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《大學(xué)物理》系統(tǒng)地闡述了物理學(xué)的基本規(guī)律和基本概念。主要內(nèi)容包括：力和運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量、功和能、剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)和波動(dòng)、氣體分子動(dòng)理論、熱力學(xué)基礎(chǔ)、真空中的靜電場(chǎng)、靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)、恒定電流的磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、波動(dòng)光學(xué)、狹義相對(duì)論和量子物理基礎(chǔ)，共13章。《大學(xué)物理》的內(nèi)容緊緊圍繞大學(xué)物理課程的基本要求，難度適中，物理概念清晰，論述深入淺出，例題豐富。書(shū)中概念的引入明確而完整，并有一定的技術(shù)應(yīng)用和理論擴(kuò)展，力求簡(jiǎn)明而不簡(jiǎn)單，深入而不深?yuàn)W。本書(shū)可作為一般理工類(lèi)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)物理教材，也可作為各類(lèi)工程技術(shù)院校有關(guān)專(zhuān)業(yè)的自主學(xué)習(xí)教材，還可供中學(xué)物理教師參考。
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嫵媚的撕紙座
系 ?(院)
專(zhuān) ?業(yè)
年級(jí)、班級(jí)
學(xué) ?號(hào)
姓 ?名
衡陽(yáng)師范學(xué)院2007年下學(xué)期
《大學(xué)物理》（二）期末考試試題B卷（答卷）
題 號(hào) ?一 ?二 ?三 ?四 ?五 ? 合 分 ? ?簽 ?名
得 分
復(fù) 查
得分 評(píng)卷人
一、 單項(xiàng)選擇題：（每小題3分，共30分）
得分 評(píng)卷人
二、填空題：（每小題3分，共18分）
三、簡(jiǎn)答題：（每小題6分，共12分）
四、計(jì)算題：（第1題7分，其它每小題8分，共31分）
3. 如圖所示，線圈均勻密繞在截面為長(zhǎng)方形的整個(gè)木環(huán)上(木環(huán)的內(nèi)外半徑分別為R1和R2，厚度為h，木料對(duì)磁場(chǎng)分布無(wú)影響)，共有N匝，求通入電流I后，環(huán)內(nèi)外磁場(chǎng)的分布。通過(guò)管截面的磁通量是多少?
解： ?適當(dāng)選取安培環(huán)路，然后根據(jù)安培環(huán)路定理分兩種情況討論環(huán)外和環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)。作垂直于木環(huán)中軸線而圓心在中軸線上的圓為安培環(huán)路L。
如果圓周在環(huán)外，因?yàn)?=0，則由安培環(huán)路定理可得，在環(huán)外 ? B=0。
如果圓周在環(huán)內(nèi)，且半徑為r(R1 【2分】， ? ? B?2πr=μ0NI 由此得，在環(huán)內(nèi) ? ? ? ? ? ? ?B=μ0NI／(2πr) 【2分】 為了求環(huán)管截面通過(guò)的磁通量，可先考慮環(huán)管內(nèi)截面上寬為dr，高為h的一窄條面積通過(guò)的磁通量為 ? ? ? ? ? ?dφ=Bhdr＝ dr【2分】 通過(guò)管全部截面的磁通量為 ? ? ?Φ= 【2分】 4. 在折射率n1=的鏡頭表面涂有一層n2=的MgF2增透膜，如果此膜適用于波長(zhǎng)λ=550nm的光，膜的最小厚度應(yīng)是多少? 解一： 增透膜就是使反射光干涉相消，從而增大透射光的光強(qiáng)。因n空 2n2h=(2k+1) , k=0,1,2,… ? 則 h=(2k+1) ?【3分】 當(dāng)k=0【1分】時(shí)，可得增透膜的最小厚度 hmin= = =×10-8(m)= 【2分】 解二： 對(duì)于增透膜，使反射光干涉相消也就是使透射光干涉相長(zhǎng)。故也可由透射光干涉加強(qiáng)求增透膜的厚度。當(dāng)光在MgF2的上、下表面經(jīng)二次反射（有半波損失）【2分】后透射到鏡頭與直接透過(guò)MgF2的透射光相遇時(shí)，兩透射光的光程差為2n2h+λ/2。由干涉相長(zhǎng)條件，有 2n2h+ =kλ,k=1,2,3,… ? 則h=(k－ ) 【3分】 當(dāng)k=1【1分】時(shí)，得增透膜最小厚度hmin= = =×10-8(m)=【2分】 得分 評(píng)卷人 五、證明題：（共9分） 如圖所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I，另一矩形線圈共N 匝，寬為a，長(zhǎng)為L(zhǎng)，以速度v向右平動(dòng)，試證明：當(dāng)矩形線圈左邊距長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離為d時(shí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。 