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孙秋华孙秋华稳恒磁场的教学内容稳恒磁场的教学内容1.基本磁现象；磁场；磁感应强度；磁通量；磁场中基本磁现象；磁场；磁感应强度；磁通量；磁场中 的高斯理；毕奥一沙伐尔一拉普拉斯定理的高斯理；毕奥一沙伐尔一拉普拉斯定理;安培环路安培环路 定律及其应用；运动电荷的磁场。定律及其应用；运动电荷的磁场。2.磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用(洛仑兹力洛仑兹力)；磁场对载流导；磁场对载流导 线的作用线的作用(安培定律安培定律)；磁场对载流线圈的作用力；磁场对载流线圈的作用力 矩；磁力的功。矩；磁力的功。3.物质的磁化；物质的磁化；B,H,M三矢量之间的关系。三矢量之间的关系。孙秋华孙秋华稳稳恒恒磁磁场场磁感应强度磁感应强度场的性质场的性质无源场无源场有旋场有旋场场与物质场与物质 的作用的作用磁化现象磁化现象场对研究物场对研究物体的作用体的作用孙秋华孙秋华电磁感应与电磁场基本理论的教学要求电磁感应与电磁场基本理论的教学要求1.掌握电流密度矢量和电动势的概念掌握电流密度矢量和电动势的概念2.熟练掌握法拉第电磁感应定律，能根据定律解决实际问熟练掌握法拉第电磁感应定律，能根据定律解决实际问 题。题。3.能熟练掌握动生电动势的计算。能熟练掌握动生电动势的计算。4.正确理解自感和互感现象，会计算自感和互感及自感电正确理解自感和互感现象，会计算自感和互感及自感电 动势和互感电动势。动势和互感电动势。5.掌握磁场的能量和场能密度的计算。掌握磁场的能量和场能密度的计算。6.理解涡旋电场和位移电流的概念。理解变化磁场引起电理解涡旋电场和位移电流的概念。理解变化磁场引起电 场和变化电场引起磁场的两个基本规律，是电磁感应定场和变化电场引起磁场的两个基本规律，是电磁感应定 律和安培环路定律相应的推广。掌握麦克斯韦方程组的律和安培环路定律相应的推广。掌握麦克斯韦方程组的 积分形式。掌握电磁波的性质及波印廷矢量积分形式。掌握电磁波的性质及波印廷矢量孙秋华孙秋华电电磁磁感感应应定律定律楞次定律楞次定律麦氏方程组麦氏方程组电动势电动势其它计算其它计算孙秋华孙秋华热学的教学要求热学的教学要求:1.掌握压强和温度的微观意义。掌握压强和温度的微观意义。2.在微观方面，掌握能量按自由度均分原则，从而导出理想气体的内能公在微观方面，掌握能量按自由度均分原则，从而导出理想气体的内能公式。在宏观方面，掌握理想气体的内能只是温度的单值函数。理解真实气式。在宏观方面，掌握理想气体的内能只是温度的单值函数。理解真实气体的内能是温度和体积的状态函数。体的内能是温度和体积的状态函数。3.掌握气体分子速率的统计分布规律。着重利用分布函数能计算气体分子掌握气体分子速率的统计分布规律。着重利用分布函数能计算气体分子三种速率及其它的物理量。三种速率及其它的物理量。4.掌握内能、功和热量三者的意义。了解做功和传递热量对系统内能的变掌握内能、功和热量三者的意义。了解做功和传递热量对系统内能的变化是等效的，但其本质是有区别的。内能是状态的函数。而做功和传递热化是等效的，但其本质是有区别的。内能是状态的函数。而做功和传递热量则与过程有关。量则与过程有关。5.从普遍的能量转换和守恒定律掌握热力学第一定律及其理想气体各等值从普遍的能量转换和守恒定律掌握热力学第一定律及其理想气体各等值过程中的应用。会计算循环过程的效率。过程中的应用。会计算循环过程的效率。6.理解热力学第二定律时，掌握热力学第二定律的微观实质。理解热力学第二定律时，掌握热力学第二定律的微观实质。孙秋华孙秋华热热学学气体分子动理论气体分子动理论热力学热力学理想气体的内能理想气体的内能热力学第一定律热力学第一定律热力学第二定律：两种表述热力学第二定律：两种表述孙秋华孙秋华狭义相对论的教学要求狭义相对论的教学要求1.掌握爱因斯坦两条基本假设掌握爱因斯坦两条基本假设2.掌握洛伦兹变换；熟练掌握狭义相对论的时空观解决问题。