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大学物理 电动势

大学物理 电动势
大学物理 电动势

恒定电流、电流密度和电动势

1. 选择题

题号:31511001

分值:3分

难度系数等级:1

1.两个截面积不同、长度相同的铜棒串联在一起,两端加有一定的电压V ,下列说法正确的是:( )

A.两铜棒中电流密度相同

B. 两铜棒上的端电压相同

C.两铜棒中电场强度大小相同 D 通过两铜棒截面上的电流强度相同

答:D

题号:31512002

分值:3分

难度系数等级:2

2.在氢放电管中充有气体,当放电管两极间加上足够高的电压时,气体电离. 如果氢放电管中每秒有4?1018个电子和1.5?1018个质子穿过放电管的某一截面向相反方向运动,则此氢放电管中的电流为

(A) 0.40A.

(B) 0.64A.

(C) 0.88A.

(D) 0.24A.

答:C

题号:31512003

分值:3分

难度系数等级:2

3.室温下,铜导线内自由电子数密度3281085.8-?=m n ,导线中电流密度26102-??=m A j ,则电子定向漂移速率为:

(A) 14

104.1--??s m (B) 1

2

104.1--??s m (C) 12104.5-??s m

(D) 15101.1-??s m

答:A

题号:31513004

分值:3分

难度系数等级:3

4.在铜导线外涂一银层后将其两端接入稳恒电源,则在铜线和银层中( )

(A )电流相等(B )电流密度相等(C )电场相等(D )以上都不等

答:C

题号:31513005

分值:3分

难度系数等级:3

5.已知铜的密度33109.8-??=m kg m ρ,摩尔质量1

8.63-?=mol g M 。设铜导线通有电流密度26-?=mm A j 的电流,则电子的平均定向移动速度是( )

(A )141016.5--??s m (B )141046.2--??s m (C )141034.3--??s m (D )141046.4--??s m 答:D

2. 判断题:

题号:31521001

分值:2分

难度系数等级:1

1、 电动势等于单位正电荷沿闭合电路运动一周, 电源内的静电场所做的功。( ) 答:错。是非静电力

题号:31522001

分值:2分

难度系数等级:2

2.因为电流也有方向,所以它和电流密度矢量一样,也是矢量。( )

答:错。是标量

题号:31523003

分值:2分

难度系数等级:3

3.恒定电流场中的电流线是既无起点又无终点的闭合曲线,这叫做恒定电流的闭合性。( )

答:对

题号:31522004

分值:2分

难度系数等级:2

4.若导线中维持一个不随时间变化的恒定电流,则导线内的电场也必定是恒定的。()答:对

题号:31521005

分值:2分

难度系数等级:1

5.单靠静电力就可以在闭合回路中维持一恒定电流。()

答:错

题号:31523006

分值:2分

难度系数等级:3

6.在电流密度j不为零的地方,电荷密度也一定不为零。()

答:错。

题号:31524007

分值:2分

难度系数等级:4

7.因为电源的端电压等于电源的电动势减去电源内阻上的电压,所以,电源的电动势一定大于它的端电压。()

答:错

大学物理(4电磁感应定律)

第10章 电磁感应定律 第一节 法拉第电磁感应定律 1.电动势 只有静电场不能维持稳恒电流。(如电容器放电就是在静电场的作用下,电流由大到小到0的衰变过程,不能维持稳恒的电流。) 要维持稳恒的电流,必须有非静电力作功,将其它形式的能量补充给电路,即电源。 在电源内部,非静电力使电荷从负极搬回到正极板。 电动势的定义:把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时,非静电力F k 所作的功。 把正电荷q 经电源内部由负极移到正极时,非静电力作的功为: k k A F dl + - =?? 电动势为: 1k k A F dl q q ε+- ==?? 例:5号电池的开路电压为1.5伏,充电电池的开路电压为1.2伏,这是由化学特性决定的。 在有电流输出时,电池两端的电压比开路电压低,原因是电源内部有电阻。无内阻的电源称为“理想电源”

2.法拉第定律 精确的实验表明: 导体回路中产生的感应电动势ξ的大小与穿过回路的磁通量 的变化率d Φ/dt 成正比。 d dt εΦ=- 实验1: 磁铁插入线圈中,使线圈中的 磁通量发生变化,从而在线圈 中产生感应电动势。 实验2: 内线圈通、断电的变化产生一个 变化的磁场,在外线圈中便产生 了感应电动势,其中没有任何移 动的部件,这样产生的电动势称 为感生电动势。 3.愣次定律 (解决感应电动势的方向问题) 闭合回路中,感应电流的方向总是使得它自身产生的磁通量反抗引起感应电流的磁通量的变化。或者表述为:感应电流产生的磁

电动势方向 0d dt Φ > d dt Φ < 0d dt Φ> 0d dt Φ < 0d dt Φ > 0d dt Φ < 0d dt Φ > 0d dt Φ < 。 。 。 。 。 。 。 。 。。。。。 。 。 。 。 。 。 。 。 。。。。。 × × × × × × × × ××××× × × × × × × × × ×××××

