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文檔簡介
-年第一學期大學物理(2-2)期末試卷第1頁一、選擇題(10小題,共30分)
1.依據高斯定理數學表示式(A)閉合面內電荷代數和為零時,閉合面上各點場強一定為零.(B)閉合面內電荷代數和不為零時,閉合面上各點場強一定處處不為零.(C)閉合面內電荷代數和為零時,閉合面上各點場強不一定處處為零.(D)閉合面上各點場強均為零時,閉合面內一定處處無電荷.可知下述各種說法中,正確是:√第2頁2.兩個完全相同電容器C1和C2,串聯后與電源連接.現將一各向同性均勻電介質板插入C1中,如圖所表示,則(A)電容器組總電容減?。?B)C1上電荷大于C2上電荷.(C)C1上電壓高于C2上電壓.(D)電容器組貯存總能量增大.3.如圖,在一圓形電流I所在平面內,選取一個同心圓形閉合回路L,則由安培環(huán)路定理可知(A),且環(huán)路上任意一點B=0.
(B),且環(huán)路上任意一點B≠0.
(C),且環(huán)路上任意一點B≠0.(D),且環(huán)路上任意一點B=常量.√√第3頁4.以下列圖,電流從a點分兩路經過對稱圓環(huán)形分路,匯合于b點.若ca、bd都沿環(huán)徑向,則在環(huán)形分路環(huán)心處磁感強度(A)方向垂直環(huán)形分路所在平面且指向紙內.(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,且指向a.(E)為零.5.如右圖,無限長載流直導線與正三角形載流線圈在同一平面內,若長直導線固定不動,則載流三角形線圈將(A)向著長直導線平移.(B)離開長直導線平移.(C)轉動.(D)不動.√√第4頁6.自感為0.25H線圈中,當電流在(1/16)s內由2A均勻減小到零時,線圈中自感電動勢大小為(A)7.8×10-3V.(B)3.1×10-2V.(C)8.0V.(D)12.0V.7.兩個通有電流平面圓線圈相距不遠,假如要使其互感系數近似為零,則應調整線圈取向使(A)兩線圈平面都平行于兩圓心連線.(B)兩線圈平面都垂直于兩圓心連線.(C)一個線圈平面平行于兩圓心連線,另一個線圈平面垂直于兩圓心連線.(D)兩線圈中電流方向相反.√√第5頁8.對位移電流,有下述四種說法,請指出哪一個說法正確.(A)位移電流是由改變電場產生.(B)位移電流是由線性改變磁場產生.(C)位移電流熱效應服從焦耳─楞次定律.(D)位移電流磁效應不服從安培環(huán)路定理.9.假如(1)鍺用銻(五價元素)摻雜,(2)硅用鋁(三價元素)摻雜,則分別取得半導體屬于下述類型(A)(1),(2)均為n型半導體.(B)(1)為n型半導體,(2)為p型半導體.(C)(1)為p型半導體,(2)為n型半導體.(D)(1),(2)均為p型半導體.√√第6頁10.在激光器中利用光學諧振腔(A)可提升激光束方向性,而不能提升激光束單色性.(B)可提升激光束單色性,而不能提升激光束方向性.(C)可同時提升激光束方向性和單色性.(D)既不能提升激光束方向性也不能提升其單色性.√第7頁二、簡單計算與問答題(6小題,共30分)1.圖示為二分之一徑為a、不帶電導體球,球外有一內半徑為b、外半徑為c同心導體球殼,球殼帶正電荷+Q.今將內球與地連接,設無限遠處為電勢零點,大地電勢為零,球殼離地很遠,試求導體球上感生電荷.解:內球接地時,其上將出現負感應電荷,設為-q.而球殼內表面將出現正感應電荷+q,這可用高斯定理證實.球殼外表面電荷成為Q-q(電荷守恒定律).這些電荷在球心處產生電勢應等于零,即第8頁2.邊長為b立方盒子六個面,分別平行于xOy、yOz和xOz平面.盒子一角在坐標原點處.在此區(qū)域有一靜電場,場強為(SI).試求穿過各面電通量.解:由題意知:Ex=200N/C,Ey=300N/C,Ez=0平行于xOy平面兩個面電場強度通量:平行于yOz平面兩個面電場強度通量:N·m2/C“+”,“-”分別對應于右側和左側平面電場強度通量平行于xOz平面兩個面電場強度通量:N·m2/C“+”,“-”分別對應于上和下平面電場強度通量.第9頁3.如圖,均勻磁場中放一均勻帶正電荷圓環(huán),其線電荷密度為
,圓環(huán)可繞經過環(huán)心O與環(huán)面垂直轉軸旋轉.當圓環(huán)以角速度
轉動時,試求圓環(huán)受到磁力矩.解:帶電圓環(huán)旋轉等效成圓形電流強度為:圓形電流磁矩為:方向垂直于紙面向外磁力矩為:方向在圖面中豎直向上第10頁4.均勻磁場被限制在半徑R=10cm無限長圓柱空間內,方向垂直紙面向里.取一固定等腰梯形回路abcd,梯形所在平面法向與圓柱空間軸平行,位置如圖所表示.設磁感強度以dB/dt=1T/s勻速率增加,已知,,求等腰梯形回路中感生電動勢大小和方向.解:大?。?/p>
=
d
/dt
=SdB/dt
=3.68mV方向:沿adcb繞向.第11頁5.(1)試述德國物理學家海森伯提出不確定關系.(2)粒子(a)、(b)波函數分別如圖所表示,試用不確定關系解釋哪一粒子動量不確定量較大.答:(1)不確定關系是指微觀粒子位置坐標和動量不能同時準確確定,二者不確定量之間關系滿足:(2)由圖可知,(a)粒子位置不確定量較大.又據不確定關系式可知,因為(b)粒子位置不確定量較小,故(b)粒子動量不確定量較大.第12頁6.依據量子力學理論,氫原子中電子運動狀態(tài)可由那幾個量子數來描述?試說明它們各自確定什么物理量?答:可用n,l,ml,ms四個量子數來描述.主量子數n大致上確定原子中電子能量.角量子數l確定電子軌道角動量.磁量子數ml確定軌道角動量在外磁場方向上分量.自旋磁量子數ms確定自旋角動量在外磁場方向上分量.第13頁三.計算題(共40分,10+10+10+5+5)1.二分之一徑為R均勻帶電導體球面,其表面總電量為Q.球面外部充滿了相對電容率為各向同性電介質.試求:(1)球面內外和大小分布.(2)導體球面電勢.(3)整個空間電場能量We.解:(1)在球內作二分之一徑為r高斯球面,按高斯定理有(r≤R)在球體外作半徑為r高斯球面,按高斯定理有(r>R)方向沿半徑向外.
第14頁(2)r≤R:(3)能量密度:r>R:電場總能量:(或把帶電系統(tǒng)看成孤立球,即電容器,利用求解)第15頁解:在圓柱體內部與導體中心軸線相距為r處磁感強度大小,由安培環(huán)路定理可得:
在圓形導體外,與導體中心軸線相距r處磁感強度大小為
第16頁穿過整個矩形平面磁通量第17頁解:Ob間動生電動勢:b點電勢高于O點.Oa間動生電動勢:a點電勢高于O點.第18頁所以:第19頁答:不能產生光
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