大学物理2练习题2010解析.pptx

1oI（2）*二、氢原子中的电子（电量为氢原子中的电子（电量为 e），在一半径为），在一半径为R的圆的圆轨道上以速率轨道上以速率 做匀速率圆周运动，则圆心处的磁感应做匀速率圆周运动，则圆心处的磁感应强度大小为多少？圆心处磁场能量密度为多少？等效圆强度大小为多少？圆心处磁场能量密度为多少？等效圆电流的磁矩？电流的磁矩？（1）2三三、一半径为、一半径为R R的圆形闭合线圈，载有的圆形闭合线圈，载有电流电流I，放在均匀磁场中，磁场方向与，放在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，大小为线圈平面平行，大小为B B，如图，求：，如图，求：（1 1）线圈磁矩的大小和方向；（）线圈磁矩的大小和方向；（2 2）线圈所受磁力矩大小和方向；（线圈所受磁力矩大小和方向；（3 3）在）在磁力作用下，线圈平面绕过磁力作用下，线圈平面绕过O点的竖点的竖直轴转过直轴转过90900 0，磁力矩做功。，磁力矩做功。四四、设有一电缆，由两个无限长的同轴圆筒导体构成，、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内、外圆筒之间充满了磁导率为的磁介质，内、外圆的磁介质，内、外圆筒上通有大小相等，方向相反的电流筒上通有大小相等，方向相反的电流 I，设两圆筒的半，设两圆筒的半径分别为径分别为R1、R2，求：（，求：（1）此电流系统激发的磁场的）此电流系统激发的磁场的磁感应强度分布；（磁感应强度分布；（2）长度为）长度为 l 的一段电缆内所储存的的一段电缆内所储存的磁能；（磁能；（3）单位长度同轴电缆的磁能和自感单位长度同轴电缆的磁能和自感（取轴线（取轴线为坐标原点。）若内芯为导体，则如何？为坐标原点。）若内芯为导体，则如何？推广：通电圆柱体推广：通电圆柱体I，若，若ab=2R，则，则m？。？。3五五、均匀磁场局限在半径为、均匀磁场局限在半径为 R 的圆柱体内，磁场随时间的圆柱体内，磁场随时间的变化率的变化率 ，(k为常数为常数)，有一长，有一长 为为金属棒金属棒AB放在磁场中，如图。求（放在磁场中，如图。求（1）A、B两点处的感两点处的感生电场的大小；生电场的大小；（2）AB棒中电动势的大小和方向。棒中电动势的大小和方向。4六六、均匀磁场、均匀磁场B被限制在半径被限制在半径R=10cm的无限长圆柱空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，梯形所在平面的法向与圆柱空间的轴平行，位置如图。设磁场以置如图。设磁场以dB/dt=100T/s的匀速率增加，的匀速率增加，已知已知=/3，Oa=Ob=6cm，求等腰梯形回路中感生电动势的大求等腰梯形回路中感生电动势的大小和方向。小和方向。5七七、真空中，一电磁波的波动方程如下：、真空中，一电磁波的波动方程如下：则则：（：（1）该电磁波的传播方向是什么？（该电磁波的传播方向是什么？（2）电矢量的）电矢量的振幅为多少？（振幅为多少？（3）电场的表达式是什么？）电场的表达式是什么？八八、在真空中，一平面电磁波的电场为、在真空中，一平面电磁波的电场为则则：（：（1）磁场磁场方向是什么？（方向是什么？（2）磁场的表达式是什么）磁场的表达式是什么？（？（3）磁感应强度的大小是多少？）磁感应强度的大小是多少？6九九、有一玻璃劈尖、有一玻璃劈尖,放在空气中放在空气中,劈尖夹角劈尖夹角 用波长用波长 的单色光垂直入射时的单色光垂直入射时,测得干涉条纹测得干涉条纹的宽度的宽度 ,求：求：（1 1）玻璃的折射率；）玻璃的折射率；（2 2）增加条纹如何变化？增加条纹如何变化？（3）上表面平移，条纹如何变化？上表面平移，条纹如何变化？7十、十、在一块光平玻璃板在一块光平玻璃板 B 上，端正地放一锥顶角很大的上，端正地放一锥顶角很大的圆锥形平凸透镜圆锥形平凸透镜 A，在，在 A、B 间形成劈角间形成劈角很小的空气薄很小的空气薄层，如图，当波长为层，如图，当波长为单色光垂直射向平凸透镜时，可以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，求观测到透镜锥面上出现干涉条纹，求（1）画出干涉条）画出干涉条纹的大致分布，并说明条纹主要特征；（纹的大致分布，并说明条纹主要特征；（2）计算明暗条）计算明暗条纹的位置；（纹的位置；（3）若平凸透镜稍向左倾斜，干涉条纹有何）若平凸透镜稍向左倾斜，干涉条纹有何变化？