)；(B)(D)2®L2B8、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向服從楞次定律是由于(A)動(dòng)量守恒的要求；(B)電荷守恒的要求；（C）能量守恒的要求；（D）與這些守恒律無(wú)關(guān)。二、填空題1、當(dāng)穿過(guò)一個(gè)閉合導(dǎo)體回路所包圍的面積內(nèi)的發(fā)生變化時(shí)，在導(dǎo)體回路中就會(huì)產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2、.用導(dǎo)線制造成一半徑為r二0.10m的閉合圓形線圈，其電阻R二100，均勻磁場(chǎng)B垂直于線圈平面。欲使電路有一穩(wěn)定的感應(yīng)電流i二0.01A，B的變化率應(yīng)為。3、楞次定律：感生電流的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的磁通量總是。4、

20、如圖，導(dǎo)體棒ab長(zhǎng)l二3m，置于B=0.5T的均勻磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里®，導(dǎo)體棒以4m-s-1的速度向右運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體QA棒長(zhǎng)度方向、磁場(chǎng)方向和運(yùn)動(dòng)方向兩兩垂直，棒內(nèi)感生電動(dòng)勢(shì)大：!，小為。5、.兩根無(wú)限長(zhǎng)平行直導(dǎo)線載有大小相等方向相反的電流I,并各以二dI>0的變化率增長(zhǎng)，一矩形線圈位于導(dǎo)線平面，如圖，則感應(yīng)電流:dt的方向是。三、判斷題1、導(dǎo)體不存在時(shí)，在變化的磁場(chǎng)周?chē)淮嬖诟猩妶?chǎng)。（）2、電源的電動(dòng)勢(shì)是將負(fù)電荷從電源的負(fù)極通過(guò)電源內(nèi)部移到電源正極時(shí)，非靜電力作的功。（）3、電動(dòng)勢(shì)用正、負(fù)來(lái)表示方向，它是矢量。（）4、感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。（）四、

21、計(jì)算題1、一載流長(zhǎng)直導(dǎo)線中電流為I，一矩形線框置于同一平面中，線框以速度v垂直于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，如圖所示。當(dāng)線框AB邊與導(dǎo)線的距離為d時(shí)，試用法拉第電磁感應(yīng)定律求出此時(shí)線框內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并標(biāo)明其方向。2、兩個(gè)同軸放置的圓形線圈C1和C2,C的面積S=4.0cm2,共有50匝;C2的半徑R=20cm，共有100匝。當(dāng)C2中的電流以50A/S的變化率減小時(shí)，求C1中的互感電動(dòng)勢(shì)。2題圖第十一章答案選擇題：1-5ADAAD6-8BDC填空題：1、磁通量；2、3.18Ts-1；3、反抗回路中原磁通量的改變；4、6V；5、順時(shí)針?lè)较?。判斷題：1、錯(cuò)；2、錯(cuò)；3、錯(cuò)；4、錯(cuò)；5、對(duì)。計(jì)算題：1、解：如圖所示，

22、以長(zhǎng)直導(dǎo)線為坐標(biāo)原點(diǎn)取x軸向右。t時(shí)刻AB邊距長(zhǎng)直導(dǎo)線為x。在框內(nèi)取寬為dx的面元dS二bdx，面元法線垂直紙面向里，穿過(guò)矩形框的磁通量為dt卩Ibdx02nx卩Ib、x+aoIn2nxx+a)dxlnIx丿卩p!bvadt2nx(x+a)當(dāng)x二d時(shí)矩形框上的電動(dòng)勢(shì)為J01加（a）02ndd+a丿即矩形框電動(dòng)勢(shì)£的方向?yàn)锳DCBA。也可以用楞次定律判定框內(nèi)電動(dòng)勢(shì)方向。2、解：設(shè)C通以電流I，圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=昭厶222R通過(guò)C1線圈的全磁通屮=NBS=RoN1N212S1212RC2中的電流變化率為獸=-50A/SC1中的互感電動(dòng)勢(shì)£1=12dt0N1N2Sdl2

23、=3.14xl0-4V2Rdt第十四章波動(dòng)光學(xué)光的干涉一、選擇題1、來(lái)自不同光源的兩束白光，例如兩束手電筒光照射在同一區(qū)域內(nèi)，是不能產(chǎn)生干涉圖樣的，這是由于(A) 白光是由不同波長(zhǎng)的光構(gòu)成的(B)兩光源發(fā)出不同強(qiáng)度的光(C)兩個(gè)光源是獨(dú)立的，不是相干光源(D)不同波長(zhǎng)的光速是不同的2、楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是：(A) 分波陣面法雙光束干涉(B)分振幅法雙光束干涉(C)分波陣面法多光束干涉(D)分振幅法多光束干涉3、在相同的時(shí)間內(nèi)，一束波長(zhǎng)為九的單色光在空氣中和在玻璃中(A) 傳播的路程相等，走過(guò)的光程相等(B) 傳播的路程相等，走過(guò)的光程不相等(C) 傳播的路程不相等，走過(guò)的光程相等(D) 傳播的路

