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基础物理_(上)题库

2020-12-15 来源:好走旅游网
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苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(01)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一飞轮以角速度ω0绕轴旋转,飞轮对轴的转动惯量为I;另一个转动惯量为2I的静止飞轮突然被啮合到同一轴上,啮合后整个系统的角速度ω= 。

2、一飞轮以600转/分的转速旋转,转动惯量为2.5kg·m2,现加一恒定的制动力矩使飞轮在1s内停止转动,则该恒定制动力矩的大小M= 。

3、质量为m=0.1kg的质点作半径为r=1m的匀速圆周运动,速率为v=1m/s,当它走过

1圆2

周时,动量增量P= ,角动量增量L= 。

4、一水平管子的横截面积在粗处为S1=50cm2,细处S2=20cm2,管中水的流量Q=3000cm3/s,则粗处水的流速为v1= ,细处水的流速为v2= 。水管中心轴线上1处与2处的压强差P1-P2= 。

5、半径为R的均匀带电球面,带有电量Q,球心处的电场强度E= ,电势U= 。

6、图示电路中,开关S开启时,UAB= ,开关S闭合后AB中的电流I= ,开关S闭合后A点对地电位UAO= 。

6ΩA3ΩOS3ΩB6Ω+36V12

7、电路中各已知量已注明,电路中电流I= ,ab间电压Uab= 。

aε,rRb

8、如图所示,磁场B方向与线圈平面垂直向内,如果通过该线圈

ε,rB

R的磁通量与时间的关系为:Φ=6t2+7t+1,Φ的单位为10-3Wb,t的单位为秒。当t=2秒时,回路的感应电动势ε= 。

 9、空气平板电容器内电场强度为E,此电容放在磁感强度为B的均

++v0-

+B-+------

匀磁场内。如图所示,有一电子以速度v0进入电容器内,v0的方向与平板电容器的极板平行。当磁感强度与电场强度的大小满足 关系时,电子才能保持直线运动。 10、图中各导线中电流均为2安培。磁导率μ0已知为4π×10-7

T·m/A,那么闭合平面曲线l上的磁感应强度的线积分为

lBdl 。

l11、螺绕环中心线周长l=20cm,总匝数N=200,通有电流I=0.2A,环内充满µr=500的磁介质,环内磁场强度H= ,磁感强度B= ,螺绕环储藏的磁场能量密度w= 。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、半径为R,质量为M的均匀圆盘能绕其水平轴转动,一细绳绕在圆盘的边缘,绳上挂质量为m的重物,使圆盘得以转动。 (1)求圆盘的角加速度;

(2)当物体从静止出发下降距离h时,物体和圆盘的动能各为多少?

2、某质点作简谐振动,周期为2s,振幅为0.06m,计时开始时(t=0),质点恰好在负向最大位移处,求:

(1)该质点的振动方程;

(2)若此振动以速度v=2m/s沿x轴正方向传播,求波动方程; (3)该波的波长。

3、图示电路,开始时C1和C2均未带电,开关S倒向1对C1充电后,再把开关S拉向2,如果C1=5µF,C2=1µF,求: (1)两电容器的电压为多少?

(2)开关S从1倒向2,电容器储存的电场能损失多少? 4、求均匀带电圆环轴线上离圆心距离a处的电势,设圆环半径为R,带有电量Q。

5、两根长直导线互相平行地放置在真空中,如图所示,导线中通有同向电流I1=I2=10安培,求P点的磁感应强度。已知

PhMR1S+100VC12C2RPaPI1PI20.50米,PI1垂直PI2。

I1I26、直径为0.254cm的长直铜导线载有电流10A,铜的电阻率ρ=1.7×10-8Ω·m,求:

-

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(1)导线表面处的磁场能量密度ωm; (2)导线表面处的电场能量密度ωe。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(02)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、半径为R的圆盘绕通过其中心且与盘面垂直的水平轴以角速度ω转动,若一质量为m的小碎块从盘的边缘裂开,恰好沿铅直方向上抛,小碎块所能达到的最大高度h= 。 2、一驻波的表达式为y=2Acos(2πx/λ)cos(2πνt),两个相邻波腹之间的距离是 。

3、一水平水管的横截面积在粗处为A1=40cm2,细处为A2=10cm2。管中水的流量为Q=3000cm3/s,则粗处水的流速为v1= ,细处水的流速为v2= 。水管中心轴线上1处与2处的压强差P1-P2= 。

4、两劲度系数均为k的弹簧串联起来后,下挂一质量为m的重物,系统简谐振动周期为 ;若并联后再下挂重物m,其简谐振动周期为 。 5、固定于y轴上两点y=a和y=-a的两个正点电荷,电量均为q,现将另一个正点电荷q0放在坐标原点,则q0的电势能W= 。如果点电荷q0的质量为m,当把q0点电荷从坐标原点沿x轴方向稍许移动一下,在无穷远处,q0点电荷的速度v= 。

qR2R1126、点电荷q位于原不带电的导体球壳的中心,球壳内外半径分别为R1和R2,球壳内表面感应电荷= ,球壳外表面感应电荷= ,球壳电势U= 。 7、极板面积为S,极板间距为d的空气平板电容器带有电量Q,现平行插入厚度

+Qd的金属板,则金属板内电场Eˊ2-Q= ,插入金属板后电容器储能W= 。 8、导线ABCD如图所示,载有电流I,其中BC段为半径为R的半圆,O为其圆心,AB、CD沿直径方向,载流导线在O点的磁感应强度为 ,其方向为 。

9、将磁铁插入一半径为r的绝缘环,使环中的磁通量的变化为

ABOCDd,此时环中的感生电动dt-

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势i= ,感生电流i= 。

10、一半径为R=0.1米的半圆形闭合线圈载有电流10安培,放在均匀外磁场中,磁场方向与线圈平面平行,B=0.5特斯拉,线圈所受磁力距M= ,半圆形通电导线所受磁场力的大小为 。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、一轻绳绕于半径r=0.2m的飞轮边缘,现以恒力F=98N拉绳的一端,使飞轮由静止开始转动,已知飞轮的转动惯量I=0.5Kg•m2,飞轮与轴承之间的摩擦不计。求:

(1)飞轮的角加速度;

(2)绳子下拉5m时,飞轮的角速度和飞轮获得的动能?

F=98NrBI

2、一个水平面上的弹簧振子(劲度系数为k,重物质量为M),当它作振幅为A的无阻尼自由振动时,有一块质量为m的粘土,从高度为h处自由下落,在M通过平衡位

OxC1C1hM置时,粘土正好落在物体M上,求系统振动周期和振幅。 3、图示电路中,每个电容C1=3µF,C2=2µF,ab两点电压U=900V。求:

(1)电容器组合的等效电容; (2)c、d间的电势差Ucd。

bC1UC2C1aecC2C1f4ΩC1dC1

4、图示网络中各已知量已标出。求 (1)通过两个电池中的电流各为多少; (2)连线ab中的电流。

5Ω7Ω6Va3V3.5Ω2.5Ωb

5、如图所示长直导线旁有一矩形线圈且CD与长直导线平行,导线中通有电流I1=20安培,线圈中通有电流I2=10安培。已知a=1.0厘米,b=9.0厘米,l=20厘米。求线圈每边所受的力。

DI1aCbI2ElF-

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6、半径R=10cm,截面积S=5cm2的螺绕环均匀地绕有N1=1000匝线圈。另有N2=500匝线圈均匀地绕在第一组线圈的外面,求互感系数。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(03)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式) 1、质量为m,半径为R的细圆环,悬挂于图示的支点P成为一复摆,圆环对

CP质心C的转动惯量IC= ,对支点P的转动惯量IP= ,圆环作简谐振动的周期T= 。

2、波动方程y=0.05cos(10πt-4πx),式中单位采用国际单位制,则波速

v= ,波入λ= ,频率ν= ,波的传播方向为 。

6Ω+36V3、图示电路中,开关S开启时,UAB= ,开关S闭合后,AB中的电流I= ,开关S闭合后A点对地电势UAO= 。

3ΩSB6ΩOA3Ω

4、半径为R0,带电q 的金属球,位于原不带电的金属球壳(内、外半径分别为R1和R2)的中心,球壳内表面感应电荷= ,球壳电势U= , 5、电流密度j的单位 ,电导率σ的单位 。 6、如图所示电子在a点具有速率为v0=107m/s,为了使电子能沿半圆周运动到达b点,必须加一匀强磁场,其大小为 ,其方向为 ;电子自a点运动到b点所需时间为 ,在此过程中磁场对电子所作的功为 。 (已知电子质量为9.11×10-31千克;电子电量为1.6×10-19库仑)。

qR0R2R1v0a10cmb7、在磁感应强度为B的匀强磁场中,平面线圈L1面积为A1通有电流I1,此线圈所受的最大力矩为 ,若另一平面线圈L2也置于该磁场中,电流为I2=

1I1,面积2S2=

1S1,则它们所受的最大磁力矩之比为M1/M2= 。 2二、计算题:(每小题10分,共60分)

-

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1、如图所示,质量M=2.0kg的笼子,用轻弹簧悬挂起来,静止在平衡位置,弹簧伸长x0=0.10m。今有质量m=2.0kg的油灰由距离笼底高h=0.30m处自由落到笼子上,求笼子向下移动的最大距离。 问什么不能全程考察呢?

2、长为l,质量为m均质细棒,可绕固定轴O(棒的一个端点),在竖直平面内无摩擦转动,如图所示。棒原静止在水平位置,将其释放后当转过θ角时,求棒的角加速度β、角速度ω。

3、2µF和4µF的两电容器并联,接在1000V的直流电源上 (1)求每个电容器上的电量以及电压;

(2)将充了电的两个电容器与电源断开,彼此之间也断开,再重新将异号的两端相连接,试求每个电容器上最终的电量和电压。

4、均匀带电直线,长为L,线电荷密度为λ,求带电直线延长线上一点P的电场强度。如图所示,P点和直线一端的距离为d。

5、两平行长直导线相距d=40厘米,每根导线载有电流I1=I2=20安培,如图所示。求:(1)两导线所在平面内与该两导线等距的P点处的磁感应强度;(2)通过图中斜线所示面积的磁感应通量,已知r1 =10厘米,l=25厘米。

hOθLdPr1I1lr2Pr1I2dB0.1T/S减少设6、在图示虚线圆内,有均匀磁场B它正以dt某时刻B=0.5T,求:

(1)在半径r=10cm的导体圆环的任一点上涡旋电场E的大小和方向; (2)如果导体圆环的电阻为2Ω求环内的电流;

(3)如果在环上某一点切开,并把两端稍许分开,则两端间电势差为多少?

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(04)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一飞轮的角速度在5 s内由90 rad·s-1均匀地减到80 rad·s-1,那末飞轮的角加速度β= ,在此5 s内的角位移Δθ= ,再经 秒,飞轮将停aOBb-

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止转动。

2、某弹簧振子的总能量为2×10-5J,当振动物体离开平衡位置EP= ,动能Ek= 。

3、一质量为10 kg的物体沿x轴无摩擦地运动,设t = 0时物体位于原点,速率为零,如果物体在作用力F=(5 + 4x)(F的单位为N)的作用下运动了2 m,它的加速度a = ,速度v = 。

4、半径为R的均匀带电Q的球面,球面内电场强度E= ,球面内电势U= 。

5、两无限大的平行平面均匀带电板,电荷面密度分别为±σ,极板间电场强度E= ,如两极板间距为d,则两极板电势差ΔU= 。

6、电路中各已知量已注明,电路中电流I= ,ac间电势差Uac= ,ab间电势差Uab= 。

abc1振幅处,其势能2+σσ-ε,rR ε,rR7、在一个自感系数为L的线圈中有电流I,此线圈自感磁能为 ,而二个电流分别为I1,I2的互感系数为M的线圈间的互感磁能为 。

8、无限长载流圆柱体内通有电流I,且电流沿截面均匀分布,那末圆柱体内与轴线距离为r处的磁感应强度为 。

9、直径为8cm的圆形单匝线圈载有电流1A,放在B=0.6T的均匀磁场中,则此线圈所受的

最大磁力矩为 ,线圈平面的法线与B的夹角α等于

时所受转矩刚好是最大转矩的一半。此线圈磁矩的大小为 。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、某冲床上的飞轮的转动惯量为4.0×10kg·m,当它的转速达到每分钟30转时,它的转动动能是多少?每冲一次,其转速降为每分钟10转。求每冲一次飞轮所做的功。

2、一平面简谐波沿x轴正向传播,波的振幅A=10cm,波的圆频率 =7πrad/s,当t=1.0s时,x=10cm处的a质点正通过其平衡位置向y轴负方向运动,而x=20cm处的b质点正通过y=5.0cm点向y轴正方向运动,设该波波长λ>10cm,求该平面波的表达式。

-

3

2

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3、2µF和4µF的两电容器串联,接在600V的直流电源上 (1)求每个电容器上的电量以及电压;

(2)将充了电的两个电容器与电源断开,彼此之间也断开,再重新将同号的两端相连接在一起,试求每个电容器上最终的电荷和电压。

4、有半径为a的半球形电极与大地接触,大地的电阻率为ρ,假设电流通过接地电极均匀地向无穷远处流散,试求接地电阻。

5、长直导线均匀载有电流I,今在导线内部作一矩形平面S,其中一边沿长直线对称轴,另一边在导线侧面,如图所示,试计算通过S平面的磁通量。(沿导线长度方向取1m)取磁导率μ=μ0.