掌握洛伦兹变换；熟练掌握狭义相对论的时空观解决问题。3.掌握质量、动量、动能和能量的关系式，掌握能量和动量掌握质量、动量、动能和能量的关系式，掌握能量和动量的关系。的关系。孙秋华孙秋华狭义相对论小结狭义相对论小结狭狭义义相相对对论论运动学运动学动力学动力学洛沦兹变换洛沦兹变换长度收缩长度收缩时间膨胀时间膨胀孙秋华孙秋华量子力学基础教学要求：量子力学基础教学要求：1.了解光电效了解光电效 应的基求定律和经典理论解释这规律的困应的基求定律和经典理论解释这规律的困 难，掌握爱因斯坦的光子假说及光的二象性，能推导难，掌握爱因斯坦的光子假说及光的二象性，能推导 爱因斯坦公式和康普顿公式。爱因斯坦公式和康普顿公式。2.掌握实物粒子的波粒二象性、掌握德布洛意波的计掌握实物粒子的波粒二象性、掌握德布洛意波的计 算，了解其统计解释；理解什么是不确定关系。掌握算，了解其统计解释；理解什么是不确定关系。掌握 波函数及其统计解释。波函数及其统计解释。3.掌握氢原子光谱的实验规律及波尔的氢原子理论。能掌握氢原子光谱的实验规律及波尔的氢原子理论。能 定量计算氢原子的定态半径和能量。定量计算氢原子的定态半径和能量。4.掌握定态的薛定谔方程。了解定态薛定谔方程的应掌握定态的薛定谔方程。了解定态薛定谔方程的应 用，理解能量、角动量的量子化和量子数的物理意义。用，理解能量、角动量的量子化和量子数的物理意义。孙秋华孙秋华光的波光的波粒二象性小结粒二象性小结光光的的波波粒粒二二象象性性光电效应光电效应康普顿散射康普顿散射当光照在金属时，金属板将释放电子当光照在金属时，金属板将释放电子即光电子的现象。即光电子的现象。实验规律实验规律爱因斯坦方程爱因斯坦方程遏止频率遏止频率 在散射在散射光光中除有与入射波长相同的射线中除有与入射波长相同的射线外，还有波长比入射波长更长的射线外，还有波长比入射波长更长的射线 .孙秋华孙秋华粒子的波粒二象性小结粒子的波粒二象性小结粒粒子子的的波波粒粒二二象象性性德布罗意波德布罗意波粒子的波粒二象性粒子的波粒二象性实验证明：实验证明：戴维孙戴维孙-革末实验革末实验微观解释：微观解释：而对多数粒子来说，在空间不同位置出而对多数粒子来说，在空间不同位置出 现的几率遵从一定的统计规律（几率波）现的几率遵从一定的统计规律（几率波）不确定关系不确定关系孙秋华孙秋华氢原子的玻尔理论小结氢原子的玻尔理论小结氢氢原原子子的的玻玻尔尔理理论论玻尔理论玻尔理论实验规律实验规律理论计算理论计算m=1，赖曼系，赖曼系m=2=2，巴耳末系（可见光），巴耳末系（可见光）m=3=3，帕邢系，帕邢系（1 1）定态假设）定态假设（2 2）跃迁假设：）跃迁假设：（3 3）角动量量子化假设）角动量量子化假设孙秋华孙秋华量子力学小结量子力学小结量量子子力力学学波函数波函数 是一个复指数函数，本身无物理意义是一个复指数函数，本身无物理意义波函数应满足单值、有限、连续的标准条件波函数应满足单值、有限、连续的标准条件波函数归一化条件波函数归一化条件薛定谔方程：薛定谔方程：其定态薛定谔方程其定态薛定谔方程：波函数模的平方波函数模的平方 代表时刻代表时刻t 在在 r 处粒子出现的几率密度。即：处粒子出现的几率密度。即：t 时刻出现在空时刻出现在空 间（间（x,y,z）点的单位体积内的几率点的单位体积内的几率孙秋华孙秋华量量子子力力学学解解决决的的问问题题一维无限深势阱一维无限深势阱氢原子氢原子决定氢原子状态的四个量子数决定氢原子状态的四个量子数 n,l,ml,ms孙秋华孙秋华磁学与电磁感应及电磁场基本理论磁学与电磁感应及电磁场基本理论一、选择题：一、选择题：（每题（每题3分，共分，共24分）分）1在匀强磁场中，有两个平面线圈，其面积在匀强磁场中，有两个平面线圈，其面积A1=2A2，通有，通有 电流电流I1=2I2，它们所受的最大磁力矩之比，它们所受的最大磁力矩之比 等于等于 A 1 B 2 C 4 D 