解一： ?由動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)公式 求解。 方法一：通有電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線的磁場(chǎng)分布為B=μ0I/2πx，方向垂直線圈平面向里。對(duì)于線圈的上、下兩邊，因 的方向與 的方向垂直，故在線圈向右平移時(shí)，線圈的上下兩邊不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，（上、下兩導(dǎo)線沒(méi)切割磁場(chǎng)線），只有左右兩邊產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。而左、右兩邊中動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)? 的方向相同，都平行紙面向上，可視為并聯(lián)，所以線圈中的總電動(dòng)勢(shì)為 ?＝?1－?2＝N[ － ]【3分】 =N[ ] =N[ － ]= = 【3分】 ? ＞0， 則? 的方向與?1的方向相同，即順時(shí)針?lè)较颉?分】。 方法二： 當(dāng)線圈左邊距長(zhǎng)直導(dǎo)線距離為d時(shí)，線圈左邊的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=μ0I/2πd，方向垂直紙面向里。線圈以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)左邊導(dǎo)線中的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為 ?1＝N =N =NvB1 =Nv L. 方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉?分】。線圈右邊的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=μ0I/2π(d+a)，方向垂直紙面向里。當(dāng)線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)右邊導(dǎo)線中的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為 ?2 =N =N =NvB2 =Nv L. 方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)健?分】。所以線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 ?＝?1－?2= Nv L－Nv L= ? ＞0，即? 的方向與?1的方向相同，為順時(shí)針?lè)较颉?分】。 方法三： ?由? = ，積分路徑L取順時(shí)針?lè)较?，?/p>
? =N[ ] =N[ ]=N( ) =Nv L－Nv L= 【6分】 ? ＞0，即? 的方向與閉合路徑L的方向相同，為順時(shí)針?lè)较颉?分】。 解二：由法拉弟電磁感應(yīng)定律求解。 因?yàn)殚L(zhǎng)直導(dǎo)線的磁場(chǎng)是一非均勻磁場(chǎng)B=μ0I/2πr，在線圈平面內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直線圈平面向里。故在距長(zhǎng)直導(dǎo)線r處取一長(zhǎng)為L(zhǎng)，寬為dr的小面元dS=Ldr，取回路繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍瑒t通過(guò)該面元的磁通量 dΦ= =BdScos0°= 通過(guò)總個(gè)線圈平面的磁通量（設(shè)線圈左邊距長(zhǎng)直導(dǎo)線距離為x時(shí)）為 Φ= 【3分】 線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由法拉弟電磁感應(yīng)定律為 ? =－ 當(dāng)線圈左邊距長(zhǎng)直導(dǎo)線距離x=d時(shí)，線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 ? = 【3分】 因?yàn)? ＞0，所以? 的方向與繞行方向一致，即為順時(shí)針?lè)较颉?分】。 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向也可由楞次定律判斷：當(dāng)線圈向右平動(dòng)時(shí)，由于磁場(chǎng)逐漸減弱，通過(guò)線圈的磁通量減少，所以感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)要阻礙原磁通的減少，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要與原磁場(chǎng)方向相同，所以電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉?/p>
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