大学物理练习题

练习二十七稳恒磁场（一）1、一根无限长直导线abcde弯成图27—1所示的形状,中部bcd是半径为R,对圆心O张角为0120的圆弧,当通以电流I时,O处磁感应强度大小B____________,方向为________________.2、两平行长直导线相距m21040,每条导线载有电流20A,如图27—2所示，则通过图中矩形面积abcd的磁通量________________.3、[]两个载有相同电流I的圆线圈,半径为R,一个水平放置,另一个竖直放置.如图27—3所示，则圆心O处磁感应强度大小为:(1)0;(2)RI20;(3)RI220;(4)RI04、[]如图27—4所示，在无限长载流导线附近一球形闭合曲面S，当面向长直导线靠近的过程中，穿过面S的通量及面上任意一点P的磁感应强度大小B的变化为：（1）增大，B增大；（2）不变，B不变；（3）增大，B不变；（4）不变，B增大。5、如图27—5所示，一宽为a的无限长薄金属板，自下而上均匀的通过电流I。求：在薄板所在平面上距板右侧为d的P点的磁感应强度PB。练习二十八稳恒磁场（二）1．有一半径R的无限长圆柱形导体，沿其轴线方向均匀地通有稳恒电流I，则在导体内距离轴线为r处的磁场应强度的大小B1=_____________；导体外，距轴线为r处的磁感应强度的大小B2=____________________。2．如图28-2所示，则∮L1B.dl=_____________,∮L2B.dl=__________________.。adbeOIR060图27-1m.250m.20m.101I2Idcbm.10a图27-2IOI图27-3PSI图27-4IPad图27-51L图28-22L1I2I1Ia2IbPLc图28-33.[]如图28-3所示，a、c处分别放置无限长直截流导线，P为环路L上任一点，若把a处的截流导线移至b处，则：（1）∮LB.dl变，Bp变；（2）∮LB.dl变，Bp不变；（3）∮LB.dl不变，Bp不变；（4）∮LB.dl不变，Bp变。4．[]在一个圆形电流外取一个圆形闭合回路L，且L与圆形电流同心共面，由安培环路定律∮LB.dl=0，可得：（1）L上各点的B一定为零；（2）圆电流在L上各点的磁感应强度和一定为零；（3）B沿L上任一点的切向分量为零；（4）安培环路定律对圆电流的磁场不适用。5．一根很长的同轴电缆，由一导体圆柱（半径为a）和同一轴的导体圆管（内、外半径分别为b、c）构成，让电流I从一导体流去，从另一导体流回，设电流都均匀分布在导体的横截面上。求电缆内外磁感应强度随距轴线距离的分布B（r）。6．厚度为2d的无限大导体平板，沿与板平行的方向均匀通过电流，电流密度为j，求板内外的磁场分布。练习二十九稳恒磁场（三）1．质子和粒子质量之比为41，电量之比为21，它们的动能相同，若将它们引进同一均匀磁场，且在垂直于磁场的平面内作圆周运动，则它们回转半径之比为。5.一圆环半径为mR4，放在一非均匀磁场B中，磁场对环呈发射状，如图29—5所示,若环边缘处磁场方向与环法线方向成030角，大小为0.10T，环中通以电流I=15.8A。求：圆环所受合力的大小和方向。BI030图29-5图29-6d1ILa2IbEGO0606、如图29—6所示,ab导线与无限长直导线GE共面，ab延长线与GE交于O点成060角，若分别通以电流,10,2021AIAIab长cmL29，a端距GE为cmd1，求ab在图示位置时所受GE产生的磁场的作用力F练习三十一介质中的电场和磁场（二）2、图31—2中三条曲线分别为顺磁质、抗磁质和铁磁质的B—H曲线，则oa表示______________；ob表示________________；oc表示____________________。