Is6、长直导线通有电流I=5.0安培,相距d=5.0厘米处有一矩形线圈,共1000匝。线圈以速度v=3.0厘米/秒沿垂直于长导线的方向向右运动,求线圈中的感生电动势。已知线圈长l=4.0厘米宽a=2.0厘米。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(05)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

dalv1、一飞轮作匀减速转动,在5S内角速度由40πrad/S减到10πrad/S,则飞轮在这5S内总共转过了 圈,飞轮再经 的时间才能停止转动。

2、一横波的波动方程为y=0.02sin2π( 100t-0.4x ) ( SI ),则振幅是 ,波长是 ,频率是 ,波的传播速度是 。

3、一水平水管粗处的横截面积为S1=40cm2,细处为S2=10cm2,管中水的流量为Q=6000cm3/S,则水管中心轴线上1处与2处的压强差P1-P2= 。 4、相距l的正负点电荷±q组成电偶极子,电偶极矩p= 。该电偶极子在图示的A点(r>>l)的电势UA= 。

5、点电荷+q和-q的静电场中,作出如图的二个球形

-ql+qrAs2s1+q-q-

---

闭合面S1和S2、通过S1的电场通量φ1= , 通过S2的电场通量φ2= 。

6、点电荷q位于原先带电Q的导体球壳的中心,球壳的 内外半径分别为R1和R2,球壳内表面带电= , 球壳外表面带电= ,球壳电势U= 。

7、已知在一个面积为S的平面闭合线圈的范围内,有一随时间变化的均匀磁场B(t),则此闭合线圈内的感应电动势ε= 。 8、半圆形闭合线圈半径为R,载有电流I,它放在图示的 均匀磁场B中,它的直线部份受的磁场力大小为 弯曲部份受的磁场力大小为 ,整个闭合导线 所受磁场力为 。

qR2R1IRIBI9、如图所示,磁感应强度B沿闭合 曲线L的环流∮LB·dl= 。

1I2

10、两根平行长直细导线分别载有电流100A和50A, 方向如图所示,在图示A、B、C三个空间内有可能 磁感应强度为零的点的区域为 。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、一根质量为M长为L的均匀细棒,可以在竖直平面内绕通过其一端的水平轴O转动。开始时棒自由下垂,有一质量为m的小球沿光滑水平平面以速度V滚来,与棒做完全非弹性碰撞,求碰撞后棒摆过的最大角度θ。

2、平面简谐波沿X轴正向传播,其波源振动周期T=2S,

ABC

50A100AmvOMLθy(cm)-

1002040x(m)---

t=0.5S时的波形如图所示,求: (1)写出O点的振动方程; (2)写出该平面谐波的波动方程。

3、图示电路中,C1=10μF,C2=5μF,C3=4μF,电压U=100V,求: (1)电容器组合的等效电容, (2)各电容器储能。

RC1UC2C34、图示电路中各已知量已标明,求电阻Ri上的电压为多少?

εR1ε2Ri5、内外半径分别为a和b的中空无限长导体圆柱,通有电流I,电流均匀分布于截面,求在rb区域的磁感应强度的大小。

6、圆形线圈a由50匝细线绕成,横截面积为4.0厘米,放在另一个半径为20厘米,匝数为100匝的另一圆形线圈b的中心,两线圈同轴共面。 求:(1)两线圈的互感系数;

(2)当线圈b中的电流以50安/秒的变化率减少时,线圈a内磁通量的变化率。 (3)线圈a中的感生电动势的大小。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(06)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一物块悬挂在弹簧下方作简谐振动,当这物块的位移等于振幅的一半时,其动能是总能量的 (设平衡位置处势能为零)当这物块在平衡位置时,弹簧的长度比原长伸长△l,这一振动系统的周期为 。

2

I -

---

2、一平面简谐波的波动方程为y=0.25cos(125t-0.37x)(SI),其圆频率 ω= ,波速V= ,波长λ= 。

3、一飞轮以角速度ω0绕轴旋转,飞轮对轴的转动惯量为I,另一个转动惯量为5I的静止飞轮突然被啮合到同一个轴上,啮合后整个系统的角速度ω= 。 4、图示水平管子,粗的一段截面积S1=1m2,水的

S1流速为V1=5m/s,细的一段截面积S2=0.5m,压强 P2=2×105Pa,则粗段中水的压强P1= 。

5、电偶极矩p的单位为 。闭合球面中心放置一电偶极矩为p的电偶极子则通过闭合球面的电场E的通量φ= 。

6、点电荷q位于导体球壳(内外半径分别为R1和R2)的中心,导体球壳内表面电势U1= 。球壳外表面U2= ,球壳外离开球心距离r处的电势U= 。

p2

S2q

R2R17、固定于y轴上两点y=a和y=-a的两个正点电荷,电量均为q,现将另一个负点电荷-q0(质量m)放在x轴上相当远处,当把-q0向坐标原点稍微移动一下,当-q0经过坐标原点时速度V= ,-q0在坐标原点的电势能W= 。 8、如图所示带负电的粒子束垂直地射入两磁铁之间

NSv的水平磁场,则:粒子将向 运动。

9、长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成,两导体中有等值反向均匀电流I通过,其间充满磁导率为μ的均匀磁介质。介质中离中心轴距离为r的某点外的磁场强度的大小H= ,磁感应强度的大小B= 。

10、试求图中所示闭合回路L的∮LB·dl= 。

I1I2LI5I6I3I4

11、单匝平面闭合线圈载有电流I面积为S,它放在磁感应强度为B的均匀磁场中,所受力矩为 。

-

---

12、真空中一根无限长直导线中有电流强度为I的电流,则距导线垂直距离为a的某点的磁能密度wm= 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、如图所示,一个质量为m的物体与绕在定滑轮上的绳子相联,绳子质量可以忽

MR略,它与定滑轮之间无滑动,假定一滑轮质量为M,半径为R,滑轮轴光滑,试求该物体由静止开始下落的过程中,下落速度与时间的关系。

2、质量m为5.6g的子弹A,以V0=501m/s的速率水平地射入一静止在水平面上的质量M为2Kg的木块B内,A射入B后,B向前移动了50cm后而停止, 求:(1)B与水平面间的摩擦系数; (2)木块对子弹所作的功W1; (3)子弹对木块所作的功W2。

3、金属平板面积S,间距d的空气电容器带有电量±Q,现插入面积介电常数为εr)。

求:(1)空气内的电场强度; (2)介质板内的电场强度; (3)两极板的电势差。

4、图示电路中各已知量已标明,求每个电阻中流过的电流。

24V2Ω16Ω18Ω30VmS的电介质板(相对2+Qεr-Q

5、半径为R的圆环,均匀带电,单位长度所带电量为λ,以每秒n转绕通过环心并与环面垂直的转轴作匀角速度转动。

求:(1)环心P点的磁感应强度;(2)轴线上任一点Q的磁感应强度。

PRQxIda- l---

6、长直导线通有交变电流I=5sin100πt安培,在与其距离d=5.0厘米处有一矩形线圈。如图所示,矩形线圈与导线共面,线圈的长边与导线平行。线圈共有1000匝,长l=4.0厘米宽a=2.0厘米,求矩形线圈中的感生电动势的大小。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(07)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一长为2L的轻质细杆,两端分别固定质量为m和2m的小球,此系统在竖直平面内可绕过中点O且与杆垂直的水平光滑固定轴转动,开始时杆与水平成60°角静止,释放后此刚体系统绕O轴转动,系统的转动惯量I= 。当杆转到水平位置时,刚体受到的合外力矩M= ;角加速度β= 。

2、一飞轮以角速度ω0绕轴旋转,飞轮对轴的转动惯量为I,另一个转动惯量为3I的静止飞轮突然被啮合到同一个轴上,啮合后整个系统的角速度ω= 。

3、一质点从t=0时刻由静止开始作圆周运动,切向加速度的大小为at,是常数。在t时刻,质点的速率为 ;假如在t时间内质点走过1/5圆周,则运动轨迹的半径为 ,质点在t时刻的法向加速度的大小为 。

4、固定与y轴上两点y=a和y=­a的两个正点电荷,电量均为q,现将另一个质量为m的正点电荷q0放在坐标原点,则q0的电势能W= ,当把q0点电荷从坐标原点沿x轴方向稍许移动一下,在无穷远处,q0点电荷的速度可以达到v= 。

5、半径为R的均匀带电球面,带电量Q,球面内任一点电场E= ,电势U= 。

6、电偶极子的电偶极矩P的单位为 。如图,离开电偶极子距离r处的电势U= ;如有一包围电偶极子的闭合曲面,则该闭合曲面的电场的通量φ= 。

7、如图所示,在平面内将直导线弯成半径为R的半圆与两射线,两射线的延长线均通过圆心O,如果导线中

OprB-

I---

通有电流I,那末O点的磁感应强度的大小为 。

8、半径为R的半圆形闭合线圈,载有电流I,放在图示的均匀磁场B中,则直线部分受的磁场力F= ,线圈受磁场合力F合= 。

9、螺绕环中心线周长l=10cm,总匝数N=200,通有电流I=0.01A,环内磁场强度H= ,磁感强度B= 。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 一轻弹簧在60N的拉力下伸长30cm,现把质量为4kg的物体悬挂在该弹簧的下端使之静止,再把物体向下拉10cm,然后由静止释放并开始计时。求:

(1)物体的振动方程;(2)物体在平衡位置上方5cm时弹簧时对物体的拉力;(3)物体从第一次越过平衡位置时刻起到它运动到上方5cm处所需要的最短时间。

2、一物体与斜面间的磨擦系数μ=0.20,斜面固定,倾角α=45°,现给予物体以初速度v0=10m/s,使它沿斜面向上滑,如图所示。求: (1)物体能够上升的最大高度h;

(2)该物体达到最高点后,沿斜面返回到原出发点时的速率v。 3、金属平板面积S,间距d的空气电容器,现插入面积为

v0αhS的电介质板,相对介电常数为εr。求: 2(1)求插入介质板后电容C;

(2)两极板间加上电压U,求介质板内以及空气中的电场强度。

4、图示电路中各已知量已标明,求: (1)a、c两点的电势差; (2)a、b两点的电势差。

5、长导线POQ中电流为20安培方向如图示,α=120°。A点在PO延长线上,AOa2.0厘米,求A点的磁

QεrU12V2Ω2Ωab10V4Ω8V2Ωc3ΩPIAaαoI-

---

感应强度和方向。

6、有一根长直的载流导线直圆管,内半径为a,外半径为b,电流强度为I,电流沿轴线方向流动,并且均匀分布在管的圆环形横截面上。空间P点到轴线的距离为x。计算: (1)xb等处P点的磁感应强度的大小。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(08)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一长为l的轻质细杆,两端分别固定质量为m和2m的小球,此系统在竖直平面内可绕过中点O且与杆垂直的水平光滑固定轴转动。开始时杆与水平成60°角静止,释放后,此刚体系统绕O轴转动。系统的转动惯量I= 。当杆转到水平位置时,刚体受到的合外力矩M= ;角加速度β= 。

2mo60°m2、质量为m,长为1米的细棒,悬挂于离端点1/4米处的支点P,成为复摆,细棒对支点的转动惯量IP= ,细棒作简谐振动的周期T= ,相应于单摆的等值摆长是 。

3、图示水平管子,粗的一段截面积S1=0.1m2,水的流速v1=5m/s,细的一段截面积S2=0.05m,压强P2=2×10Pa,则粗段中水的压强P1= 。

4、半径为R的均匀带细圆环,带有电量Q,圆环中心的电势U= ,圆环中心的电场强度E= 。

5、电偶极矩P的单位为 ,如图离开电偶极子距离r处的电势U= 。

6、点电荷q位于带有电量Q的金属球壳的中心,球壳的内外半径分别为R1和R2,球壳内(R17、螺线环横截面是半径为a的圆,中心线的平均半径为R且R>>a,其上均匀密绕两组线圈,匝数分别为N1和N2,这两个线圈的自感分别为L1= ,L2= ,两线圈的互感M= 。

8、一根长度为L的铜棒,在均匀磁场B中以匀角速度ω旋转着,B的方向垂直铜棒转动的平面,如图。设t=0时,铜棒与Ob成θ角,则在任一时刻t这根铜

O2

5

S1S2prLbωBθ-

---

棒两端之间的感应电势是: ,且 点电势比 点高。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、飞轮的质量为60kg,直径为0.50m,转速为1000转/分,现要求

在5秒内使其制动,求制动力F。假定闸瓦与飞轮之间的磨擦系数μ=0.40,飞轮的质量全部分布在圆周上。尺寸如图所示。

2、一物体作简谐振动,其速度最大值vm=3×10-2m/s,其振幅A=2×10-2m,若t=0时,物体位于平衡位置且向x轴的负方向运动,求: (1)振动周期T;(2)加速度的最大值am;(3)振动方程。

3、对于图示的电路,其中C1=10µF,C2=5µF,C3=4µF,电压U=100V,求: (1)各电容器两极板间电压; (2)各电容器带电量;(3)电容器组总的带电量;(4)电容器组合的等效电容。

O0.5m0.75mF闸瓦dOωC1UC3C24、平行板电容器,极板间充以电介质,设其相对介电常数为εr,电导率为σ,当电容器带有电量Q时,证明电介质中的“漏泄”电流为i5

Q。 r0B5 、一束单价铜离子以1.0×10米/秒的速率进入质谱仪的均匀磁场,转过180°后各离子打在照相底片上,如磁感应强度为0.5特斯拉。计算质量为63u和65u的二同位素分开的距离(已知1u=1.66×10千克)

-27

6、两根长直导线沿半径方向引到铁环上A、B两点,如图所示,并且与很远的电源相连。求环中心的磁感强度。

I1l1OABI2l2-+

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(09)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一弹簧两端分别固定质量为m的物体A和B,然后用细绳把它们悬挂起来,如图所示。弹簧的质量忽略不计。当把细绳烧断的时刻,A物的加速度等于 ,B物体的加速度等于 。