大学物理(下)期末考试试卷

大学物理(下)期末考试试卷 一、 选择题:(每题3分,共30分) 1. 在感应电场中电磁感应定律可写成?-=?L K dt d l d E φ ,式中K E 为感应电场的电场强度。此式表明: (A) 闭合曲线L 上K E 处处相等。 (B) 感应电场是保守力场。 (C) 感应电场的电力线不是闭合曲线。 (D) 在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念。 2.一简谐振动曲线如图所示,则振动周期是 (A) 2.62s (B) 2.40s (C) 2.20s (D) 2.00s 3.横谐波以波速u 沿x 轴负方向传播,t 时刻 的波形如图,则该时刻 (A) A 点振动速度大于零, (B) B 点静止不动 (C) C 点向下运动 (D) D 点振动速度小于零. 4.如图所示,有一平面简谐波沿x 轴负方向传 播,坐标原点O 的振动规律为)cos(0φω+=t A y , 则B 点的振动方程为 (A) []0)/(cos φω+-=u x t A y (B) [])/(cos u x t A y +=ω (C) })]/([cos{0φω+-=u x t A y (D) })]/([cos{0φω++=u x t A y 5. 一单色平行光束垂直照射在宽度为 1.20mm 的单缝上,在缝后放一焦距为2.0m 的会聚透镜,已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.00mm ,则入射光波长约为 (A )100000A (B )40000A (C )50000A (D )60000 A 6.若星光的波长按55000A 计算,孔镜为127cm 的大型望远镜所能分辨的两颗星2 4 1

大学物理吴百诗习题答案电磁感应

大学物理吴百诗习题答案 电磁感应 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020

法拉第电磁感应定律 10-1如图10-1所示,一半径a =,电阻R =×10-3Ω的圆形导体回路置于均匀磁场中,磁场方向与回路面积的法向之间的夹角为π/3,若磁场变化的规律为 T 10)583()(42-?++=t t t B 求:(1)t =2s 时回路的感应电动势和感应电流; (2)最初2s 内通过回路截面的电量。 解:(1)θcos BS S B =?=Φ V 10)86(6.110)86()3 cos(d d cos d d 642--?+?-=?+?-=-=Φ- =t t a t B S t i π πθε s 2=t ,V 102.35-?-=i ε,A 102100.1102.32 3 5---?-=??-= =R I ε 负号表示i ε方向与确定n 的回路方向相反 (2)42 2123 112810 3.140.1()[(0)(2)]cos 4.410C 1102 i B B S q R R θ---???=Φ-Φ=-??==??? 10-2如图10-2所示,两个具有相同轴线的导线回路,其平面相互平行。大回路中有电流I , 小的回路在大的回路上面距离x 处,x >>R ,即I 在小线圈所围面积上产生的磁场可视为是均匀的。若 v dt dx =等速率变化,(1)试确定穿过小回路的磁通量Φ和x 之间的关系;(2)当x =NR (N 为一正数),求小回路内的感应电动势大小;(3)若v >0,确定小回路中感应电流方向。 解:(1)大回路电流I 在轴线上x 处的磁感应强度大小 2 02 232 2() IR B R x μ= +,方向竖直向上。 R x >>时,2 03 2IR B x μ= ,22 203 2IR r B S BS B r x πμπΦ=?==?= (2)224032i d dx IR r x dt dt πμε-Φ=-=,x NR =时,2024 32i Ir v R N πμε= 图 10-

大学物理第六章恒定电流

第6章 恒定电流 前面讨论了静电现象及其规律。从本章开始将研究与电荷运动有关的一些现象和规律。本章主要讨论恒定电流, 6.1 电流 电流密度 6.1.1 电流 1、电流的产生 我们知道,导体中存在着大量的自由电子,在静电平衡条件下,导体内部的场强为零,自由电子没有宏观的定向运动。若导体内的场强不为零,自由电子将会在电场力的作用下,逆着电场方向运动。我们把导体中电荷的定向运动称为电流。 2、产生电流的条件:①导体中要有可以自由运动的带电粒子(电子或离子);②导体内电场强度不为零。若导体内部的电场不随时间变化时,驱动电荷的电场力不随时间变化,因而导体中所形成的电流将不随时间变化,这种电流称为恒定电流(或稳恒电流)。 3、电流强度 电流的强弱用电流强度来描述。设在时间t ?内,通过任一横截面的电量是q ?,则通过该截面的电流强度(简称电流)为 q I t ?=? (6–1) 式(6–1)表示电流强度等于单位时间内通过导体任—截面的电量。如果I 不随时间变化,这种电流称为恒定电流,又叫直流电。 如果加在导体两端的电势差随时间变化,电流强度也随时间变化,这时需用瞬时电流(0t ?→时的电流强度)来表示: 0lim t q dq I t dt ?→?==? (6–2) 对于恒定电流,式(6–1)和式(6–2)是等价的。 在国际单位制中,电流强度的单位是安培(符号A)其大小为每秒钟内通过导体任一截面的电量为1库仑,即 111=库仑安培秒 。它是一个基本量。 电流强度是标量,所谓电流的方向只表示电荷在导体内移动的去向。通常规定正电荷宏观定向运动的方向为电流的方向。 6.1.2 电流密度 在粗细相同和材料均匀的导体两端加上恒定电势差后,;导体内存在恒定电场,从而形

大学物理下册知识点总结(期末)

大学物理下册 学院: 姓名: 班级: 第一部分:气体动理论与热力学基础 一、气体的状态参量:用来描述气体状态特征的物理量。 气体的宏观描述,状态参量: (1)压强p:从力学角度来描写状态。 垂直作用于容器器壁上单位面积上的力,是由分子与器壁碰撞产生的。单位 Pa (2)体积V:从几何角度来描写状态。 分子无规则热运动所能达到的空间。单位m 3 (3)温度T:从热学的角度来描写状态。 表征气体分子热运动剧烈程度的物理量。单位K。 二、理想气体压强公式的推导: 三、理想气体状态方程: 1122 12 PV PV PV C T T T =→=; m PV RT M ' =;P nkT = 8.31J R k mol =;23 1.3810J k k - =?;231 6.02210 A N mol- =?; A R N k = 四、理想气体压强公式: 2 3kt p nε =2 1 2 kt mv ε=分子平均平动动能 五、理想气体温度公式: 2 13 22 kt mv kT ε== 六、气体分子的平均平动动能与温度的关系: 七、刚性气体分子自由度表 八、能均分原理: 1.自由度:确定一个物体在空间位置所需要的独立坐标数目。 2.运动自由度: 确定运动物体在空间位置所需要的独立坐标数目,称为该物体的自由度 (1)质点的自由度: 在空间中:3个独立坐标在平面上:2 在直线上:1 (2)直线的自由度: 中心位置:3(平动自由度)直线方位:2(转动自由度)共5个 3.气体分子的自由度 单原子分子 (如氦、氖分子)3 i=;刚性双原子分子5 i=;刚性多原子分子6 i= 4.能均分原理:在温度为T的平衡状态下,气体分子每一自由度上具有的平均动都相等,其值为 1 2 kT 推广:平衡态时,任何一种运动或能量都不比另一种运动或能量更占优势,在各个自由度上,运动的机会均等,且能量均分。 5.一个分子的平均动能为: 2 k i kT ε=

