大学物理二总复习分解.pptx

1大学物理大学物理 2 复习复习教师教师:郑采星郑采星期末考试期末考试（60%）+期中考试期中考试（20%）+平时成绩平时成绩（20%）平时成绩：作业和到课率平时成绩：作业和到课率（20%）考试题型考试题型：选择选择（30%）、填空填空（30%）、计算计算（40%）2一、选择题：一、选择题：1.图中所示为轴对称性静电场的图中所示为轴对称性静电场的Er曲线，请指出该电场是由下列曲线，请指出该电场是由下列哪一种带电体产生的哪一种带电体产生的(E表示电场强度的大小，表示电场强度的大小，r表示离对称轴的距表示离对称轴的距离离)(A)“无限长无限长”均匀带电圆柱面；均匀带电圆柱面；(B)“无限长无限长”均匀带电圆柱体；均匀带电圆柱体；(C)“无限长无限长”均匀带电直线；均匀带电直线；(D)“有限长有限长”均匀带电直线均匀带电直线 根据高斯定理，求根据高斯定理，求“无限长无限长”均匀带电均匀带电直线电场中的场强分布：直线电场中的场强分布：电场分布有轴对称性，方向沿径向，如电场分布有轴对称性，方向沿径向，如图所示取闭合曲面图所示取闭合曲面S，设均匀带电直线，设均匀带电直线电荷线密度为电荷线密度为 C32.在一点电荷在一点电荷q q产生的静电场中，一块电介质如图放置，以点电荷产生的静电场中，一块电介质如图放置，以点电荷所在处为球心作一球形闭合面所在处为球心作一球形闭合面S S，则对此球形闭合面：，则对此球形闭合面：(A)高斯定理成立，且可用它求出闭合面上各点的场强高斯定理成立，且可用它求出闭合面上各点的场强 (B)高斯定理成立，但不能用它求出闭合面上各点的场强高斯定理成立，但不能用它求出闭合面上各点的场强 (C)由于电介质不对称分布，高斯定理不成立由于电介质不对称分布，高斯定理不成立 (D)即使电介质对称分布，高斯定理也不成立即使电介质对称分布，高斯定理也不成立 B43.3.如图所示，在磁感强度为如图所示，在磁感强度为B 的均匀磁场中，有一圆形载流导的均匀磁场中，有一圆形载流导线，线，a、b、c是其上三个长度相等的电流元，则它们所受安培力是其上三个长度相等的电流元，则它们所受安培力大小的关系为大小的关系为 C (A)Fa Fb Fc (B)Fa Fb Fc Fa (D)Fa Fc Fb 54.长直电流长直电流 I I2 2与圆形电流与圆形电流 I I1 1共面，并与其一直径相重合如共面，并与其一直径相重合如图图(但两者间绝缘但两者间绝缘)，设长直电流不动，则圆形电流将，设长直电流不动，则圆形电流将(A)绕绕 I I2 2 旋转旋转 (B)向左运动向左运动 (C)向右运动向右运动 (D)向上运动向上运动 (E)不动不动 65.圆柱形无限长载流直导线置于均匀无限大磁介质之中，若导圆柱形无限长载流直导线置于均匀无限大磁介质之中，若导线中流过的稳恒电流为线中流过的稳恒电流为I，磁介质的相对磁导率为，磁介质的相对磁导率为 r(r 1)，则与导线接触的磁介质表面上的磁化电流为则与导线接触的磁介质表面上的磁化电流为(A)(1 r)I (B)(r 1)I(C)r I (D)答案：答案：()B有介质时的安培环路定理有介质时的安培环路定理 说明；磁场强度沿任一闭合路径的环流等于该闭合路径所包围的传说明；磁场强度沿任一闭合路径的环流等于该闭合路径所包围的传导电流的代数和。导电流的代数和。B由稳恒电流由稳恒电流I与磁化电流与磁化电流I共同决定。共同决定。稳恒电流稳恒电流 I 在空间产生的磁场在空间产生的磁场 磁化电流磁化电流 I 在空间产生的磁场在空间产生的磁场 则则 76.6.如图，两个线圈如图，两个线圈 P 和和 Q 并联地接到一电动势恒定的电源并联地接到一电动势恒定的电源上，线圈上，线圈 P 的自感和电阻分别是线圈的自感和电阻分别是线圈 Q 的两倍。