大学物理2 练习题_2010

1三、一半径为R的圆形闭合线圈，载有电流I，放在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，大小为B，如图，求：（1）线圈磁矩的大小和方向；（2）线圈所受磁力矩大小和方向；（3）在磁力作用下，线圈平面绕过O点的竖直轴转过900，磁力矩做功。BOI四、设有一电缆，由两个无限长的同轴圆筒导体构成，内、外圆筒之间充满了磁导率为μ的磁介质，内、外圆筒上通有大小相等，方向相反的电流I，设两圆筒的半径分别为R1、R2，求：（1）此电流系统激发的磁场的磁感应强度分布；（2）长度为l的一段电缆内所储存的磁能；（3）单位长度同轴电缆的磁能和自感（取轴线为坐标原点。）若内芯为导体，则如何？推广：通电圆柱体I，若ab=2R，则Фm＝？。2五、均匀磁场局限在半径为R的圆柱体内，磁场随时间的变化率，(k为常数)，有一长为金属棒AB放在磁场中，如图。求（1）A、B两点处的感生电场的大小；（2）AB棒中电动势的大小和方向。0kdtdBR23ABRRh2ROCD3六、均匀磁场B被限制在半径R=10cm的无限长圆柱空间内，方向垂直纸面向里，取一固定的等腰梯形回路ABCD，梯形所在平面的法向与圆柱空间的轴平行，位置如图。设磁场以dB/dt=100T/s的匀速率增加，已知θ=π/3，Oa=Ob=6cm，求等腰梯形回路中感生电动势的大小和方向。RBOabcd4七、真空中，一电磁波的波动方程如下：则：（1）该电磁波的传播方向是什么？（2）电矢量的振幅为多少？（3）电场的表达式是什么？0cos0zxyBBcztBB，,/)(102cos100.6,082mVcxtEEEyzx八、在真空中，一平面电磁波的电场为则：（1）磁场方向是什么？（2）磁场的表达式是什么？（3）磁感应强度的大小是多少？5Lnl九、有一玻璃劈尖,放在空气中,劈尖夹角用波长的单色光垂直入射时,测得干涉条纹的宽度,求：（1）玻璃的折射率；（2）θ增加条纹如何变化？（3）上表面平移，条纹如何变化？rad1085nm5892.4mml6十、在一块光平玻璃板B上，端正地放一锥顶角很大的圆锥形平凸透镜A，在A、B间形成劈角θ很小的空气薄层，如图，当波长为λ单色光垂直射向平凸透镜时，可以观测到透镜锥面上出现干涉条纹，求（1）画出干涉条纹的大致分布，并说明条纹主要特征；（2）计算明暗条纹的位置；（3）若平凸透镜稍向左倾斜，干涉条纹有何变化？er7十一、光栅每毫米有250条狭缝，刻痕宽度b是缝宽的2倍。若波长0=400nm的单色平行光垂直入射到该光栅上，求：（1）光栅常数；（2）屏上最多可见多少条明纹？（3）第2级明纹的衍射角？（4）若光栅后的透镜焦距f=1m，则其±1级明纹在屏上的间距？十二、已知某介质折射率为1.732，则当光从空气射向该介质，求：（1）入射角为多少时，反射光为完全偏振光；（2）一束强度为I0自然光垂直入射到两块平行放置且透光方向夹角为30º的偏振片上，则透射光的强度是多少？（3）折射光线与玻璃平面的夹角是多少？十三、在一惯性系中一粒子具有动量6Mev/c（c为光速），若粒子总能量E＝10Mev，计算在该系中（1）粒子的运动速度；2）粒子的运动动能。8十四、（1）温度为室温的黑体，其单色辐出度的峰值所对应的波长是多少？（2）若使一黑体单色辐出度的峰值所对应的波长在红色谱线范围内，其温度应为多少？（3）以上两辐出度之比为多少？)C20(十六、一电子以12.0eV的动能轰击处于基态的氢原子后发生散射。求：（1）试确定氢原子所能达到的最高能态；（2）氢原子由上述最高能态直接跃迁到基态，发出的光子的波长为多大？（3）原子达到最高能态时，散射电子的物质波波长是多少？十五、用波长4000A的光照射铯感光层，求：（1）铯的红限频率；（2）铯的逸出功A；（3）光子的能量；（4）光电子的最大初动能；（5）所放出的光电子速度；（6）遏止电压。（红限波长为6600A）91001）（一、1010200π444)2(RIRIRIBReI21）（解：二、20022RevRIB磁感应强度422200282)2(RveBwm能量密度nRRevnIsm22)3(等效磁矩11方向向外，）（三、212RIIsm方向向上，）（222RBImBM2)(321221RBIIBsmIIdAmmmm）（12四、解：（1）取轴线为坐标原点。