2015大学物理(下)期末复习题答案

大学物理(下)期末复习题 一、选择题 [ C ] 2.关于可逆过程和不可逆过程的判断: (1) 可逆热力学过程一定是准静态过程. (2) 准静态过程一定是可逆过程. (3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程. (4) 凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程. 以上四种判断,其中正确的是 (A) (1)、(2)、(3).(B) (1)、(2)、(4). (C) (2)、(4).(D) (1) 、(4) [ D ] 3. 理想气体卡诺循环过程的两个绝热下的面积大小(图中阴影部分) 分别为S1和S2,则两者的大小关系是 (A)S1>S2 ;(B)S1=S2 ;(C)S1

5. 一定量的的理想气体,其状态改变在P-T图上沿着直线一条沿着 一条直线从平衡态a改变到平衡态b(如图) (A)这是一个绝热压缩过程. (B)这是一个等体吸热过程. (C)这是一个吸热压缩过程. (D)这是一个吸热膨胀热过程. [D] 6.麦克斯韦速率分布曲线如图所示,图中A、B两部分面积相等, 则该图表示 (A)v0为最概然速率;(B)v0为平均速率; (C)v0为方均根速率; (D)速率大于和小于v0的分子数各占一半. [D] 7. 容器中储有定量理想气体,温度为T ,分子质量为m ,则分子速 度在x 方向的分量的平均值为:(根据理想气体分子模型和统计假设讨论) [ A ] 8. 设一部分偏振光由一自然光和一线偏振光混合构成。现通过偏振片观察到这部分偏振光在偏振 60时,透射光强减为一半,试求部分偏振光中自然光和线偏振片由对应最大透射光强位置转过 光两光强之比为 (A) 2:1 .(B) 4:3.(C) 1:1.(D) 1:2.[ C ] 9.如图,一束动量为p的电子,垂直通过缝宽为a的狭缝,问距缝为D处的荧光屏上显示出的衍射图样的中央亮纹的宽度为 (A) 2ha/(Dp).(B) 2Dh/(ap).(C) 2a2/D.(D) 2ha/p.[ B ]10.一氢原子的动能等于氢原子处于温度为T的热平衡时的平均动能,氢原子的质量为m,则此氢原子的德布罗意波长为.

大学物理C-练习四稳恒电流的磁场、电磁感应定律

练 习 四 稳恒电流的磁场、电磁感应定律 一、填空题 1. 如图所示,均匀磁场的磁感应强度为B =0.2T ,方向沿x 轴正方向,则通过 abod 面的磁通量为___0.024Wb ______,通过befo 面的磁通量为____0______, 通过aefd 面的磁通量为___0.024Wb ____。 2. 如图所示,两根无限长载流直导线相互平行,通过的电流分别为I 1和I 2。则 =??1 L l d B _____)(120I I -μ_______,=??2 L l d B _____)(120I I +μ_____。 3. 试写出下列两种情况的平面内的载流均匀导线在给定点P 处所产生的磁感强度的大小. (1) B = 08I R μ ; (2) B = 0 。 4. 感应电场是由 变化的磁场 产生的,它的电场线是 闭合曲线 。 5. 如图所示,一段长度为l 的直导线MN ,水平放置在载电流为I 的竖直长导线旁与竖直导线共面,并从静止由图示位置自由下落,则t 秒末导线两端的电势差 M N U U -________0ln 2Ig a l t a μπ+- ______________. 二、选择题 1. 一载有电流I 的细导线分别均匀密绕在半径为R 和r 的长直圆筒上形成两个螺线管(R=2r ),两螺线管 单位长度上的匝数相等。两螺线管中的磁感应强度大小BR 和Br 应满足:( B) (A )BR=2Br (B )BR=Br (C )2BR=Br (D )BR=4Br 2. 磁场的高斯定理??=?0S d B 说明了下面的哪些叙述是正确的? ( A ) a 穿入闭合曲面的磁感应线条数必然等于穿出的磁感应线条数; b 穿入闭合曲面的磁感应线条数不等于穿出的磁感应线条数; c 一根磁感应线可以终止在闭合曲面内; 301

