集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考

集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考，輪與軸承間，繩索與輪間的摩擦力均略去不計，繩的質(zhì)量也略去不計。試求兩物體的加速度和繩的張力。解：分別對兩物體及組合輪進(jìn)行受力分析物體A:……①集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第17頁。物體B:……②集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第17頁。組合輪：……③角速度與線速度之間關(guān)系：……④……⑤由上述五個方程聯(lián)立解得：６．如圖，長為L質(zhì)量為m的均勻細(xì)桿可繞水平軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，另有一質(zhì)量也為m的小球用一輕繩栓住．不計一切摩擦，開始時使桿和繩均在水平位置，再讓它們同時由靜止釋放，若在相同的時間內(nèi)球與桿轉(zhuǎn)過相同的角度，求：⑴繩的長度a；⑵若撞后，球與桿一起轉(zhuǎn)動，其角速度為多大？解7．有一質(zhì)量為m1、長為l的均勻細(xì)棒，靜止平放在滑動摩擦系數(shù)為的水平桌面上，它可繞通過其端點O且與桌面垂直的固定光滑軸轉(zhuǎn)動。另有一水平運動的質(zhì)量為m2的小滑塊，從側(cè)面垂直于棒與棒的另一端A相碰撞，設(shè)碰撞時間極短。已知小滑塊在碰撞前后的速度分別為和，如圖所示。求碰撞后從細(xì)棒開始轉(zhuǎn)動到停止轉(zhuǎn)動的過程所需的時間。(已知棒繞O點的轉(zhuǎn)動慣量)解：由于碰撞時間極短，故可以認(rèn)為碰撞過程角動量守恒集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第18頁?；瑒幽Σ亮Φ牧兀杭来髮W(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第18頁。即：，可得：由可得：班級____________姓名______________學(xué)號_________________第5-1庫侖定律電場電場強(qiáng)度一．填空題：1．1964年，蓋爾曼等人提出基本粒子是由更基本的夸克粒子構(gòu)成的，中子就是由一個帶2e/3的上夸克和兩個帶－e/3的下夸克構(gòu)成。將夸克作為經(jīng)典粒子處理（夸克線度約為），中子內(nèi)的兩個下夸克之間相距，則它們之間的斥力為。2．有一邊長為a的正六邊形，六個頂點都放有電荷．試計算下列二種情形下，在六邊形中點處的場強(qiáng)大小和和方向：（a）0；（b）方向水平向右。3．一半徑為R的帶有一缺口的細(xì)圓環(huán)，缺口長度為d?(d<<R)，環(huán)上均勻帶電，總電量為q，如圖所示。則圓心O處的電場強(qiáng)度為。二．選擇題：xO+QP(1,0)y4．xO+QP(1,0)y(A)x軸上x>1 (B)x軸上0<x<1(C)x軸上x<0 (D)y軸上y>0(E)y軸上y<05．關(guān)于電場強(qiáng)度定義式E=F/q0，下列說法中哪個是正確的？（B）(A)場強(qiáng)E的大小與試探電荷q0的大小成反比(B)對場中某點，試探電荷受力F與q0的比值不因q0而變集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第19頁。(C)試探電荷受力F的方向就是場強(qiáng)E的方向集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第19頁。(D)若場中某點不放試探電荷q0，則F＝０，從而E＝０(E)電荷在電場中某點受到的電場力很大，則該點的場強(qiáng)也一定很大三．計算題：6．長為l的細(xì)棒上均勻分布著線密度為的電荷，求：在細(xì)棒的延長線上與棒右端相距為d處的場強(qiáng)。解：如圖以棒中點為原點建立坐標(biāo)軸Ox，在離棒中點為x處的均勻帶電細(xì)棒上取長為的電荷元,其帶電量為，在棒延長線上與棒的一端相距為d處的P點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為，方向沿x軸正方向。所以整根帶電細(xì)棒在延長線上P點處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為，場強(qiáng)方向沿x軸正方向。7．兩個電量均為+q的點電荷相距為2a，O為其連線的中點，試求在其中垂線上場強(qiáng)具有極大值的點與O點的距離。解如圖，兩個電量均為的點電荷在中垂線上任一點P處各自產(chǎn)生的場強(qiáng)、大小相等，關(guān)于y軸對稱。所以中垂線上任一點P處場強(qiáng)的大小為時，場強(qiáng)有極大值，由此解得兩個電量均為的點電荷中垂線上場強(qiáng)具有極大值的點與O點的距離為，最大電場強(qiáng)度為8．如圖所示，一均勻帶電細(xì)棒彎成半徑為R的半圓，已知棒上的總電量為q，求半圓圓心O點處的電場強(qiáng)度.解：在半圓上取一線元，其帶電量為，該電荷元在圓心處的場強(qiáng)為，其大小為，則半圓圓心處的場強(qiáng)在Ox、Oy軸集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第20頁。上的分量分別為集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第20頁。,所以半圓圓心O點處的電場強(qiáng)度為班級____________姓名______________學(xué)號_________________第5-2電場強(qiáng)度通量高斯定理ExO一ExO1．一電場強(qiáng)度為E的均勻電場，E的方向與沿x軸正向，如圖所示。則通過圖中一半徑為R的半球面的電場強(qiáng)度通量為0。2．有一邊長為a的正方形平面，在其中垂線上距中心O點a/2處，a/2qaaa/2qaaO為。二．選擇題：3．一點電荷，放在球形高斯面的中心處．下列哪一種情況，通過高斯面的電場強(qiáng)度通量會發(fā)生變化?（B）(A)將另一點電荷放在高斯面外 (B)將另一點電荷放進(jìn)高斯面內(nèi)(C)將球心處的點電荷移開，但仍在高斯面內(nèi) (D)將高斯面半徑縮小4．高斯定理適用于以下何種情況？(A)(A)適用于任何靜電場 (B)只適用于真空中的靜電場(C)只適用于具有球?qū)ΨQ性、軸對稱性和平面對稱性的靜電場(D)只適用于可以找到合適的高斯面的靜電場三．計算題：5．兩個無限大均勻帶正電的平行平面，電荷面密度分別為1和2，且1>2，求兩平面間電場強(qiáng)度的大小。解：P為兩個無限大均勻帶正電的平行平面之間的任意一點，兩無限大均勻帶電平面在P點處各自產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小分別為、，方向相反，所以兩平面間的電場強(qiáng)度的大小為集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第21頁。