当达到稳的两倍。当达到稳定状态后，线圈定状态后，线圈 P 的磁场能量与的磁场能量与 Q 的磁场能量的比值是：的磁场能量的比值是：（A）4，（B）2，（C）1，（D）1/2 。DPQ并联：并联：87.在在圆圆柱柱形形空空间间内内有有一一磁磁感感强强度度为为B的的均均匀匀磁磁场场，如如图图所所示示，B的的大大小小以以速速率率dB/dt变变化化有有一一长长度度为为l0的的金金属属棒棒先先后后放放在在磁磁场场的的两两个个不不同同位位置置1(ab)和和2(ab)，则则金金属属棒棒在在这这两两个个位位置置时时棒棒内内的的感感应应电电动动势势的大小关系为的大小关系为 B/t 一致，且一致，且 C98.用用频频率率为为n n 的的单单色色光光照照射射某某种种金金属属时时，逸逸出出光光电电子子的的最最大大动动能能为为EK；若若改改用用频频率率为为2n n 的的单单色色光光照照射射此此种种金金属属时时，则则逸逸出出光光电子的最大动能为：电子的最大动能为：(A)2 EK (B)2hn n-EK (C)hn n-EK (D)hn n+EK D10 9.波长波长=5000 的光沿的光沿x轴正向传播，若光的波长的不确定量轴正向传播，若光的波长的不确定量=10-3，则利用不确定关系式，则利用不确定关系式 Px x h 可得光子的可得光子的x坐标坐标的不确定量至少为的不确定量至少为_.(A)25 cm (B)50 cm (C)250 cm (D)500 cm 1110.10.氢原子中处于氢原子中处于2P态的电子，描述其量子态的四个量子态的电子，描述其量子态的四个量子数数（n，m ，ms）可能取的值为：可能取的值为：（A）（3，2，1，-1/2）（B）（2，0，0，1/2）（C）（2，1，-1，-1/2）（）（D）（1，0，0，1/2）C121 1一一半半径径为为R的的球球面面均均匀匀带带电电，所所带带电电量量为为q，则则电电场场的的能量为能量为We=。解法一解法一:解法二：孤立球形导体电容解法二：孤立球形导体电容二二.填空题填空题132.图示为一均匀极化的电介质球体，已知电极化强度为图示为一均匀极化的电介质球体，已知电极化强度为P，则，则介质球表面上介质球表面上A、B、C各点的束缚电荷面密度分别为各点的束缚电荷面密度分别为_，_，_P、P、0 143.一个电流元位于直角坐标系原点，电流沿一个电流元位于直角坐标系原点，电流沿z轴方向，点轴方向，点P(x，y，z)的磁感强度沿的磁感强度沿x轴的分量是：轴的分量是：。毕奥毕奥-萨伐尔定律：萨伐尔定律：电流沿电流沿z轴方向，轴方向，比较比较 154.4.在安培环路定理中，在安培环路定理中，SIi 是指是指_；B 是指是指_ ；它是由它是由 _ 决定的决定的。环路所包围的各种稳恒电流的代数和环路所包围的各种稳恒电流的代数和环路上的磁感应强度环路上的磁感应强度环路内外全部电流所产生磁场的叠加环路内外全部电流所产生磁场的叠加16 5.将一个通有电流强度为将一个通有电流强度为I 的闭合回路置于均匀磁场中，的闭合回路置于均匀磁场中，回路所围面积的法线方向与磁场方向的夹角为回路所围面积的法线方向与磁场方向的夹角为 。若均匀。若均匀磁场通过此回路的磁通量为磁场通过此回路的磁通量为 ，则回路所受力矩的大小为，则回路所受力矩的大小为 。bcdaII176.无铁芯的长直螺线管的自感系数表达式为无铁芯的长直螺线管的自感系数表达式为L=0n2V，其中，其中n为单为单位长度上的匝数，位长度上的匝数，V为螺线管的体积若考虑端缘效应时，实际的为螺线管的体积若考虑端缘效应时，实际的自感系数应自感系数应_(填：大于、小于或等于填：大于、小于或等于)此式给出的值此式给出的值若在管内装上铁芯，则若在管内装上铁芯，则L与电流与电流_(填：有关，无关填：有关，无关)小于小于,有关有关.