大学物理(吴百诗)习题答案10电磁感应

法拉第电磁感应定律 10-1如图10-1所示,一半径a =0.10m ,电阻R =1.0×10-3Ω的圆形导体回路置于均匀磁场中,磁场方向与 回路面积的法向之间的夹角为π/3,若磁场变化的规律为 T 10)583()(4 2-?++=t t t B 求:(1)t =2s 时回路的感应电动势和感应电流; (2)最初2s 通过回路截面的电量。 解:(1)θcos BS S B =?=Φ V 10)86(6.110)86()3 cos(d d cos d d 642--?+?-=?+?-=-=Φ- =t t a t B S t i π πθε s 2=t ,V 102.35 -?-=i ε,A 10210 0.1102.323 5---?-=??-==R I ε 负号表示i ε方向与确定n 的回路方向相反 (2)422 123 112810 3.140.1()[(0)(2)]cos 4.410C 1102 i B B S q R R θ---???=Φ-Φ=-??==??? 10-2如图10-2所示,两个具有相同轴线的导线回路,其平面相互平行。大回路中有电流I ,小的回路在大 的回路上面距离x 处,x >>R ,即I 在小线圈所围面积上产生的磁场可视为是均匀的。若 v dt dx =等速率变化,(1)试确定穿过小回路的磁通量Φ和x 之间的关系;(2)当x =NR (N 为一正数),求小回路的感应电动势大小;(3)若v >0,确定小回路中感应电流方向。 解:(1)大回路电流I 在轴线上x 处的磁感应强度大小 2 02232 2()IR B R x μ= +,方向竖直向上。 R x >>时,2 03 2IR B x μ= ,22 2 03 2IR r B S BS B r x πμπΦ=?==?= (2)224032i d dx IR r x dt dt πμε-Φ=-=,x NR =时,2024 32i Ir v R N πμε= (3)由楞次定律可知,小线圈中感应电流方向与I 相同。 动生电动势 10-3 一半径为R 的半圆形导线置于磁感应强度为B 的均匀磁场中,该导线以 速度v 沿水平方向向右平动,如图10-3所示,分别采用(1)法拉第电磁感应定律和(2)动生电动势公式求半圆导线中的电动势大小,哪一端电势高? 解:(1)假想半圆导线在宽为2R 的U 型导轨上滑动,设顺时针方向为回路方向, 在x 处 2 1(2)2m Rx R B π=+Φ,∴22m d dx RB RBv dt dt εΦ=-=-=- 由于静止U 型导轨上电动势为零,所以半圈导线上电动势为 2RBv ε=- 负号表示电动势方向为逆时针,即上端电势高。 图10-2

(完整版)大学物理下册期末考试A卷.doc

**大学学年第一学期期末考试卷 课程名称大学物理(下)考试日期 任课教师 ______________试卷编号_______ 考生姓名学号专业或类别 题号一二三四五六七总分累分人 签名题分40 10 10 10 10 10 10 100 得分 考生注意事项:1、本试卷共 6 页,请查看试卷中是否有缺页。 2、考试结束后,考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 部分常数:玻尔兹曼常数 k 1.38 10 23 J / K , 气体普适常数 R = 8.31 J/K.mol, 普朗克常量h = 6.63 10×34 J·s,电子电量e 1.60 10 19 C; 一、填空题(每空 2 分,共 40 分) 1. 一理想卡诺机在温度为 27℃和 127℃两个热源之间运转。若得分评卷人 使该机正循环运转,如从高温热源吸收1200J 的热量,则将向低 温热源放出热量 ______J; 2.1mol 理想气体经绝热自由膨胀至体积增大一倍为止,即 V22V1则在该过程中熵增S_____________J/k。 3.某理想气体的压强 P=105 Pa,方均根速率为 400m/s,则该气 体的密度 _____________kg/m3。 4.AB 直导体长为 L 以图示的速度运动,则导体中非静电性场强大小 ___________,方向为 __________,感应电动势的大小为 ____________。

5 5.平行板电容器的电容 C为 20.0 μ F,两板上的电压变化率为 dU/dt=1.50 × 10V/s ,则电容器两平行板间的位移电流为___________A。 6. 长度为 l ,横截面积为 S 的密绕长直螺线管通过的电流为I ,管上单位长度绕有n 匝线圈,则管内的磁能密度w 为 =____________ ,自感系数 L=___________。 7.边长为 a 的正方形的三个顶点上固定的三个点电荷如图所示。以无穷远为零电 势点,则 C 点电势 U C =___________;今将一电量为 +q 的点电荷 从 C点移到无穷远,则电场力对该电荷做功 A=___________。 8.长为 l 的圆柱形电容器,内半径为R1,外半径为R2,现使内极 板带电 Q ,外极板接地。有一带电粒子所带的电荷为q ,处在离 轴线为 r 处( R1r R2),则该粒子所受的电场力大小F_________________;若带电粒子从内极板由静止飞出,则粒子飞到外极板时,它所获得的动能E K________________。 9.闭合半圆型线圈通电流为 I ,半径为 R,置于磁感应强度为B 的均匀外磁场中,B0的方向垂直于AB,如图所示。则圆弧ACB 所受的磁力大小为 ______________,线圈所受磁力矩大小为__________________。 10.光电效应中,阴极金属的逸出功为2.0eV,入射光的波长为400nm ,则光电流的 遏止电压为 ____________V。金属材料的红限频率υ0 =__________________H Z。11.一个动能为40eV,质量为 9.11 × 10-31 kg的电子,其德布 罗意波长为nm。 12.截面半径为R 的长直载流螺线管中有均匀磁场,已知 dB 。如图所示,一导线 AB长为 R,则 AB导线中感生 C (C 0) dt 电动势大小为 _____________,A 点的感应电场大小为E。