6．真空中面積為S、間距為d的兩平行板()，均勻帶等量異號電荷+q和-q，忽略邊緣效應(yīng)，求兩板間相互作用力的大小。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第21頁。解：因，忽略邊緣效應(yīng)，所以兩帶電平行板A、B可視為兩無限大均勻帶等量異號電荷的平行板，帶電平行板A兩側(cè)都是勻強(qiáng)電場，其場強(qiáng)大小，而帶電平行板B處于平行板A所產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場中，所以帶電平行板B受到的電場力大小為，同理可得帶電平行板A受到的電場力大小為7．一內(nèi)外半徑分別為和的均勻帶電球殼總電量為，球殼外同心地罩一個半徑為的帶電球面，球面帶電為。求：⑴場強(qiáng)E分布；⑵作E—r曲線。（r為場點到球心的距離）解：（1）以球心O為原點，球心至場點的距離r為半徑，作同心球面為高斯面。由于電荷分布呈球?qū)ΨQ分布，電場強(qiáng)度也為球?qū)ΨQ分布，高斯面上電場強(qiáng)度沿徑矢方向，且大小相等。因而由高斯定理，可得時，高斯面內(nèi)無電荷，，故時，高斯面內(nèi)電荷，所以時，高斯面內(nèi)電荷，故時，高斯面內(nèi)電荷，故以上電場強(qiáng)度的方向均沿徑矢方向。(2)集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第22頁。

班級____________姓名______________學(xué)號_________________集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第22頁。第5-3電勢能電勢(積分法)一．填空題：1．在電場線分布如圖所示的電場中，把一個負(fù)點電荷從A點移到B點，電勢能將減少(填增加，減少或不變)；Ａ、Ｂ兩點中B點電勢較高。2．均勻靜電場，電場強(qiáng)度，則

點a(3，2)和點b(1，0)之間的電勢差。二．選擇題：3．真空中產(chǎn)生電場的電荷分布確定以后，則：(C)(A)電場中各點的電勢具有確定值(B)電荷在電場中各點的電勢能具有確定值(C)電場中任意兩點的電勢差具有確定值4．在靜電場中下列敘述正確的是：(B)(A)電場強(qiáng)度沿電場線方向逐點減弱(B)電勢沿電場線方向逐點降低(C)電荷在電場力作用下一定沿電場線運動(D)電勢能一定沿電場線的方向逐點降低5．如圖示，直線MN長為2R，弧OCD是以N點為中心，R為半徑的半圓弧，N點有正電荷+q，M點有負(fù)電荷-q。今將一試驗電荷+q0從O點出發(fā)沿路徑OCDP移到無窮遠(yuǎn)處，設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則電場力作功：（D）(A)W<0且為有限常量(B)W>0且為有限常量(C)W=(D)W=0集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第23頁。

三．計算題：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第23頁。6．電荷Q均勻分布在半徑為R的球體內(nèi)，試求球內(nèi)、外的電勢分布。解:因電荷Q的分布具有球?qū)ΨQ性,所以球內(nèi)外場強(qiáng)分布具有球?qū)ΨQ性，可在球內(nèi)、外作半徑為r的同心球面為高斯面，由高斯定理得:。時（即球外），，所以球外任意一點的電勢時（即球內(nèi)），，故所以球內(nèi)任意一點的電勢為7．有兩根半徑都是R的“無限長”直導(dǎo)線，彼此平行放置，兩者軸線的距離是d(d≥2R)，沿軸線方向單位長度上分別帶有＋λ和－λ的電荷，如圖所示。設(shè)兩帶電導(dǎo)線之間的相互作用不影響它們的電荷分布，試求兩導(dǎo)線間的電勢差。解：如圖建立Ox軸，則由無限長均勻帶電直導(dǎo)線的場強(qiáng)，可得P點（距離導(dǎo)線軸線為x處）的場強(qiáng)為兩導(dǎo)線間的電勢差(取沿x軸正方向為積分路徑)為集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第24頁。

班級____________姓名______________學(xué)號_________________集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第24頁。第5-4電勢（疊加法）場強(qiáng)與電勢關(guān)系一．填空題：1．電荷分別為q1，q2，q3的三個點電荷分別位于同一圓周的三個點上，如圖所示．設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零點，圓半徑為R，則b點處的電勢V＝。2．半徑為R的均勻帶電細(xì)圓環(huán)，電荷線密度為，則環(huán)心處的電勢V=，場強(qiáng)大小E=0。3．一“無限長”均勻帶電直線，沿z軸放置，線外某區(qū)域的電勢表達(dá)式為V＝Aln(x2+y2)，式中A為常數(shù)，該區(qū)域電場強(qiáng)度的兩個分量為：，。二．選擇題：4．下列各種說法中正確的是：（B）(A)電場強(qiáng)度相等的地方電勢一定相等(B)電勢梯度較大的地方場強(qiáng)較大(C)帶正電的導(dǎo)體電勢一定為正(D)電勢為零的導(dǎo)體一定不帶電5．關(guān)于電場強(qiáng)度與電勢之間的關(guān)系，下列說法中，哪一種是正確的？（C）(A)在電場中，場強(qiáng)為零的點，電勢必為零(B)在電場中，電勢為零的點，電場強(qiáng)度必為零(C)在電勢不變的空間，場強(qiáng)處處為零(D)在場強(qiáng)不變的空間，電勢處處相等6．如圖所示，邊長為a的等邊三角形的三個頂點上，放置著三個正的點電荷，電量分別為q、2q、3q．若將另一正點電荷Q從無窮遠(yuǎn)處移到三角形的中心O處，外力所作的功為：（C）(A) (B)(C) (D)集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第25頁。