24、程不相等，走過(guò)的光程不相等4、光在真空中和介質(zhì)中傳播時(shí)，正確的描述是:(A)波長(zhǎng)不變，介質(zhì)中的波速減小(B)介質(zhì)中的波長(zhǎng)變短，波速不變(C)頻率不變，介質(zhì)中的波速減小(D)介質(zhì)中的頻率減小，波速不變5、一束波長(zhǎng)為九的光線，投射到一雙縫上，在屏幕上形成明、暗相間的干涉條紋，那么對(duì)應(yīng)于第一級(jí)暗紋的光程差為：(A)2九(B)1/2九(C)九(D)沁46、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，為使屏上的干涉條紋間距變大，可以采取的辦法是(A)使屏靠近雙縫(B)把兩個(gè)縫的寬度稍微調(diào)窄(C)使兩縫的間距變小(D)改用波長(zhǎng)較小的單色光源7、用單色光做楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)，如現(xiàn)將折射率n=1.5的薄透明玻璃片蓋在上側(cè)縫上，此時(shí)中央明紋的

25、位置將：(A)向上平移且條紋間距不變(B)向下平移，且條紋間距不變(C)不移動(dòng)，但條紋間距改變(D)向上平移，且間距改變8、.光波從光疏媒質(zhì)垂直入射到光密媒質(zhì)，當(dāng)它在界面反射時(shí)，其(A)相位不變(B)頻率增大(C)相位突變(D)頻率減小9、.如圖所示，折射率為n2、厚度為e的透明介質(zhì)薄膜的上方和下方的透明介質(zhì)的折射率分別為n和n3，已知nVn2>n3，若用波長(zhǎng)為九的單色平行光垂直入射到該薄膜上，則從薄膜上、下兩表面反射的光束(用示意)的光程差是：(A)2n2e(B)2n2e九/(2n2)(C)2n2e九(D)2n2e_X/210、兩個(gè)幾何形狀完全相同的劈尖：一個(gè)由空氣中的玻璃形成，一個(gè)由

26、玻璃中的空氣形成。用相同的單色光分別垂直照射它們時(shí)，從入射光方向觀察到干涉條紋間距(A)玻璃劈尖干涉條紋間距較大(B)空氣劈尖干涉條紋間距較大(C)兩劈尖干涉條紋間距相同(D)已知條件不夠，難以判斷二、填空題1、波長(zhǎng)為九的單色光在折射率為n的媒質(zhì)中，由a點(diǎn)傳到b點(diǎn)相位改變了n，則對(duì)應(yīng)的光程差(光程)為。2、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用白光照射時(shí)，明紋會(huì)出現(xiàn)彩色條紋，明紋內(nèi)側(cè)呈色。3、用白光進(jìn)行雙縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果用純紅色濾光片和純藍(lán)色濾光片分別蓋住兩縫，則產(chǎn)生干涉條紋。(填能或不能)4、若在楊氏雙縫其中一縫后加一透明媒質(zhì)薄片，使原光線光程增加2.5九，則此時(shí)屏中心處將變?yōu)榧y。(填明或暗)5、薄鋼片上有兩條

27、緊靠著的平行細(xì)縫，用雙縫干涉方法來(lái)測(cè)量?jī)煽p間距。如果用波長(zhǎng)X=546.1nm(lnm=109m)的單色光照射，雙縫與屏的距離D二300mm。測(cè)得中央明條紋兩側(cè)的兩個(gè)第五級(jí)明條紋的間距為12.2mm。則兩縫間距離為mm。6、一束波長(zhǎng)為九的單色光由空氣垂直入射到折射率為n的透明薄膜上，透明薄膜放在空氣中，要使透射光得到干涉加強(qiáng)，則薄膜最小的厚度為。7、在垂直照射的劈尖干涉實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)劈尖的夾角變大時(shí)，干涉條紋將向劈尖棱方向移動(dòng)，相鄰條紋間的距離將。（填變大、變小或不變）8、在空氣中有一劈尖形透明物，其劈尖角0=1.0x10-4rad，在波長(zhǎng)九二700nm的單色光垂直照射下，測(cè)得干涉相鄰明條紋間距l(xiāng)=

