大学物理试卷期末考试试题答案
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2003—2004学年度第2学期期末考试试卷(A卷)
《A卷参考解答与评分标准》
一 填空题:(18分)
1.
10V
2.(变化的磁场能激发涡旋电场),(变化的电场能激发涡旋磁场).
3
3. 5,
4. 2, 5.
8
6.
293K
,
9887nm
.
二 选择题:(15分)
1. C 2. D 3. A 4. B 5. A .
三、【解】(1)
如图所示,内球带电
Q
,外球壳内表面带电
Q
.
选取半径为<
br>r
(
R
1
rR
2
)的同心球面
S
,则根据高斯定理有
(S)
EdS4πr
2
E
E
Q
0
于是,电场强度
Q
4π
0
r
2
(2)
内导体球与外导体球壳间的电势差
U
AB
Edr
R
1
R
2
R
2
R
1
QQ
dr
4π
0
r
2
4π
0
R
2
R
1
drQ
11
r
2
4π
0
R
1
R
2
C
(3) 电容
四、【解】
11
RR
Q
4π
0
4π
0
12U
AB
R
2
R
1
R
1
R
2
在导体薄板上宽为
dx
的细条,通过它的电流为
I
dIdx
b
在p 点产生的磁感应强度的大小为
0
dI
2
x
方向垂直纸面向外.
电流I在p 点产生的总磁感应强度的大小为
dB
B
2b
b
0
dI
0
I
2b
dx
0
I
ln2
2
x2
b
b
x2
b
总磁感应强度方向垂直纸面向外.
五、【解法一】 设
x=vt
,
回路的法线方向为竖直向上(即回路的绕行方向为逆时
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针方向),
BdSBlxcos60
1
k
lvt
2
2
则
∴
d
klvt
dt
ac
< 0
,电动势方向与回路绕行方向相反,即沿顺时针方向(
abcd
方向).
【解法二】
动生电动势
感生电动势
动生
=Blvcos60=klvt
1
2
感生
d
dd1dB11
-
BdS
[Blxcos60]lxlxkklvt
dtdtdt2dt22
<
br>
感生
+
动生
klvt
电动势
的方向沿顺时针方向(即
abcd
方向)。
六、【解】
1.
已知波方程
y
1
0.06cos(4.0
t
x)
yAcos(2
t
与标准波方程
2
x)
比较得
u
4ms
2.0H
Z,
2m,
2. 当
2
1
2
x(2k1)
<
br>时,A
合
=0
x
2k1
k0.5m
2
k0,1,2,
于是,波节位置
3. 当
2
1
2
x2k
时,A
合
=2
A
于是,波腹位置
xkm
k0,1,2,
( 或由驻波方程
yy
1
y
2
0.12cos(<
br>
x)cos(4
t)m
有
x
(2k1)
2
A
合
=0xk0.5m
k0,1,2,
)
x2k
2
A
合
=0.12mxkm
,
k0,1,2,
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七.【解】
r
k
(2k1R)
2
,有
根据牛顿环干涉明环半径公式
r
k
2
(2k1)R
2
r
k
2
5
2(k5)1
R<
br>
2k9
22
22
rr5R
k5k
两式相减得
2
r
k
2
5
r
k
2
D
k
2
12.1610
6
5
D
k
m0.59010
6
m590nm
5R20R20.6
于是
八.【解】
1
1
R
2
2
n
有
k
根据公式
1
nk
1
k
2
n
2
2
R
nk
2
于是
31
9
1.
02610
7
m102.6nm
8R
36
6.56310
7
m656.3nm
5R
4
1.21610
7
m121.6nm
3R
32
21
或根据应用下列公式求解
<
br>E
n
E
1
13.6eV
2
n
n
2
h
nk
|E
n
E
k
|
hchchck
2
n
2
nk
22
|E
n
E
k
||E
1
|(kn)|
E
1
|(n
2
k
2
)
2003—2004学年度第2学期期末考试试卷(B卷)
《B卷参考解答与评分标准》
一 填空题:(18分)
S
1.( 0 ),
(
B
dS
t
). 2.(
R
1
R
3
R
2
R
4
).
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3.( 2 ). 4.
二 选择题:(15分)
2
3
1
3
5.910K
.
4
6.
5.
1. D 2.
A 3. C 4. B 5. C
三、【解】 (1) 选取半径为
r
(
R
1
rR
2
)的同轴圆柱面
S
,
则根据高斯定理有
Q
E
(S)
EdS2πr
lE
0
于是,电场强度
(2) 两柱面间的电势差
Q
2π
0
lr
R
2
dr<
br>R
2
QQQ
drln
R
1
R
1
2π
rl2π
0
l
R
1
r2π
0
lR
1
0
2π
0
l
Q
C
U
AB
ln(R
2
R
1
)
(3)电容
U
AB
Edr
R
2
R
2
四、【解】
根据安培环路定理
L
Bdl
0
I<
br>并作同轴的圆柱面,积分可得
r
2
I
B2
r
0
I
2
B
0
2
r
a
2
a
(1)
ra
(2)
arb
B2
r
0
I
B
0
I
2
r
0
I(c
2
r
2
)
r
2
b
2
B
B2
r
0
I
2
0
I
22
2
2
r(cb)
brc
cb
(3)
(4)
rc
B2
r0
B0
五、【解】
用
i
d
dt
,取顺时针方向
为线框回路的正方向。通过线框的磁通量为
0
I
Il
xa
ldr
0
ln,
x
2
r2
x
0
Ilav
d
0
Il
adx
i
0,
dt2
xxadt2
x(xa)
方向为ABCDA
或用动生电动势求解:
(x)
Bds
xa
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(v
B)dl
(vB)dl
AC
BD
vA
BD
0
I
0
I
dl
vdl
C
2
x2
(xa)
<
br>六、【解】
0
Ilav
0,方向ABCDA
2
x(xa)
由图可知,
A0.2m
,
4m
,
2
T2
rads
s
vT
,
设波方程为
2
yAcos(
tx
)
0.2cos(
tx
)m
2
t0
时,
x0
处的位移<
br>y0
,速度
v0
,即
00.2cos
,<
br>v
0
A
sin
0
, 解之得
2
x)m
22
于是,波方程为
七、【解】(1)玻璃片上下表面的反射光加强条件为
2ne
y0.2cos(
t
2
k,k1,2,3,
4ne
2k1
k3,
480nm
(2)玻璃片上下表面的透射光加强条件为
2nek
2ne
k
E
3
E
2
1
k2,
1
600nm
;
k3,
2
400nm
hc
1
八.【解】
hc
hc
1
E
3
E
2
(1)
1
2
1
E
2
E
1
E
3
E
1
(2)
(3)
E
1
3
2
3