1、2012-2013學年第一學期 大學物理（2-2）期末試卷,一、選擇題（10小題，共30分）,1. 根據(jù)高斯定理的數(shù)學表達式,(A) 閉合面內的電荷代數(shù)和為零時，閉合面上各點場 強一定為零 (B) 閉合面內的電荷代數(shù)和不為零時，閉合面上各點 場強一定處處不為零 (C) 閉合面內的電荷代數(shù)和為零時，閉合面上各點場 強不一定處處為零 (D) 閉合面上各點場強均為零時，閉合面內一定處處 無電荷,可知下述各種說法中，正確的是：,2. 兩個完全相同的電容器C1和C2，串聯(lián)后與電源連接現(xiàn)將一各向同性均勻電介質板插入C1中，如圖所示，則 (A) 電容器組總電容減小 (B) C1上的電荷大于C2上的電荷 (C

2、) C1上的電壓高于C2上的電壓 (D) 電容器組貯存的總能量增大,3. 如圖，在一圓形電流I所在的平面內，選取一個同心圓形閉合回路L，則由安培環(huán)路定理可知,(A) ，且環(huán)路上任意一點B = 0 (B) ，且環(huán)路上任意一點B0 (C) ，且環(huán)路上任意一點B0 (D) ，且環(huán)路上任意一點B =常量,4. 如下圖，電流從a點分兩路通過對稱的圓環(huán)形分路，匯合于b點若ca、bd都沿環(huán)的徑向，則在環(huán)形分路的環(huán)心處的磁感強度 (A) 方向垂直環(huán)形分路所在平面且指向紙內 (B) 方向垂直環(huán)形分路所在平面且指向紙外 (C) 方向在環(huán)形分路所在平面，且指向b (D) 方向在環(huán)形分路所在平面內，且指向a (E)

3、為零,5. 如右圖，無限長載流直導線與正三角形載流線圈在同一平面內，若長直導線固定不動，則載流三角形線圈將 (A) 向著長直導線平移 (B) 離開長直導線平移 (C) 轉動 (D) 不動,6. 自感為0.25 H的線圈中，當電流在(1/16) s內由2 A均勻減小到零時，線圈中自感電動勢的大小為 (A) 7.8 10-3 V (B) 3.1 10-2 V (C) 8.0 V (D) 12.0 V,7. 兩個通有電流的平面圓線圈相距不遠，如果要使其互感系數(shù)近似為零，則應調整線圈的取向使 (A) 兩線圈平面都平行于兩圓心連線 (B) 兩線圈平面都垂直于兩圓心連線 (C) 一個線圈平面平行于兩圓心連

4、線，另一個線圈平面垂直 于兩圓心連線 (D) 兩線圈中電流方向相反,8. 對位移電流，有下述四種說法，請指出哪一種說法正確 (A) 位移電流是由變化的電場產生的 (B) 位移電流是由線性變化磁場產生的 (C) 位移電流的熱效應服從焦耳楞次定律 (D) 位移電流的磁效應不服從安培環(huán)路定理,9. 如果(1)鍺用銻(五價元素)摻雜，(2)硅用鋁(三價元素)摻雜，則分別獲得的半導體屬于下述類型 (A) (1)，(2)均為n型半導體 (B) (1)為n型半導體，(2)為p型半導體 (C) (1)為p型半導體，(2)為n型半導體 (D) (1)，(2)均為p型半導體,10. 在激光器中利用光學諧振腔 (A

5、) 可提高激光束的方向性，而不能提高激光束的單色性 (B) 可提高激光束的單色性，而不能提高激光束的方向性 (C) 可同時提高激光束的方向性和單色性. (D) 既不能提高激光束的方向性也不能提高其單色性,二、簡單計算與問答題（6小題，共30分),1. 圖示為一半徑為a、不帶電的導體球，球外有一內半徑為b、外半徑為c的同心導體球殼，球殼帶正電荷Q今將內球與地連接，設無限遠處為電勢零點，大地電勢為零，球殼離地很遠，試求導體球上的感生電荷,解：內球接地時，其上將出現(xiàn)負的感應電荷，設為q而球殼內表面將出現(xiàn)正的感應電荷q，這可用高斯定理證明球殼外表面的電荷成為Qq (電荷守恒定律)這些電荷在球心處產生的

