大学物理下p37-13

第一篇：大学物理下p37-13

作业2： 有一同轴电缆，其尺寸如图所示，两导体中的电流均为I，但电流的流向相反，导体的磁性可不考虑。试计算以下各处的磁感强度：（1）r ＜R1 ；（2）R1 ＜r ＜R2 ；（3）R2 ＜r ＜R3 ；（4）r ＞R3。画出B－r 图线。

分析：同轴电缆导体内的电流均匀分布，其磁场呈轴对称，取半径为r 的同心圆为积分路径，BdlB2πr

Bdl0I利用安培环路定理

r＜R1时，0Ir12B12πr0πrB122 πR12πR1

R1＜r＜R2时，B2πrIB0I2202πr

πr2R2222R2＜r＜R3时

B32πr0IIIRr0322B3πRR2232 2πrR3R2

r＞R3时 B42πr0II0B40

B的方向与 I成右螺旋

磁感强度B（r）的分布曲线



第二篇：大学物理下作业

《大学物理（下）》作业

1）电磁感应，下册P112页：11.6，11.8，11.10，11.16

2）机械振动，上册P131页：5.7，5.8，5.11，5.16

3）机械波，上册P199页：6.9，6.13，6.19，6.20

4）波动光学，下册P163页：13.7，13.11，下册P190页：14.12，14.13，5）气体动理论，上册P233页：7.7，7.15，7.22，7.24

6）热机学基础，上册P233页：8.12，8.14，8.15，8.19，7）相对论，上册P130页：4.11，4.15，4.17

第三篇：大学物理下知识点归纳

静电场知识点：

◎掌握库仑定律，掌握电场强度及电场强度叠加原理，掌握点电荷的电场强度公式

◎理解电通量的概念，掌握静电场的高斯定理及应用，能计算无限长带电直线、带点平面、带电球面及带电球的场强分布.◎理解静电力做功的特征，掌握电势及电势叠加原理，能计算一些简单电荷分布的电势 ◎理解电场强度与电势的关系，掌握静电场的环路定理

◎理解导体的静电平衡条件，能计算一些简单导体上的电荷分布规律和周围的电场分布 ◎能进行简单电容器电容的计算（*平行板电容器电容）

◎掌握各向同性电介质中D、E的关系及介质中的高斯定理

◎掌握平行板电容器储存的静电能的计算

重点：叠加原理求电场强度，静电场的高斯定理及应用，电势及电势的计算，静电场的环路定理，简单电容器电容的计算，介质中的高斯定理，电容器储存的静电能

稳恒磁场知识点

◎掌握毕奥—萨伐尔定律，能计算直线电流、圆形电流的磁感应强度

◎理解磁通量的概念，掌握稳恒磁场的高斯定理，掌握安培环路定理及其应用

◎掌握洛仑兹力和安培力公式，能分析运动电荷在均匀磁场中的受力和运动，了解霍尔效应，掌握载流平面线圈在均匀磁场中的磁矩和力矩计算。

◎掌握磁场强度、各向同性磁介质中H、B的关系及介质中的安培环路定理

重点：毕奥—萨伐尔定律及计算，安培环路定理及其应用，安培定律及应用，磁力矩，磁介质中的安培环路定理

电磁感应知识点：

◎掌握法拉第电磁感应定律及应用

◎掌握动生电动势及计算、理解感生电场与感生电动势，◎理解自感和互感，能进行简单的自感和互感系数的计算

◎掌握磁场能量

◎理解位移电流和全电流环路定理

◎理解麦克斯韦方程组的积分形式及物理意义

重点：法拉第电磁感应定律及应用，动生电动势及计算，磁场能量，麦克斯韦方程组的积分形式

第四篇：大学物理下小论文

浅谈电磁感应在生活中的应用

班号：

姓名：

学号：

摘要：电磁学已成为物理学的一个重要分支，是研究电磁运动基本规律的学科。电磁学理论的发展不仅是电工学、无线电电子学、电子计算机技术及其他新科学、新技术发展的理论依据，而且也与人们的日常生活和生产技术有着十分密切的关系。

关键词：电磁感应，电磁炉，电磁炮 正文：

电磁学从原来互相独立的两门学科——电学、磁学，发展成为物理学中一个完整的分支学科，主要是基于两个重要的实验发现，即1820年丹麦物理学家奥斯特发现的电流的磁效应和1831年英国物理学家法拉第发现的电磁感应现象。这两个实验现象，以及1865年英国物理学家麦克斯韦提出的感应电场和位移电流的的假说，奠定了电磁学的整个理论体系。