三．計算題：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第25頁。7．電荷q均勻分布在長為2a的細(xì)棒上。⑴求棒的延長線上離棒的中點O為x的P點的電勢；⑵由場強(qiáng)與電勢關(guān)系求P點的場強(qiáng)。解:（1）如圖在離棒中點為處的均勻帶電細(xì)棒上取一線元,其帶電量為，在P處產(chǎn)生的電勢為所以整根帶電細(xì)棒在P點處產(chǎn)生的電勢（2）8．球殼的內(nèi)半徑為R1，外半徑為R2，殼體內(nèi)均勻帶電，電荷體密度為，Ａ、Ｂ、Ｃ點分別與球心O相距為a、b、c，求：Ａ、Ｂ、Ｃ三點的電勢與場強(qiáng)。解：（1）作半徑為r的同心球面為高斯面，由于電荷分布具有球?qū)ΨQ性，電場強(qiáng)度分布也呈球?qū)ΨQ性，高斯面上各點的電場強(qiáng)度沿徑矢方向，且大小相等。因而由高斯定理得:所以A、B、C三點的場強(qiáng)分別為，電場強(qiáng)度沿徑矢方向（2）A、B、C三點的電勢分別為班級____________姓名______________學(xué)號_________________第6-1靜電場中的導(dǎo)體集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第26頁。一．填空題：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第26頁。1．在帶電量為Q的金屬球殼內(nèi)部，放入一個帶電量為q的帶電體，則金屬球殼內(nèi)表面所帶的電量為，外表面所帶電量為。2．將一負(fù)電荷從無窮遠(yuǎn)處移到一個不帶電的孤立導(dǎo)體附近，則導(dǎo)體內(nèi)的電場強(qiáng)度不變，導(dǎo)體的電勢減小，導(dǎo)體的電量不變（填增大、不變、減?。?。二．選擇題：3．將一個試驗電荷q0(正電荷)放在帶有負(fù)電荷的大導(dǎo)體外附近一點P處，測得它所受的力的大小為F，若考慮到電量q0不是足夠小，則：(B)(A)F/q0比P點處原先的場強(qiáng)數(shù)值小 (B)F/q0比P點處原先的場強(qiáng)數(shù)值大(C)F/q0等于原先P點處場強(qiáng)的數(shù)值 (D)F/q0與P點處場強(qiáng)數(shù)值關(guān)系無法確定三．計算題：4．在半徑為R的接地導(dǎo)體薄球殼附近與球心相距為d(d>R)的P點處，放一點電荷q，求球殼表面感應(yīng)電荷q?'及其在空腔內(nèi)任一點的電勢和場強(qiáng)。解：球殼表面及其內(nèi)部空間各點等電勢,因為接地，電勢為零。空間電場由點電荷q和感應(yīng)電荷q?'這兩部分電荷產(chǎn)生的電場疊加而成：故空腔內(nèi)處感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場電勢由點電荷q和感應(yīng)電荷這兩部分電荷產(chǎn)生的電勢疊加而成：故r處電場集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第27頁。

5．如圖，兩塊相同的金屬板A和B，面積均為S，平行放置，兩板間距遠(yuǎn)小于金屬板的線度，兩板分別帶電qA和qB，求兩板四個表面的電荷密度。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第27頁。解：6．證明靜電平衡條件下，金屬導(dǎo)體表面任意一點的電場垂直于該點的表面。解：如果電場不垂直于表面，則該電場有沿著表面切線方向的分量。導(dǎo)體中的自由電荷會在這分量的作用下沿著表面做定向移動，這破壞了平衡條件。所以，靜電平衡時候，金屬表面的電場垂直于表面。班級____________姓名______________學(xué)號_________________第6-2靜電場中的電介質(zhì)、電位移、有電介質(zhì)時的高斯定理一．填空題：1．兩塊平行帶電平板間充滿各向同性相對電容率為的均勻電介質(zhì).若兩個極板帶有異號等量的面密度為的自由電荷，則介質(zhì)中電位移的大小D=，電場強(qiáng)度的大小E=。2．如圖，在與電源連接的兩塊平行金屬板間填入兩種不同的均勻的電介質(zhì)，則兩種電介質(zhì)中的場強(qiáng)相等，