3、[]载流长直螺线管内充满相对磁导率为r的均匀抗磁质，则螺线管内中部的磁感应强度B和磁场强度H的关系是：（1）HB0；（2）HB0（3）HB0；（4）HBr6、一根无限长的直圆筒形导线，外包一层相对磁导率为r的圆筒形磁介质，导线半径为1R，磁介质的外半径为2R，导线内有电流I通过，电流在导线横截面上均匀分布。求磁场强度和磁感应强度的分布。练习三十二电磁感应（一）1、如图32—1所示,长为L的导体棒ab在均匀磁场B中，绕通过c点的轴匀速转动，角速率为,ac为3L，则caUU；cbUU；abUU。2、如图32—2所示,一长为2a的细铜杆MN与载流长直导线垂直且共面。N端距长直导线为a,当铜杆以V平行长直导线移动时，则杆内出现的动生电动势大小为i；端电势较高。3、[]一矩形导线框，以恒定的加速度a向右穿过一均匀磁场区，B的方向如图32—3所示,则在tI图中哪一个正确地反映了线框中电流与时间的定性关系，取逆时针方向为电流正方向。BHO图31-2abOBc图32-1图32-2aIMa2vNtIO图32-3（1）tIO（2）tIO（3）tIO（4）4、[]如图32—2所示,一很长的钢管竖直放置，让一条形磁铁沿其轴线从静止开始下落，不计空气阻力，则磁铁的运动速率：（1）、越来越大；（2）、先增加，经一段距离后保持不变；（3）、越来越小；（4）、先减小，经一段距离后保持不变。5、设环形螺线管，单位长度上的匝数为mn5000，截面积为23102ms，它和电源以及可变电阻串联成一个闭合电路，在环上再绕一个线圈A，匝数N=5，电阻R=2.0欧姆，如图32—5所示。调节可变电阻，使通过环形螺线管的电流强度I每秒降低20安培。（1）求线圈A中产生的感应电动势i及感应电流iI；（2）求两秒钟内通过检流计的感应电量。练习三十三电磁感应（二）1、一铁芯上绕有线圈N匝，已知铁芯中磁通量与时间的关系为WbtA100sin，则在st2100.1时线圈中的感应电动势为____________________。2、一密绕长直螺线管单位长度上的匝数为n,螺线管的半径为R，设螺线管中的电流I以恒定的速率kdtdI增加，则位于距轴线2R处的电子的加速度1a_____________；位于轴线上的电子的加速度2a_____________________。3、[]如图33—3所示,均匀磁场B限制在半径为R的无限长圆柱形空间内，若磁场变化率dtdB为正的常数，则圆柱形空间外距轴线为r的P点处的感生电场E的大小为：（1）、dtdBrR22；（2）、0；（3）、dtdBr24、[]均匀磁场局限在半径为R的无限长圆柱形空间内，有一长为R的金属细杆MN如图33—4所示位置放置，若磁场变化率kdtdI（k为正常数），则杆两端的电势差NMUU为：（1）、0；（2）、dtdBR)43(2（3）、dtdBR)43(2；（4）、dtdBR)6(2。4、如图33—5所示,一矩形线圈ABCD与长直导线共面放置，长边与长直导线平行，长ml2.01，宽ml1.02，AD边与长直导线相距ma1.0，线圈共1000匝，保持线圈不动，而在长直导线中通过有交流电流Ati)100sin(10，t以秒记。求st1.0时线圈中的感应电动势。N图32-4rORP图33-3练习三十四电磁感应（三）1．无限长直导线与一矩形线圈共面，如图34-1所示位置，直导线穿过矩形线圈（但彼此绝缘），则直导线与矩形线圈间的互感系数为__________；若长直导线通电流I=I0sinωt,则矩形线圈中互感电动势的大小为______________________。2．在真空中，如果一均匀电场的能量钵密度与B=0.5T的均匀磁场的能量体密度相等，那么此电场的场强为_______________v.m-1。3．[]关于一个细长密绕螺线管的自感系数L的值，下列说法中错误的是：（1）通过电流I的值愈大L愈大；（2）单位长度的匝数愈多L愈大；（3）螺线管的半径愈大L愈大；（4）充有铁磁质的L比真空的大。