2、作简谐运动的质点,在t=0时刻位移x= -0.05m,速度v0=0,振动频率

AB

-

---

=0.25赫兹,则该振动的振幅A= ,初相位= 弧度;用余弦函

数表示的振动方程为 。

3、均匀地将水注入一容器中,注入的流量为Q=150cm3/s,容器底有面积为S=0.5cm2的小孔,使水不断流出,稳定状态下,容器中水的深度h= 。

4、质量为m的质点以速度v沿一直线运动,则它对直线上任一点的角动量为 。

5、点电荷q位于原不带电的导体球壳的中心,球壳的内、外半径分别为R1和R2,球壳内表面感应电荷= ,球壳外表面的感应电荷= ,球壳的电势= 。

6、半径为R的均匀带电圆环,带电量为Q。圆环中心的电场E= ,该点的电势U= 。 7、电路中已知量已标明,

ABABε,rRε,rR(a)图中UAB= , (b)图中UAB= 。

ε,r(a)Rε,rR(b)8、面积为S的平面线圈置于磁感应强度为B的均匀磁场中,若线圈以匀角速度ω绕位于线

圈平面内且垂直于B方向的固定轴旋转,在时刻t=0时B与线圈平面垂直。则在任意时刻t

时通过线圈的磁通量为 ,线圈中的感应电动势为 。 9、扇形闭合回路ABCD载有电流I,AD、BC沿半径方向,AB及CD弧的半径分别为R和r,圆心为O,θ=90°,那么O点的磁感应强度大小为 ,方向指向 。 10、在图示虚线圆内有均匀磁场B,它正以

ADθOCIBdB0.1T/s在减小,dt设某时刻B=0.5T,则在半径r=10cm的导体圆环上任一点的涡旋电

aOrBbE场的大小为 。若导体圆环电阻为2Ω,则环内电流

I= 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1 、一轻绳跨过两个质量均为m,半径均为r的均匀圆盘状定滑轮,绳的两端分别挂着质量为m和2m的重物,如图所示。绳与滑轮间无

m,rmm,r2m-

---

相对滑动,滑轮轴光滑,两个定滑轮的转动惯量均为

12mr,将由两个定滑轮以及质量为m2和2m的重物组成的系统从静止释放,求两滑轮之间绳内的张力。 2、A、B为两平面简谐波的波源,振动表达式分别为

APx10.2102cos2t,x20.2102cos(2t2)

B它们传到P处时相遇,产生叠加。已知波速

v0.2m/s,PA0.4m,PB0.5m,求:

(1)波传到P处的相位差; (2)P处合振动的振幅?

3、对于图示的电路,其中C1=10µF,C2=5µF,C3=4µF,电压U=100V,求:

(1)电容器组合的等效电容; (2)各电容器两极板间电压; (3)电容器组储能。

4、有两个同心的导体球面,半径分别为ra和rb,共间充以电阻率为ρ的导电材料。试证:两球面间的电阻为RUC3C1C211()。 4rarb5、把一个2.0Kev的正电子射入磁感应强度为B的0.10特斯拉的均匀磁场内,其速度方向

与B成89°角,路径是一个螺旋线,其轴为B的方向。试求此螺旋线的周期T和半径r。

6、一个塑料圆盘半径为R,带电量q均匀分布于表面,圆盘绕通过圆心垂直盘面的轴转动,角速度为ω,试证明: (1)圆盘中心处的磁感应强度BωOR0q; 2R(2)圆盘的磁偶极矩为Pm1qR2。 4苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(10)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、半径为r=1.5m的飞轮,初始角速度ω0=10rad/s,角加速度β=-5rad/s,则在t= 时角位移为零,而此时边缘上点的线速度v= . -

---

2、两个质量相同半径相同的静止飞轮,甲轮密度均匀,乙轮密度与对轮中心的距离成正比,经外力矩做相同的功后,两者的角速度ω满足ω甲 ω乙(填<、=或>)。

3、波动方程y=0.05cos(10πt+4πx),式中单位为米、秒,则其波速v= ,波长λ= ,波的传播方向为 。

P4、质量为m,半径为R的均匀圆盘,转轴P在边缘成为一复摆,若测得圆盘作简谐振动的周期为T,则该地的重力加速度g= 。

5、极板面积为S,极板间距为d的空气平板电容器带有电量Q,平行插入厚度为

+Qd/2-QCd的金属板,金属板内电场E= ,极板2间的电势差ΔU= 。

6、电路中各已知量已注明,(电池的ε,r均相同,电阻均是R) 电路中电流I= , AC间电压UAC= , AB间电压UAB= 。

7、电流密度j的单位是 ,电导率σ的单位是 。

RRAε,rCε,rRε,rε,rRB8、圆铜盘水平放置在均匀磁场中,B的方向垂直盘面向上,当铜盘通过盘

中心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时,铜盘上有 产生,铜盘中心处O点与铜盘边缘处比较, 电势更高。 9、

9 、图中线框内的磁通量按ΦB=6t2+7t+1的规律变化,其中t以秒计,ΦB的单位为毫韦伯,当t=2秒时回路中感生电动势的大小ε= ,电流的方向为 。

10、一长直螺线管长为l,半径为R,总匝数为N,其自感系数

RBOL= ,如果螺线管通有电流i,那末螺线管内磁场能量Wm= 。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、一质量为m的物体悬挂于一条轻绳的一端,绳另一端绕在一

y(cm)r-

12345-Amt(s)---

轮轴的轴上,轴水平且垂直于轮轴面,其半径为r,整个装置架在光滑的固定轴承之上。当物体从静止释放后,在时间t内下降了一段距离s,试求整个轮轴的转动惯量(用m,r,t和s表示)

2、一平面简谐波沿OX轴负方向传播,波长为λ,位于x轴上正向d处。质点P的振动规律如图所示。求:

(1)P处质点的振动方程; (2)若d=

1λ,求坐标原点O处质点的振动方程; 2(3)求此波的波动方程。

3、图示电路,开始时C1和C2均未带电,开关S倒向1对C1充电后,再把开关S拉向2。如果C1=5µF,C2=1µF,求: (1)两电容器各带电多少?

(2)第一个电容器损失的能量为多少?

4、求均匀带电圆环轴线上离圆心距离a处的电场强度,设圆环半径为R,带有电量Q。

5、半圆形闭合线圈半径R=0.1米,通有电流I=10安培,放在均匀磁场中,磁场方向与线圈平行,如图所示。B=0.5特斯拉。求: (1)线圈受力矩的大小和方向;

(2)求它的直线部份和弯曲部份受的磁场力。

6、在空间相隔20厘米的两根无限长直导线相互垂直放置,分别载有I1=2.0安培和I2=3.0安培的电流,如图所示。在两导线的垂线上离载有2.0安培电流导线距离为8.0厘米的P点处磁感应强度的大小和方向如何。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(11)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、质量为1kg的物体A和质量为2 kg的物体B一起向内挤压使弹簧压缩,弹簧两端与A、B不固定,把挤压后的系统放在一无摩擦的水平桌面上,静止释放。弹簧伸张后不再与A、B接触而降落在桌面上,物体B获得速率0.5m/s,那么物体A获得的速率为 ,压缩弹簧中储存的势能有 。

2、一轻绳绕于半径r=0.2m的飞轮边缘,现以恒力F=98N拉绳的一端,使飞轮由静止开始

8cmP20cmI2I1RPa1S+100VC12C2IRIB-

---

转动。已知飞轮的转动惯量I=0.5kg•m2,飞轮与轴承间的摩擦不计,绳子拉下5m时,飞轮获得的动能Ek= ,角速度ω= 。

3、均匀地将水注入一容器中,注入的流量为Q=100cm3/s,容积底有面积S=0.5cm2的小孔,使水不断流出,达到稳定状态时,容器中水的深度h= 。(g取10m/s2) 4、已知波源在原点的平面简谐波的方程为y=Acos(Bt-Cx)式中A,B,C为正值恒量,则波的频率= ,波长λ= 。

5、两根无限长均匀带电直线相互平行,相距a,电荷线密度分别为+λ和-λ,则每根带电直线单位长度受到的吸引力为 。

6、一平行板电容器,极板面积为S,两极板相距d。对该电容器充电,使两极板分别带有±Q的电量,则该电容器储存的电能为W= 。

7、静止电子经100V电压加速所能达到的速度为 。(电子质量。 me9.11031kg,电子电量e1.61019C)

8、一半径为R的均匀带电细圆环,带有电量q,则圆环中心的电场强度为 ;电势为 。(设无穷远处电势为零)

9、如图,两个电容器C1和C2串联后加上电压U,则电容器极板带电量的大小q= ;电容器C1两端的电压U1= 。 UC1C2

10、图示载流导线在O点的磁感应强度B的大小为 ,方向是 。

R2R1O

11、一闭合正方形线圈放在均匀磁场中,绕通过其中心且与一边平行的转轴OO′转动,转轴与磁场方向垂直,转动角速度为ω,如图所示。当把线圈的角速度ω增大到原来的两倍时,线圈中感应电流的幅值增加到原来的 倍。(导线的电阻不能忽略)

12、在磁感强度为B的均匀磁场中作一半径为r的半球面S,S边线所

o'Bo 在平面的法线方向单位矢量n与B的夹角为α,如图所示,则通过半球

面S的磁通量为 。

-

αnsB ---

13、在均匀磁场B中,刚性平面载流线圈所受合力为 。若此线圈的磁矩为m,则它

受的力矩M= 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、一飞轮的角速度在5秒内由90rad·s-1均匀地减到80rad·s-1,求: (1)角加速度;(2)在此5s内的角位移;(3)再经几秒,轮将停止转动。

2、一块长为L=0.60m,质量为M=1kg的均匀薄木板,可绕水平轴OO′无摩擦地自由转动,木板对转轴的I=

13ML2。当木板静止在平衡位置时,有一质量为m=1010kg的子弹垂直3击中木板A点,A离转轴OO′的距离l=0.36m,子弹击中木板前的速度为500m·s-1,穿出木板后的速度为200m·s-1,求: (1)子弹受的冲量。 (2)木板获得的角速度。

oo'LA

3、一均匀带电直线,长为L,电荷线密度为λ,求带电直线延长线上P点的电势。P点离带电直线一端的距离为d。(设无穷远处电势为零)

4、如图所示,140V,25V,325V,R15,R2R310, 求:(1)流过每个电阻中电流的大小和方向。 (2)电位差Uab。

ε1LdP aR2ε3

R1bε2R3 5、一根长直导线上载有电流200A,电流方向沿x轴正方向,把这根导线放在B0=10-3T的均匀外磁场中,方向沿y轴正方向。试确定磁感应强度为零的各点的位置。

6、一长直同轴电缆中部为实心导线,其半径为R1,磁导率近似认为是μ0,外面导体薄圆筒的半径为R2。

-

---

(1) 计算r≤R1处磁感强度。

(2) 试用能量方法计算其单位长度的自感系数。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(12)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、速率为v0的子弹打穿木板后,速率恰好变为零,设木板对子弹的阻力恒定不变,那么当子弹射入木板的深度等于木板厚度一半时,子弹的速率为 。

2、一质量为m的质点原来向北运动,速率为v,它突然受到外力打击,变为向西运动,速率仍为v,则外力的冲量大小为 。

3、一均匀细木棒,长为l,质量为M,静止在光滑的水平桌面上,棒能绕通过中点的垂直轴转动,今有一质量为m的子弹,以速度v射入木棒的一端(陷于木棒中)其方向垂直于木棒与转轴,射击后木棒的角速度ω= 。

4、一质点沿x轴作简谐振动,周期为π秒,当t=0时质点在平衡位置且向x轴正方向运动,如果用余弦函数表示该质点的振动方程,那么初相位Ф= ,质点从t=0所处的位置第一次到达x=A/2所用的时间Δt= 。

5、P,Q为两个以同相位、同频率、同振幅的相干波源,它们在同一介质中,设振幅为A,波长为λ,P与Q之间相距

3,R为PQ连线上,PQ外侧的任意一点,那么P,Q发出的2波在R点的相位差Δф= ,R点的合振动的振幅为 。 6、两个都带正电荷的小球,总电量为61010C,当它们相距1m时,相互间的斥力为

7.21010N,则每个小球所带电量分别为 和 。

7、在半径为R的半球面的球心处,有一电量为q的点电荷,则通过该半球面的电通量为

E 。

8、BCD是以O为圆心,R为半径的半圆弧,A点有一电量为+q的点电荷,O点有一电量为-q的点电荷,ABR。现将一单位正电荷从B点沿半圆弧轨道BCD移到D,则电场力所作的功为W= 。

+qABεC-qOR1RD 9、图示电路中的电流I= ,电阻R1上的电压U1= 。

R2

10、一边长为l的正方形线框,使其均匀带电,电荷线密度为λ,则与正方形中心处的电场强度的大小E= 。 11、如图所示,用均匀细金属丝构成一半径为R的圆环C,

-

CO2BAI1 ---

电流I由导线索流入圆环A点,而后由圆环B点流出,进入导线2。设导线1和导线2与圆环共面,则环心O处的磁感强度大小为 ,方向为 。

12、两个线圈P和Q并联地接到一电动势恒定的电源上。线圈P的自感和电阻分别是线圈Q的2倍。当达到稳定状态后,线圈P的磁场能量与Q的磁场能量的比值是 。

13、在圆柱形空间内有一磁感强度为B的均匀磁场,如图所示,B的大小

以速率

dB变化。有一长度为l0的金属棒先后放在磁场的两个不同位置1dt(填>,=,<) 2。

acbd (ab)和2(cd),则金属棒在这两个位置时,棒内的感应电动势的大小关系为1 14、一个单位长度上绕有n匝线圈的长直螺线管,每匝线圈中通有强度为I的电流,管内充满相对磁导率为r的磁介质,则管内中部附近的磁感强度B= ,磁场强度H= 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 有一质量为m,长为l的均匀细杆,可绕一水平转轴O在竖直平面内无摩擦地转动,O

离杆的一端距离角速度ω。

l,如图。设杆在水平位置自由转下,当转过角度θ时,求棒的角加速度β,3

2、 如图所示,已知弹簧的劲度系数为k,两物体的质量分别是m1和m2。m1和m2之间的静摩擦系数为0。m1和水平桌之间是光滑的,试求在保持m1、m2发生相对滑动之前,系统具有的最大振动能量。