電位移不相等(填相等或不相等)。二．選擇題：3．半徑為R的均勻帶電介質(zhì)球體，電荷體密度為ρ，電容率為，則介質(zhì)內(nèi)半徑為r處的點的場強(qiáng)大小為：（A）(A)ρr/(3) (B)ρr2/(2r) (C)ρr2/(2R) (D)ρ/(4r2)集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第28頁。4．兩塊平行金屬板兩極板始終與一個輸出電壓一定的電源相連，當(dāng)兩極板間為真空時，電場強(qiáng)度為，電位移為，而當(dāng)兩極板間充滿相對介電常數(shù)為的各向同性均勻電介質(zhì)時，電場強(qiáng)度為，電位移為，則：(B)集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第28頁。(A) (B)(C) (D)三．計算題：5．在半徑為a的金屬球外有一層外半徑為b的同心均勻電介質(zhì)球殼,電介質(zhì)的相對電容率為,金屬球帶電Q,求：⑴介質(zhì)層內(nèi)外的場強(qiáng)大??；⑵介質(zhì)層內(nèi)外的電勢；⑶金屬球的電勢。解：6．在一半徑為的長直導(dǎo)線外套有氯丁橡膠絕緣護(hù)套，護(hù)套外半徑為，相對電容率為，設(shè)沿軸線單位長度上導(dǎo)線的電荷線密度為，試求介質(zhì)層內(nèi)的。解：在介質(zhì)層內(nèi)取半徑為，長為的閉合圓柱面，由高斯定理。7．有一高壓電器設(shè)備中用一塊均勻的陶瓷片（）作為絕緣材料，其擊穿場強(qiáng)為，已知高壓電在陶瓷片外空氣中激發(fā)均勻電場，其場強(qiáng)與陶瓷面法線夾角，大小為．求陶瓷中的電位移和場強(qiáng),該結(jié)緣材料是否會被擊穿？集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第29頁。解：如圖中所示，設(shè)陶瓷內(nèi)電位移的方向與法線成角：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第29頁。nn12D1=1E1D2=2E2陶瓷2空氣1因為陶瓷表面沒有自由電荷，所以在法線方向電位移連續(xù)小于擊穿場強(qiáng)，所以陶瓷不會被擊穿。班級____________姓名______________學(xué)號_________________第6-3電容、電容器；靜電場的能量、能量密度一．填空題：1．一平行板電容器，兩極板間電壓為U12，其間充滿相對介電常數(shù)為的各向同性均勻電介質(zhì)，電介質(zhì)厚度為d，則電介質(zhì)中的電場能量密度=。2．半徑為R的孤立導(dǎo)體球，帶電量為2Q，其電場能量為；半徑為R/4，帶電量為Q的孤立導(dǎo)體球的電場能量為。3．一平行平板電容器被一電源充電后，即將電源斷開，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，則下列各量的變化情況為：⑴電容增大；⑵極板上面電荷不變；⑶極板間的電勢差減??；⑷極板間的場強(qiáng)不變。（增大、減小、不變）二．選擇題：4．極板間為真空的平行板電容充電后與電源斷開，今將兩極板用絕緣工具拉開一些距離，則下列幾種說法中正確的是：（D）(A)極板上的自由電荷面密度增加 (B)電容器的電容增大(C)電容器兩極板間場強(qiáng)的大小減小 (D)電容器兩板間電勢差增大三．計算題：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第30頁。5．兩根長半徑的平行直導(dǎo)線距離為,且,求這兩根直導(dǎo)線構(gòu)成的電容器的電容。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第30頁。解：如圖建立坐標(biāo)系，設(shè)p點坐標(biāo)為，設(shè)單位長度導(dǎo)線帶電量，系統(tǒng)帶電。p點處的電場,故兩直導(dǎo)線之間的電勢差：根據(jù)電容器電容的定義，6．一平行板電容器極板面積為S，厚度為d，均等分為左右各一半，如圖.左半部體積內(nèi)充有電容率為的介質(zhì)，右半體積內(nèi)充有電容率為的介質(zhì)，求該電容器的電容。解：該電容器可看成左右兩個電容并聯(lián)。7．兩個同軸的圓柱，長度都是L，半徑分別為R1與R2(L>>R1,R2)，這兩個圓柱帶有等值異號電荷Q，兩圓柱之間充滿電容率為的電介質(zhì)，忽略邊緣效應(yīng)。⑴求這個圓柱形電容器的電容；⑵求與圓柱軸線垂直距離為r（R1<r<R2）處一點P的電場能量密度；

⑶求電介質(zhì)中的總電場能量。rR1R2解：由高斯定理，rR1R2（1）故兩圓柱的電勢差故（2）因為，所以，（3）總能量集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第31頁。8．在點A和點B之間有五個電容器，其連接圖如圖所示（電容值已標(biāo)出，單位為）。⑴求A,B之間的等效電容；

⑵若A、B之間的電勢差為12V,求UAC，UCD，UDB。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第31頁。解：（1）依題意，A,B之間的電容滿足,而，，，故，（2），故：，，班級____________姓名______________學(xué)號_________________第7-1畢奧—薩伐爾定律一．選擇題：1．一根載有電流I的無限長直導(dǎo)線，在A處彎成半徑為R的圓形，由于導(dǎo)線外有絕緣層，在A處兩導(dǎo)線靠得很近但不短路，則在圓心處磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為：(C)(A)(0+1)I/(2R) (B)0I/(2R)(C)0I(-1+)/(2R) (D)0I(1+)/(4R)2．將半徑為R的無限長導(dǎo)體薄壁管(厚度忽略)沿軸向割去一寬度為h(h<<R)無限長狹縫后，再沿軸向均勻地流有電流，其面電流密度為i(即沿圓周每單位長度的電流)，則管軸線上磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是：(A)(A) (B)0(C) (D)二、計算題：3．載有電流為I的無限長導(dǎo)線，彎成如圖形狀，其中一段是半徑為R的半圓，則圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為多少？解：選為正方向集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第32頁。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第32頁。4．用相同的導(dǎo)線組成的一導(dǎo)電回路，由半徑為R的圓周及距圓心為R/2的一直導(dǎo)線組成(如圖)，若直導(dǎo)線上一電源，且通過電流為I，求圓心Ｏ處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。解設(shè)大圓弧的電流為,小圓弧的電流為,則，選為正方向根據(jù)電阻定律有可得:大圓弧電流在圓心處O產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度:大小為，方向為小圓弧電流在圓心處O產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度:大小為，方向為直導(dǎo)線電流在圓心處O產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度:大小為，方向為所以,總電流在圓心處O產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度:，大小為:,方向為OPxR1R2I2I12b5．如圖，兩線圈共軸，半徑分別為和，電流分別為I1和I2,電流方向相同，兩圓心相距2b,聯(lián)線的中點為OPxR1R2I2I12b集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第33頁。解：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第33頁。方向沿著X軸正向電流方向相反，情形如何？若I1與I2方向相反，則方向也相反，、班級____________姓名______________學(xué)號_________________第7-2磁場的高斯定理安培環(huán)路定理一．選擇題：1．均勻磁場的磁感強(qiáng)度B垂直于半徑為r的圓面．今以該圓周為邊線，作一半球面S，則通過S面的磁通量的大小為：（B）(A) (B) (C)0 (D)無法確定的量2．如圖，流出紙面的電流為2I，流進(jìn)紙面的電流為I，則下述各式中哪一個是正確的？（D）(A) (B)(C) (D)二．填空題：3．在安培環(huán)路定理=中，是指閉合曲線所包圍的所有電流代數(shù)和，是指閉合線L上各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度，它是由L內(nèi)、外電流共同決定的。4．如圖，在無限長直載流導(dǎo)線的右側(cè)同一平面內(nèi)，通過面積為S1、S2兩個矩形回路的磁通量之比為：1:1。5．真空中畢一薩定律表達(dá)式；穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理的表達(dá)式；磁場的高斯定理表達(dá)式；安培環(huán)路定理說明磁場是渦旋場；磁場的高斯定理說明磁場是無源場。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第34頁。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第34頁。6．高壓輸電線在地面上空25m處，通過電流為A。⑴求在地面上由這電流所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？⑵在上述地區(qū)，地磁場為，問輸電線產(chǎn)生的磁場與地磁場相比如何？解：7．如圖，電流I均勻地自下而上通過寬度為a的無限長導(dǎo)體薄平板，求薄板所在平面上距板的一邊為d的P點的磁感應(yīng)強(qiáng)度。解：建立坐標(biāo)系，如圖所示，考慮在處，取長度為的小窄條電流，則其電流大小為在P點激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為方向所有小窄條電流在P點激發(fā)的磁場方向都是同方向的，則所有電流在P點的激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為方向為?8．如圖單層線圈均勻密繞在截面為長方形的整個木環(huán)上，共有N匝，求流入電流I后，環(huán)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布和截面上的磁通量。解：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第35頁。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第35頁。第7-3洛倫茲力安培力一．選擇題：1．下列說法中正確的是：(AD)(A)帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場時，若其運動軌道是圓，則圓周運動的周期與入射速度無關(guān)；(B)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中作圓周運動的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度無關(guān)；(C)由圓線圈中電流在線圈中心激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與線圈半徑無關(guān)；(D)一無限長直通電導(dǎo)線通過一圓平面的圓心，通過圓平面的磁通量與平面的法向無關(guān)。2．如圖所示，真空中電流元在原點O處，沿x軸正方向放置，電流元在z軸上，沿z軸正方向放置，兩者相距為r，假設(shè)電流元1對電流元2的作用力為df1，電流元2對電流元1的作用力為df2。則：（D）(A) (B) (C)

