聊城大學(xué)《電磁場與電磁波》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁聊城大學(xué)《電磁場與電磁波》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在電磁感應(yīng)中，一個匝數(shù)為N的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小與以下哪個因素?zé)o關(guān)？（）A.線圈的面積B.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.線圈轉(zhuǎn)動的角速度D.線圈的電阻2、在電磁感應(yīng)中，一個矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電的頻率為50Hz。如果線圈的面積增大一倍，轉(zhuǎn)速增大一倍，其他條件不變，那么交流電的頻率變?yōu)槎嗌?？（）A.50HzB.100HzC.200HzD.400Hz3、對于氣體分子動理論，以下關(guān)于理想氣體壓強(qiáng)和溫度的微觀解釋，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.理想氣體的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對容器壁的碰撞產(chǎn)生的，溫度與分子的平均動能無關(guān)B.理想氣體的壓強(qiáng)和溫度都與氣體分子的平均動能成正比，分子的平均動能越大，壓強(qiáng)和溫度越高C.理想氣體的壓強(qiáng)取決于分子的密度和平均速度，溫度只與分子的勢能有關(guān)D.氣體分子動理論無法解釋理想氣體壓強(qiáng)和溫度的微觀本質(zhì)，只是一種經(jīng)驗(yàn)性的理論4、在光學(xué)的折射現(xiàn)象中，當(dāng)光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，有可能發(fā)生全反射。對于一定的入射角，哪種情況下更容易發(fā)生全反射？（）A.光密介質(zhì)的折射率較大B.光疏介質(zhì)的折射率較大C.入射角較小D.以上都不對5、在熱力學(xué)第二定律的表述中，克勞修斯表述和開爾文表述是等價的。對于一個熱機(jī)，從高溫?zé)嵩次盏臒崃繛镼1，向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃繛镼2，對外做功為W，如果該熱機(jī)的效率為50%，且Q1=100J，那么W的值是多少？（）A.25JB.50JC.75JD.100J6、在相對論中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價性。當(dāng)一個物體的速度接近光速時，其動能的增加與速度的關(guān)系是怎樣的？（）A.動能與速度成正比B.動能與速度的平方成正比C.動能的增加變得越來越困難D.動能的增加變得越來越容易7、在研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動時，一個質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)運(yùn)動，其運(yùn)動方程為x=3t，y=4t2，t為時間。則該質(zhì)點(diǎn)的加速度大小是多少？（）A.3B.4C.8D.128、在光學(xué)的反射定律中，入射角等于反射角。一束光線以入射角i照射到平面鏡上，反射光線與入射光線的夾角為120°，入射角i的大小是多少？（）A.30°B.60°C.90°D.120°9、在波動光學(xué)中，單縫衍射現(xiàn)象具有獨(dú)特的特征。以下關(guān)于單縫衍射中暗紋位置的確定，不正確的是？（）A.暗紋位置由衍射角與縫寬的關(guān)系決定B.中央明紋兩側(cè)的第一條暗紋對應(yīng)的衍射角滿足一定條件C.暗紋的位置與入射光的波長無關(guān)D.縫寬越小，衍射條紋越寬，暗紋位置也會發(fā)生變化10、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等容變化過程。若氣體吸收的熱量為Q，壓強(qiáng)的變化量為Δp，以下關(guān)于氣體內(nèi)能的變化量，哪一項(xiàng)計(jì)算是不正確的？（）A.內(nèi)能的變化量等于QB.內(nèi)能的變化量等于(Δp/p)×(m/M)×R×T，其中m為氣體質(zhì)量，M為氣體摩爾質(zhì)量，R為普適氣體常量，T為溫度C.內(nèi)能的變化量與氣體的體積無關(guān)D.內(nèi)能的變化量與氣體的壓強(qiáng)成正比11、在電磁學(xué)中，安培環(huán)路定理用于計(jì)算磁場的分布。對于一個無限長直載流導(dǎo)線，通過安培環(huán)路定理計(jì)算其周圍的磁場強(qiáng)度，與到導(dǎo)線距離的關(guān)系是怎樣的？（）A.與距離成正比B.與距離成反比C.與距離的平方成正比D.與距離的平方成反比12、在電磁學(xué)的磁場對電流的作用中，安培力的大小與電流強(qiáng)度、導(dǎo)線長度、磁感應(yīng)強(qiáng)度以及電流與磁場的夾角有關(guān)。當(dāng)電流與磁場垂直時，一段長度為L的直導(dǎo)線通有電流I，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，所受安培力的大小是多少？