Oθ m2m13、长为2l的带电细棒,左半部均匀带有正电荷,右半部均匀带有负电荷。电荷

线密度分别为+λ和-λ,如图所示。P点在棒的延长线上,距B端l,Q点在棒的垂直平分线上,到棒的垂直距离为l。 (1)求P点的电势UP; (2)求Q点的电势UQ。

All++++++------QOlBlP

4、一平行板电容器,极板面积为S,两极板相距d,现在两极板间平行插入一块相对介电常数为r的电介质板,介质板厚度为

2d,求该电容器的电容C。 3dsε2r

-

3d---

5、长为L=0.10m,带电量q=1.01010C的均匀带电细棒,以速率v=1.0m·s-1

沿x轴正方向运动。当细棒运动到与y轴重合的位置时,细棒的下端点与坐标原点O的距离为a=0.10m,如图所示。求此时O点的磁感强度的大小和方向。

-

ylvaox ---

6、如图所示,线框中ab段能无摩擦地滑动,线框宽为l=9cm,设总电阻近以不变为R=2.310,旁边有一条无限长载流直导线与线框共面且平行于框的长边,距离为d=1cm,忽略框的其它各边对ab段的作用,若长直导线上的电流I1=20A,导线ab以v=50 m·s-1的速度沿图示方向作匀速运动,试求:

(1) ab导线段上的感应电动势的大小和方向。 (2) ab导线段上的电流。 (3) 作用于ab段上的外力。

RbI1avld2 苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(13)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一质点从t=0时刻由静止开始作圆周运动,切向加速度的大小为at是常数,质点的速率为 ;假如在t时间内质点走过1/5圆周,则质点在t时刻的法向加速度的大小为 。

2、如图所示,质量为M,半径为R的均匀圆盘可绕垂直于盘面的光滑轴O在竖直平面内转动。盘边A点固定着质量为m的质点。若盘自静止开始下摆,当OA从水平位置下摆的角度30时,则系统的角速度ω= ,质点m的切向加速度at= 。

3、一个沿x轴作简谐运动的弹簧振子,振幅为A,周期为T,其振动方程用余弦函数表达,当t=0时,振子过xA/2处向正方向运动,则振子的振动方程为x= 。

OθA 10t4x),式中各物理量单位均为国际4、一横波沿绳子传播的波动方程为y0.05cos(单位制。那么绳上各质点振动时的最大速度为 ,位于x=0.2m处的质点在t=1s时的相位,它是原点处质点在t= 时刻的相位。 5、玻尔氢原子模型中,质量为9.111031kg的电子以向心加速度a9.110m/s,绕

222原子核作匀速圆周运动,则电子的轨道半径为 ;电子的速度大小为 。

6、边长为a的立方形高斯面中心有一电量为q的点电荷,则通过该高斯面任一侧面的电通量为 。

7、一平行板电容器,圆形极板的半径为8.0cm,极板间距1.0mm,中间充满相对介电常数

r5.5的电介质。对它充电到100V,则极板上所带的电量Q= ;电容器贮有的电

能W= 。(08.851012c2/vm)

8、真空中有一均匀带电细圆环,电荷线密度为λ,则其圆心处的电场强度 E0= ;电势U0= 。(远无穷处电势为零)

-

---

9、若通电流为I的导线弯成如图所示的形状(直线部分伸向无限远),则O点的磁感强度大小为

10、半径为R,载有电流I的刚性圆形线圈,在图示均匀磁场B中,因电流的磁矩大小为 ,它在磁场中受到的力矩大小为 。

11、有两个长直密绕螺线管,长度及线圈匝数均相同,半径分别为r1和r2,管内充满均匀介质,其磁导率分别为μ1和μ2,设r1:r21:2,1:22:1,当两螺丝管串联在电路中通电流稳定后,其自感之比L1:L2 ,磁能之比

,方向是 。 ROIB Wm1:Wm2 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 一子弹水平地穿过两个静止的前后并排放在光滑水平上的木块,木块的质量分别是m1和m2,设子弹穿过木块所用的时间分别为Δt1和Δt2,求子弹穿过两木块后,两木块的运动速度(设木块对子弹的阻力为恒力F)。

2、一半径r=5厘米的球,悬于长为l=10厘米的细线上成为复摆,如图所示。若把它视为摆长为L=l+r=15厘米的单摆,试问它的周期会产生多大误差?已知球体绕沿直径的转轴的转动惯量为

m1m2 22mr。 5ol

3、一均匀带电球体,电荷体密度为ρ,球体半径为R。

(1) 求球内和球外电场强度的分布; (2) 求球内距球心距离为r的一点的电势。

cr 4、两个同心导体半球面如图所示,半径分别为R1和R2,其间充满电阻率为ρ的均匀电介质,求两半球面间的电阻。

R1R2 5、一长直导线载有电流50A,离导线5.0cm处有一电子以速率1.010ms运

-

71---

动。求下列情况下作用在电子上的洛仑兹力的大小和方向。(请在图上标出)

(1) 电子的速率v平行于导线。(图中(a)) (2) 设v垂直于导线并指向导线(图中(b))

v1(3) 设v垂直于导线和电子所构成的平面(图中(c))

(a)

Iv2dv3(c) (b)6、如图所示,一直长导线通有电流I,旁边有一与它共面的长方形线圈ABCD

(AB=l,BC=a)以垂直于长导线方向的速度v向右运动,求线圈中感应电动势的表示式。(作为AB边到长直导线的距离x的函数)

IxADBCv

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(14)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一个步兵,他和枪的质量共为100kg,穿着带轮的溜冰鞋站着。现在他用自动步枪在水平方向上射出10发子弹,每颗子弹的质量为10g,而出口速度为750m/s,如果步兵可以无摩擦地向后运动,那么在第10次发射后他的速度是 ,如果发射了10s,对他的平均作用力是 。

2、今有劲度系数为k的弹簧(质量忽略不计),竖直放置,下端悬一小球,球的质量为m,使弹簧为原长而小球恰好与地面接触。今将弹簧上端缓慢地提起,直到小球刚能脱离地面为止,在此过程中外力作的功为 。 3、弹簧振子的总能量为2105J,振子物体离开平衡位置1/2振幅处的势能

EP= ,动能Ek= 。

4、在实验室做驻波实验时,将一根长1m的弦线的一端系于电动音叉的一臂上,这音叉在垂直于弦线长度的方向上以60赫兹的频率作振动,且使弦线产生有四个波腹的振动,那么在弦线上波动的波长λ= ,波速v= 。

5、如图,若取P点的电势为零,则M点的电势为UM= 。

-

qaPaM---

6、一平行板电容器的电容为10pF,充电到极板带电量为1.010C后,断开电源,则电容器储存的电能为W= ;若把两极板拉到原距离的两倍,则拉开前后电场能量的改变量ΔW= 。 7、玻尔的氢原子模型中,质量9.110318kg的电子沿半径为5.31011m的圆形轨道绕核

(一个质子)运动,则电子加速度的大小an= 。

8、若高斯面上场强处处不为零,能否说高斯面内无电荷? (填“能”或“不能”)

9、图示电路中各已知量已标明,则等值电容C= ;电容器C3上的电压U3= 。

UC1C3C2

10、图示载流细线框abcda,ab弧的半径为R,dc弧的半径为r,圆心角

为/2,电流I方向如图中所示,圆心O点的磁感强度大小为 ,方向为 。

Iadbco

11、如图所示,在一长直导线L中通有电流I,ABCD为一矩形线圈,它与L皆在纸面内,且AB边与L平行。当矩形线圈在纸面内向右移动时,线圈中感应电动势的方向为 。若矩形线圈绕AD边旋转,当BC边已离开纸面正向外运动时,线圈中的感应电动势的方向为 。

ILBCAD 12、发电厂的汇流条是两条3米长的平行铜棒,相距0.5m;当向外输电时,每条棒中的电流都是10000A。作为近似,把两棒当作无穷长的细线,则它们之间的相互作用力为 。

13、将一多面体放入非均匀磁场中,已知穿过其中一个面的磁通量为,则穿过其它面的磁通量是 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 如图所示,长为l的匀质细杆,一端悬于O点,自由下垂。在O点同时悬一单摆,摆长也是l,摆的质量为m,单摆从水平位置由静止开始自由下摆,与自由下垂的细杆作完全弹性碰撞,碰撞后单摆恰好静止。求:

(1)细棒的质量M;(2)细棒摆动的最大角度。

2、质量为10克的子弹,以1000米/秒的速度射入置于光滑平面上的木块并嵌入

木块中,致使弹簧压缩而作简谐振动,若木块的质量为4.99千克,弹簧的劲度系数为8000

-

mlol ---

牛顿/米。试求:

(1)振动的振幅。(2)写出振动的运动学方程。

3、一竖直的无限大均匀带电平板附近有一固定点O,一质量m2.010kg,带电量

6q4.0108C的小球被用细线悬挂于O点,悬线与竖直方向成30角,求带电平板

的电荷面密度。

4、求图示电路中各条支路中的电流。

R1=24Ωε1=6Voθm,q

R2=6Ωε2=3VR3=8Ω 5、如图所示,一半径为R=0.10m的半圆形闭合线圈,载有电流I=10A,放在均匀外磁场中,磁场方向与线圈平面平行,磁感强度B=0.5T。试求: (1) 线圈的磁矩m;

(2) 线圈所受的磁力矩的大小,在此力矩作用下线圈将转到何位置。

IBR

6、一无限长直导线通以电流II0sint,和直导线在同一平面内有一矩形线框,其短边与直导线平行,线框的尺寸及位置如图所示,且b/c3。试求: (1) 直导线和线框的互感系数。 (2) 线框中的互感电动势。

cIab

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(15)卷 共6页 一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一质量为10kg的物体沿x轴无摩擦地运动,设t=0,物体位于原点,速度为零,如果物体在力F=(3+6x)牛顿的作用下移动了3m(x 以米为单位)它的加速度a= ,速度v= 。

2、如图所示,小球系在不可伸长的细线一端,线的另一端穿过一竖直小管,小球绕管轴沿半径为r的圆周作匀速圆周运动,每分钟转120转。今将管中的线向下拉一段,使小球作圆

r2-

r---

周运动的半径变为

r,此时小球每分钟转 转。 253、一水平管子,其中一段的横截面积为0.1m2,另一段的横截面积为0.05m2,第一段中水的流速为5m/s,第二段中的压强为210Pa,那么第二段中水的流速为 ,第一段中水的压强为 。

4、一横波表达式为y=0.2cosπ(5x-200t),其中物理量的单位均属国际单位制,则此波的频率= ,波长λ= 。

5、带电量均为+q的两个点电荷分别固定在x=-a和x=a两点,另一电量为Q的点电荷放在y轴上某点,则电荷Q所受作用力大小为 ,当y= 时,Q所受作用力最大。

6、如图,一平板电容器充以两种介质,每种介质各占一半体积,则该电容器的电容C = 。

εr1

r的一点的电场强度E= ;电势U= 。 8、图示电路中,已知通过电源的电流为I,则电源的电动势= ;通过电阻R1的电流I1= 。

εr2 7、一半径为R的均匀带电球面,总电量为Q,设无穷远处的电势为零,则在球内距球心为

IR1R2zRx

9、载流长直导线弯成如图所示的形状,则O点的磁感强度 Bx= ,By = ,Bz 。

10、有一根很长的同轴电缆是由同轴的圆柱形导体组成(如图所示),在这两个导体中有大小相等、方向相反的电流I流过。同轴电缆内外的磁感强度将随径向r变化。当bra时,B= ,当rc时,B= 。

IoyI boac

11、如图所示,真空中两条相距2a的平行长直导线,通以方向相反,大小相等的电流I,则两条导线距离的中点P处的磁场能量密度IPa2aImp= 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 如图所示,两个圆轮的半径分别为R1和R2,质量分别为M1和

M2。二者都

-

oR1R2m1m2 ---

可视为均匀圆盘而且同轴(通过两个圆轮的中心)固结在一起,可以绕一水平固定轴自由转动,今在两轮上各绕以细绳,绳端分别挂上质量m1和m2的两个物体。求在重力作用下,m2下落时轮的角加速度。

2、质量为4kg的物体悬于劲度系数400N/m的弹簧的下端并使之静止,再把物体向下拉20厘米,然后释放。(1)当物体在平衡位置上方10厘米处并向上运动时,物体的加速度多大?方向如何?

(2)物体从平衡位置运动到上方10厘米处所需的最短时间是多少?

(3)如果在振动物体上再放一小物体,按上述初始条件开始振动,那末放在振动物体上的小物体在何处与振动物体分离?