例：计算一长直螺线管的自感系数，设螺线管长为例：计算一长直螺线管的自感系数，设螺线管长为l，截面积截面积为为 S，总匝数为总匝数为 N，充满磁导率为充满磁导率为 的磁介质，且的磁介质，且 为常数。为常数。载流直螺线管磁感应线分布示意图载流直螺线管磁感应线分布示意图若考虑端缘效应若考虑端缘效应187.图示为三种不同的磁介质的图示为三种不同的磁介质的BH关系曲线，其中关系曲线，其中虚线表示的是虚线表示的是B=0H的关系说明的关系说明a、b、c各代表哪各代表哪一类磁介质的一类磁介质的BH关系曲线：关系曲线：a 代表代表_的的BH关系曲线关系曲线 b 代表代表_的的BH关系曲线关系曲线 c 代表代表_的的BH关系曲线关系曲线顺磁质：顺磁质：抗磁质：抗磁质：铁磁质：铁磁质：198.8.在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中.209.9.光子波长为光子波长为，则其能量则其能量=_=_；动量的大小动量的大小 =_=_；质量质量=_=_ 光子能量：光子能量：光子质量：光子质量：光子动量：光子动量：2110.康普顿散射中，当散射光子与入射光子方向成夹角康普顿散射中，当散射光子与入射光子方向成夹角 =_时，散射光子的频率小得最多；当时，散射光子的频率小得最多；当 =_ 时，散射光子的频率与入射光子相同时，散射光子的频率与入射光子相同康普顿效应：康普顿效应：X射线通过物质射线通过物质散射后波长变长的现象。散射后波长变长的现象。p p，0.c c是与是与散射物质散射物质无关的常数，称无关的常数，称为康普顿常数。为康普顿常数。22计算的基本要求计算的基本要求:1.1.电荷分布电荷分布 电场，电场，2.2.电流分布电流分布 磁场，磁场，3.3.电磁场基本性质方程的应用电磁场基本性质方程的应用 （如高斯定理、环路定理），（如高斯定理、环路定理），4.4.电力与磁力的计算，电力与磁力的计算，5.5.电磁感应定律的应用，电磁感应定律的应用，6.6.电场与磁场能量的计算。电场与磁场能量的计算。三三.计算题计算题231.带电细线弯成半径为带电细线弯成半径为R的半圆形，电荷线密度为的半圆形，电荷线密度为=0sin，式中式中 0为一常数，为一常数，为半径为半径R与与x轴所成轴所成的夹角，如图所示试求环心的夹角，如图所示试求环心O处的电场强度处的电场强度 解：解：在在 处取电荷元，其电荷为处取电荷元，其电荷为dq=dl=0sin Rd 它在它在O点产生的场强为点产生的场强为在在x、y 轴上的二个分量轴上的二个分量 dEx=dEcos dEy=dEsin24 dEx=dEcos dEy=dEsin对各分量分别求和对各分量分别求和 252.图示一个均匀带电的球层，其电荷体密度为图示一个均匀带电的球层，其电荷体密度为r r，球层内表面半径，球层内表面半径为为R1，外表面半径为，外表面半径为R2设无穷远处为电势零点，求球层中半径为设无穷远处为电势零点，求球层中半径为r处的电势处的电势解：解：r处的电势等于以处的电势等于以r为半径的球面以内的电荷在该处为半径的球面以内的电荷在该处产生的电势产生的电势U1和球面以外的电荷产生的电势和球面以外的电荷产生的电势U2之和，即之和，即 U=U1+U2，其中，其中为计算以为计算以r为半径的球面外电荷产生的电势在球面外取为半径的球面外电荷产生的电势在球面外取 的薄层其电荷为的薄层其电荷为 它对该薄层内任一点产生的电势为它对该薄层内任一点产生的电势为 则则 于是全部电荷在半径为于是全部电荷在半径为r处产生的电势为处产生的电势为 262.