变化？8十一十一、光栅每毫米有、光栅每毫米有250条狭缝，刻痕宽度条狭缝，刻痕宽度 b是缝宽的是缝宽的2倍。若波长倍。若波长 0=400nm的单色平行光垂直入射到该光栅上，的单色平行光垂直入射到该光栅上，求：（求：（1）光栅常数；（）光栅常数；（2）屏上最多可见多少条明纹？）屏上最多可见多少条明纹？（3）第）第2级明纹的衍射角？（级明纹的衍射角？（4）若光栅后的透镜焦距）若光栅后的透镜焦距f=1m，则其，则其1 级明纹在屏上的间距？级明纹在屏上的间距？十二、十二、已知某介质折射率为已知某介质折射率为1.732，则当光从空气射向该，则当光从空气射向该介质，求介质，求：（：（1）入射角为多少时，反射光为完全偏振入射角为多少时，反射光为完全偏振光；（光；（2）一束强度为）一束强度为 I0 自然光垂直入射到两块平行放自然光垂直入射到两块平行放置且透光方向夹角为置且透光方向夹角为30的偏振片上，则透射光的强度是的偏振片上，则透射光的强度是多少？（多少？（3）折射光线与玻璃平面的夹角是多少？折射光线与玻璃平面的夹角是多少？十三、十三、在一惯性系中一粒子具有动量在一惯性系中一粒子具有动量6 Mev/c（c为光速）为光速），若粒子总能量，若粒子总能量E10Mev，计算在该系中（，计算在该系中（1 1）粒子的）粒子的运动速度；运动速度；2 2）粒子的运动动能。）粒子的运动动能。9十四、（十四、（1 1）温度为室温温度为室温 的黑体，其单色辐的黑体，其单色辐出度的峰值所对应的波长是多少？出度的峰值所对应的波长是多少？（2 2）若使一黑体单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？度应为多少？（3 3）以上两辐出度之比为多少？以上两辐出度之比为多少？十六十六、一电子以、一电子以12.0eV12.0eV的动能轰击处于基态的氢原子后的动能轰击处于基态的氢原子后发生散射。求：（发生散射。求：（1 1）试确定氢原子所能达到的最高能态；）试确定氢原子所能达到的最高能态；（2 2）氢原子由上述最高能态直接跃迁到基态，发出的光）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？（子的波长为多大？（3 3）原子达到最高能态时，散射电子）原子达到最高能态时，散射电子的物质波波长是多少？的物质波波长是多少？十五、十五、用波长用波长4000A4000A的光照射铯感光层，求的光照射铯感光层，求：（：（1 1）铯的铯的红限频率；（红限频率；（2 2）铯的逸出功）铯的逸出功A A；（；（3 3）光子的能量；）光子的能量；（4 4）光电子的最大初动能；（）光电子的最大初动能；（5 5）所放出的光电子速度；）所放出的光电子速度；（6 6）遏止电压。（红限波长为）遏止电压。（红限波长为6600A6600A）10111213四、解：（1）取轴线为坐标原点。由安培环路定理，可得RIabcd14RIabcd15推广：通电圆柱体推广：通电圆柱体I，若，若ab=2R，则，则 m？。？。RIbc2R1617方向方向BA18192021每每每每一级次的条纹对应劈尖内的一级次的条纹对应劈尖内的一个厚度，当此厚度位置改变一个厚度，当此厚度位置改变时，对应的条纹随之移动。时，对应的条纹随之移动。（2 2）大，条纹密；反之，大，条纹密；反之，条纹疏。条纹疏。增加，条纹变密，增加，条纹变密，并且向棱边处移动；反之，并且向棱边处移动；反之，条纹变疏，并且向远离棱边条纹变疏，并且向远离棱边移动。移动。但但 不变。不变。（3 3）不变，上表面平不变，上表面平移，纹距不变，但条纹移，纹距不变，但条纹向棱边移动。向棱边移动。22十十、解：（、解：（1 1）干涉条纹特点：接触点是暗斑，干涉条）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。纹是以接触点为圆心的一系列等间距的同心同环。232425折射光线与玻璃平面的夹角为折射光线与玻璃平面的夹角为60600 0。26十四、解（十四、解（1 1）由维恩位移定律由维恩位移定律（2 2）取取（3 3）由斯特藩由斯特藩玻尔兹曼定律玻尔兹曼定律2728所以最高可达所以最高可达n=2n=2的第一激发态的第一激发态29，散射电子的动能：