3、两条相互平行的无限长均匀带有异号电荷的导线,相距为a,电荷线密度为λ。 (1)求两导线构成的平面上任一点的场强(设这点到其中一线的垂直距离为x); (2)求每一根导线上单位长度受到另一根导线上电荷作用的电场力。

CAB0的三块平行金属板,分别相距4、面积均为S40cm2d13mm,d26mm,其中A板带电qA9107C,B、C两板接地,

不计边缘效应。

(1) 求B板和C板上的感应电荷。

d1d2(2) 求A板的电势(以地为电势零点)。

5、如图在一个圆柱形磁铁N极的正方向,水平放置一半径为R的导线环,其中通有顺时针

方向(俯视)的电流I。在导线所在处磁场B的方向都与竖直方向成α角。求导线环受的磁

力的大小和方向。

zBαIRNαB

6、如图所示,两条平行的长直载流导线和一矩形导线框共面。已知两导线中电流同为

II0sint,导线框长为a,宽为b,试求导线框内的感应电动势。

bIIr2r1a

-

---

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(16)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、 两小球在光滑的桌面上运动,质量分别为m110g,m250g,速度分别为 发生碰撞,如果碰撞后,m2恰好静止,此时m1v10.30ms1,v20.10ms1相向而行,

的速度v1= ,碰撞的恢复系数e= 。

2、一质量为m1.2kg,长为l=1.0米的均匀细棒,支点在棒的上端点。开始时棒自由悬挂处于静止状态。当F=100牛顿的水平力垂直打击棒的下端,且打击时间为t=0.02秒,则棒受到的冲量矩为 ,打击后棒的角速度ω= 。

3、均匀地将水注入一容器中,注入的流量为Q=150cm3/s,容积底有面积S=0.5cm2的小孔,使水不断流出,达到稳定状态时,容器中水的深度h= 。(g取10m/s2) 4、两个同方向的谐振动如下:x10.05cos(10t31),x20.06cos(10t)(SI单位44那么3=

制),它们的合成振动的振幅A= ;若另一振动x30.07cos(10t3)时,x2x3的振幅为最小。

5、离带电量Q1.0108C的点电荷1米远处有一试探点电荷q0。已知该试探电荷的电势能W9.010J,则q0= 。(设无穷远处的电势为零)

6、一平行板电容器的电容为10pF,充电到极板带电量为1.010C后,断开电源,则极板间的电势差U = ;电容器储存的电场能量W= 。

7、一用电阻率为的物质制成的空心球壳,其内半径为R1,外半径为R2,则该球壳内、外表面间的电阻R= 。

8、两个中性小金属球相距1m,为使它们间的静电引力为510N,则必须从一球移向另一球的电量为Q= 。

aoa/2q388a9、如图,边长为a的正方形平面的中垂线上,距中心O点处,有一

2电量为q的正电荷,则通过该平面的电场强度通量为 。 a10、

10、电子的质量为me,电量为-e,绕静止的氢原子核(即质子)作半径为r的匀速圆周运动,则电子的速率v= 。

11、一半径为R的无限长薄壁圆管。平行于轴向有一宽为a(a<ioRa -

---

上) 。

12、如图所示,电量Q均匀分布在一半径为R,长为L(LR)的绝缘圆筒上 。一单匝矩形线圈的一边与圆筒的轴线重合。若筒以角速度0(1t/t0)线性减速旋转则线圈中的感应电流为 。

13、下面的说法是否正确(填正确、不正确)

(1)若闭合曲线内没有包围传导电流,则曲线上各点的H处为零;( )

(2)若闭合曲线上各点H为零,则该曲线包围的传导电流代数和为零;( )

(3)H仅与传导电流有关系。( )

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 一质点从静止出发沿半径为R=3m的圆周运动,切向加速度为at3ms1。

(1) 经过多少时间它的总加速度a恰好与半径成45角。 (2) 在上述时间内,质点所经过的路程和角位移各为多少?

2、 振幅为0.10m,波长为2m的平面简谐横波,以1m/s的速率,沿一拉紧的弦从左向右传

播,坐标原点取在弦的左端,质点位移向上为正。t=0时,弦的左端经平衡位置向下运动。求:

(1) 用余弦函数表示弦左端的振动方程。 (2) 波动方程。

(3) 弦上质点的最大振动速度。

3、总电量为Q的均匀带电细棒,弯成半径为R的圆弧,设圆弧对圆心所张的角为0,求圆心处的电场强度。

Rθ0o

4、两块充分大的带电导体平板面积均为S0.02m,A板总电量

2ABqA6108C,B板总电量qB14108C。现将它们平行,靠近放置,求

静电平衡时,两导体板四个表面上的电荷面密度为多少?

S1234

-

---

5、如图所示,矩形导体框架置于通有电流I的长直载流导线旁,且两者共面,AD边与直导线平行,DC段可沿框架平动,设导体框架的总电阻R始终不变。现DC段以速度v沿框架向下作匀速运动,试求:

(1) 当DC运动到图示位置(与AB相距x)时,穿过ABCD回

路的磁通量m;

(2) 回路中的感应电流Ii;

(3) CD段所受长直载流导线的作用力F。

aIDvbABxC 6、一个铁制的密绕细型圆弧,其平均周长为30cm,截面积为1cm2,在环上均匀地绕有300匝线圈,当导线中的电流为0.032A时,环内的磁通量为2.010Wb。试计算: (1)环内磁感强度。 (2)环内磁场强度。

(3)磁性材料的磁导率和相对磁导率r。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(17)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、 一质量为10kg的物体沿x轴无摩擦地运动,设t=0时,物体位于原点速度为 零,如果物体在作用力F=(3+6t)牛顿的作用下运动了3s,它的加速度a= ,速度v= 。

2、一轻绳绕半径r=0.2m的飞轮边缘,现以恒力F=98N拉绳的一端,使飞轮由静止开始转动,已知飞轮的转动惯量I=0.5kgm2,飞轮与轴承的摩擦不计,绳子拉下5m时,飞轮获得的动能Ek= ,角速度ω= 。

3、一个水平面上的弹簧振子(轻弹簧劲度系数为k,所系物体质量为M),当它作振幅为A的无阻尼自由振动,在M到达最大位移时有一块粘土(质量为m,从高度h处自由下落)正好落在物体M上,那么弹簧振子的振幅变为 。

4、P、Q为两个同相位,同频率,同振幅的相干波源,它们在同一介质中,设振幅为A,波长为λ,P与Q之间相距λ,R为PQ连线上PQ外侧的任意一点,那么P、Q发出的波在R点的相位差Δφ= ,R点的合振动的振幅为 。

5、一平行板电容器两极板相距1cm,极板间电场强度为1137V/m,一静止的电子从负极板上被释放,则该电子到达正极板需时t= ,到达正极板时的速度为v= 。(电子质量为9.1110316kg)

6、两个同心均匀带电球面,半径分别为Ra和Rb(RaRb),所带电量分别为Qa和Qb,设某点与球心相距r,当RarRb时,该点电场强度的大小为E= 。

-

---

7、一空气平行板电容器,极板间距为d,电容为C,若在两极板间平行地插入一块厚度为d/3的金属板,则其电容值变为 。

8、边长为0.3m的正三角形abc,顶点a处有一电量为10-8C的正点电荷,顶点 b处有一电量为10-8C 的负点电荷。则顶点C处电场强度的大小为 ; 电势为 。(

1409.00109Nm2/C2)

9、一平行板电容器,圆形极板的半径为8.0cm,极板间距为1.00mm,中间充满相对介电常数r5.0的电介质。若对其充电至200V,则该电容器储有的电能为W= 。

10、一长直载流导线,沿OY轴正方向放置,在原点处取一电流元Idl,该电流元在点(a,a,0)处磁感强度大小为 ,方向为 。

11、长直载流导线I1的旁边,在同一平面上有垂直的载流导线ab,其中电流为I2,则ab所受力为 。

12、某点的地磁场为0.710T,这一地磁场被半径为5.0cm的圆形电流线圈中心产生的磁场所抵消,则线圈通过的电流为 。 13、如图所示为通过垂直于线圈平面的磁通量,它随时间变化的规律为6t7t1,单位为韦伯,当t=2s时,线圈中的感应电动势为 ;若线圈电阻r1,负载电阻R30,当t=2s时,线圈中的电流强度为 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 一静止的均匀细棒,长为l,质量为M,可绕O轴(棒的一端)在水平面内 无摩擦转动。一质量为m,速度为v的子弹在水平面内沿棒垂直的方向射入一端,设击穿后子弹的速度为v/2如图。 求:(1)棒的角速度。(2)子弹给棒的冲量矩。

24I1laI2db R M,lO 2、 一个沿x轴作简谐振动的弹簧振子、振幅为0.1米,周期为0.2秒,在t=0时, 质点在x0=-0.05米处,且向正方向运动。求:

(1)初相位之值;(2)用余弦函数写出振动方程;(3)如果弹簧的劲度系数为100牛顿/米,在初始状态,振子的弹性势能和动能。

3、 两无限长带异号电荷的同轴圆柱面,单位长度上的电量为3.010C/m,内 圆柱面半径为210m,外圆柱面半径为410m,(1)用高斯定理求内圆柱面

-

228a-λ+λb ---

内、两圆柱面间和外圆柱面外的电场强度;(2)若一电子在两圆柱面之间垂直于轴线的平面内沿半径310m的圆周匀速旋转,问此电子的动能为多少?

4、图示电路中,已知120V,218V,310V,R16,R24,R32,求通过每个电阻的电流和方向。

ε1R12

5、一半径为a的长直圆柱形导体,被一同样长度的同轴圆筒形导体所包围,圆筒半径为b,圆柱导体和圆筒载有相反方向的电流I。求圆筒内外的磁感强度(导体和圆筒内外的磁导率均为0)

6、均匀磁场局限于一个长圆柱形空向内,方向如图所示,的均匀金属圆环同心放置在圆柱内,试求:

(1) 环上a、b两点处的涡旋电场强度的大小和方向。 (2) 整个圆环的感应电动势。 (3) 求a、b两点间的电势差。

(4) 若在环上a点处被切断,两端分开很小一段距离,求两端点a,c(c

在a点的上方)的电势差。

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(18)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、 一飞轮的角速度在5s内由90rads均匀地减到80rads,那么飞轮的角加速度

11R2ε2ε3R3 dB0.1Ts1。有一半径r=10cmdtBab o= ,在此5s内的角位移= 。

2、两个相互作用的物体A和B无摩擦地在一条水平直线上运动,A的动量为pAp0bt,式中p0和b都是常数,t是时间。如果t=0时B静止,那末B的动量为 ;如果t=0时B的初始动量是-p0,那末B的动量为 。

3、光滑的水平桌面上有一长2l,质量为m的均质细杆,可绕通过其中点,垂直于杆的竖直轴自由转动,开始杆静止在桌面上,有一质量为m的小球沿桌面以速度v垂直射向杆一端,与杆发生完全非弹性碰撞后,粘在杆端与杆一起转动,那末碰撞后系统的角速度ω= 。

4、振幅为0.1m,波长为2m的一简谐余弦横波,以1m/s的速率,沿一拉紧的弦从左向右传播,坐标原点在弦的左端,t=0时,弦的左端经平衡位置向正方向运动,那末弦左端质点的

-

---

振动方程为 ,弦上的波动方程为 。

5、在边长为a的等边三角形的三个顶点上分别放置一个电量为-q和两个电量为+q的点电荷,则该三角形中心点处的电势为 。

6、如图,若C110F,C25F,C34F,U100V,则电容器组的等效是容C= ,电容器C3上的电压

C1UC3C2U3= 。

7、两个点电荷+q和+4q相距为l,现在它们的连线上放上第三个点电荷-Q,使整个系统受力平衡,则第三个点电荷离点电荷+q的距离为 ;其电量大小为 。

8、若一球形高斯面内的净电量为零,能否说该高斯面上的场强处处为零? (填“能”或“不能”)

9、真空中均匀带电的球面和球体,如果两者的半径和总电量都相等,设带电球面的电场能量为W1,带电球体的电场能量为W2,则W1 W2(填<、=、>) 10、如图所示,两个半径为R的相同的金属环在a、b两点接触(ab连线为环直径),并相互垂直放置,电流I由a端流入,b端流出,则环中心O点的磁感强度的大小为 。

11、长直载流I2与圆形电流I1共面,并与其一直径相重合,如图所示(但两者间绝缘),设长直导线不动,则圆形电流将 。(填“运动”或“不动”)

oI1Iaob I2

12、两长直导线通有电流I,图中有三个环路,在每 种情况下,Bdl等于 (环路a);

LbcIacI (环路b); (环路c) 13、一电子射入B(0.2i0.5j)T的磁场中,当电6子速度为v510jm/s时,则电子所受到的磁力F= 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 一根均匀米尺,在60cm刻度处被钉到墙上,且可以在竖直平面内自由转动,先用手使

米尺保持水平,然后释放。求刚释放时米尺的角加速度,和米尺到竖直位置时的角速度

-

---

各是多少?

2、如图所示,A、B两点相距20米,为同一介质中的二波源,作同频率(100赫兹),同方向的振动,它们激起的波设为

AB平面波,振幅均为5厘米,波速均为200米/秒,设A处波的AO0,B处波的BO。求AB连线上因干涉而静止的各点的位置。 3、电量Q(Q>0)均匀分布在长为L的细棒上,在细棒的延长线上距细棒中心O距离为a的P点处放一带电量为q(q>0)的点电荷,求带电细棒对该点电荷的静电力。

4、一电路如图,已知

L++++++o+QaP+q11.0V,23.0V,32.0V,r1r2r31.0,

ε1,r1R1R11.0,R23.0,

(1) 求通过R2的电流。 (2) R2消耗的功率。

ε2,r2R2

ε3,r3 5、如图所示,有一均匀带电细直导线AB,长为b,线电荷密度为λ。此线段绕 垂直于纸面的轴O以匀角速度ω转动,转动过程中线段A端与轴O的距离a保持不变。

oaAbBω(1) O点磁感强度B0的大小和方向。

(2) 求转动线段的磁矩pm。

6、如图,一对同轴无限长直空心薄壁圆筒,电流I沿内筒流去,沿外筒流回,已知同轴空心圆筒单位长度的自感系数为L0。 2R1

R2;

IR2R1I(3) 求同轴空心圆筒内外半径之比(4)

若电流随时间变化,即II0cost,求圆筒单位长度产

生的感应电动势。

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苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(19)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式) 1、一个半径R=1.0m的圆盘,可以绕一水平轴自由转动。一根轻绳绕在盘子的边缘,其自由端拴一物体A(如图),在重力作用下,物体A从静止开始匀加速地下降,在t=2.0s内下降距离h=0.4m。物体开始下降后t=3s末,轮边缘上任一点的切向加速度at= ,法向加速度an= 。 2、一质量m=50g,以速率v=20m/s作匀速圆周运动的小球,在1/4周期内向心力加给它的冲量的大小是 。

3、一个沿x轴作简谐运动的弹簧振子,劲度系数为k,振幅为A,周期为T,其振动方程用余弦函数表示,当t=0时,振子过xAR A处向正方向运动,则振子的振动方程为2x= ,其初始动能Ek= 。