图示一个均匀带电的球层，其电荷体密度为图示一个均匀带电的球层，其电荷体密度为r r，球层内表面半径，球层内表面半径为为R1，外表面半径为，外表面半径为R2设无穷远处为电势零点，求球层中半径为设无穷远处为电势零点，求球层中半径为r处的电势处的电势另解：根据电势定义另解：根据电势定义球层中电场为：球层中电场为：球层外电场为：球层外电场为：272.图示一个均匀带电的球层，其电荷体密度为图示一个均匀带电的球层，其电荷体密度为r r，球层内表面半径，球层内表面半径为为R1，外表面半径为，外表面半径为R2设无穷远处为电势零点，求球层中半径为设无穷远处为电势零点，求球层中半径为r处的电势处的电势283.如图所示，一圆柱形电容器，内筒半径为如图所示，一圆柱形电容器，内筒半径为R1，外筒半径为，外筒半径为R2(R22 R1)，其间充有相对介电常量分别为其间充有相对介电常量分别为e er1和和e er2e er1/2的两层各向同性均匀电介质，的两层各向同性均匀电介质，其界面半径为其界面半径为R若两种介质的击穿电场强度相同，问：若两种介质的击穿电场强度相同，问：(1)当电压升高时，哪层介质先击穿？当电压升高时，哪层介质先击穿？(2)该电容器能承受多高的电压？该电容器能承受多高的电压？解：解：(1)设内、外筒单位长度带电荷为设内、外筒单位长度带电荷为 和和 两两筒间电位移的大小为筒间电位移的大小为 Dl/(2pr)在两层介质中的场强大小分别为在两层介质中的场强大小分别为 E1=l/(2pe0 er1r)，E2=l/(2pe0 er2r)在两层介质中的场强最大处是各层介质的内表面处，即在两层介质中的场强最大处是各层介质的内表面处，即 E1M=l/(2pe0 er1R1)，E2M=l/(2pe0 er2R)可得可得 E1M/E2M=er2R/(er1R1)=R/(2R1)已知已知 R12 R1，可见可见 E1ME2M，因此外层介质先击穿因此外层介质先击穿.294.通有电流通有电流I=10.0 A的电流，设电流在的电流，设电流在1/4金属片上均金属片上均匀分布，试求圆柱轴线上任意一点匀分布，试求圆柱轴线上任意一点 P 的磁感强度的磁感强度 解：解：方向方向 为为B与与x轴正向的夹角轴正向的夹角 305.5.无限长直电流无限长直电流 I1 位于半径为位于半径为 R 的半圆电流的半圆电流 I2 直径上，半圆可直径上，半圆可绕直径边转动，如图所示。求半圆电流绕直径边转动，如图所示。求半圆电流 I2 受到的磁力。受到的磁力。解：解：取取 I2 dl由对称性由对称性xy31习题习题 16.36.6.如图所示，平行导轨上放置一金属杆如图所示，平行导轨上放置一金属杆AB，质量为，质量为m，长为长为L。在导轨上的端接有电阻。在导轨上的端接有电阻R。匀强磁场。匀强磁场B垂直导轨平垂直导轨平面向里。当面向里。当AB杆以初速度杆以初速度v0向运动时，求：向运动时，求：AB杆能够移杆能够移动的距离。动的距离。ABRv0解：设杆运动时间解：设杆运动时间t 时的速度为时的速度为v，则动生电动势则动生电动势电流电流所受的安培力的大小为所受的安培力的大小为方向与速度方向相反方向与速度方向相反根据牛顿第二定律得速度的微分方程为根据牛顿第二定律得速度的微分方程为 即：即：32由于由于v=dx/dt，可得位移的微分方程，可得位移的微分方程当时间当时间t t趋于无穷大时，杆运动的距离为趋于无穷大时，杆运动的距离为33天道酬勤。人世间没有不经过勤劳而成为天道酬勤。人世间没有不经过勤劳而成为天才的。愿你勤奋学习，早日成才！天才的。愿你勤奋学习，早日成才！大学学习生活紧张艰苦大学学习生活紧张艰苦!最后想说的话最后想说的话我期待分享你们获得成功后的喜悦！我期待分享你们获得成功后的喜悦！34对我教学工作的支持对我教学工作的支持Thank you!