川师大学物理第十一章 恒定电流的磁场习题解

第十一章 恒定电流的磁场 11–1 如图11-1所示,几种载流导线在平面内分布,电流均为I ,求它们在O 点处的磁感应强度B 。 (1)高为h 的等边三角形载流回路在三角形的中心O 处的磁感应强度大小为 ,方向 。 (2)一根无限长的直导线中间弯成圆心角为120°,半径为R 的圆弧形,圆心O 点的磁感应强度大小为 ,方向 。 … 解:(1)如图11-2所示,中心O 点到每一边的距离 为1 3OP h =,BC 边上的电流产生的磁场在O 处的磁感应 强度的大小为 012(cos cos )4πBC I B d μββ=- ^ 00(cos30cos150)4π/34πI I h h μ??=-= 方向垂直于纸面向外。 另外两条边上的电流的磁场在O 处的磁感应强度的 大小和方向都与BC B 相同。因此O 处的磁感应强度是三边电流产生的同向磁场的叠加,即 3BC B B === 方向垂直于纸面向外。 (2)图11-1(b )中点O 的磁感强度是由ab ,bcd ,de 三段载流导线在O 点产生的磁感强度B 1,B 2和B 3的矢量叠加。由载流直导线的磁感强度一般公式 012(cos cos )4πI B d μββ=- 可得载流直线段ab ,de 在圆心O 处产生的磁感强度B 1,B 3的大小分别为 01(cos0cos30)4cos60) I B R μ?= ?-? π(0(12πI R μ= 031(cos150cos180)4πcos60 I B B R μ?== ?- ?0(12πI R μ= 】 I B 2 图11–2 图11–1 … B (a ) A E (b )

大学物理下册知识点总结材料(期末)

大学物理下册 学院: : 班级: 第一部分:气体动理论与热力学基础一、气体的状态参量:用来描述气体状态特征的物理量。 气体的宏观描述,状态参量: (1)压强p:从力学角度来描写状态。 垂直作用于容器器壁上单位面积上的力,是由分子与器壁碰撞产生的。单位 Pa (2)体积V:从几何角度来描写状态。 分子无规则热运动所能达到的空间。单位m 3 (3)温度T:从热学的角度来描写状态。 表征气体分子热运动剧烈程度的物理量。单位K。 二、理想气体压强公式的推导: 三、理想气体状态方程: 1122 12 PV PV PV C T T T =→=; m PV RT M ' =;P nkT = 8.31J R k mol =;23 1.3810J k k - =?;231 6.02210 A N mol- =?; A R N k = 四、理想气体压强公式: 2 3kt p nε =2 1 2 kt mv ε=分子平均平动动能 五、理想气体温度公式: 2 13 22 kt mv kT ε== 六、气体分子的平均平动动能与温度的关系: 七、刚性气体分子自由度表 八、能均分原理: 1.自由度:确定一个物体在空间位置所需要的独立坐标数目。 2.运动自由度: 确定运动物体在空间位置所需要的独立坐标数目,称为该物体的自由度 (1)质点的自由度: 在空间中:3个独立坐标在平面上:2 在直线上:1 (2)直线的自由度: 第一部分:气体动理论与热力学基础 第二部分:静电场 第三部分:稳恒磁场 第四部分:电磁感应 第五部分:常见简单公式总结与量子物理基础

中心位置:3(平动自由度) 直线方位:2(转动自由度) 共5个 3. 气体分子的自由度 单原子分子 (如氦、氖分子)3i =;刚性双原子分子5i =;刚性多原子分子6i = 4. 能均分原理:在温度为T 的平衡状态下,气体分子每一自由度上具有的平均动都相等,其值为 12 kT 推广:平衡态时,任何一种运动或能量都不比另一种运动或能量更占优势,在各个自由度上,运动的机会均等,且能量均分。 5.一个分子的平均动能为:2 k i kT ε= 五. 理想气体的能(所有分子热运动动能之和) 1.1mol 理想气体2 i E RT = 5. 一定量理想气体()2i m E RT M νν' == 九、气体分子速率分布律(函数) 速率分布曲线峰值对应的速率 v p 称为最可几速率,表征速率分布在 v p ~ v p + d v 中的分子数,比其它速率的都多,它可由对速率分布函数求极值而得。即 十、三个统计速率: a. 平均速率 M RT M RT m kT dv v vf N vdN v 60.188)(0 === == ??∞ ∞ ππ b. 方均根速率 M RT M k T v dv v f v N dN v v 73.13)(20 2 2 2 == ? = = ??∞ C. 最概然速率:与分布函数f(v)的极大值相对应的速率称为最概然速率,其物理意义为:在平衡态条件下,理想气体分子速率分布在p v 附近的单位速率区间的分子数占气体总分子数的百分比最大。 M RT M RT m kT v p 41.1220=== 三种速率的比较: 各种速率的统计平均值: 理想气体的麦克斯韦速率分布函数 十一、分子的平均碰撞次数及平均自由程: 一个分子单位时间里受到平均碰撞次数叫平均碰撞次数表示为 Z ,一个分子连续两次碰撞之间经历的平均自由路程叫平均自由程。表示为 λ 平均碰撞次数 Z 的导出: 热力学基础主要容 一、能 分子热运动的动能(平动、转动、振动)和分子间相互作用势能的总和。能是状态的单值函数。 对于理想气体,忽略分子间的作用 ,则 平衡态下气体能: 二、热量 系统与外界(有温差时)传递热运动能量的一种量度。热量是过程量。 )(12T T mc Q -=)(12T T Mc M m -=) (12T T C M m K -= 摩尔热容量:( Ck =Mc ) 1mol 物质温度升高1K 所吸收(或放出)的热量。 Ck 与过程有关。 系统在某一过程吸收(放出)的热量为: )(12T T C M m Q K k -= 系统吸热或放热会使系统的能发生变化。若传热过程“无限缓慢”,或保持系统与外界无穷小温差,可看成准静态传热过程。 准静态过程中功的计算: 元功: 41 .1:60.1:73.1::2=p v v v Z v = λn v d Z 2 2π=p d kT 22πλ= n d Z v 221πλ= = kT mv e v kT m v f 22232 )2(4)(-=ππ?∞ ?=0 )(dv v f v v ? ∞ ?= 22)(dv v f v v ∑∑+i pi i ki E E E =内) (T E E E k =理 =RT i M m E 2 =PdV PSdl l d F dA ==?=

