厚德求真砺学笃行 13 大学物理习题 下册 系班 学号 姓名 西安电子科技大学
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目录 第十章真空中的静电场. .1 (一)库仑定律电场强度. 1 (二)电场强度的计算（续） 电通量 3 (三)静电场的高斯定理 .6 (四)习题课一 9 (五)电势及电势与场强的关系 .12 (六)导体… 15 (七)电介质. .18 (八)电容电场能量..… 20 (九)习题课二…… 23 第十一章恒定电流的磁场…… 27 (一)磁感应强度毕萨定理. 27 （二毕-萨定理续… 30 (三)安培环路定理安培定律」 33 (四)磁场对电流的作用… .37 (五)磁介质…… …40 (六)习题课. .42 第十二章电磁感应… .46 (一)动生电动势… 46 (二)感生电动势.。 50 (三)自感互感.… 53 (四)电磁场…… 56 (五)习题课.. 58 第十三章波动光学. .62 (一)双缝干涉. 62 (二)薄膜干涉 .64 (三)牛顿环..… 67 (四)单缝衍射. ….69 (五)光栅……… 71 (六)光的偏振 73 第九章气体动理论.…… 75 (一)理想气体温度压强… 75 (二)麦克斯韦分布…… 77 (三)理想气体内能……… 79 第八章热力学…… .81 第十五章量子物理基础…… 89 第十七章激光与固体能带结构… 100 附录一2013年试题及答案 附录二 2014年试题及答案 附录三 2015年试题及答案 附录四 习题答案
目录 第十章 真空中的静电场..........................................................................................................1 （一）库仑定律 电场强度...............................................................................................1 （二）电场强度的计算（续） 电通量............................................................................3 （三）静电场的高斯定理................................................................................................6 （四）习题课 一.............................................................................................................9 （五）电势及电势与场强的关系.... ........................ ........................ .............................12 （六）导体... ........................ ........................ ........................ .......................................15 （七）电介质... ........................ ........................ ........................ ........................ ...........18 （八）电容 电场能量... ........................ ........................ .................................................20 （九）习题课 二... ........................ ........................ ........................ ..............................23 第十一章 恒定电流的磁场.... ........................ ........................ ........................ .....................27 （一）磁感应强度 毕-萨定理... ........................ ........................ ...................................27 （二）毕-萨定理续... ........................ ........................ ........................ ...........................30 （三）安培环路定理 安培定律... ........................ ........................ ........................ .........33 （四）磁场对电流的作用.... ........................ ........................ ........................ .................37 （五）磁介质... ........................ ........................ ........................ ........................ ............40 （六）习题课... ........................ ........................ ........................ ....................................42 第十二章 电磁感应... ........................ ........................ ........................ .................................46 （一）动生电动势... ........................ ........................ ........................ ............................46 （二）感生电动势... ........................ ........................ ........................ ............................50 （三）自感 互感.... ........................ ........................ ........................ .............................53 （四）电磁场.... ........................ ........................ ........................ ...................................56 （五）习题课... ........................ ........................ ........................ ........................ ............58 第十三章 波动光学.... ........................ ........................ ........................ ................................62 （一）双缝干涉.... ........................ ........................ ........................ ...............................62 （二）薄膜干涉.... ........................ ........................ ........................ ...............................64 （三）牛顿环.... ........................ ........................ ........................ ...................................67 （四）单缝衍射.... ........................ ........................ ........................ ........................ ........69 （五）光栅.... ........................ ........................ ........................ ........................ ..............71 （六）光的偏振.... ........................ ........................ ........................ ...............................73 第九章 气体动理论.... ........................ ........................ ........................ ................................75 （一）理想气体温度压强.... ........................ ........................ ........................ .................75 （二）麦克斯韦分布.... ........................ ........................ ................................................77 （三）理想气体内能.... ........................ ........................ ........................ .........................79 第八章 热力学.... ........................ ........................ ........................ ........................ ...............81 第十五章 量子物理基础.... ........................ ........................ ..................................................89 第十七章 激光与固体能带结构... ........................ ........................ ........................ .............100
院系班级： 学号： 姓名： 第十章 真空中的静电场 (一)库仑定律 电场强度 一、填空、选择题 1.真空中有两个点电荷M、N,相互作用力为下，当另-一点电荷Q移近这两个点电荷时， M、N两点电荷之间的作用力下 (A)大小不变，方向改变 (B)大小改变，方向不变 (C)大小和方向都不变 (D)大小和方向都改变 2.下列几个说法中哪一个是正确的？ （) (A)电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向。 (B)在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的场强处处相同。 (C)场强方向可由=下/g定出，其中g为试验电荷的电量，q可正、可负，京为试验电 荷所受的电场力。 (D)以上说法都不正确。 3.正方形的一对对角上，各置电荷Q,在另一对对角上各置电荷q,若Q所受合力为零， 则Q与q的大小关系为 ( (A)A=-2V2g (B)Q=2q (C)Q=-4g (D)0=2g 4.一半径为a,电荷线密度为入的均匀带正电细园环，在环心处的电场强度E= 若将圆环切掉长为△s的一小段，且a之△S,则环心处电场强度E的大小E= 方向」 二、计算题： 1.氢原子由一个质子和一个电子组成，根据经典模型，在正常状态下，电子绕核作圆运 动，轨道半径r=5.29×10-”m,已知电子带电9=-1.6×10-9C,质量m=9.11×10-引kg, 质子带电q=1.6×10-9C,质量M=1.67×10-”kg,万有引力常数G=6.67×10-"N·m2, kg2求： (1)电子所受的库仑力， (2)库仑力是万有引力的多少倍， (3)电子的速度。 第五部分：静电场26-1
+M Jt^+tfmsmi (@)#^;t# &%&%. @s*if,isJ 1. % *Gm^&kif M^MS.ftmtl%V,%8@&t&fiQ&j&&m^&i&iftt, il 0 -5q M^/J^* ( ) (A)A=-2v^q (B)Q=V2~q (C)Q=-4q (D)Q=2q gftEWEHS-cf^AS &t)-/hg,if a AS,|B|Jf^Ab^JgaSP E W^/Js E = _ 3rti 5&,fUi*;gr=5.29xl0-"m,e$ni ,ii:ff?ffeq= -1.6xlO-"C,JH*m=9. 11 xl(T31kg, ^^#*.q = 1.6xl0-19C,M*M =1.67xl0-27kg,^-*^|^#tSrG=6.67xl0-"N @ m2 @ kg"2*: (1)cf^SfSWJ?^, @ I @ 院系班级：_____________ 学号：___________________ 姓名：__________________ 第五部分： 静电场 26-1
院系班级： 学号： 姓名： 2.有两个等量的点电荷，相距2，分别带电+Q,在这两个点电荷连线的垂直平分线 上，求具有最大场强的点的位置。 3.-一均匀带电环形平面板，电荷面密度为心，内外半径分别为R,R2,求轴线上任一点 的电场强度。 4.电荷q均匀分布在半径为R的半圆周上，求圆心0处的电场强度。 ·2· 第五部分：静电场26-2