2对于单匝线圈取自感系数的定义式为当线圈的几何形状、对于单匝线圈取自感系数的定义式为当线圈的几何形状、大小及周围磁介质分布不变，且无铁磁性物质时，若线圈中大小及周围磁介质分布不变，且无铁磁性物质时，若线圈中的电流强度变小，则线圈的自感系数的电流强度变小，则线圈的自感系数A变大，与电流成反比关系变大，与电流成反比关系 B变小变小C不变不变D变大，但与电流不成反比关系变大，但与电流不成反比关系 孙秋华孙秋华二、填空题：（每题二、填空题：（每题3分，共分，共24分）分）1如图，一无净电荷的金属块，是一扁长方体三边长分如图，一无净电荷的金属块，是一扁长方体三边长分别为别为a、b、c且且a、b都远大于都远大于c金属块在磁感强度为金属块在磁感强度为的磁场中，以速度的磁场中，以速度 运动则金属块上的面运动则金属块上的面电荷密度为电荷密度为 孙秋华孙秋华2一平行板空气电容器的两极板都是半径为一平行板空气电容器的两极板都是半径为R的圆形导体的圆形导体片，在充电时，板间电场强度的变化率为片，在充电时，板间电场强度的变化率为 若略若略去边缘效应，则两板间的位移电流为去边缘效应，则两板间的位移电流为 3如图所示，一段长度为的直导线如图所示，一段长度为的直导线MN，水平放置在载电，水平放置在载电流为流为I的竖直长导线旁与竖直导线共面，并从静止由图示位的竖直长导线旁与竖直导线共面，并从静止由图示位置自由下落，则秒末导线两端的电势差置自由下落，则秒末导线两端的电势差 _孙秋华孙秋华三、计算题：（共三、计算题：（共52分）分）1、（本题、（本题10分）如图所示，一半径为分）如图所示，一半径为R的均匀带电无限长的均匀带电无限长直圆筒，面电荷密度为直圆筒，面电荷密度为 该筒以角速度该筒以角速度 绕其轴线匀速绕其轴线匀速旋转试求：圆筒内部的磁感强度旋转试求：圆筒内部的磁感强度孙秋华孙秋华2、（本题、（本题10分）一半径为分）一半径为R的无限长半圆柱面型导体，与轴的无限长半圆柱面型导体，与轴线上的长直导线载有等值相反的电流线上的长直导线载有等值相反的电流I，如图所示，如图所示.求：半无求：半无限长圆柱面电流单位长度上所受的力限长圆柱面电流单位长度上所受的力.孙秋华孙秋华3、（本题、（本题10分）无限长直导线旁有一与其共面的矩形线圈，分）无限长直导线旁有一与其共面的矩形线圈，直导线中通有恒定电流直导线中通有恒定电流I，将此直导线及线圈共同置于随时，将此直导线及线圈共同置于随时间变化的而空间分布均匀的磁场间变化的而空间分布均匀的磁场 中设中设 ，当线圈，当线圈以速度垂直长直导线向右运动时，求线圈在如图所示位置以速度垂直长直导线向右运动时，求线圈在如图所示位置时的感应电动势时的感应电动势45孙秋华孙秋华热学热学一、选择题：一、选择题：（每题（每题3分，共分，共24分）分）3一容器内装有一容器内装有N1个单原子理想气体分子和个单原子理想气体分子和N2个刚性双原个刚性双原子理想气体分子，当该系统处在温度为子理想气体分子，当该系统处在温度为T的平衡态时，其内的平衡态时，其内能为能为A（N1+N2）（）（3/2kT+5kT）B1/2（N1+N2）（）（3/2kT+5/2kT）CN13/2kT+N25/2kT D N15/2kT+N23/2kT 4一定量的理想气体，在体积不变的条件下，当温度升高一定量的理想气体，在体积不变的条件下，当温度升高时，分子的平均碰撞频率时，分子的平均碰撞频率 和平均自由程和平均自由程 的变化情况是的变化情况是A 增大，增大，不变不变 B 不变，不变，增大增大 C 和和 都增大都增大 D 和和 都不变都不变孙秋华孙秋华5一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体，若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后气体，若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后,A温度不变，熵增加温度不变，熵增加 B温度升高，熵增加温度升高，熵增加C温度降低，熵增加温度降低，熵增加 D 