大学物理 电磁感应习题

第6章 电磁感应 思考讨论题 1·判断下列情况下可否产生感应电动势,若产生,其方向如何确定? (1)图8.1a ,在均匀磁场中,线圈从圆形变为椭圆形; (2)图8.1b ,在磁铁产生的磁场中,线圈向右运动; (3)图8.1c ,在磁场中导线段AB 以过中点并与导线垂直的轴旋转; (4)图8.1d ,导线圆环绕着通过圆环直径长直电流转动(二者绝缘)。 解:(1)线圈面积变小,产生顺时针方向的感应电动势(俯视) (2)产生电动势,从左往右看顺时针方向。 (3)产生电动势,由B 指向A 。 (4)不产生电动势。 2·一段导体ab 置于水平面上的两条光滑金属导轨上(设导轨足够长),并以初速 v 0向右运 动,整个装置处于均匀磁场之中(如图8.2所示),在下列两种情况下判断导体ab 最终的运动状态。 解: 图 8.1a 图8.1b O 图8.1c 图8.1d 图8.2a 图8.2b

3·长直螺线管产生的磁场 B 随时间均匀增强, B 的方向垂直于纸面向里。判断如下几种情 况中,给定导体内的感应电动势的方向,并比较各段导体两端的电势高低: (1)图8.3a ,管内外垂直于 B 的平面上绝缘地放置三段导体ab 、cd 和ef ,其中ab 位于 直径位置,cd 位于弦的位置,ef 位于 管外切线的位置。 (2)图8.3b ,在管外共轴地套上一个导体圆环(环面垂直于 B ),但它由两段不同金属材 料的半圆环组成,电阻分别为R 1、R 2,且R R 12>,接点处为a 、b 两点。 解:(1)b a U U =,c d U U >,f e U U > (2)b a U U > 4·今有一木环,将一磁铁以一定的速度插入其中,环中是否有感应电流?是否有感应电动势?如换成一个尺寸完全相同的铝环,又如何?通过两个环的磁通量是否相同? 解:木环没有感应电流。铝环有感应电流。通过两个环的磁通量相同。 5·两个互相绝缘的圆形线圈如图8.4放置。在什么情况下它们的互感系数最小?当它们的电流同时变化时,是否会有感应电动势产生? 解:当两者相互垂直放置时,互感系数最小,为0。 此时当电流变化时,没有互感电流。 6·试比较动生电动势和感生电动势(从定义、非静电力、一般表达式等方面分析)。 解:由定义知二者产生的原因不同。 (1)如果外磁场不变,而导体(或回路)的位置、形状等有变化,则产生动生电动势。 (2)如果导体(或回路)都固定不动,只有外磁场在变化,则产生感生电动势。 (3)从物理本质上看,它们都由不同的非静电力产生,前者为洛仑兹力,后者为涡旋电场力。 f 图8.3a b 2 R 1R a 图8.3b 图8.4

《大学物理 》下期末考试 有答案

《大学物理》(下)期末统考试题(A 卷) 说明 1考试答案必须写在答题纸上,否则无效。请把答题纸撕下。 一、 选择题(30分,每题3分) 1.一质点作简谐振动,振动方程x=Acos(ωt+φ),当时间t=T/4(T 为周期)时,质点的速度为: (A) -Aωsinφ; (B) Aωsinφ; (C) -Aωcosφ; (D) Aωcosφ 参考解:v =dx/dt = -A ωsin (ωt+φ) ,cos )sin(2 4/?ω?ωπA A v T T t -=+?-== ∴选(C) 2.一弹簧振子作简谐振动,当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1/4时,其动能为振动总能量的 (A) 7/6 (B) 9/16 (C) 11/16 (D )13/16 (E) 15/16 参考解:,1615)(221242122122 1221=-=kA k kA kA mv A ∴选(E ) 3.一平面简谐波在弹性媒质中传播,在媒质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程中: (A) 它的动能转换成势能. (B) 它的势能转换成动能. (C) 它从相邻的一段质元获得能量其能量逐渐增大. (D) 它把自己的能量传给相邻的一段质元,其能量逐渐减小. 参考解:这里的条件是“平面简谐波在弹性媒质中传播”。由于弹性媒质的质元在平衡位置时的形变最大,所以势能动能最大,这时动能也最大;由于弹性媒质的质元在最大位移处时形变最小,所以势能也最小,这时动能也最小。质元的机械能由最大变到最小的过程中,同时也把该机械能传给相邻的一段质元。∴选(D )

4.如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜 的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1 <n 2<n 3.若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜 上,则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是 (A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -λ / 2 . (C) 2n 2 e -λ. (D) 2n 2 e -λ / (2n 2). 参考解:半波损失现象发生在波由波疏媒质到波密媒质的界面的反射现象中。两束光分别经上下表面反射时,都是波疏媒质到波密媒质的界面的反射,同时存在着半波损失。所以,两束反射光的光程差是2n 2 e 。 ∴选(A ) 5.波长λ=5000?的单色光垂直照射到宽度a=0.25mm 的单缝上,单缝后面放置一凸透镜,在凸透镜的焦平面上放置一屏幕,用以观测衍射条纹,今测得屏幕上中央明条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离d=12mm ,则凸透镜的焦距f 为: (A) 2m (B) 1m (C) 0.5m (D) 0.2m ; (E) 0.1m 参考解:由单缝衍射的暗纹公式, asin φ = 3λ, 和单缝衍射装置的几何关系 ftg φ = d/2, 另,当φ角很小时 sin φ = tg φ, 有 1103 310500061025.0101232==?=---?????λa d f (m ) , ∴选(B ) 6.测量单色光的波长时,下列方法中哪一种方法最为准确? (A) 双缝干涉 (B) 牛顿环 (C) 单缝衍射 (D) 光栅衍射 参考解:从我们做过的实验的经历和实验装置可知,最为准确的方法光栅衍射实验,其次是牛顿环实验。 ∴选(D ) 7.如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I 0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为 (A) I 0 / 8. (B) I 0 / 4. (C) 3 I 0 / 8. (D) 3 I 0 / 4. 参考解:穿过第一个偏振片自然光的光强为I 0/2。随后,使用马吕斯定律,出射光强 10201 60cos I I I == ∴ 选(A ) n 3

