大学物理第9章习题_百度文库
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大学物理第9章习题
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填空题 （简单）
1、在竖直放置的一根无限长载流直导线右侧有一与其共面的任意形状的平面线圈，直导线中的电
流由上向下，当线圈以垂直于导线的速度背离导线时，线圈中的感应电动势
，当线圈平行 导线向上运动时，线圈中的感应电动势
。（填&0，&0，＝0）（设顺时针方向的感应电动势为正）(&0, ＝0)
2、动生电动势的非静电力是
；感生电动势的非静电力是
。（洛嫩兹力，感生电场）
3、法拉弟电磁感应定律表明，只要
发生变化，就有
生。（磁通量，感应电动势）
4、一磁铁自上向下运动，穿过一闭合导体回路，（如图4），当磁铁运动到a
处和b处时，回路中感应电流的方向分别是
。（逆时针，顺
时针） 4题图
5、电磁感应的主要定律为
，其中它的方向是由
定律来决定。（见d?，楞次，见p320） dt
6、当穿过某回路中的磁通量发生变化时，电路中
(填一定或不一定)产生感应电流；p318?i??
(填一定或不一定)产生感应电动势。(不一定, 一定)
7、在电磁感应中，感应电动势的大小与闭合回路的磁通量
成正比。（对时间的变化率）
8、在竖直放置的一根无限长载流直导线右侧有一与其共面的任意形状的平面线圈，直导线中的电
流由上向下，当线圈平行导线向下运动时，线圈中的感应电动势
，当线圈以垂直于导线的速度靠近导线时，线圈中的感应电动势
。（填&0，&0，＝0）（设顺时针方向的感应电动势为正）(＝0，&0)
9、将条形磁铁插入与冲击电流计串连的金属环中，有q=2.0?10-5c的电荷通过电流计，若连接电
流计的电路总电阻R?25?,则穿过环的磁通量的变化DF=
Wb 。（q?R?5?10?4）
10、如图所示，金属杆AOC以恒定速度?在均匀磁场B中垂直于磁场方向运动，
已知AO?OC?L，则杆中的动生电动势的大小为
。(VBLsin?)
判断题（简单）
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寻找更多 ""大学物理答案(赵近芳 第二版)下册 习题9-五星文库
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大学物理答案(赵近芳 第二版)下册 习题9
导读：习题九，习题九?9-1在同一磁感应线上，各点B的数值是否都相等?为何不把作用于运动电荷的磁力方向定?义为磁感应强度B的方向?解:在同一磁感应线上，各点B的数值一般不相等．因为磁场作用于运动电荷的磁力方向不仅与磁感应强度B的方向有关，而且与电荷速度方向有关，即磁力方向并不是唯一由磁???场决定的，所以不把磁力方向定义为B的方向．题9-2图?9-2(1)在没有电流的空间
在同一磁感应线上，各点B的数值是否都相等?为何不把作用于运动电荷的磁力方向定?
义为磁感应强度B的方向?
解: 在同一磁感应线上，各点B的数值一般不相等．因为磁场作用于运动电荷的磁力方向不仅与磁感应强度B的方向有关，而且与电荷速度方向有关，即磁力方向并不是唯一由磁
场决定的，所以不把磁力方向定义为B的方向．
9-2 (1)在没有电流的空间区域里，如果磁感应线是平行直线，磁感应强度B的大小在沿磁
感应线和垂直它的方向上是否可能变化(即磁场是否一定是均匀的)? (2)若存在电流，上述结论是否还对?
解: (1)不可能变化，即磁场一定是均匀的．如图作闭合回路abcd可证明B1?B2
B?dl?B1da?B2bc??0?I?0
(2)若存在电流，上述结论不对．如无限大均匀带电平面两侧之磁力线是平行直线，但B方
向相反，即B1?B2.
用安培环路定理能否求有限长一段载流直导线周围的磁场?