(D)二．填空題：3．從太陽射來的速度為的電子進(jìn)入地球赤道上空高層范艾倫輻射帶中，該處磁場為，此電子回轉(zhuǎn)軌道半徑為；若電子沿地球磁場的磁感線旋進(jìn)到地磁北極附近，地磁北極附近磁場為，其軌道半徑為23m。三．計算題：4．如圖一無限長直導(dǎo)線通以電流I1，與一個電流I2的矩形剛性載流線圈共面，設(shè)長直導(dǎo)線固定不動，求矩形線圈受到的磁力大小，問它將向何方向運動。解：建立坐標(biāo)系：向右為x軸正方向，豎直向上為y軸正方向，垂直紙面向外為z軸正方向，則電流產(chǎn)生的磁場為：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第36頁。電流CD段受力為：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第36頁。同理：電流EF段受力為：電流DE段受力：同理：電流FC段受力為：總的磁力為線圈將向左運動5．如圖相距2a的兩條豎直放置的載流長直導(dǎo)線，電流強(qiáng)度均為I，方向相反．長為2b，質(zhì)量為m的金屬棒MN位于兩直導(dǎo)線正中間，且在同一平面內(nèi)，欲使MN處于平衡狀態(tài)，求MN中的電流強(qiáng)度以及電流流向。解：由于金屬棒受重力，那么可以判斷電流方向為建立坐標(biāo)系，兩電流產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度大小為金屬棒所受安培力大小為由F=mg，可得6．如圖在載流為I1的長直導(dǎo)線旁，共面放置一載流為I2的等腰直角三角形，線圈abc，腰長ab=ac=L，邊長ab平行于長直導(dǎo)線，相距L?，求線圈各邊受的磁力F。解建立坐標(biāo)系：電流產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度邊ab受力：邊ac受力：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第37頁。邊bc受力：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第37頁。簡單解法：，班級____________姓名______________學(xué)號_________________第7-4、5磁場對載流線圈的作用（力矩）磁介質(zhì)一．選擇題：1．在勻強(qiáng)磁場中，有兩個平面線圈，其面積A1=2A2，通有電流I1=2I2，它們所受的最大磁力矩之比M1/M2等于(C)(A)1 (B)2 (C)4 (D)1/42．一段長為L的導(dǎo)線被彎成一個單匝圓形線圈，通過此線圈的電流為I，線圈放在磁感應(yīng)線與線圈平面平行的均勻磁場B中，則作用在線圈上的力矩是：(D)(A)BIL2/4 (B)BIL2/8 (C)BIL2/8 (D)BIL2/(4)3．對鐵磁質(zhì)加溫使其熔化，則變?yōu)?A)(A)順磁質(zhì) (B)抗磁質(zhì) (C)仍為鐵磁質(zhì)

(D)視熔化后溫度而定,上述三者均有可能二．填空題：4．從微觀分子角度看磁性的來源，產(chǎn)生順磁是分子磁矩（分子磁矩受到外磁場作用沿外磁場方向排列引起的），抗磁是附加磁矩（電子運動受到外磁場作用產(chǎn)生的附加磁矩，與外場方向相反），鐵磁質(zhì)是磁疇（鐵磁質(zhì)內(nèi)部形成的一些微小的自發(fā)磁化區(qū)域，是電子間因自旋引起的強(qiáng)相互作用引起的）。5．如圖所示為三種不同鐵磁質(zhì)的磁滯回線，若要制造電磁鐵，應(yīng)選用圖A所示材料最為合適，若要制造永磁體，應(yīng)選用圖B所示材料最為合適。(A)(B)(C)集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第38頁。