由安培环路定理，可得IldBl0RIabcdOx0,1BRr0,2BRr,21RrRIrH2rIHB2rIH213222282rIHwm)()2(21RrRP点处drlrdV2RIabcdOxlPdr1222222ln44282121RRlIrdrlIdrlrrIdVwWRRRRVmm2m213LIW）（12lnπ2RRL14rIBRIrB22020＝＝外内2ln24220020020IIlldrrIrldrRIsdBRRRsm推广：通电圆柱体I，若ab=2R，则Фm＝？。RIbc2Rda15SLsddtBdldE）（解：五、122hdtdBEhkhdtdBhEA22hrRrAA，）点（16)12141()360302121()()2(22RhRkRRhkSSdtdBdtdoCDoACmoABAB扇方向B→A222RdtdBEhkhRdtdBhREB4422hrRrBB2，）点（17）（V68.301006cos6.006.00213.10212cos212122dtdBOaabRdtdBSdtd电磁感应定律：），由法拉第选回路绕向为逆时针（六、adcba18CBBE00000cztCBExcos)3(0的正方向）（解：七、z1000000000)2(BBHE19CxtBz810102cos102)3(的正方向）（解：八、z1TCEEEB10000000001021000000000)2(BBHE2053.1m104.21082m1089.5357nlnln221）（解：、九ln2每一级次的条纹对应劈尖内的一个厚度，当此厚度位置改变时，对应的条纹随之移动。2ln（2）θ大，条纹密；反之，条纹疏。θ增加，条纹变密，并且向棱边处移动；反之，条纹变疏，并且向远离棱边移动。但不变。ne2/（3）θ不变，上表面平移，纹距不变，但条纹向棱边移动。21十、解：（1）干涉条纹特点：接触点是暗斑，干涉条纹是以接触点为圆心的一系列等间距的同心同环。222e）（暗环）＋（明环，,2,1,0,212,2,1kkkkretgrtge暗，）＋（明,2,10,212,2,1,2222kkkkre,2,1412kk）－（明r,2,1,02kk暗r)(22ene暗斑接触点2,0e22m1042501011163Nbad)(解：十一、96333，，缺级级次：，缺级：kkabakabakba90sin)()2(91010410476mkbak实际观察到做到级次—条主极大。共可见条纹数：13619223baba11sin,sin)()4(2.01041040022sin2sin)()3(6922babam2.010410400122sin2tan2269111bafffx24001206073211inni,.tan)(十二、解：002028330cos21)2(III0000306090)3(折射光线与玻璃平面的夹角为600。ccEpvcvEpmcEmvp601222.)(十三、解：451122cuMeV22.0111)2(00EEEEEEEEk25十四、解（1）由维恩位移定律nmnmm989029310898.23TbKKm3731046.4105.610898.2'bT441037.5)'()()'(TTTMTMnmm650（2）取（3）由斯特藩—玻尔兹曼定律26hz1045011500.)(c十五、解：eVeV/nm87.11243,21)2(0002hchAAhmeVeV/nm11.31243)3(hchAeVeV24.1)87.111.3(21)4(2maxAhmm/s50105.6)(2)(2hchcmmAheV24.121)6(02hchcmvueaV24.1au02,21)5(hAAhm27/)2(12hcEEhnm122m1022.1106.16.1346.131031063.671983412EEhceVEnEEEEn1211211）（十六、解：2]92.2[6.13126.1311EEEn所以最高可达n=2的第一激发态28A16.91016.9106.18.1101.921063.6210193134mmEhphk，kEmP02eVEEE2.106.134.331221）（散射电子的动能：不考虑相对论效应MeV511.08.12.101221eVEEEk