10t4x),式中各物理量单位均为国际4、一横波沿绳子传播的波动方程为y0.05cos(单位制。那么绳上各质点振动时的最大速度为 ,位于x=0.2m处的质点,在t=1s时的相位,它是原点处质点在t0= 时刻的相位。

5、一空气平行板电容器两极板面积均为S,电荷在极板上的分布可认为是均匀的。设两极板带电量分别为Q,则两极板间相互吸引的力为 。

6、一同轴电缆,长l10m,内导体半径R11mm,外导体内半径R28mm,中间充以电阻率10m的物质,则内、外导体间的电阻R= 。

7、真空中半径分别为R和2R的两个均匀带电同心球面,分别带有电量+q和-3q。现将一电量为+Q的带电粒子从内球面处由静止释放,则该粒子到达外球面时的动能为 。

8、图示电路中,当开关K断开时,a、b两点间的电势差Uab= ;K闭合时,图中10μF电容器上的电量变化为Δq= 。

12ΩKa5μFb3Ω+20V1210μF

9、一空气平行板电容器,极板面积为S,两极板相距为d,电容器两端电压为U,则电容器极板上的电量q= 。若将厚度为d/2的金属板平行插入电容器内,保持电压U不变,则极板上电量增加Δq= 。

d/2-

LAPadUBx ---

10、如图所示,平行的“无限长”直载流导线A和B,电流均为I,垂直纸面向外;两根载流导线相距为a,则(1)在两直导线A和B的中点P的磁感强度的大小为 ;(2)

磁感强度B沿图中环路L的积分Bdl= 。

L11、有一半径为4cm的圆形线圈,共12匝,载有电流5A,在磁感强度B=0.6T的均匀磁场

n中,线圈受的最大力矩为 ;当线圈平面法线和B成 时,它受

的力矩为最大力矩的二分之一。

dB12、圆柱形区域内存在一均匀磁场B,且以为恒定的变化率减小。一边

dt长为1m的正方形导体框abcd置于该磁场中,框平面与磁场垂直(如图所示),回路的总感应电动势i的大小 ,方向 。 二、计算题:(每小题10分,共60分)

boBacd 1、 水平放置的弹簧,劲度系数k=20牛/米,其一端固定,另一端系住一质量m=5千克的物

体,物体起初静止,弹簧也没有伸长,假设一个水平恒力F=10牛顿作用于物体上(不考虑摩擦)。试求:(1)该物体移动0.5米时物体的速率;(2)如果移到0.5时撤去外力,物体静止前尚可移动多远。

2、 一质量为m0均质方形薄板,其边长为L,铅直放置着,它可以自由地绕其一固定边转动。

若有一质量为m,速度为v的小球垂直于板面撞在板的边缘上。设碰撞是弹性的,问碰撞结束瞬间,板的角速度和小球的速度各是多少。板对转轴的转动惯量为m0L。 3、A、B为两个平行的无限大均匀带电平面,两平面间电场强度大小为E0,两平面外侧电场强度大小都为求两面上电荷面密度A,B。

132ABE0,方向如图所示。3E0/3E0E0/3 4、一平行板电容器,极板面积S10cm,极板间相距

2Sεr1εr2d d1mm,在两极板间充以厚度相同,相对介电常数分别

为r15,r27的电介质。求: (1)该电容器的电容C;

(2)对该电容器充电,使极板间电势差为U=100V,该电容器储存的电能W。

5、一塑料薄圆盘,半径为R,电荷q均匀分布于表面,圆盘绕通过圆心垂直面的轴转动,角速度为,求:

q-

ωoR drr---

(1) 在圆盘中心处的磁感强度。 (2) 圆盘的磁矩。

6、如图,一长直导线通以交变电流II0sint,在此导线平行地放一长为l,宽为a的长方形线圈,靠近导线的一边与导线相距为d。周围介质的相对磁导率为r。求任一时刻线圈中的感应电动势。

dIal

苏州大学 普通物理(一)上 课程试卷(20)卷 共6页

一、填空题:(每空2分,共40分。在每题空白处写出必要的算式)

1、一质量为10kg的物体沿x轴无摩擦地运动,设t=0时,物体位于原点,速度为零。如果物体在作用力F=(3+4t)牛顿的作用下运动了3m,它的加速度a= ,速度v= 。

2、坐在转椅上的人手握哑铃。两臂伸直时,人、哑铃和椅系统对竖直轴的转动惯量为在外力推动后,此系统开始以n115转/分转动,转动中摩擦力矩忽略不计。I12kgm2。

当人的两臂收回,使系统的转动惯量就为I20.80kgm2时,它的转速

n2 。

3、一水平管子,其中一段的横截面积为0.1m,另一段的横截面积为0.05m,第一段中水的流速为5m/s,第二段中的压强为210Pa,那么第二段中水的流速为 ,第一段中水的压强为 。 4、设S1,S2为两个相干波源,相距

5221波长,S1比S2的相位超前,若两波在S1,S2相连42方向上的强度相同且不随距离变化,R为S1,S2连线上S1外侧的任一点,那么S1、S2发出的波在R点的相位差= ,合成波的强度I= 。

5、相距10cm的两点电荷,q14.010C,q23.010C,A点离q1为8cm,离q2为6cm,则A点的电势UA= 。

6、如图,若C110F,C25F,C34F,U100V,则电容器组的等效电容C= ;电容器C1上的电压U1= 。

7、在静电场中,电势不变的区域,场强必定为 。

99C1UC2 C3-

---

8、在边长为0.5m的等边三角形的三个顶点上分别放置两个电量210C和一个 电量为110C的点电荷,则带负电的点电荷受到的电场力的大小为 。 9、一导体球外有一同心的导体球壳,设导体球带电量+q,导体球壳带电量-2q,则静电平衡时,外球壳的外表面带电量为 。

aIrR1I1b88ε

10、图中,6V,r1,R110,R220,则流过电源的电流I= 。

11、若通电流为I的导线弯曲成如图所示的形状(直线部分伸向无限远),则O点的磁感强度的大小为 ,方向是 。

12、如图所示,半径为R的半圆形线圈,通有电流I,线圈处在与

R2 RoIIo 线圈平面平行向右的均匀磁场B中,线圈所受磁力矩大小

为 ,方向为 ;线圈绕OO轴转过 度时,磁力矩恰为零。

Ro'IB13、磁换能器常用来检则微小的振动,如图所示,在振动杆的一

端固接一个N匝的矩阵线圈,线圈的一部分在匀强磁场B中,设

杆的微小振动规律为xAcost,则线圈中感应电动势为 。

二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 如图所示,A、B两圆盘钉在一起,可绕过中心并与盘面垂直的水平轴转动, 圆盘A的质量为6kg,B的质量为4kg。A盘的半径10cm,B盘的半径5cm,力FA与FB均为19.6牛顿,求:

(1) 圆盘的角加速度;

(2) 力FA的作用点竖直向下移动5m,圆盘的角速度和动能。

2、一质点沿x轴作简谐振动,振幅为0.10m,周期为π秒;当t=0时,质点在平 衡位置,且向x轴正方向运动。求:

(1)用余弦函数表示该质点的振动方程。

FARAb振动杆 ABRBFB -

---

(2)质点从t=0所处的位置第一次到达

A处所用的时间。 23、用绝缘细线弯成半径为R的半圆环,其上均匀地带有正电荷Q,求圆心处电场强度的大小和方向。

QRoy

x 4、一圆柱形电容器两极板半径分别为a和b,高为h,极板带电量为Q,求该电容器储存的电场能量。

-Q+Qabh 5、一长直导线与正方形线圈在同一平面内,分别载有电流I1和I2。正方形的边长为a,它的中心到直导线的垂直距离为d,如图所示。求:

(1) 正方形载流线圈所受I1的磁场力的合力大小和方向; (2) 当I13A,I22A,a4cm,d4cm时,合力的值。

6、无限长且半径为R的直导线,通有电流I,电流均匀分布在整个截面上,求: (1)距导线中心轴r处的磁感强度B。(r < R)

(2)单位长度导线内部所储存的磁能与其相应的自感系数(设r1)。

苏州大学普通物理(一)上课程(01)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分)

AI1dDI2CB 10 2、M50157Nm 33、p2mv0.2kgm/s,L0

1、4、v160cm/s0.6m/s,v2150cm/s1.5m/s,p1p2945Pa 5、E0,U140Q R-

---

6、UAB12(3) V,I3A,UAO18V (1)用的是B处减去A(2)7、IRr,Uab0 8、3.1102V

9、EV0B 10、0 11、200A/m0.126T12.6J/m3 二、计算题:(每小题10分,共60分)

12m2mg21、①TRIMRa g,22mM(2mM)RaR122m2v2ah,物体动能Ekmmvgh;22mM② 211vmM圆盘动能EkmIw2I2gh22R2mM2mgTma2、W2rad/s,A0.06m T(1)x0A,知0,于是振动方程:y0.06cos(t)m,(2)波动方程:y0.06cos[(t(3)波长:vT4m此处波动方程,对比振动方程与波动方程。 3、

x)]m,2

(1)等效电容CC1C2516F,带电Q5100C500C,V

Q50083.3VC6(2)W4、dU11(C1U2CU2)(51002683.32)1064.168103J 22140dqRa22,UdU140QRa22

5、解:B1pB2p0I12PI121/2Bp(B12pB22B1p5.66106特斯拉 p) 6、(1)B0I 2r-

---

B210I2WB()20202rI41071020.987J/m30.254282()1022101.71083.33102V/m

0.254(102)22uIR(2)ElllsIlr2e110E28.851012(3.33102)24.981015J/m322苏州大学普通物理(一)上课程(02)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分)

R221、 2、

22g3、0.75m/s,3m/s,4.22103Pa 4、22mm ,,2k2k5、W120qq0qq01q 6、q,q,U ,v40R2a0maIdQ27、E0,W 8、0;

4R40s9、d,0 10、0.079Nm,1N dt二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、(1)FRI,FR980.239.2rad/s2 I0.5(2)WFS985490JWEk12Iw,W22WI 249044.27rad/s0.52、在水平方向,有:Mv0(Mm)v 解得:vMv0

Mm1212kAMv02211碰撞后总能量kA2(Mm)v222碰撞前总能量-

---

A2Mmv2MmM2所以22(),AMMMmAv0振动周期T2Mmk1C11F 3MAMm

3、(1)最右面3个C1串联而得CCcd2F1F3F同理Cef2F1F3F(2)UefUcd 4、I1Cab13F1F31100UV331100UefV396V6A0.5A

(57)12I36V4Ωa3V3V3I2A0.5A(3.52.5)6

6V3V3I3A0.75A44(1)

3.5Ω7Ωb2.5ΩI26V中电流:I1I30.5A0.75A1.25A3V中电流:I3I20.75A0.5A0.25AI1(2) ba中电流:I1I20.5A0.5A1.0A 5、解:ffCD0I1I2CD8104N,方向向左 2afEFfDE0I1I2l8105N,方向向右2ababIIIab01I2dr012ln9.2105N,向上 a2r2afEC9.2105N,方向向下6、解:

4N1N2s7100050510M04100.05mH 2R20.1苏州大学普通物理(一)上课程(03)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分) 1、IcmR2,Ip2mR2,T22R 2、2.5m/s,0.5m,5Hz,x轴正向传播 g-

---

3、UAB12V,I3A,UAO18V 4、q,U5、安/米2(A/m),西/米(S/m) 6、B140q R2mv0R1.57108,0 1.14103T,;v0Rq7、I1A1B;4/1 二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、kMg,油灰碰撞前的速度v2gh,碰撞后共同运动为V,mv(Mm)V x0机械能守恒,下移最大距离x,则111k(x0x)2(Mm)V2kx2(Mm)gx 2222m2x02m2x0hm得:xx00.3m2MM(Mm)M2、M1mglcos 21Iml233gcos2l 121Imglsin223gsinl3、(1)U1000V;Q121000C;Q241000C4000C

(2)等效C246FQQ2Q12000CUQ2000333.3V C61Q12333.3C666.6C1Q24333.3C1333.4C4、距左端x处取线元dx:dqdx

dEdx40(Ldx)2LEdE0L40(Ld)d

5、(1)解:按右手定则I1,I2在P点的磁感应强度方向相同

-

---

BPB1PB2[P0I10I220I4.0105T2x2(dx)dr1r2I0I2(2)解:BdS01ldxr12x2(dx)IlrrIldr01ln1202ln22dr1r2r1

0I1ldr1ln2.2106韦伯r1dd6、解:(1)ErdS ,2rEdtdt1dSdBr2dBrdB0.10.1E5103V/m2rdt2rdt2rdt2dt2顺时针沿圆周的切向1dSdB(2)I1.57mARRdrRdt(3)U2rE3.14103V

苏州大学普通物理(一)上课程(04)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分) 1、-2 rad/s2,425 rad,40 s 2、Ep1E0.5105J,EkEEp1.5105J 43、1.3 m/s2,1.9 m/s 4、E0,U140Q 5、E,Ud R001LI,MI1I2 26、I0,Uac,Uab 7、8、B0rI 22R329、MISB0.003Nm,30(或150),mIS510Am 二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、Ek11212I11.97104J,Ek2I22.19103J 22每冲一次飞轮所做的功AEk1Ek21.75104J

2、设平面简谐波的波长为,坐标原点处的质点振动初相位为0,则该列平面简谐波的表达式可写成:

-

---

y0.1cos(7t2x0)0.1

t1.0s时,ya0.1cos[720]00.20此时a质点向y轴负方向运动,于是72

①

而此时b质点正通过y0.05m处向y轴正方向运动0.2yb0.1cos7200.05720.203 ②

联立①,②式得:0.24m,0该平面波的表达为

17(0) 3317]30.12

x或y0.1cos[7t]0.1233、(1)Cy0.1cos[7tx244F 2434600C800C3Q800CU1400VC12FQCUU2Q800C200VC24F(2)CC1C22F4F6FQ2800C1600CUQ1600266.7VC6Q12266.7106533.3C4266.71061066.7CQ24、dR

drdrR 22a2a2r2rdS,长为l宽为dr 5、解:在平面S上取面元-

---

dBBldrB0ir2R2IlRIlIBldr02rdr00442R0BdB0RR

06、解:i21B1lvB2lv0NI11lv() 2dda100041075.0114.01023.0102()22 25.0107.0106.86106特苏州大学普通物理(一)上课程(05)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分)