三．計算題：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第38頁。6．一面積為S的平面線圈，載有電流置于磁感強(qiáng)度為的均勻磁場中，將線圈從力矩最大位置轉(zhuǎn)過α角。⑴求在此過程中力矩做的功A；⑵轉(zhuǎn)角為α?xí)r線圈所受的磁力矩。解：(1)線圈受磁場的力矩為，大小為，當(dāng)過程中，力矩做的功為所以，當(dāng)， (2)7．一根長直同軸電纜，內(nèi)外導(dǎo)體之間充滿磁介質(zhì)，如圖所示，磁介質(zhì)相對磁導(dǎo)率為(<1)，導(dǎo)體的磁化可忽略。沿軸向有穩(wěn)恒電流I通過電纜，內(nèi)外導(dǎo)體上電流方向相反。求空間各區(qū)域內(nèi)的磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。解：由介質(zhì)中的安培環(huán)路定理班級____________姓名______________學(xué)號_________________第8-1電磁感應(yīng)定律動生電動勢一．選擇題：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第39頁。1．如圖兩個導(dǎo)體回路平行，共軸相對放置，相距為D，若沿圖中箭頭所示的方向觀察到大回路中突然建立了一個順時針方向的電流時，小回路的感應(yīng)電流方向和所受到的力的性質(zhì)是：(C)集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第39頁。(A)順時針方向，斥力(B)順時針方向，吸力(C)逆時針方向，斥力(D)逆時針方向，吸力2．如圖一載流螺線管豎直放置，另一金屬環(huán)從螺線管端上方沿管軸自由落下，設(shè)下落過程中圓面始終保持水平，則圓環(huán)在圖中A、B、C三處的加速度大小關(guān)系為：(B)(A)aA>aB>aC(B)aB>aA>aC(C)aC>aA>aB(D)aC>aB>aA3．如圖一矩形導(dǎo)體線圈放在均勻磁場中，磁場方向垂直于線圈平面向里，a、b分別為線圈上下短邊上的兩個點，當(dāng)線圈以速度v垂直于磁場方向向右運動時，則：(B)(A)ab兩點無電勢差，線圈內(nèi)無電流。(B)ab兩點有電勢差，且va>vb，線圈內(nèi)無電流。(C)ab兩點有電勢差，且vb>va，線圈內(nèi)有電流。(D)ab兩點有電勢差，且vb>va，線圈內(nèi)無電流。二．填空題：4．桌子上水平放置一個半徑r=10cm的金屬圓環(huán)，其電阻R=2Ω，地球磁場磁感強(qiáng)度的豎直分量為5×10-5T，若將環(huán)面翻轉(zhuǎn)180°，沿環(huán)流過任一橫截面的電荷q=。5．半徑為r的小絕緣圓環(huán)，置于半徑為R的大導(dǎo)線圓環(huán)中心，二者在同一平面內(nèi)，且r<<R。在大導(dǎo)線環(huán)中通有正弦電流（取逆時針方向為正）I=I0sinωt，其中ω、I0為常數(shù)，t為時間，則任一時刻小線環(huán)中感應(yīng)電動勢（取逆時針方向為正）為。三．計算題：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第40頁。6．有一測量磁感強(qiáng)度的線圈，其截面積S=4.0cm2，匝數(shù)N=160匝，電阻R=50Ω。線圈與一內(nèi)阻Ri＝30Ω的沖擊電流計相連，若開始時線圈的平面與均勻磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度相垂直，然后線圈的平面很快地轉(zhuǎn)到與的方向平行，此時從沖擊電流計中測得電荷值q=4.0×10-5C。問此均勻磁場的磁感強(qiáng)度B的值為多少？集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第40頁。解：由法拉第電磁感應(yīng)定律， ①

又有， ②

結(jié)合①②得：， ③

由題意，， ④

結(jié)合③④得：7．如圖一個邊長為a的正方形線圈與一長直導(dǎo)線位于同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線通以電流I=I0?sin??t?(式中I0、為常數(shù))，求方形線圈中感應(yīng)電動勢。(圖中箭頭表示電流的正方向)IdaxOxdxB解：如圖建立Ox軸，在x處取dx窄條，則x處

，

所以，線圈中的磁通量為

，

線圈中的感應(yīng)電動勢為

，IdaxOxdxB班級____________姓名______________學(xué)號_________________第8-2動生電動勢、感生電動勢一．選擇題：1．在下列描述中正確的是：(B)(A)感生電場和靜電場一樣，屬于無旋場；(B)感生電場和靜電場的共同點，就是對場中的電荷具有作用力；(C)因為感生電場對電荷具有類似于靜電場對電荷的作用力，所以在感生電場中也可類似于靜電場一樣引入電勢；(D)感生電場和靜電場一樣，能脫離電荷而單獨存在.集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第41頁。2．用導(dǎo)線圍成的回路(兩個以O(shè)點為圓心半徑不同的同心圓，在一處用導(dǎo)線沿半徑方向相連)，放在軸線通過O點的圓柱形(虛線)均勻磁場中，回路平面垂直于柱軸，如圖所示.如磁場方向垂直圖面向里，其大小隨時間而減小，則(A)→(D)各圖中哪個圖上正確表示了感應(yīng)電流的流向？(B)集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第41頁。二．填空題：3．如圖所示，一導(dǎo)線構(gòu)成一正方形線圈然后對折，并使其平面垂直置于均勻磁場。當(dāng)線圈的一半不動，另一半以角速度ω張開時（線圈邊長為2r），線圈中感應(yīng)電動勢的大小ε＝。(設(shè)此時的張角為θ，見圖)Oab4．如圖所示柱形空間有均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在不同半徑ra、Oab（ra<rb）處放置兩個大小相等的小環(huán)a和b，環(huán)軸與柱軸平行，當(dāng)B以速度dB/dt增加時，兩環(huán)處的感生電場的比值

Ea/Eb=，兩環(huán)內(nèi)的感生電動勢的比值

=1:1。三．計算題：5．如圖所示，一根長為L的金屬細(xì)桿ab繞豎直軸O1O2以角速度ω在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。O1O2在離細(xì)桿a端L/5處。若已知地磁場在豎直方向的分量為B。求ab兩端間的電勢差Ua?Ub。解在桿上距離轉(zhuǎn)軸x處取dx寬的一小段，則其動生電動勢為，