大学物理电磁感应习题

练习(八) 电磁感应 1.半径为a 的圆线圈置于磁感强度为B 的均匀磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,线 圈电阻为R 。当把线圈转动使其法向与B 的夹角?=60α时,线圈中已通过的电量与线圈面积及转动的时间的关系是( A ) (A )与线圈面积成正比,与时间无关 (B )与线圈面积成正比,与时间成正比 (C )与线圈面积成反比,与时间成正比 (D )与线圈面积成反比,与时间无关 2.一矩形线框边长为a ,宽为b ,置于均匀磁场中,线框绕OO ′轴以匀角速度ω旋转(如图1所示)。设t =0时,线框平面处于纸面内,则任一时刻感应电动势的大小为( D ) (A )2abB ω | cos ωt | (B )abB ω (C )2 1 abB ω | cos ωt | (D )abB ω | cos ωt | (E )abB ω | sin ωt | 图1 图2 3.面积为S 和2S 的两圆线圈1、2如图放置,通有相同的电流。线圈1的电流产生的通过线圈2的磁通用21?表示,线圈2的电流所产生的通过线圈1的磁通用12?表示,则21?和12?的大小关系为:( C ) 3题图 4.自感0.25H 的线圈中,当电流在(1/16)s 内由2A 均匀减少到零时,线圈中自感电动势的大小为:(2005级上考题) C (A )V .3 1087-? (B )2.0 V (C )8.0 V (D )V .2 1013-?

5.两个相距不太远的平面圆线圈,怎样放置可使其互感系数近似为零?设其中一线圈的轴线恰过另一线圈的圆心。C (A )两线圈的轴线互相平行。 (B )两线圈的轴线成45°角。 (C )两线圈的轴线互相垂直。 (D )两线圈的轴线成30°角。 6.空气中有一无限长金属薄壁圆筒,在表面上沿圆方向均匀地流着一层随时间变化的面电流)(t i ,则 ( B ) (A )圆筒内均匀地分布着变化磁场和变化电场。 (B )任意时刻通过圆筒内假想的任一球面的磁通量和电通量均为零 (C )沿圆筒外任意闭合环路上磁感应强度的环流不为零。 (D )沿圆筒内任意闭合环路上电场强度的环流为零。 7.在一自感线圈中通过的电流I 随时间t 的变化规律如图a 所示,若以I 的正方向作为ε 的正方向,则图中代表线圈内自感电动势ε随时间t 变化规律的曲线图是( D ) 8.用线圈的自感系数L 来表示载流线圈磁场的能量公式2 2 1LI W m = D (A )只适用于无限长密绕螺线管; (B )只适用单匝线圈; (C )只适用一个匝数很多,且密绕的螺线环; (D )适用于自感系数L 一定的任意线圈。 9.在感应电场中电磁感应定律可写成 φdt d l d E L k -=?? 式中 E k 为感应电场的电场强度, 此式表明:(D ) (A )闭合曲线 L 上 E k 处处相等, (B )感应电场是保守力场, (C )感应电场的电场线不是闭合曲线, (D )在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念。

大学物理 恒定电流稳恒磁场知识点总结

大学物理 恒定电流稳恒磁场知识点总结 1. 电流强度和电流密度 电流强度:单位时间内通过导体截面的电荷量 (电流强度是标量,可正可负);电流密度:电流密度是矢量,其方向决定于该点的场强E 的方向(正电荷流动的方向),其大小等于通过该点并垂直于电流的单位截面的电流强度 dQ I dt = , dI j e dS = , S I j d S =?? 2. 电流的连续性方程和恒定电流条件 电流的连续性方程:流出闭合曲面的电流等于单位时间闭合曲面内电量增量的负值(其实质是电荷守恒定律)dq j dS dt =-?? , ( j t ρ??=- ? ); 恒定电流条件: 0j d S =?? , ( 0j ?= ) 3. 欧姆定律及其微分形式: U I R =, j E σ=, , 焦耳定律及其微分形式: 2Q A I R t == 2p E σ= 4. 电动势的定义:单位正电荷沿闭合电路运行一周非静电力所作的功 A K dl q ε+ - ==? , K dl ε= ? 5. 磁感应强度:是描述磁场的物理量,是矢量,其大小为0sin F B q v θ = , 式中F 是运动电荷0q 所受洛伦兹力,其方向由 0F q v B =?决定 磁感应线:为了形象地表示磁场在空间的分布,引入一族曲线,曲线的切向表示磁场的方向,密度是磁感应强度的大小;磁通量: s B dS φ=?? (可形象地看成是穿过曲面磁感应线的条数)

6.毕奥一萨伐尔定律: 034I d l r dB r μπ?= 034L Idl r B r μπ?=? 7.磁场的高斯定理和安培环路定理 磁场的高斯定理: 0S B d S =?? 、 ( 0B ?= ) (表明磁场是 无源场) 安培环路定理: 0i L i B dl I μ=∑? 、 L S B dl j dS =? ?? 、(0B j μ??=) (安培环路定理表明磁场是有旋场) 8.安培定律: dF Idl B =? 、L F Idl B =?? 磁场对载流线圈的作用: M m B =? (m 是载流线圈的磁矩 m I S =) 9.洛伦兹力:运动电荷所受磁场的作用力称为洛伦兹力 f q v B =? 带电粒子在匀强磁场中的运动:运动电荷在匀强磁场中作螺旋运动, 运动半径为mv R qB ⊥=、周期为 2m T qB π= 、螺距为 2mv h v T qB π== 霍尔效应 : 12H IB V V K h -= 式中H K 称为霍尔系数,可正可负,为正时表明正电荷导电,为负时表明负电荷导电 1H K nq = 10.磁化强度 磁场强度 磁化电流 磁介质中的安培环路定理 m M τ ∑= ? 、 L L M d l I =∑? ,内 、 n i M e =?, 0 B H M μ=- 、 m M H χ= 、 00m r B H H μχμμμ==(1+)H=、 0i L i H d l I =∑? 、 L S H dl j dS =? ??