4．[]真空中一长直螺线管通有电流I1时，储存的磁能为W1，若螺线管中充以相对磁导率μr=4的磁介质，且电流增加为I1=I2，螺线管中储存的能量为W2；则W1∶W2为：（1）1∶16；（2）1∶8；（3）1∶4；（4）1∶2。5.一截面为长方形的环式螺线管，共有N匝，其尺寸如图34-5所示，求此螺线iaABC1l2lD图33-5all3图34-1hhba图34-5管的自感系数。6．一无限长圆柱形直导线，截面各处的电流密度相等，总电流为I，证明单位长度导线内储存的磁能为1620I练习三十五电磁振荡电磁波1．无线电收音机调谐电路的自感为260μH，要使该收音机能收到波长为200m到600m的电磁波讯号，则可变电容器电容的取值范围为_______________到_________________。2．真空中，一平面电磁波沿x轴正向传播。已知电场强度为Ex=0，Ey=E0cusω（t-cx）,Ez=0，则磁场强度是：Hx=__________，Hy=_____________,Hz=_________________。3．[]一个作匀速直线运动的点电荷，能在空间产生那些场？（1）静电场；（2）变化的电场和变化的磁场；（3）稳恒磁场；（4）变化的电场和稳恒磁场。4．[]在图35-4所示的通有顺时针方向电流I直流电流电路中，电源内部位于纸平面上的P点坡印廷矢量SP的方向是____________；电阻R内部位于纸平面上的Q点坡印廷矢量SQ的方向是____________。（1）垂直纸面向里；（2）垂直纸面向外；（3）平行纸面向上；（4）平行纸面向下。5．如图35-5，半径为R的两块圆形金属板组成空气平行板电容器，充电时，板间电场强度的时间变化率为dE/dt，不计边缘效应。求（1）两板间的位移电流密度；（2）两板间距离两板中心连线为r（rR）的各点磁感应强度的大小。6．广播电台的平均辐射功率为10kw，假定辐射的能流均匀分布在以电台为中心的半球上。（1）求距离电台为r=10kw处，坡印廷矢量的平均值；（2）设上述距离处的电磁波在小范围内可看做平面波，求该处电场强度和磁场强度的振幅。练习三十六量子力学基础(一)1.频率v的光子的质量为____________；动量为_______________。2.氢原子中的电子从基态电离时，所需的能量是_______________。3.[]在康普顿效应中，波长为0的入射光子“击中”一个电子后，逆着它原入射方向反射回去，反射光子的波长为。已知反冲电子的速率为v，静质量和动质量分别为0m和m，则在此过程中，动量和能量守恒定律可表述为：(1)hmch0，hcmchc20；(2)hmch0，hcmchc20；r图35-5RQP图35-4(3)hmvh0，hccmmhc200)(；(4)hmvh0，hcmvhc2/20。4．[]原子从能量为mE的状态跃迁到能量为nE的状态时，辐射光子的能量是：（1）hEEnm/)(；(2)22//mEnEmn；（3）nmEE；(4)mnEE。5．已知X射线光子的能量为0.60MeV，经康普顿散射后波长改变了20%，求反冲电子的动能。6．用能量为12.6eV的电子轰击基态氢原子，将可能产生那些波长的谱线？它们分别属于什么线系？练习三十七量子力学基础(二)1．电子枪的加速电压VV4105，则电子的速率(考虑相对论效应)________________；电子的德布罗意波长_________________。2．质子经206V的电势差加速后，德布罗意波长为A02.0，则质子的质量pm=_________；如果质子位置的不确定量等于其波长，则它的速率不确定量v_____________。3．[]波函数),(tr的物理意义，在下列表述中正确的是：(1)),(tr