所以，方向為o→b，

同理有，方向為o→a，

由此，。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第42頁。6．如圖所示，有一根長直導(dǎo)線，載有直流電流I，近旁有一個兩條對邊與它平行并與它共面的矩形線圈，以勻速度沿垂直于導(dǎo)線的方向離開導(dǎo)線。設(shè)t=0時，線圈位于圖示位置，求：⑴在任意時刻t通過矩形線圈的磁通量Φ；⑵在圖示位置時矩形線圈中的電動勢ε。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第42頁。解⑴在線圈中距離長直導(dǎo)線x處取dx寬的窄條，則，，所以；⑵由法拉第電磁感應(yīng)定律t=0時，，可見，所以電動勢方向與B成右手螺旋關(guān)系，即為順時針方向。班級____________姓名______________學(xué)號_________________第8-3自感、互感、磁場能量一．選擇題：1．在一自感線圈中通過的電流I隨時間t的變化規(guī)律如圖(a)所示，若以I的正向作為的正方向，則代表線圈內(nèi)自感電動勢隨時間t變化應(yīng)為下圖中的：(D)二．填空題：2．要使兩個平面線圈相距很近，又要使它們之間的互感系數(shù)為最小，兩線圈應(yīng)怎樣安放置？軸線相互垂直（平面線圈1的中心垂直軸與線圈2的平面共面）。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第43頁。3．真空中兩條相距2a的平行長直導(dǎo)線,通以方向相同、大小相等的電流Ｉ，Ｏ、Ｐ兩點與兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，與導(dǎo)線的距離如圖所示，則Ｏ點的磁場能量密度為0，Ｐ點的磁場能量密度為。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第43頁。4．一無鐵芯的長直螺線管，在保持其半徑和總匝數(shù)不變的情況下，把螺線管拉長一些，則它的自感系數(shù)將變小。（填“變大”、“變小”或“不變”）5．自感系數(shù)L=0.2H的螺線管中通以I=4A的電流時，螺線管存儲的磁場能量W=1.6J。三．計算題：6．截面積為長方形的環(huán)形均勻密繞螺繞環(huán)，其尺寸如圖所示，共有N匝（圖中僅畫出少量幾匝），求該螺繞環(huán)的自感L。hR1R2解由安培環(huán)路定律可知，當(dāng)通以電流I時，環(huán)內(nèi)磁感強(qiáng)度為hR1R2

所以，該螺繞環(huán)當(dāng)自感為7．同軸電纜由半徑為R1的實心圓柱導(dǎo)體(稱為芯線)和半徑為R2(R2>R1)的同軸薄圓筒導(dǎo)體組成，電流從芯線的一端流入，由外筒流回，芯線與外筒間充滿相對磁導(dǎo)率為?r的均勻磁介質(zhì)，用磁能方法求長b的一段電纜的自感(芯線內(nèi)部的磁通量可忽略)。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第44頁。解：設(shè)通電流I，由安培環(huán)路定理，在距離軸線r處的磁場分布為

可的磁能為：

由，所以集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第44頁。班級____________姓名______________學(xué)號_________________第9-1振動一．填空題：t(s)x(m)O12P1．為了測得一物體的質(zhì)量m，將其掛到一彈簧上，并讓其自由振動，測得振動頻率v1=1.0Hz；若再將另一個質(zhì)量m2=0.5kg的物體單獨掛在該彈簧上，測得振動頻率t(s)x(m)O12P2．如圖為以余弦函數(shù)表示的簡諧運動的振動曲線，則其初相=或，P時刻的相位為0或。二．選擇題：3．下列表述中正確的是：(D)(A)物體在某一位置附近來回往復(fù)的運動是簡諧振動。(B)質(zhì)點受回復(fù)力（恒指向平衡位置的作用力）作用，則該質(zhì)點一定作簡諧振動。(C)拍皮球的運動是簡諧振動(D)某物理量Q隨時間t的變化滿足微分方程，則該物理量按簡諧振動的規(guī)律變化（由系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定）。4．一質(zhì)點沿x軸作簡諧運動，運動方程為x＝4×10-2cos()(SI)，從t＝0時刻起，到質(zhì)點位置在x＝－２cm處，且向x軸正方向運動的最短時間間隔為：（C）(A)1/8s(B)1/4s(C)1/2s(D)1/3s(E)1/6s５．一個質(zhì)點作簡諧運動，振幅為A，在起始時刻質(zhì)點的位移為A/2，且向x軸的正方向運動，代表此簡諧運動的旋轉(zhuǎn)矢量圖為：（B）集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第45頁。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第45頁。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第46頁。

三．計算題：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第46頁。6．作簡諧運動的小球，速度最大值vm=3㎝/s，振幅A＝2㎝。若從速度為正的最大值的某時某刻開始計時，求：⑴振動周期；⑵加速度的最大值；⑶振動表達(dá)式。xA解：⑴由，得，所以；

⑵由

⑶由題意可得初識時刻的旋轉(zhuǎn)矢量圖如右所示，

可見，所以振動表達(dá)式為

xAt(s)x(m)O-0.100.100.055.6t(s)x(m)O-0.100.100.055.6PA0x解⑴從振動曲線看出A=0.10m

t=0時，旋轉(zhuǎn)矢量圖如右，可見

又t=5.6s時的旋轉(zhuǎn)矢量圖，可見

由，所以

所以A0x⑵⑶由，所以集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第47頁。

班級____________姓名______________學(xué)號_________________集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第47頁。第9-2振動的合成、能量一．填空題：1．有兩個同方向的諧振動分別為x1=4cos(3t+π/4)?cm，x2=3cos(3t-3π/4)?cm，則合振動的振幅為1cm，初相為π/4。2．一質(zhì)點同時參與兩個同方向同頻率的諧振動，已知其中一個分振動的方程為：x1=4cos(3t)?cm，其合振動的方程為：x=4cos(3t+π/3)?cm，則另一個分振動的振幅為A2=4cm，初相2=2π/3。3．為了測月球表面的重力加速度，宇航員將地球上的“秒擺”（周期為2.00s），拿到月球上去，如測得周期為4.90s，則月球表面的重力加速度約為8/4.9=1.63m/s2。（取地球表面的重力加速度gE=9.80m.s-2）4．當(dāng)質(zhì)點以頻率v作簡諧運動時，它的動能的變化頻率為2v。t(t(s)y(m)O1-1-0.50.5二．選擇題：5．右圖表示兩個同方向、同頻率的諧振動的振動曲線，則它們合振動的初相為：(A)(A)=0(B)=π/2(C)=π(D)=π/46．兩個不同的輕質(zhì)彈簧分別掛上質(zhì)量相同的物體1和2，若它們的振幅之比A2/A1=2/1，周期之比T2/T1=2/1，則它們的總振動能量之比E2/E1是：(A)(A)1:1(B)1:4(C)4:1(D)2:1集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第48頁。