温度不变，熵不变温度不变，熵不变孙秋华孙秋华二、填空题：（每题二、填空题：（每题3分，共分，共24分）分）4如图如图3所示的曲线分别表示了氢气和氦气在同一温度下所示的曲线分别表示了氢气和氦气在同一温度下的分子速率的分布情况由图可知，氢气分子的最概然速的分子速率的分布情况由图可知，氢气分子的最概然速率为率为_（H2的的 kgmol-1;He的的 kgmol-1）m/s孙秋华孙秋华5一定量的理想气体在一定量的理想气体在 图中的等温线与绝热线交点图中的等温线与绝热线交点处两线的斜率之比为处两线的斜率之比为0.714，则其定体摩尔热为，则其定体摩尔热为 6设以氮气设以氮气(视为刚性分子理想气体视为刚性分子理想气体)为工作物质进行卡诺为工作物质进行卡诺循环，在绝热膨胀过程中气体的体积增大到原来的两倍，循环，在绝热膨胀过程中气体的体积增大到原来的两倍，则该循环的效率为则该循环的效率为 孙秋华孙秋华4、（本题、（本题10分）分）1 mol双原子分子理想气体作如图的可逆双原子分子理想气体作如图的可逆循环过程，其中循环过程，其中12为直线，为直线，23为绝热线，为绝热线，31为等温线为等温线已知已知 ,。试求：。试求：(1)各过程的功，各过程的功，内能增量和传递的热量；内能增量和传递的热量；(用用 和已知常量表示和已知常量表示)；(2)此循环此循环的效率的效率 28分分三、计算题：（共三、计算题：（共52分）分）孙秋华孙秋华近代物理近代物理一、选择题：（每题一、选择题：（每题3分，共分，共24分）分）6两个静止质量均为两个静止质量均为m的粒子，一个静止在地面上，另一个的粒子，一个静止在地面上，另一个以速度以速度v运动，如两者发生完全非弹性碰撞，则碰后合成粒子运动，如两者发生完全非弹性碰撞，则碰后合成粒子的质量为的质量为A 2m BC D孙秋华孙秋华7在康普顿效应实验中，若散射光波长是入射光波长的在康普顿效应实验中，若散射光波长是入射光波长的 1.2倍，则散射光光子能量倍，则散射光光子能量 与反冲电子动能与反冲电子动能EK之比之比 /EK为为 A 2 B 3 C 4 D 58根据玻尔理论，氢原子中的电子在根据玻尔理论，氢原子中的电子在n=4的轨道上运动的的轨道上运动的动能与在基态的轨道上运动的动能之比为动能与在基态的轨道上运动的动能之比为 A1/4 B 1/8 C 1/16 D 1/32孙秋华孙秋华7假如电子运动速度与光速可以比拟，则当电子的动能等假如电子运动速度与光速可以比拟，则当电子的动能等于它静止能量的于它静止能量的2倍时，其德布罗意波长为倍时，其德布罗意波长为 (普朗克常量普朗克常量h=6.6310-34 Js，电子静止质量电子静止质量me=9.1110-31 kg)8一粒子被限制在相距为一粒子被限制在相距为l的两个不可穿透的壁之间，如图的两个不可穿透的壁之间，如图所示描写粒子状态的波函数为所示描写粒子状态的波函数为 ，其中，其中c为为待定常量求在待定常量求在0l/3 区间发现该粒子的概率区间发现该粒子的概率 二、填空题：（每题二、填空题：（每题3分，共分，共24分）分）m 孙秋华孙秋华5、（本题、（本题12分）分）.一艘宇宙飞船以速度一艘宇宙飞船以速度0.8c中午飞经地球，中午飞经地球，此时飞船上和地球上的观察者都把自己的时钟拨到此时飞船上和地球上的观察者都把自己的时钟拨到12点。点。（1）按飞船上的时钟于午后）按飞船上的时钟于午后12：30飞经一星际宇航站，该飞经一星际宇航站，该站相对于地球固定，其时钟指示的是地球时间，按宇航站的站相对于地球固定，其时钟指示的是地球时间，按宇航站的时间，飞船到达该站的时间是多少？时间，飞船到达该站的时间是多少？（2）按地球上的坐标测量，宇航站离地球多远？）按地球上的坐标测量，宇航站离地球多远？（3）在飞船时间午后）在飞船时间午后12：30从飞船发送无线电信号到地球，从飞船发送无线电信号到地球，问地球何时（按地球时间）接收到信号？问地球何时（按地球时间）接收到信号？（4）若地球上的地面站在接收到信号后立即发出回答信号，）若地球上的地面站在接收到信号后立即发出回答信号，问飞船何时（按飞船时间）接收到回答信号？问飞船何时（按飞船时间）接收到回答信号？27分分