（）A.BILB.BIL/2C.BILsinθD.BILcosθ13、在研究簡諧運(yùn)動時，回復(fù)力的特點(diǎn)需要明確。一個做簡諧運(yùn)動的物體，回復(fù)力大小與位移大小成正比，方向相反。當(dāng)位移為最大位移的一半時，回復(fù)力的大小是最大回復(fù)力的多少倍？（）A.1/2B.√2/2C.1/√2D.1/414、在波動光學(xué)中，光的衍射現(xiàn)象是常見的。當(dāng)一束光通過一個狹縫時，會在屏幕上形成衍射條紋。如果狹縫寬度減小，衍射條紋的寬度會怎樣變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變寬后變窄15、對于靜電場，一個帶正電的點(diǎn)電荷在電場中由靜止釋放，它將如何運(yùn)動？（）A.沿電場線方向加速運(yùn)動B.沿電場線方向減速運(yùn)動C.垂直電場線方向運(yùn)動D.靜止不動16、在光學(xué)的折射定律中，入射角i和折射角r的正弦值之比等于兩種介質(zhì)的折射率之比。當(dāng)光線從折射率為n1的介質(zhì)射向折射率為n2的介質(zhì)，且n1>n2時，如果入射角逐漸增大，那么折射角會如何變化？（）A.一直增大B.先增大后減小C.增大到一定程度后變?yōu)?0度D.保持不變17、在波動學(xué)中，波的疊加原理指出，幾列波在同一介質(zhì)中傳播時會相互疊加。兩列頻率相同、振幅相等、振動方向相同的波在相遇區(qū)域會形成什么現(xiàn)象？（）A.干涉B.衍射C.折射D.反射18、對于電場中的電勢能和電勢差，以下關(guān)于電荷在電場中電勢能的變化、電勢差的定義和計(jì)算，以及它們與電場強(qiáng)度的關(guān)系的表述，不準(zhǔn)確的是（）A.正電荷在電勢高處電勢能大，負(fù)電荷在電勢低處電勢能大B.電勢差等于電場中兩點(diǎn)電勢之差C.電場強(qiáng)度越大，電勢差越大D.電荷在電場中移動時，電勢能的變化等于電場力做的功19、關(guān)于光學(xué)的薄膜干涉，一束光照射到薄膜上產(chǎn)生干涉條紋，以下哪種因素會影響條紋的間距？（）A.薄膜的厚度B.入射光的波長C.薄膜的折射率D.以上因素均會20、在研究帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時，洛倫茲力起著決定性作用。一個帶電量為q、質(zhì)量為m的粒子，以速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，做勻速圓周運(yùn)動。若粒子的速度增大到2v，圓周運(yùn)動的半徑會如何變化？（）A.半徑不變B.半徑增大到原來的2倍C.半徑增大到原來的4倍D.半徑減小到原來的一半二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在波動學(xué)中，解釋彈性波在有限空間中的共振現(xiàn)象？2、（本題5分）對于一個在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的帶電粒子，已知磁場強(qiáng)度、粒子的電荷量和速度，如何確定粒子做圓周運(yùn)動的半徑和周期？3、（本題5分）在熱力學(xué)中的焦耳-湯姆遜效應(yīng)中，論述其物理過程、節(jié)流系數(shù)的計(jì)算和在氣體液化、制冷技術(shù)中的應(yīng)用。4、（本題5分）在電磁學(xué)中，安培環(huán)路定理是計(jì)算磁場的重要工具。請解釋安培環(huán)路定理的內(nèi)容和適用條件，說明如何運(yùn)用安培環(huán)路定理來計(jì)算具有對稱性的磁場分布，并舉例說明其在求解無限長直導(dǎo)線和螺線管磁場中的應(yīng)用。5、（本題5分）分析波動光學(xué)中的菲涅爾衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射的區(qū)別，探討其在光學(xué)中的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一無限長直圓柱形導(dǎo)體中，有一半徑為r的圓柱形空腔，導(dǎo)體中通有均勻分布的電流I。計(jì)算空腔內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。2、（本題5分）一長直螺線管，單位長度上的匝數(shù)為n，通有電流I，內(nèi)部充滿相對磁導(dǎo)率為μr的均勻介質(zhì)，求螺線管內(nèi)的磁場能量密度。3、（本題5分）在真空中有一個半徑為0.10m的均勻帶電球體，其帶電量為+5.0×10^(-8)C。已知靜電力常量為9.0×10^9N·m^2/C^2，求距離球心0.15m處的電場強(qiáng)度和電勢。4、（本題5分）一個邊長為L的正方形金屬框，以角速度ω在勻強(qiáng)磁場中繞其一邊勻速轉(zhuǎn)動，磁場方向垂直于框平面。計(jì)算金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值和有效值。5、（本題5分）一個質(zhì)量為0.50kg的物體，在光滑水平面上受到一個與水平方向成30°角、大小為10N的力的作用，物體運(yùn)動了5.0m。已知力作用的時間為2.0s，求力在這段時間內(nèi)對物體所做的功以及物體獲得的末速度。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）熱力學(xué)中的焦耳