2. *w>h9*w feif,fije2af#ai#cf + Q,&&m^i!tem&t&otm&@tfm 3.-^#*^@fiS,feifM tf#a,cf*MM5#J5!|3,R,,R2,#|gU:f-J 4. feif q%}> iftMW&% R W@lffl,#|H,cf 0tW% !Stfo @ / @ 院系班级：_____________ 学号：___________________ 姓名：__________________ 第五部分： 静电场 26-2
院系班级： 学号： 姓名： (二)电场强度的计算（续） 电通量 一、选择题和填空题： 1.在电场强度E的均匀电场中，有一半径为R、长为1的圆柱面，其轴线与的方向垂 直，在通过轴线并垂直乏的方向将此柱面切去一半，如图所示，则穿过剩下的半圆柱面的电 场强度通量等于 2.在空间有一非均匀电场，其电力线分布如图所示，在电 场中作一半径为R的闭合球面S,已知通过球面上某面元 △$的电场强度通量为△Φ。则通过该球面其余部分的电场强 度通量为 （) (A)-△Φ (B)4mR2 454p (C)4 R'-ASAc中 AS (D)0 3.定性画出下列二个无限大带电平面的电力线分布图和E一×曲线（忽略边缘效应） (1)电力线分布图 (2)已x曲到 ·3 第五部分：静电场26-3
(~)ef^S,St#-H- ( ) fcii Ill 2. fl-#i^* ,&fe;&$4H|jiqlf0f*,&(& Sii#^ ( ) (A) -Ad> /r^47rR2-ASA^ (C) AS ^ (B)^#Ah*R:cf#ef@KWfe*$#;rflf5BlE ~x fl$(&tf&:*&) +<r -? +<r 4-.cr -jcr (i) ^tim^-^m @h* TCP 0 +p f -0* 0 (2) E~xffti* 0 院系班级：_____________ 学号：___________________ 姓名：__________________ 第五部分： 静电场 26-3
院系班级： 学号： 姓名： 4.两块平行平板，相距为d,板面积均为S,分别均匀带电+q和-q,若两板的线度远大 于d,则它们的相互作用力的大小为 () (A)q2 4meod (B)q' eoS (c)-q2 2EoS (D)∞ 二、计算题： 1.一长为1的均匀带正电线段，其电荷线密度为入。，试求线段延长线上距离近端为a 处一点的场强。 a 2.半无限长的均匀带电棒，其线电荷密度为+λ，求在下图中垂直于棒的平面内离棒端 点距离为a的P点之场强。 +X ·4 第五部分： 静电场26-4
(A)li (B>^ (C)^s (D). ( ) 471-80^ e0S 2etf S xi+; +>x 2. *%&&(/&&#%,&,&@ &&$$$ %+\ *&Tm* i?gA:*/ a tf Pj6 &3u ^#W^FHrt IP I li +x @I @ a. @ 院系班级：_____________ 学号：___________________ 姓名：__________________ 第五部分： 静电场 26-4
院系班级： 学号： 姓名： 3.一宽为b的无限长均匀带电平面薄板，其面电荷密度为，如图所示，试求：平板所 在平面内，距薄板边缘为a处的P1点的电场强度。 4.如图所示的带有圆孔的均匀带电无限大平板，其圆孔轴线上任一点P的电场强度E 等于多少？ p ·5 第五部分：静电场26-5
3.-%%bt%mK^w&@mm&,nm%fi@m$i<T,ilQm&r*,\ *:@tiim 4. n@#f/KW**l ?lW^^te^K* ,ra?ll& et- p Meftfatf e y X X @ T @ 院系班级：_____________ 学号：___________________ 姓名：__________________ 第五部分： 静电场 26-5
院系班级： 学号： 姓名： (三)静电场的高斯定理 一、选择题与填空题： 1.点电荷Q被曲面S所包围，从无穷远处引人另一点电荷q至曲面外一点，则引人前 后： () (A)曲面S的电通量不变，曲面上各点不变； (B)曲面S的电通量变化，曲面上各点E不变； (C)曲面S的电通量变化，曲面上各点E变化； 1 (D)曲面S的电通量不变；曲面上各点E变化。 2.对于静电场中的高斯定理，以下几种说法中正确的是 () (A)如果高斯面上瓦处处为$，则该面内必无电荷： (B)如果高斯面内无电荷，则高斯面上卫处处为零； (C)如果高斯面上卫处处不为容，则高斯面内必有电荷； (D)如果高斯面内有电荷，则高斯面上E处处不为零； (E)以上说法都不正确。 3.对于下列带电系统，哪些可以直接用高斯定理求电场强度分布？ (A)无限长均匀带电直线或无限长均匀带电圆柱面； (B)有限长均匀带电线段； (C)均匀带电圆环； (D)均匀带电球面或球体。 4.有两个点电荷电量都是q,相距为2a,今以左边的点电荷所在处为球心，以a为半径 作一球形高斯面，在球面上取两块相等的小面积S,和S2,其位置如图的所示，设通过S,和 S2的电场强度通量分别为Φ，和Φ2，通过整个球面的电场强度通量为Φ，则 （) (A)1>④2，.=q/e0 (B)中1<Φ2，Φ，=2q/e0 (C)1=中2，Φ，=q/e0 (D)Φ1<Φ2，Φ.=q/eo +q 2a- ·6 第五部分：静电场26-6
(^-)#&%^itj#f;t* I -.iaaw^wsj l. AfcifQ S0r&fl,,W.*#S*h3IA;B-j&i&flF q fS: (a)ftKstfcfji-i;F$,ft@ # e*$; (B)lfifSWcfafi$ft,i8iHrF #/j&E*$; 2. tT&&%)*@iti5MefmMT}im&&*iEm&i: (c)$n*itfrM e&&***,H!ljBffiiftri&*rfc$f; /S.JB'jgiAlil ( ) ( ) (D)Jn*Br@rt^fefi,flJj8f8fM e&&***; (E)W itfftSRClBJlo *2,*.=q/e0 (B)*, 2,4>.=q/e0 (D)4>j ,=q/e0 S2 +q 2a H 院系班级：_____________ 学号：___________________ 姓名：__________________ 第五部分： 静电场 26-6
院系班级： 学号： 姓名： 二、计算题： 1.两无限长同轴圆柱面，半径分别为R1及R2(R2R,:(3)R2<r< R,时，离轴线为x处的场强。并画出E~r曲线。 2.两个同心的均匀带电球面，半径分别为R1,R2,带电量分别为Q1和Q2,求电场强度 的分布。 7· 第五部分：静电场26-7
i. m*Lin-&m*bw&m,*&&$i% r,rr2(r2 R,;(3)Rj<r< r, u*,w isi*rt6a a0 ^i aiE-rfl^o 院系班级：_____________ 学号：___________________ 姓名：__________________ 第五部分： 静电场 26-7
院系班级： 学号： 姓名： 3.一均匀带电球层，体电荷密度为P,内外半径分别为R1、R2,求空间E的分布。 4.如图所示厚度为b“无限大”均匀带电平板，其电荷体密度为P,试用高斯定理求板内 外任一点的场强它。 8· 第五部分：静电场26-8
3.-J$$3#fcJ*JI,#%ficf&*p.tr^MJsg^JBd*R^R2,*SI"bI E Mrfft 4. jnfljgif*jp A-b"*R^:"*&^flr%3|t,K%lff*afs*pMmnsm&m$.ts.ft w&- y* o @*>x 院系班级：_____________ 学号：___________________ 姓名：__________________ 第五部分： 静电场 26-8