大学物理练习题40518(9页).doc

-练习二十七 稳恒磁场（一）1、 一根无限长直导线abcde弯成图271所示的形状,中部bcd是半径为R,对圆心O张角为的圆弧,当通以电流I时,O处磁感应强度大小_,方向为 _.2、 两平行长直导线相距,每条导线载有电流20A, 如图272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273所示，则圆心O处磁感应强度大小为:(1) 0 ; (2) ; (3) ; (4) 4、 如图274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275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。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=_.。3. 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，电量之比为，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，放在一非均匀磁场B中，磁场对环呈发射状，如图295所示,若环边缘处磁场方向与环法线方向成角，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。6、如图296所示,ab导线与无限长直导线GE共面， ab延长线与GE 交于O点成角，若分别通以电流 ab长 ，a端距GE 为，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312中三条曲线分别为顺磁质、抗磁质和铁磁质的BH 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的均匀抗磁质，则螺线管内中部的磁感应强度和磁场强度的关系是： （1）； （2）（3）； （4）6、一根无限长的直圆筒形导线，外包一层相对磁导率为的圆筒形磁介质，导线半径为，磁介质的外半径为，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321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，则 ； ； 。2、如图322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 ； 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，的方向如图323所示,则在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。4、 如图322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，截面积为，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325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及感应电流；（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，则在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以恒定的速率增加，则位于距轴线处的电子的加速度_；位于轴线上的电子的加速度_。3、 如图333所示,均匀磁场限制在半径为R的无限长圆柱形空间内，若磁场变化率为正的常数，则圆柱形空间外距轴线为 r的P点处的感生电场的大小为：（1）、； （2）、0； （3）、4、 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334所示位置放置，若磁场变化率（k为正常数），则杆两端的电势差为： （1）、0； （2）、 （3）、； （4）、。4、 如图335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，宽，AD边与长直导线相距，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，t 以秒记。求时线圈中的感应电动势。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=I0sint,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r=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W1W2为：（1）116 ； （2）18； （3）14 ； （4）12。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260H，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=E0cus（t-）, 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（r < R）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和， 则在此过程中，动量和能量守恒定律可表述为：(1) ，；(2) ，；(3) ，；(4) ，。4 原子从能量为的状态跃迁到能量为的状态时，辐射光子的能量是： （1）； (2) ； （3）； (4) 。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，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，则质子的质量=_； 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_。3 波函数的物理意义，在下列表述中正确的是：(1) 是t时刻粒子出现在r处的几率；(2) 是t时刻粒子出现在r处的几率密度；(3) 无直接的物理意义，是t时刻粒子出现在r处的几率密度；(4) 是t时刻粒子出现在r处的几率。4 人们曾经认为原子核是由质子和电子组成的，若电子存在于原子核中，试用不确定关系估算核中电子的动能。并由此说明电子不能存在于原子核中。5 设粒子在沿x轴运动时，速率的不确定量为，试估算下列情况下坐标的不确定量：（1）电子；（2）质量为的布朗粒子；（3）质量为的小弹丸。6 一粒子在下列势场中运动，试建立定态的薛定谔方程 练习三十八 量子力学基础（三）1当氢原子中电子处于 的状态时，试求轨道角动量及其Z轴分量的大小为 _；自旋角动量及其Z轴分量的大小为_。2一维无限深势阱中运动的粒子定态波函数为： 为势阱宽度，是量子数。当 时，发现粒子几率为最大的位置为 _。距离势阱左壁宽度内粒子的几率为_。3. 原子中电子的量子态由四个量子数表征，则下面那些表述是错误的：（1） 当一定时，量子态数为2；（2） 当时，量子态数为10；（3） 当时，量子态数为32；（4） 当时，量子态数为3。4 若算符满足对易式则=（1） （2）0（3）2 （4）5一维运动的粒子处于如下波函数所描述的状态：式中 求：（1）归一化常数A；（2）粒子的几率分布函数；（3）在何处发现粒子的几率最大。6设氢原子处于状态求：（1）氢原子的能量；（2）角动量平方值；（3）角动量Z分量的可能值及平方值。练习三十九 固体的量子理论 激光1绝缘体的能带结构特征是 _；导体的能带结构特征是_。2在单电子近似下，晶体中的电子在周期性势场中运动。在周期场中运动的电子的波函数的普遍形式为 _。3 下列现象中哪个不是超导体所具备的特性？(1) 迈斯纳效应；(2) 热敏电阻；(3) 零电阻； (4) 临界磁场。4 产生激光的最关键因素是：（1） 自发辐射； （2） 受激辐射； （3） 粒子数反转； （4） 激活介质。5已知金的密度为，计算金的费米能量，具有此费米能量的电子的德布罗意波长是多少？6.在自由电子近似下，固体中的电子可视为一团费米气体。满足费米-狄拉克分布。在1000K时，在能量比费米能量高的那个量子态内的平均费米子数目是多少？比费米能量低的那个量子态内呢？-第 9 页-