28、0.25cm,此透明材料的折射率n=。9、波長(zhǎng)為九的單色光垂直照射在由兩塊玻璃迭合形成的空氣劈尖上，其反射光在劈棱處產(chǎn)生暗條紋。這是因?yàn)榭諝馀卤砻娴姆瓷涔獯嬖?。三、判斷題1、普通光源發(fā)光特點(diǎn)是斷續(xù)的，每次發(fā)光形成一個(gè)短短的波列,各原子各次發(fā)光相互獨(dú)立，各波列互不相干。（）2、在相同的時(shí)間內(nèi)，一束波長(zhǎng)為入的單色光在空氣中和在玻璃中傳播的路程相等，走過(guò)的光程不相等。（）3、光在真空中和介質(zhì)中傳播時(shí)，波長(zhǎng)不變，介質(zhì)中的波速減小。（）4、.真空中波長(zhǎng)為500nm綠光在折射率為1.5的介質(zhì)中從A點(diǎn)傳播到B點(diǎn)時(shí)，相位改變了5n，則光從A點(diǎn)傳到B點(diǎn)經(jīng)過(guò)的光程為1250nm°（）5、若將在雙縫干涉

29、實(shí)驗(yàn)放在水中進(jìn)行，和空氣中相比，相鄰條紋間距將減?。ǎ?、波長(zhǎng)為九的單色光垂直照射在由兩塊玻璃迭合形成的空氣劈尖上，其反射光在劈棱處產(chǎn)生暗條紋，這是因?yàn)榭諝馀媳砻娴姆瓷涔獯嬖诎氩〒p失。（）w.I1四、計(jì)算題1、如圖所示，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中SS二SS，用波長(zhǎng)九的光照射S121和S，通過(guò)空氣后在屏幕上形成干涉條紋，已知P點(diǎn)處為第三2級(jí)亮條紋，求S到P和S到P點(diǎn)的光程差，若將整個(gè)裝置放在12某種透明液體中，P點(diǎn)為第四級(jí)亮條紋，求該液體的折射率。2、有一劈尖折射率n=1.4，尖角0=10-4rad。在某一單色光的垂直照射下，可測(cè)得相鄰明條紋間的距離為0.25cm，試求：（1）此單色光的波長(zhǎng)；（2）如果劈

30、尖長(zhǎng)為3.5cm，那么總共可出現(xiàn)多少條明條紋？3、如圖所示：檢查一玻璃平晶(標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)玻璃平板)兩表面的平行度時(shí)，用波長(zhǎng)九二632.8nm的氦-氖激光器垂直照射，得到20條干涉條紋，且兩端點(diǎn)M與N都是明條紋，設(shè)玻璃的折射率n二1.50，求平晶兩端的厚度差。光的干涉答案選擇題：1-5CACCB6-10CACDB填空題：1、22；2、紫；3、不能；4、暗；5、0.134mm；6、九/(2n)；7、變小；8、1.4；9、半波損失。判斷題：1、對(duì)；2、錯(cuò)；3、錯(cuò)；4、對(duì)；5、對(duì)；6、錯(cuò)。計(jì)算題：1、解：因?yàn)镻點(diǎn)處為第三級(jí)亮條紋，由定義：§二ST+Sp-(ST+Sp)二ST-Sp=3九2211

31、21放在某種透明液體中時(shí)，光波長(zhǎng)會(huì)變?yōu)榫?#39;，3 九4此時(shí)有4九'=3九所以九'=九，但九'=故n=1.334 n32、解：(1)劈尖干涉的條紋間距為Ax=今厶sin02nd因而光波長(zhǎng)九=2nd-Ax=2x1.4x10-4x0.25x10-2m=0.7x10-6m=700nm(2)在長(zhǎng)為3.5cm劈尖上,明條紋總數(shù)為N=AX=/=143、解：設(shè)玻璃的寬度為l，厚度差為d，則sin0沁d/。劈尖干涉的條紋間距為人九.2n九lAx=sind2nd由于端點(diǎn)M與N都是明條紋，間隔數(shù)目為(N-1)個(gè)。由題意：丄=N-1Ax于是玻璃厚度差為2x1.5d丄丄=Nz1)=4328