不能，因为有限长载流直导线周围磁场虽然有轴对称性，但不是稳恒电流，安培环路定理并不适用．
9-4 在载流长螺线管的情况下，我们导出其内部B??0nI，外面B=0，所以在载流螺线管 外面环绕一周(见题9-4图)的环路积分
但从安培环路定理来看，环路L中有电流I穿过，环路积分应为
LB外?dl=?0I
这是为什么?
解: 我们导出B内??0nl,B外?0有一个假设的前提，即每匝电流均垂直于螺线管轴线．这
时图中环路L上就一定没有电流通过，即也是
B外?dl??0?I?0，与
B外?dl?0?dl?0是不矛盾的．但这是导线横截面积为零，螺距为零的理想模型．实
际上以上假设并不真实存在，所以使得穿过L的电流为I，因此实际螺线管若是无限长时，
只是B外的轴向分量为零，而垂直于轴的圆周方向分量B??0,r为管外一点到螺线管轴
如果一个电子在通过空间某一区域时不偏转，能否肯定这个区域中没有磁场?如果它发 生偏转能否肯定那个区域中存在着磁场?
解：如果一个电子在通过空间某一区域时不偏转，不能肯定这个区域中没有磁场，也可能存在互相垂直的电场和磁场，电子受的电场力与磁场力抵消所致．如果它发生偏转也不能肯定那个区域存在着磁场，因为仅有电场也可以使电子偏转．
已知磁感应强度B?2.0Wb?m的均匀磁场，方向沿x轴正方向，如题9-6图所示．试求：(1)通过图中abcd面的磁通量；(2)通过图中befc面的磁通量；(3)通过图中aefd面的磁通量．
解： 如题9-6图所示
(1)通过abcd面积S1的磁通是
?1?B?S1?2.0?0.3?0.4?0.24Wb
(2)通过befc面积S2的磁通量
(3)通过aefd面积S3的磁通量
?3?B?S3?2?0.3?0.5?cos??2?0.3?0.5??0.24Wb (或曰?0.24Wb)
如题9-7图所示，AB、CD为长直导线，BC为圆心在O点的一段圆弧形导线，其半径为R．若通以电流I，求O点的磁感应强度．
解：如题9-7图所示，O点磁场由AB、BC、CD三部分电流产生．其中
BC 产生B2?
，方向垂直向里
(sin90??sin60?)?0(1?)，方向?向里 R2?R24?2
∴B0?B1?B2?B3?
(1??)，方向?向里． 2?R26
在真空中，有两根互相平行的无限长直导线L1和L2，相距0.1m，通有方向相反的电流，
I1=20A,I2=10A，如题9-8图所示．A，B两点与导线在同一平面内．这两点与导线L2的
距离均为5.0cm．试求A，B两点处的磁感应强度，以及磁感应强度为零的点的位置．
解：如题9-8图所示,BA方向垂直纸面向里
2?(0.1?0.05)
?1.2?10?4T
(2)设B?0在L2外侧距离L2为r处 则
9-9 如题9-9图所示，两根导线沿半径方向引向铁环上的A，B两点，并在很远处与电源相连．已知圆环的粗细均匀，求环中心O的磁感应强度．
解： 如题9-9图所示，圆心O点磁场由直电流A?和B?及两段圆弧上电流I1与I2所产生，但A?和B?在O点产生的磁场为零。且
I2电阻R12???
I1产生B1方向?纸面向外
?0I1(2???)
I2产生B2方向?纸面向里
B1I1(2???)??1 B2I2?