(1)62.5, 1.67S (2)0.02m, 2.5m , 100Hz, 250m/s (3)1.69×104pa (4)ql ,

ql (5)q/ε0, 0 340r1(6)-q, Q+q,

dBqQ (7) ·S

40R2dt1(8)2IRB, 2IRB, 0 (9)0I2 (10)A 二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、lmv=(ml2+

12

Ml)ω, 3

111(ml2+Ml2)ω2=mgl(1-cosθ)+Mgl(1-cosθ) 2323m2v2∴θ=arc cos(1-)

M3mM2mlg2、(1)A=0.1m ω=

2=πrad/s T由x=0处,t=0.5s时 y=0 V<0 φ=0 故原点振动方程为y=0.1 cosπt (2)∵λ=40m ∴y=0.1 cos(πt-

2xx)=0.1cos π(t-)

40203、(1)C’=

C1C2=3.33μF, C=C’+C3=7.33μF

C1C2 (2)U1+U2=100,10U1=5U2 ∴U1=100/3伏 U2=200/3伏

-

---

W1= W2= W3=

11C1U1 2=J=5.56×10-3J 218011C1U2 2=J=1.11×10-2J 2901C3U 2=2×10-2J 24、ε1RRi回路 I1R+I3Ri =ε1 ε2RRi回路 I2R+I3Ri =ε2 又 I3=I1+I2

∴Ui=I3Ri=

12R2RiRi

5、解:由安培环路定律BdlB2r0I

当rI0,B0

I(r2a2)0I(r2a2)I2,B

ba22r(b2a2) 当a当r>b时

II,B

0I 2r φa=NaB0Sa=NaNbμ

0

6、解:(1)B0=Nb

0Ib2RIb·Sa Sa是线圈a的截面积 2RSaa4.0104-7

M==NaNbμ0=50×100×4π×10×=6.28×10-6亨利

2R20.20IbSdIbda (2)=NaNbμ0=-3.14×10-4韦伯/秒

dt2Rdt (3)εa =3.14×10-4伏特

苏州大学普通物理(一)上课程(06)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分) (1)

3, 2π4l, (2)125rad/s , V=338m/s, 17.0m g(3)ω0/6 (4)2.375×105pa (5)库仑·米, 0 (6)

q40R2,

q40R2I,

q40r (7)

qq0qq0,

20a0ma(8)上 (9)

2r,

I (10)μ0(I2+I5-I3) 2r(11)ISB (12)μ0I2/8π2a2

-

---

二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、由mg-T=ma,TR=Iβ,a=Rβ 可解出:a=mg/( m+

1M) 2 ∵v0=0 ∴v=at=

2mgt

2mM2、(1)mv0=(M+m)V0 ∴V0=1.4m/s 由动能定理 f·s= ∴μ=0.196 (2)W1=(3)W2=

1(M+m)V02, f=(m+M)g·μ 211mV02-mv02=-703J 221MV0=1.96J 210sr0s0s+=(1+εr) 2d2d2d3、等效电容 C= (3)U=

Q2dQ= C01rsU2Q= d01rsU2Q= d01rs (2)E=

(1)E0=

4、左边小回路,逆时针方向 16I1+2I3=24 右边小回路,顺时针方向 18I1+2I3=30 又 I1+I2=I3

解得:通过16Ω的电流,I1=1.18A(方向向右) 通过18Ω的电流,I2=1.38A(方向向左) 通过2Ω的电流, I3=2.56A(方向向上) 5、解:I=qn=2πRλn Bp=

0IR2IR3=μ0πnλ

在Q点BQ=

0IR22Rx223=

20nR3R2x23

2-

---

6、解:φ=d=

daa0Ildr0Ilda

=ln

d2r27d |εi|=|-N|=1000×

dt4104102710251003.14cos100tln5102

2 =4.23×10-3cos100πt伏

苏州大学普通物理(一)上课程(07)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分) 1、I3mL,MmgL,3、att,5att24,4at5 4、W2g1 2、0 3L4120qq0qq01Q 5、E0,U ,v40Ra0ma1406、库仑米(Cm),U0Ip, 7、,024Rr58、2BIR,0 9、20A/m,2.510T 二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、kf60200N/m,l0.3k7.07rads ml0x0ox① 由题意 00,A0.1m,得x0.1cos7.07t(m) ② x0mg49.80.196m k200x5cm时,Fk(x0x)200(0.1960.05)29.2N

t1时刻:x0,v0,t1③

2t10.222(s) 2t2时刻:x0.05m,v0,t2tt2t10.074s2、①根据动能原理有:fs22t20.296(s) 3312mv0mgh 2fsmgcosh12mghctgmv0mghsin22v0解出h4.25m2g(Hctg)

-

---

②根据动能原理有:mgh12mvfs 212mvmghmghctg 2v[2gh(1ctg)]1/28.16m/s3、(1)等效电容C0S2d0rs2d0s2d(1r)

(2)EE04、IU d12VI2Ω2Ωab8V10V4Ω2Ωc3Ω1284A

22329(1)UacI(23)8V(2)UabUacUbc425810V99

2210V10VV995、解:BBp0

BOQ0I41072014(cos1cos2)(1)1.7310特斯拉24r0242.0100.866

BBOQBOP1.73104特方向垂直纸面向外6、解:当x0Ix2a2ab时,B30I 2x苏州大学普通物理(一)上课程(08)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分) 1、I3212gml,Mmgl, 423l77l7ml2,T21.533s,l0m0.583m 4812g122、Ip3、

1212v1p1v2p2,p12.375105Pa 224、U140Q,E0 R-

---

5、库仑•米(c•m),U140140,p r2qQ R22R

6、E0,U1U27、

220N12a20N2a0N1N2a22R,2R8、

1BL2,0,b 2二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、ImR201md2,20.9rad2

s4tF(0.50.75)N0.50

FrRNRI,NN,F314N

2、①vmA,故vm21.5s1,T4.19s A22 ②amAvm4.510ms2

③2,故x0.02cos(1.5t2)

3、(1)U1U3100V,15U14U3U1U2400150021.05V,U378.94V 1919C1UC3U3C2U1=U2(2)Q1C1U11021.05c210.05c

Q2C2U2521.05c105.25cQ3C3U3478.94c315.76c

(3)Q315.76c (4)CQ315.763.1576F U1004、设平行板面积为S,板间距d 板间电场EQr0S,板间电压UEdQd

r0S板间电阻R5、解:

dUQdSQ,漏泄电流i

SRr0Sdr0m1vm2v21.0105(6563)1.6610273D1D22(R1R2)2()8.410米19qBqB1.6100.50-

---

6、解:长直导线的电流对O点的磁感应强度无贡献

BI1BI204l10I1dl0I1l1 224rr0I2l2

4r2l2I1R2lsl2,BI1BI2lI2R1l1l1 s又BI1与BI2方向相反,B总0苏州大学普通物理(一)上课程(09)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分)

1、2g,0 2、0.05m,,x0.05cos(t)

23、h46cm 4、0 5、q,q,140q1Q 6、E0,U R240R7、(a)UAB,(b)UAB0 8、BScost;BSsint 9、

0I11();外 10、0.005V/m;1.57mA 8rR二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、 受力分析如图所示: 2mgT12maT2mgma12T1rTrmr212TrT2r2mrar联立解得:T11mg8

aT2mmgβTTβT12ma2mg2、(1)122 (2)Ar2r12

2A12A22A1A2cos0.28102m

C1UC33、(1)C1C210515F

C2U1=U2U3-

---

C15460F3.1579F

154194001500V21.05V,U3V78.94V 1919(2)U1U3100V,15U14U3,U1U2(3)W1160CU210021061.58102J 2219rbdrdr11 R() 22ra4r4rarb4r4、dR5、解:不考虑相对论效应

12mvEk 222.01031.610197V2.6510米/秒31 9.110V//Vcos894.7105米/秒, VVsin892.65107米/秒2EkmVm1T2()3.561010秒,r1.52103米

eeB()Bm6、证明:①电荷面密度每秒转过圈数为nq 2R 2取积分元dq2rdr,相应电流dIndqn2dr

dB0dI2r0nrdr,且方向沿轴线向外(当q0时)R0BdBq0ndr0nR02R

223②dPmSdIrdI2nrdr

RPmdPm0R412nrdr2nqR2

44232苏州大学普通物理(一)上课程(10)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分)

1、t4s,v15m/s 2、>

62R3、2.5m/s,0.5m,x轴负向 4、g 2T5、E0,UQd,UACUAB0 6、IRr20s-

---

7、安/米2(A/m2),西门子/米(S/m) 8、感应电动势;铜盘边缘处 9、3.110伏特;从左向右通过R 10、二、计算题:(每小题10分,共60分)

20R2N20R2N2I2l;2l

mgTmaTrI22gt1、ar联立解得:Imr(1) 2sS1at222、①由振动曲线可知,P处质点振动方程为

yPAcos(2t)Acos(t) 4212②O处质点的振动方程 y0Acos(t) ③yAcos[t22x]

3、(1)等效电容CC1C2516F 带电Q5100C500C

Q50083.3VC6 Q1583.3C416.65C

UQ2183.3C83.3C(2)W14、dE11(Q2Q12)(5002416.653)210127.640103J 62C125101dq

R2a240cos

aR2a2140aQadq(R2a2)3/240(R2a2)3/2

EdEcos5、解: (1)MmBsinBISsin1BIR27.85102牛米 2-

---

M的方向:m向外,B向上,M向左105103(2)直线部分:F1IB2R20.11N104方向垂直纸面向外 圆弧部分:F2IRBsindQ2IRB1N0方向垂直纸面向里6、解:

1I141072.06B15.010T,方向垂直纸面向外22r128100I2B5.0106T,方向向右:22r22BB12B22B17.1106T合磁感强度B在垂直纸面且与I1平行的平面内与I1,I2指向的夹角均为45

苏州大学普通物理(一)上课程(11)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分)

1、1m/s,0.75J 2、490J,44.3rads1 3、20cm 4、B/2,2/C

2Q2d5、 6、

20a20S7、5.910m/s 8、0,6q40R

9、

C1C2UC2U ,C1C2C1C210、B00I0I0I,⊙方向垂直纸面向外。 4R14R14R2211、两倍 12、rBcos

13、零,mB

二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、(1)21t2rads2

(2)1t12t425rad 2(3)02tt-

240s ---

2、解:(1)子弹受的冲量Fdtm(vv0),

其量值为Fdtm(vv0)3NS,方向与v0相反 (2)由角动量守恒mlv0mlvI,mlv0mlv9rads2

I3、解:带电直线上取电荷元dqdx,其在P点产生的电势dULdx40(Ldx)

UdU0Ld ln40dI1ε1

4、解:设I1,I2,I3方向如图,则I1I2I3

I1R1I2R212I2R2I3R323得I15A,I21A,I34A.UabUaUbI2R2210515V5

x

aI3I2R2ε3R1r

ε2bR3 0I0I4102200BB0,r0.04m 32r2B0210B0方向为y轴方向,B的方向为y轴负方向,即xz平面上,z4cm上的各点磁感应强度为零6、解:(1)Bdl0I

L

0IrIIr2Ir22r≤R1时,I r,B2r,B02222R1R1R12R1(2)该同轴电缆单位长度贮磁能为

2R1R2B12B210Ir210I2dNdV()2rdr()2rdr2V220R120222r2R0001WmV10I20I2R2ln164R1又Wm

R12LI,L00ln2282R1苏州大学普通物理(一)上课程(12)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分) 1、

2v0 2、2mv 2-

---

3、6mv/(M3m)l 4、2,0.262秒

5、3,0 6、21010C,41010C 7、

qq 8、 2060R9、

R1R2,R1 10、0

R1R211、0I/(4R),垂直纸面向里 12、1/2 13、〈 14、0rnI,nI 二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、解:I01111ml2m(l)2ml2,Mmgcos 12696M3gcos I2l113g又I2mglsin,sin 26l2、解:amaxmgam1m2f, 20g0,Amaxmaxg0m2m2k2Emax2(m1m2)22212122(m1m2)kAmaxkg0g0

22k22k2dx3、解: (1)dU, UP40x40(2)由对称法UQ0

dx2lx403l2lldx3ln x4044、解:设极板带电量为±Q,则极板间电势差:

UQ1Q2Qd2rdd() 0S30rS330Sr30rSQ , 得C U(2r)d0qvr3, 5、解:B4rr由电容的定义:C在细棒上取元段dy, dqqdy l-

---

BdBalaB方向:垂直纸面向内6、解:(1)ab0dqvsin900qv1110()5.010T 44laaly2dlI0dl0(vB)dlvBdlvdrIvln 1ababd2r2d4.6104V,方向ab

(2)IiiR2102A,方向ab

dl(3)F外FmBIidlabd0I1IiIIdldr01iln1.8107N,2r2d

F外的方向垂直于ab向右苏州大学普通物理(一)上课程(13)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分) 1、att,4at 7、9.79108C,4.90106J 52、2mg/(M2m)R,3mg/(M2m) 8、0, 203、Acos(II25t) 9、00, T44R2R4、0.51.57m/s,0.92s 10、R2I,R2IB 5、5.28106、