32、x-10x(20-Dm=4.01x10-6m=4.01呵2nAx2n光的衍射、選擇題1、在研究衍射時(shí)，可按光源和所研究的點(diǎn)到障礙物的距離，將衍射分為菲涅耳衍射和夫瑯和費(fèi)衍射兩類，其中夫瑯和費(fèi)衍射為：(A) 光源到障礙物有限遠(yuǎn)，所考查點(diǎn)到障礙物無(wú)限遠(yuǎn)。(B) 光源到障礙物無(wú)限遠(yuǎn)，所考查點(diǎn)到障礙物有限遠(yuǎn)。(C) 光源和所考察點(diǎn)的到障礙物的距離為無(wú)限遠(yuǎn)。(D) 光源和所考察的點(diǎn)到障礙物為有限遠(yuǎn)。2、在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)為九的單色光垂直入射在寬度為a=4九的單縫上，對(duì)應(yīng)于衍射角為30°的方向，單縫處波陣面可分成的半波帶數(shù)目為(A)2個(gè)(B)4個(gè)(C)6個(gè)(D)8個(gè)3、在夫瑯禾費(fèi)單縫

33、衍射實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于給定的入射單色光，當(dāng)縫寬度變小時(shí)，除中央亮紋的中心位置不變外，各級(jí)衍射條紋(A) 對(duì)應(yīng)的衍射角變小。(B)對(duì)應(yīng)的衍射角變大。(C)對(duì)應(yīng)的衍射角也不變。(D)光強(qiáng)也不變。4、在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中波長(zhǎng)為九的單色光垂直入射到單縫上.對(duì)應(yīng)于衍射角為30°的方向上，若單縫處波面可分成3個(gè)半波帶，則縫寬度a等于】(A)九.(B)1.5九.(C)2九.(D)3九.5、用一臺(tái)光柵攝譜儀來(lái)測(cè)定波長(zhǎng)范圍7001000nm的紅外線波長(zhǎng)，應(yīng)選用哪一種光柵效果最好？(A)每毫米1200條(B)每毫米600條(C)每毫米90條(D)無(wú)法確定6、一束白光垂直照射在一光柵上，在同一級(jí)光柵光譜中離

34、中央明紋最遠(yuǎn)的是(A) 紫光(B)綠光(C)黃光(D)紅光7、.對(duì)某一定波長(zhǎng)的垂直入射光，衍射光柵的屏幕上只能出現(xiàn)零級(jí)和一級(jí)主極大，欲使屏幕上出現(xiàn)更高級(jí)次的主極大，應(yīng)該(A) 換一個(gè)光柵常數(shù)較小的光柵(B) 換一個(gè)光柵常數(shù)較大的光柵(C) 將光柵向靠近屏幕的方向移動(dòng)(D) 將光柵向遠(yuǎn)離屏幕的方向移動(dòng)8、某元素的特征光譜中含有波長(zhǎng)九=450nm和九=750nm(1nm=10-9m)的光譜線.在12光柵光譜中，這兩種波長(zhǎng)的譜線有重疊現(xiàn)象，重疊處九的譜線的級(jí)數(shù)將是】2(A)2，3，4，5(B)2，5，8，11(C)2，4，6，8(D)3，6，9，129、.波長(zhǎng)九=550nm(1nm=10-9m)的單

35、色光垂直入射于光柵常數(shù)d=2X10-4cm的平面衍射光柵上，可能觀察到的光譜線的最大級(jí)次為(A)2(B)3(C)4(D)510、一束平行單色光垂直入射在光柵上，當(dāng)光柵常數(shù)(a+b)為下列哪種情況時(shí)(a代表每條縫的寬度)，k=3、6、9等級(jí)次的主極大均不出現(xiàn)(A)ab=2a(B)ab=3a(C)ab=4a(D)ab=6a二、填空題1、HeNe激光器發(fā)出九=632.8nm(1nm=10-9m)的平行光束，垂直照射到一單縫上，在距單縫3m遠(yuǎn)的屏上觀察夫瑯禾費(fèi)衍射圖樣，測(cè)得兩個(gè)第二級(jí)暗紋間的距離是10cm，則單縫的寬度a=.2、在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，設(shè)第一級(jí)暗紋的衍射角很小，若鈉黃光(九589nm

36、)中央明紋寬度為4.0mm，則九2=442nm(1nm=10-9m)的藍(lán)紫色光的中央明紋寬度為3、一束單色光垂直入射在光柵上，衍射光譜中共出現(xiàn)5條明紋若已知此光柵縫寬度與不透明部分寬度相等，則在中央明紋一側(cè)的第兩條明紋是第級(jí)譜線。4、.波長(zhǎng)為500nm(1nm=10-9m)的單色光垂直入射到光柵常數(shù)為1.0X10-4cm的平面衍射光柵上，第一級(jí)衍射主極大所對(duì)應(yīng)的衍射角申=。5、用平行的白光垂直入射在平面透射光柵上時(shí)，波長(zhǎng)為亠=440nm的第3級(jí)光譜線將與波長(zhǎng)為九2=nm的第2級(jí)光譜線重疊。(1nm=10-9m)6、平行單色光垂直入射到平面衍射光柵上，若增大光柵常數(shù)，則衍射圖樣中明條紋的間距將。