B0?B1?B2?0
在一半径R=1.0cm的无限长半圆柱形金属薄片中，自上而下地有电流I=5.0 A通过，电流分布均匀.如题9-10图所示．试求圆柱轴线任一点P处的磁感应强度．
解：因为金属片无限长，所以圆柱轴线上任一点P的磁感应强度方向都在圆柱截面上，取
dl，在轴上P点产生dB与R坐标如题9-10图所示，取宽为dl的一无限长直电流dI??R
垂直，大小为
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大学物理第9、10、11章 复习题
导读：11章波动光学班级学号姓名11-1在杨氏双缝干涉实验中，如果入射光的波长不变，将双缝间的距离变为原来的一半，狭缝到屏幕的垂直距离变为原距离的三分之二倍，下列陈述正确的是[](A)相邻明（暗）纹间距是原间距的3/4倍；(B)相邻明（暗）纹间距是原间距的4/3倍；(C)相邻明（暗）纹间距是原间距的2/3倍；(D)相邻明（暗）纹间距是原间距的3/2倍。11-2如本
11章波动光学
班级学号姓名
11-1在杨氏双缝干涉实验中，如果入射光的波长不变，将双缝间的距离变为原来的一半，狭缝到屏幕的垂直距离变为原距离的三分之二倍，下列陈述正确的是[
(A) 相邻明（暗）纹间距是原间距的3/4倍；
(B) 相邻明（暗）纹间距是原间距的4/3倍；
(C) 相邻明（暗）纹间距是原间距的2/3倍；
(D) 相邻明（暗）纹间距是原间距的3/2倍。
11-2如本题图所示，在双缝干涉实验中，若把一厚度为e、折射率为n的薄云母片覆盖在S1缝上，中央明条纹将向_______移动；覆盖云母片后，两束相干光至原中央明纹O处的光程差为__________________。
11-3 在双缝干涉实验中，两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖，二者的厚度均为e。波长为?的平行单色光垂直照射到双缝上，在屏中央处，两束相干光的相位差?φ＝。
11-4波长为?的单色光在折射率为n的介质中由a点传到b点相位改变了?, 则光从a点到b点的几何路程为[] (A) ?
11-5在杨氏双缝实验中, 若用白光作光源, 干涉条纹的情况为
[] (A) 中央明纹是白色的
(B) 红光条纹较密
(C) 紫光条纹间距较大
(D) 干涉条纹为白色
-11-6在双缝干涉实验中，波长?＝550 nm的单色平行光垂直入射到缝间距d＝2×104 m
的双缝上，屏到双缝的距离D＝2 m．求：
(1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；
3(2) 用一厚度为e＝8.53×10nm的薄片覆盖一缝后，这时屏上的第9级明纹恰好移到屏
-幕中央原零级明纹的位置, 问薄片的折射率为多少？(1nm = 109 m)
11-7如图所示，折射率为n2、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n1和n3,已知n1?n2?n3．若波长为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)2n2e(B)2n2e?1? 2(C) 2n2??(D)2n2e??
11-8如图所示，波长为?的平行单色光垂直入射在
折射率为n2的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉．若
薄膜厚度为e，而且n1&n2&n3，则两束光在相遇点的相位差为［］
(A) 4?n2e / ?；(B) 2?n2e / ?；
(C) (4?n2e / ?????；
(D) (2?n2e / ?????。
11-9 已知同11-6题，其透射光的加强条件为。
11-10用波长可以连续改变的单色光垂直照射一劈形膜, 如果波长逐渐变小, 干涉条纹的变化情况为
[] (A) 明纹间距逐渐减小, 并背离劈棱移动
(B) 明纹间距逐渐变小, 并向劈棱移动
(C) 明纹间距逐渐变大, 并向劈棱移动
(D) 明纹间距逐渐变大, 并背向劈棱移动
10=11在空气中垂直入射到折射率为1.40的薄膜上的白光，若使其中的红光 (波长为760 nm)成分被薄膜的两个表面反射而发生干涉相消，问此薄膜厚度的最小值应为多大？