集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第48頁。7．有兩個同方向、同頻率的諧振動，其合成振動的振幅為0.20?m，相位與第一振動的相差為/6，已知第一振動的振幅為0.173?m，求第二振動的振幅以及第一、第二兩振動之間的相差。A=0.20mA1=0.173mA2=π/6θ解A=0.20mA1=0.173mA2=π/6θ8．質(zhì)量為0.10kg的物體，以振幅1.0×10-2m作簡諧運動，其最大加速度為4.0m.s-2。求：⑴振動的周期；⑵物體通過平衡位置時的總能量與動能；⑶物體在何處其動能與勢能相等？⑷當(dāng)物體的位移大小為振幅的一半時，動能、勢能各占總能量的多少？解⑴由，得，所以；

⑵在平衡位置；

⑶由，要使，

必有，所以，

則；

⑷由題意有，則有，

亦即班級____________姓名______________學(xué)號_________________第10-1平面簡諧波xyxyOabcd集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第49頁。1．如圖是沿x軸正向傳播的平面簡諧縱波在某時刻的波形圖，質(zhì)點的位移由x軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)

π/2的y坐標(biāo)來表示，則在該時刻媒質(zhì)質(zhì)點O，a，b，c，d中運動方向向右的是b，c，運動方向向左的是O，a，d。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第49頁。2．位于原點的波源產(chǎn)生的平面波以u=10?m/s的波速沿x軸正方向傳播，使得x=10?m處的P點振動規(guī)律為y=0.05cos(2t-/2)，該平面波的波動方程為：

。xyOt=0u3．已知一平面簡諧波的波動方程為y=0.1cos(3t-6x)?m，則周期是s，波線上相距2?xyOt=0u二．選擇題：4．圖中曲線表示t=0時刻正行波的波形圖，0點的振動初相是：(A)(A)-π/2 (B)0 (C)π/2 (D)π三．計算題：5．已知波源在原點（x=0）的平面諧波的方程為y=Acos(Bt-Cx)，式中A、B、C為正值恒量，試求：⑴波的振幅、波速、頻率、周期與波長；⑵寫出傳播方向上距離波源L處一點的振動方程；⑶試求任何時刻，在波傳播方向上相距為D的兩點的相差。解：振幅：；波速：；頻率：；周期：；波長：。6．已知平面余弦波波源的振動周期T=0.5?s，所激起的波長為=10?m，振幅為0.1m，當(dāng)t=0時，波源處振動的位移恰為正方向最大值，取波源為原點并設(shè)波沿+x方向傳播，求：⑴此波的方程；⑵沿波傳播方向距離波源為/2處的振動方程；⑶當(dāng)t=T/4時波源和距離波源為/2的點離開平衡位置的位移；⑷當(dāng)t=T/4時，距離波源/4處質(zhì)點的振動速度。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第50頁。解：（1）由旋轉(zhuǎn)矢量法可以初相位：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第50頁。則此波動方程為（2）振動方程：（3）：：（4）：x(m)y(m)O0.1-0.1103040u7．如圖所示是一平面余弦波在t=0.25?s時刻的波形圖，波速為u=40?x(m)y(m)O0.1-0.1103040u解：從圖可得：有設(shè)波動方程為對o點用旋轉(zhuǎn)矢量法分析可得：，即得波動方程為：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第51頁。

班級____________姓名______________學(xué)號_________________集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第51頁。第10-2波函數(shù)的物理意義波的能量x(m)y(m)Ox(m)y(m)OO’aubcdefg1．一列機(jī)械橫波在t時刻的波形曲線如圖所示，則該時刻能量最大值的媒質(zhì)質(zhì)元的位置是：(B)(A)O’，b，d，f(B)a，c，e，g(C)O’，d(D)b，f2．當(dāng)一平面簡諧機(jī)械波在彈性媒質(zhì)中傳播時，下述各結(jié)論哪個是正確的？(D)(A)媒質(zhì)質(zhì)元的振動動能增大時，其彈性勢能減小，總機(jī)械能守恒。

(B)媒質(zhì)質(zhì)元的振動動能和彈性勢能都作周期性變化，但二者的相位不相同。

(C)媒質(zhì)質(zhì)元的振動動能和彈性勢能的相位在任一時刻都相同，但二者的數(shù)值不相等。

(D)媒質(zhì)質(zhì)元在其平衡位置處彈性勢能最大。3．一平面簡諧波沿x軸負(fù)方向傳播。已知x=x0處質(zhì)點的振動方程為。若波速為u，則此波的表達(dá)式為(A)(A)(B)(C)(D)二．填空4．一平面簡諧波，頻率為300?Hz，波速為340?m/s，在截面面積為3×10-2m2的管內(nèi)空氣中傳播，若在10?s內(nèi)通過截面的能量為2.7×10-2J，則通過截面的平均能流為；波的平均能流密度為；波的平均能量密度為。5．一平面諧波在媒質(zhì)中傳播時，若一媒質(zhì)質(zhì)元在t時刻的波的能量是10?J，則在(t+T)?（T為波的周期）時刻該媒質(zhì)質(zhì)元的振動動能是5J。集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第52頁。

三．計算題：集美大學(xué)大學(xué)物理習(xí)題冊答案參考全文共56頁，當(dāng)前為第52頁。6．一平面簡諧波在介質(zhì)中以速度u=200?m/s自左向右傳播，已知在傳播的路徑上某質(zhì)點A的振動方程為y=3cos(4πt-π)(SI)，D點在A點右方9?m處。若取x軸方向向左，并以A為坐標(biāo)原點，試寫出波動方程，并求出D點振動方程。解：（SI）7．某質(zhì)點作簡諧振動，周期為