37、三、判斷題1、對(duì)應(yīng)衍射角不為零的衍射屏上某處，如果能將做夫瑯和費(fèi)單縫衍射的波面分割成偶數(shù)個(gè)半波帶，則在屏幕上該處將呈現(xiàn)明條紋。()2、用半波帶法討論單縫衍射暗條紋中心的條件時(shí)，與中央明條紋旁第二個(gè)暗條紋中心相對(duì)應(yīng)的半波帶的數(shù)目是2。（）3、光柵衍射是單縫衍射和縫間干涉的綜合效應(yīng)。（）4、所有的光柵都存在缺級(jí)現(xiàn)象。（）5、光柵常數(shù)越小，明紋就越窄，明紋相隔得越遠(yuǎn)。（）四、計(jì)算題1、在單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射中，縫寬a=0.100mm,平行光垂直入射在單縫上，波長(zhǎng)九=500nm,會(huì)聚透鏡的焦距f=1.00m.求中央亮紋旁的第一個(gè)亮紋的寬度Ax.（1nm=10-m）2、（1）在單縫衍射中，為什么衍射角申越

38、大（級(jí)數(shù)越大）的那些明條紋的亮度就越??？（2）當(dāng)把全部裝置放入水中時(shí)，單縫衍射的圖樣將發(fā)生怎樣的變化？在此情況下，如果用公式asin申=±（2k+1）（k=1,2,3,）2來(lái)測(cè)定光的波長(zhǎng)，問(wèn)所測(cè)出的波長(zhǎng)是水中的波長(zhǎng)，還是空氣中的波長(zhǎng)？3、一束具有兩種波長(zhǎng)九和九2的平行光垂直照射到一衍射光柵上，測(cè)得波長(zhǎng)亠的第三級(jí)主極大衍射角和九2的第四級(jí)主極大衍射角均為30°。已知九=560nm（1nm=10-9m），試求：（1）光柵常數(shù)a+b；（2）波長(zhǎng)九24、波長(zhǎng)600nm的單色光垂直入射在一光柵上，第二、第三級(jí)明條紋分別出現(xiàn)在sin申=0.20與sin申=0.30處，第四級(jí)缺級(jí)。試問(wèn)：

39、（1）光柵上相鄰兩縫的間距是多少？（2）光柵上狹縫的寬度是多少？光的衍射答案選擇題：1-5CBBDC6-10DBDBB填空題：1、7.6X10-2mm；2、3.0mm；3、3；4、30°；5、660；6、減小。判斷題：1、錯(cuò)；2、錯(cuò)（半波帶數(shù)目是4）；3、對(duì)；4、錯(cuò)；5、對(duì)。計(jì)算題：1、解:單縫衍射第1個(gè)暗紋條件和位置坐標(biāo)x1為：asinO.=九x=ftg0沁fsin0沁fk/a(V0_很小)11111單縫衍射第2個(gè)暗紋條件和位置坐標(biāo)x2為：asin02=2kx=ftg0沁fsin0沁f2k/a(V02很小)22222Ax=x一xf(2k/a-k/a)=fk/a=5.00mm也越多，

40、而每一半波1212、答：(1)衍射角越大，則asin申可分的半波帶數(shù)目asin帶的面積以及相應(yīng)的光能量越小。再因?yàn)榧?jí)數(shù)越高的明條紋，相消的半波帶的數(shù)目也越多，留下未相消的一個(gè)半波帶形成明條紋，因此它的亮度就越小了。(2)當(dāng)把全部裝置放在水中時(shí)，由于光波在水中的波長(zhǎng)變短了，變?yōu)檎婵罩械膎分(k=1,2,3,)之一，因此單縫衍射條紋變密了n倍。如在此情況下，用公式九asin=±(2k+1)(來(lái)測(cè)定光的波長(zhǎng)，應(yīng)是光3、解是光在水中的波長(zhǎng)。(1)由光柵衍射主極大公式得(a+b)sin30。=313a+b=i=3.36x10-4cmsin30。(2)4、(a+b)sin30。=4九2九=(a+b)sin30。/4=420im2解：(1)光柵的明條紋的條件是：(a+b)sin=k九對(duì)應(yīng)于sin申=0.20與sin申=0.30處滿足：12f0.20(a+b)=2x600x10-m0.30(a+b)=3x600x10-9ma+b=6