11-12在本题图中，玻璃表面镀一层氧化钽（Ta2O5）
薄膜，为测其膜厚，将薄膜一侧腐蚀成劈尖形状。用氦氖
激光器产生的激光 (波长为632.8 nm)从空气中垂直照射
到Ta2O5薄膜的劈状部分，共看到5条暗条纹，且第5条
暗条纹恰位于图中劈尖的最高点A处，求此Ta2O5薄膜的
厚度e（已知：Ta2O5对632.8 nm激光的折射率为2.21）。 Ta2O5
11-13如图a所示，一光学平板玻璃A与待测工件B之间形
-成空气劈尖，用波长?＝500 nm (1 nm=109 m)的单色光垂直照射．看到的反射光的干涉条纹如图b所示．有些条纹弯曲
部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的连线相切．则工件的上表面缺陷是［］
(A) 不平处为凸起纹，最大高度为500 nm．
(B) 不平处为凸起纹，最大高度为250 nm．
(C)不平处为凹槽，最大深度为500 nm．
(D) 不平处为凹槽，最大深度为250 nm． 11-14两块矩形的平板玻璃叠放于桌面上，将一直细丝从
一边塞入它们之间，使两玻璃板之间形成一个劈形气隙。用钠光(波长为589 nm)垂直照射，将观察到干涉条纹。实验中，测得劈尖厚度为零处到细丝处间距为5厘米，刚好看到60条亮纹，求细丝的直径。
11-15*在如图所示的瑞利干涉仪中，T1、T2是两个长度都是l的气室，波长为?的单色光的缝光源S放在透镜L1的前焦面上，
在双缝S1和S2处形成两个同相位的相干光源，用目镜E观察透镜L2焦平面C上的干涉条纹．当两气室均为真空时，观察到一组干涉条纹。在向气室T2中充入一定量的某种气体的过程中，观察到干涉条纹移动了M条。试求出该气体的折射率n
(用已知量M，?和l表示出来)。
11-16在单缝夫琅禾费衍射装置中，设中央明纹的衍射角范围很小。若使单缝宽度a变
为原来的3/2，同时使入射的单色光的波长??变为原来的3 / 4，则屏幕上单缝衍射条纹中央明纹的宽度?x将变为原来的［］
(A) 3 / 4倍；(B) 2 / 3倍；(C)2倍；
(D) 1 / 2倍。
11-17如图12-1-44所示，波长为?的单色光垂直入射在缝宽为a的单缝上, 缝后紧靠着焦距为f的薄凸透镜, 屏置于透镜的焦平面上, 若整个实验装置浸入折射率为n的液体中, 则在屏上出现的中央明纹宽度为[] f?f? (A)
nana2f?2nf?(C)
11-18在单缝衍射中, 若屏上的P点满足asin??
(A) 第二级暗纹
5则该点为[] 2
(B) 第五级暗纹
(C) 第二级明纹
(D) 第五级明纹
11-19(1) 在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长，?1=400 nm，??=760 nm (1 nm=109 m)。已知单缝宽度a=2.0×102 cm，透镜焦距f=100 cm．求两种光第一级衍射明--
纹中心之间的距离；
(2) 若用光栅常数d=2.0×103 cm的光栅替换单缝，其它条件和上一问相同，求两种光-
第一级主极大之间的距离。
11-20白色平行光垂直地照射在一光栅常数为3.0?10?3cm的衍射光栅上。在光栅后面放置一焦距为1.2m的透镜把衍射光会聚在接收屏上。求第一级谱线的宽度。
11-21一束波长为600 nm的平行光垂直照射到透射平面衍射光栅上，在与光栅法线成45?角的方向上观察到该光的第二级谱线。问该光栅每毫米有多少刻痕？
11-22 两偏振片的偏振化方向成60°角，透射光强度为I1。若入射光不变而使两偏振片的偏振化方向之间的夹角变为45°角，求透射光的强度。
11-23两个偏振片叠在一起，在它们的偏振化方向成?1＝30°时，观测一束单色自然光。又在?2＝45°时，观测另一束单色自然光．若两次所测得的透射光强度之比为I1/ I2=2，求两次入射自然光的强度之比。
11-24一束平行的自然光，以60°角入射到平玻璃表面上．若反射光束是完全偏振光，则透射光束的折射角是____________；玻璃的折射率为____________。
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