大学物理期末考试试卷(含答案)()

2008年下学期2007级《大学物理(下)》期末考试(A 卷) 一、选择题(共27分) 1. (本题3分) (2717) 距一根载有电流为3×104 A 的电线1 m 处的磁感强度的大小为 (A) 3×10-5 T . (B) 6×10-3 T . (C) 1.9×10-2T . (D) 0.6 T . (已知真空的磁导率?0 =4?×10-7 T ·m/A) [ ] 2. (本题3分)(2391) 一电子以速度v 垂直地进入磁感强度为B 的均匀磁场中,此电子在磁场中运动 轨道所围的面积内的磁通量将 (A) 正比于B ,反比于v 2. (B) 反比于B ,正比于v 2. (C) 正比于B ,反比于v . (D) 反比于B ,反比于v . [ ] 3. (本题3分)(2594) 有一矩形线圈AOCD ,通以如图示方向的电流I ,将它置于均匀磁场B 中,B 的方向与x 轴正方向一致,线圈平面与x 轴之间的夹角为?,? < 90°.若AO 边在y 轴上,且线圈可绕y 轴自由转动,则线圈将 (A) 转动使??角减小. (B) 转动使?角增大. (C) 不会发生转动. (D) 如何转动尚不能判定. [ ] 4. (本题3分)(2314) 如图所示,M 、N 为水平面内两根平行金属导轨,ab 与cd 为垂直于导轨并可

在其上自由滑动的两根直裸导线.外磁场垂直水平面向上.当外力使ab 向右平移时,cd (A) 不动. (B) 转动. (C) 向左移动. (D) 向右移动.[ ] 5. (本题3分)(2125) 如图,长度为l 的直导线ab 在均匀磁场B 中以速度v 移动,直导线ab 中的电 动势为 (A) Bl v . (B) Bl v sin ?. (C) Bl v cos ?. (D) 0. [ ] 6. (本题3分)(2421) 已知一螺绕环的自感系数为L .若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管,则两个半环螺线管的自感系数 (A) 都等于L 21. (B) 有一个大于L 21,另一个小于L 21. (C) 都大于L 21. (D) 都小于L 2 1 . [ ] 7. (本题3分)(3174) 在双缝干涉实验中,屏幕E 上的P 点处是明条纹.若将缝S 2盖住,并在S 1 S 2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M ,如图所示,则此时 (A) P 点处仍为明条纹. (B) P 点处为暗条纹. (C) 不能确定P 点处是明条纹还是暗条纹. (D) 无干涉条纹. [ ] 8. (本题3分)(3718) 在单缝夫琅禾费衍射实验中,若增大缝宽,其他条件不变,则中央明条纹 (A) 宽度变小. (B) 宽度变大. (C) 宽度不变,且中心强度也不变. (D) 宽度不变,但中心强度增大. [ ]

大学物理《普通物理学简明教程》第十二章 电磁感应 电磁场

第十二章 电磁感应 电磁场 问题 12-1 如图,在一长直导线L 中通有电流I ,ABCD 为一矩形线圈,试确定在下列情况下,ABCD 上的感应电动势的方向:(1)矩形线圈在纸面内向右移动;(2)矩形线圈绕AD 轴旋转;(3)矩形线圈以直导线为轴旋转. 解 导线在右边区域激发的磁场方向垂直于纸面向 里,并且由2I B r μ0=π可知,离导线越远的区域磁感强度越小,即磁感线密度越小.当线圈运动时通过线圈的磁通量会发生变化,从而产生感应电动势.感应电动势的方向由楞次定律确定. (1)线圈向右移动,通过矩形线圈的磁通量减少,由楞次定律可知,线圈中感应电动势的方向为顺时针方向. (2)线圈绕AD 轴旋转,当从0到90时,通过线圈的磁通量减小,感应电动势的方向为顺时针方向.从90到180时,通过线圈的磁通量增大,感应电动势的方向为逆时针. 从180到270时,通过线圈的磁通量减少,感应电动势的方向为顺时针.从270到360时,通过线圈的磁通量增大,感应电动势的方向为逆时针方向. (2)由于直导线在空间激发的磁场具有轴对称性,所以当矩形线圈以直导线为轴旋转时,通过线圈的磁通量并没有发生变化,所以,感应电动势为零. 12-2 当我们把条形磁铁沿铜质圆环的轴线插入铜环中时,铜环内有感应电流和感应电场吗? 如用塑料圆环替代铜质圆环,环中仍有感应电流和感应电场吗? 解 当把条形磁铁沿铜质圆环的轴线插入铜环过程中,穿过铜环的磁通量增加,铜环中有感应电流和感应电场产生;当用塑料圆环替代铜质圆环,由于塑料圆环中的没有可以移动的自由电荷,所以环中无感应电流和感应电场产生. 12-3 如图所示铜棒在均匀磁场中作下列各种运动,试问在哪种运动中的铜棒上会有感应电动势?其方向怎样?设磁感强度的方向铅直向下.(1)铜棒向右平移[图(a)];(2)铜棒绕通过其中心的轴在垂直于B 的平面内转动[图(b)];(3)铜棒绕通过中心的轴在竖直平面内转动[图(c)]. C I

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