6、電勢應等于零，即,2. 邊長為b的立方盒子的六個面，分別平行于xOy、yOz和xOz平面盒子的一角在坐標原點處在此區(qū)域有一靜電場，場強為 （SI）.試求穿過各面的電通量,解：由題意知 ： Ex=200 N/C , Ey=300 N/C , Ez=0 平行于xOy平面的兩個面的電場強度通量:,平行于yOz平面的兩個面的電場強度通量:,Nm2/C,“”，“”分別對應于右側和左側平面的電場強度通量,平行于xOz平面的兩個面的電場強度通量:,Nm2/C,“”，“”分別對應于上和下平面的電場強度通量.,3. 如圖，均勻磁場 中放一均勻帶正電荷的圓環(huán)，其線電荷密度為 ，圓環(huán)可繞通過環(huán)心O與環(huán)面垂直的轉軸旋

7、轉當圓環(huán)以角速度 轉動時，試求圓環(huán)受到的磁力矩,解：帶電圓環(huán)旋轉等效成的圓形電流強度為：,圓形電流的磁矩為：,方向垂直于紙面向外,磁力矩為：,方向在圖面中豎直向上,4. 均勻磁場 被限制在半徑R =10 cm的無限長圓柱空間內，方向垂直紙面向里取一固定的等腰梯形回路abcd，梯形所在平面的法向與圓柱空間的軸平行，位置如圖所示設磁感強度以dB /dt =1 T/s勻速率增加，已知 ， ， 求等腰梯形回路中感生電動勢的大小和方向,解：大小： =d /d t= S dB / d t,=3.68 mV,方向：沿adcb繞向,5. (1) 試述德國物理學家海森伯提出的不確定關系 (2) 粒子(a)、(b

8、)的波函數(shù)分別如圖所示，試用不確定關系解釋哪一粒子動量的不確定量較大,答：（1）不確定關系是指微觀粒子的位置坐標和動量不能同時準確確定，兩者不確定量之間的關系滿足：,（2）由圖可知，(a)粒子位置的不確定量較大 又據(jù)不確定關系式可知，由于(b)粒子位置的不確定量較小， 故(b)粒子動量的不確定量較大.,6. 根據(jù)量子力學理論，氫原子中電子的運動狀態(tài)可由那幾個量子數(shù)來描述？試說明它們各自確定什么物理量？,答： 可用n，l，ml，ms四個量子數(shù)來描述 主量子數(shù)n大體上確定原子中電子的能量 角量子數(shù)l 確定電子軌道的角動量 磁量子數(shù)ml確定軌道角動量在外磁場方向上的分量 自旋磁量子數(shù)ms確定自旋角動

9、量在外磁場方向上的分量,三計算題（共40分，10+10+10+5+5）,1. 一半徑為R的均勻帶電導體球面，其表面總電量為Q球面外部充滿了相對電容率為 的各向同性電介質試求：（1）球面內外 和 的 大小分布 （2）導體球面的電勢 （3）整個空間的電場能量We,解：(1) 在球內作一半徑為r的高斯球面，按高斯定理有,(rR),在球體外作半徑為r的高斯球面，按高斯定理有,(r R),方向沿半徑向外,(2),rR ：,r R ：,電場的總能量:,解：在圓柱體內部與導體中心軸線相距為r處的磁感強度的大小，由安培環(huán)路定理可得：,在圓形導體外，與導體中心軸線相距r處的磁感強度大小為,穿過整個矩形平面的磁通量,解：Ob間的動生電動勢：,b點電勢高于O點,Oa間的動生電動勢：,