11m,2.19106m/s 11、1:2,1:2

q 60Ft

m1m2二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、解:子弹穿过第一块木块后,Ft1(m1m2)V1,V1再穿过第二块木板后,Ft1m2V2m2V1,V2V1Ft2Ft1Ft2 m2m1m2m22、解:振动系统为复摆模式T2I0,

mgL22mrmL2222r2L225I0IcmLmrmL,T220.26秒 5mgL5gLg-

---

系统按单摆模式振动T2TTL7.7% 0.24秒,相对误差Tg123、解:以球心为圆心作半径为r的高斯面,则:EdSE4r0q,

43r43R3;当rR时,qR,得E 当rR时,qr,得E2330330r(2)Ur3RrR22Edldrdr(Rr)

r3R3r260004、解:在电介质内取厚度为dr,半径为r的薄半球壳,其电阻dR则总电阻Rdr 22rR2R1dRR1R2dr11() 22R1R22r0I2107502.0104T,方向垂直于纸面5、解:电子所在处的磁感强度B2d0.050向里。

方向垂直于导线背向导(1)fL1ev1B1.610191.01072.01043.21016N,线。

(2)fL2ev2B3.21016N,方向平行于导线,并与电流同方向。

(3)v3//B,f30 。

6、解一:

v1f1(a)IBdrCvIv2f2(b)v3(c)rxA D 用id,取顺时针方向为线框回路的正方向。通过线框的磁通量为dtxa0IIlxaldr0ln,x2r2x0Ilavd0Iladxi0,方向为ABCDA

dt2xxadt2x(xa)(x)Bds解二:(用动能电动势求解)

-

---

DB0ID0I(vB)dl(vB)dlvdlvdlACA2xC2(xa)

0Ilav0,方向ABCDA2x(xa)B苏州大学普通物理(一)上课程(14)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分)

1、0.75m/s,7.5N 2、m2g2/2k 3、5106J,1.5106J 4、0.5m,30m/s 5、q80a 6、5106J,5106J

2227、9.010m/s 8、不能

9、

(C1C2)C3(C1C2)U,

C1C2C3C1C2C310、

0I11(),垂直纸面向里 8rR11、ADCBA绕向,ADCBA绕向(顺时针)

212、1.210N 13、

二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、 解:(1)质点m碰撞前速度v碰撞过程动能守恒

2gl

1212mvIw (1) 22碰撞过程角动量守恒mvlIw (2)

2由(1)(2)得:Iml,杆的转动惯量应为I12Ml,M3m 3(2)细杆摆动的最大角度θ,则Mgl11(1cos)Iw2mv2 22211以M3m,v22gl代入得cos,cos1

332、(1)子弹射入木块后共同速度为u,则mv(mM)u,umv2ms1,振动

mM的振幅为A,则

11mM(mM)u2kA2,Au0.05米 22k-

---

(2)k40rad/s,t0时x0,v0u2ms1,mM00.05cos0,20.0540sin0,

3、解:如图:,x0.05cos(40t)22 oTsinqEmgtan得E,

qTcosmg又:E

2mgtan,q05.0109C/m2 20qR1TθθqEmgε1I1I2R3I3I1I2I34、解:I1R1I3R31得

IRIR33222R2ε2I3

1R22R1R1R2R2R3R3R10.281A,I11I3R3R120.156A,I22I3R3R20.125A5、解:(1)mISn,mIS0.314Am,方向垂直纸面向里

(2)MmB,mB,M1.57(mN),在此力矩作用下线圈转90,m//B,即转到线圈平面与B垂直

bIIaaln36、解(1):mBdS0adr0ln3,Mm0,

a2r2I2(2)iMaIln3dI00cost,方向顺时针为正 dt2苏州大学普通物理(一)上课程(15)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分)

1、2.1m/s2,2.68m/s 7、

Q40R,0

2、480 8、

R1R2R2I I,R1R2R1R253、10m/s,2.37510Pa 9、Bx0I4R,By0,Bz0I 2R-

---

4、100赫兹,0.4米 10、

0I,0 2r0I2qQy2,a 11、22 5、223/2220(ay)2a6、

0S2d(r1r2)

二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、 解: 对m1,T1m1gm1a

对m2,T2m2gm2a

2对整个轮,由转动定律:T2R2T1R1(M1R11212M2R2) 2由运动学关系:a1/R1a2/R2, 可解得:(m2R2m1R1)g 22(M1/2m1)R1(M2/2m2)R2m2秒,10/秒, k5T222、 解:T2(1) 在x10cm处,ax1000.110m/s,方向向下 (2)由旋转矢量方法可知,角位秒6,tg0.0524秒(3)设向下为正,对小物体受力分析得mgNma,Nm(g a)

当N0时,即ag时,小物体脱离振动物体x即在平衡位置上方9.8厘米处小物体将脱离振动体。 3、解: (1)EPE1E229.80.098米100

11a ()20x20(ax)20xax20x(ax)aλPx-λ2 (2)f1E20a 4、 (1)

1ABC0ABCAB3得:求得: CBddC2B212CA003-

---

17qq310CBA3即

2qq6107CCA3(2) UACqd1Cd15.08103V 00S5、解:将B分解成Bz和Br(沿经向)对导线环受磁力起作用的是BrBsin

取电流IdlIRd,dFzBrIRdIRBsind,FzIRBcosd2IRBsin02

方向竖直向上。 6、解:

dxzBαIdθr1br1IIr2r1xbaαBRdlBr BdS0I10Ia(r1b)(r2b)1adxln

2xx(r1r2)2rr12Ia(r1b)(r2b)d00lncostdt2r1r2

苏州大学普通物理(一)上课程(16)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分) 1、0.20ms1,0.5 9、

q 602、2Nms,5rads 10、e11

40merioBoRai3、45cm 11、0

2R4、0.078m,9a53(或) 12、零 44 5、1.010C 13、不正确(不一定),正确,不正确, 6、1000V,510J

-

6---

7、

11() 4R1R248、7.510C

二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、解:at1rads2 R(1)当anat时,a恰好与半径成对45,anR2R(t)23,t1s(2)12t2121120.5rad,SR1.5m2、解:(1)2v212, x0处,t0时,y0,且v0,02,y0.10cos(t2)(2)y0.10cos[(tx1)2]

(3)vmaxA0.10.314m/s3、解:由对称性Ey0,dEdqx4cosQ42cosd,

0R20Q0REEQ/2x4cosd00R2/2QQsin0

4[sin00200R2sin(2)]2200R24、解:设AqAS,qBBS, 12A23034求得:

B14AB125106C/m2,AB222106C/m2,

BA2106C/m2,AB32425106C/m25、解:(1)mab0IIxaa2rxdV02lnba -

yRdθ θoθxdE

---

(2)IiiR1dm0Ivabln,方向:D→C。

Rdt2Raab(3)FmDCBIidla0IIiIIab0Iabvdr0ilnln, 2r2ra2aR2Fm方向垂直于DC向上

6、解:(1)BS2102T

(2)HI32A/m (3)B6.25104N/A2,r497 H0苏州大学普通物理(一)上课程(17)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分)

1、2.1ms,3.6m/s 2、490J,44.3rads 3、A 4、2,2A 5、1.0108s,2106m/s 6、

21Qa40r2

7、

3C 8、1000V/m,0 259、1.7810J 10、

02Idl,z轴负方向

16a211、

0I1I2ldln 12、5.6A 2d13、31V,1A

二、计算题:(每小题10分,共60分)

vmvlmlv23mv 1、解:(1)由角动量守恒:mvlmlI,1222MlMl3(2)MdtI2、解:(1)123mvmvlMl 32Ml2210rad/s,x0.1cos(10t0), T-

---

t0时,0.050.1cos0,v00.110sin00,0(2)即x0.10cos(10t(3)Ep4)342(或)33

121kx00.125J,EkkA2Ep0.375J223、解:以半径为r,高为h作同轴高斯面,则:

1EdSE2rh0q

当ra时,q0,E01当arb时,qh,E54020rr当rb时,q0,E0(2)设电子轨道半径为r,则:

v21efme得:Ekmv24.331017J270eV

r20r2404、解:回路及方向如图

I1I3I2I11AI1R1I2R221解得I21A, IRIRI2A33323225、解:由对称性分析,电流产生的磁场是轴对称的磁场,选择轴线中心的圆形回路作为安培环路,则

I1ε1R1LBdl0I

I2R2ε20r2IrIr220ra时,I2r2I,2rB2I,即B02I3ε3aaa2aIarb时,Bdl0I,B0

L2rbr时,Bdl0,B0LR36、解:(1)EarEbr(2)irdB5103Vm1,Ear方向向下,Ebr方向向右 2dtLEdl2rEr3.14103V,方向沿逆时针方向

(3)UaUbabIrab0

(4)UcUai3.1410V(UcUa)

苏州大学普通物理(一)上课程(18)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分)

-

3---

1、2rads2,425rad 2、bt,p0bt 3、3v/4l

4、y0.1cos(t2),y0.1cos[(tx)2]

qcos305、 6、3.16F,79V

20a7、,l34q 8、不能 99、 10、0

11、运动 12、0I,0,20I

13、1.610kN

13二、计算题:(每小题10分,共60分)

1、 解:米尺对悬点的转动惯量为,刚释放时由转动定律:mg0.1I

m9.80.110.5rad/s2

0.093m12Iw 2米尺转到竖直位置时,由机械能守恒:mg0.1(2)2、解: 2mg0.12m9.80.14.58rad/s I0.093mv2m,

两波相遇处的BOAO2rBrA02(20x)x2(10x)A1A2,当(2k1)时,AA1A20,2(10x)(2k1)x10k,k0,1,,10QdxQ1L3、解: 棒上离O点x处取电荷元dqdx,其在P点的电场dE 2L40(ax)P点电场EdxQ/2(ax)20(4a2L2)40LLqQ0(4a2L2)QL/2

电荷q受到的电场力FqE

ε1,r1I1ε2,r2R14、解:(1)选如图的电流方向及回路绕行方向,则

R2-

I2I3ε3,r3 ---

I1I3I22I(Rr)I(Rr)解得I0.29A1112221227 I(Rr)Ir33232222(2)P2I2R20.25W5、解: (1)在AB上一线元dr(图示),dqdr

dq形成的环形电流dIdqdr22abdrdI0ab0B00lna2r4r4a2

orAdrBωa方向为垂直纸面向里(2)旋转带电线元dr的磁矩dpmr2dIAB段总磁矩pmdpm方向为垂直纸面向里6、解:(1)Labr2drbdq=λdr2ar2dr1[(ab)3a3]6 R2IIRRR0,而dr0ln2,L0ln20,2e

R12rI2R1I2R12R1(2)iLdI0Isint dt2苏州大学普通物理(一)上课程(19)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分)

1、0.2ms2,0.36ms2 2、2mv1.41Ns 3、Acos(23t),kA2 4、0.51.57m/s,0.92s T34Q2105、 6、3.3110

20S7、

Qq80R 8、20V,4.010C

59、

0SdU,0SdU 10、0,0I

11、0.18Nm,30或150 12、二、计算题:(每小题10分,共60分)

dB,顺时针 dt12121、 解:(1)由功能原理:Fsksmv v222Fsks21ms1

m-

---

(2)撤去外力,弹簧又伸长Δs,则

12121ksmvk(ss)2Fs 2222Fs1 k2ss0.707,s0.207m(ss)22、解:由角动量守恒:mvLmv1LIw, 由动能守恒:

111mv2mv12Iw2 222(3mm0)vmL2I2mLv6mv可能得:v1 v,22(3mm0)mLImLI(3mm0)L3、解:对高斯面S1,E0sE02E1sAs,即:A00 303AS1ΔS

对高斯面S2,E04E1sE0sBs,即:B00 303dQdQdr1r2()20r2S220Sr1r212BS2ΔSE0E0/3 4、 解:(1)设极板带电量为Q,则极板间电势差:

UU1U2Q0rS120SrrQC,C51.6pFUdrr12E0/3(2)W1CU22.58107J 25、解:(1)图示,在圆盘上取一半径为r,宽为dr的细环所带电量

q2rdr2RdqqdIdqrdr2T2RdIR0qqB0dB02rdr002 2r2RRr方向为垂直纸面向外q(2)细环电流相应的磁矩dpmsdIr2rdrR2Rq1pmdpm2r3drqR20R4dq6、解:dmdxIxda l0rIldx 2x-

---

mdm0rlI0sintdx0rI0ldasintlnsd2x2d

dm0rlI0da0(ln)costdt2dda苏州大学普通物理(一)上课程(20)卷参考答案 共2页

一、填空:(每空2分,共40分) 1、1.5ms2,2.3ms 2、37.5转/分

3、10m/s,2.375105Pa 4、(或),0 5、0

6、7.33F,33V 7、零

二、计算题:(每小题10分,共60分) 1、 解:(1)I8、1.25105N 9、q 10、0.78A 11、0II3I3(1)或00, 4R24R8R112、R2BI,OO,90 213、NBbAsint 1122mARAmBRB0.035kgm2 22M28rad/s2 I(1)转动力矩:MFARAFBRB,(2)FA下移5m,则圆盘的角位移S50rad RA222800,280052.9rad/s 121EkI0.035280049J或EkM49J222、解:(1)A0.10m,221,

秒Tdx0,0,即x0.01cos(2t) dt22x0.10cos(2t0),当t0时,x0,(2)当xA1dx时,cos(2t),且0,2t得t秒0.262秒 222dt2312-

---

yλdldθθoθxdE

3、解:由对称性:Ey0,dExRdQsinsind 22240R40RQ220R2,E0的方向指向x轴正向

E0ExQ420R20sind4、解: 极板间场强;EQ 20r20hrb1Q2drQ2b2取同轴属圆柱壳,则dW0EdV,WdWln

a240hr40ha5、解:(1)由FIBl,B0I 2rFFADFBC0I10I120I1I2aLI2a(),方向向左22aa22(4da)(d)(d)

22(2)F1.6106N0IrIr2,B6、解:(1)Bdl0I,2rB0 R22R20I2r2B2距导线中心轴r处的磁能密度m 2082R4(2)在导线长度为1的范围内,厚度rrdr体元内储有磁能0I2r20I23dWmWmdV12rdrrdr2448R4R0I21WmdWm又WLI2162L08

-

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