如今，电磁学已成为物理学的一个重要分支，是研究电磁运动基本规律的学科。电磁学理论的发展不仅是电工学、无线电电子学、电子计算机技术及其他新科学、新技术发展的理论依据，而且也与人们的日常生活和生产技术有着十分密切的关系，下面举例说明电磁学在生活中应用。先来谈谈电磁炉。随着生活水平的提升，人们对安全卫生的炊事用具逐渐接受，电磁炉也进入千家万户。

电磁炉是现代厨房革命的产物，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。电磁炉的功率一般在700～1800W之间，它的结构主要由外壳、高级耐热晶化陶瓷板、PAN 电磁线盘、加热电路板、控制电路板、显示电路板、风扇组件及电源等组成。

电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具。使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生交变磁场，交变磁场的磁力线大部分通过金属锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热。

在电磁炉内部，由整流电路将50Hz的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为15～40kHz 的高频电压，高速变化的电流流过扁平空心螺旋状的感应加热线圈（励磁线圈），线圈会产生高频交变磁场。其磁感线穿透灶台的陶瓷台板而作用于不锈钢锅（导磁又导电材料）底部，在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，锅底迅速释放出大量的热量，就是烹调的热源。

那么涡流又是如何产生的呢？在柱形铁芯上绕有线圈，当线圈中通上交变电流时，每个铁芯片就处在交变的磁场中。铁芯可看成是由一系列半径逐渐变化的柱状薄壳组成，每层薄壳构成一个闭合回路。在交变的磁场中，通过这些薄壳的磁通量都在不断地变化，所以沿着一层层的壳壁产生感应电流。从铁芯的上端俯视，电流的流线呈闭合的旋涡状，因而这种感应电流叫做涡电流，简称涡流。由于大块铁芯的电阻很小，因此涡流可非常大。强大的涡流在铁芯内流动时，电能转化为内能，从而释放出大量的焦耳热,而使铁芯的温度升高。

电磁炉工作过程中热量由锅底直接感应磁场产生涡流来产生的，因此应该选择对磁敏感的铁来作为炊具，由于铁对磁场的吸收充分、屏蔽效果也非常好，这样减少了很多的磁辐射，所以铁锅比其他任何材质的炊具也都更加安全。此外，铁是对人体健康有益的物质，也是人体长期需要摄取的必要元素。

电磁炉具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”。

再来说说电磁炮。电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器。自80年代初期以来，电磁炮在未来武器的发展计划中，已成为越来越重要的部分。

传统火炮提高炮弹初速只能通过增加发射药量来实现，但火炮药室尺寸的增大及炮管长度的加长均受限制，所以传统火炮最大初速难以超越物理限度，而电磁炮则完全摆脱了这一瓶颈。与传统的大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用电磁系统中电磁场的作用力，其作用的时间要长得多，可大大提高弹丸的速度和射程。

电磁炮主要由能源、加速器、开关三部分组成。能源通常采用可蓄存10～100兆焦耳能量的装置。目前实验用的能源有蓄电池组、磁通压缩装置、单极发电机，其中单极发电机是近期内最有前途的能源。加速器是把电磁能量转换成炮弹动能，使炮弹达到高速的装置。主要有：使用低压直流单极发电机供电 的轨道炮加速器和离散或连续线圈结构的同轴同步加速器两大类。开关是接通能源和加速器的装置，能在几毫秒之内把兆安级电流引进加速器中。

电磁炮的原理非常简单。磁场对电流的作用力，可以使通电导体运动，把电能转化成机械能。利用这一原理，科学家提出用磁场对电流的作用力发射炮弹。可以说，电磁炮是一种比较特殊的电动机，因为它的转子不是旋转的，而是作直线加速运动的炮弹。那么如何产生驱动炮弹的磁场，并让电流经过炮弹，使它获得前进的动力呢？一个最简单的电磁炮设计如下：用两根导体制成轨道，中间放置炮弹，使电流可以通过三者建立回路。把这个装置放在磁场中，并给炮弹通电，炮弹就会加速向前飞出。

根据结构和原理的不同，电磁炮可分为以下几种类型：

线圈炮：由环绕炮膛的一系列固定线圈与环绕弹丸的弹体线圈所组成。炮弹发射时，电源依次给环绕炮膛的一系列固定线圈供电，产生一个沿炮管运动的移动磁场，使得在环绕弹丸的弹体线圈中产生感应电流，感应电流也形成一个磁场，产生加速力，使弹丸在炮管整个长度上得到加速。弹丸就这样高速地被发射了出去。

轨道炮：轨道炮是利用轨道电流间相互作用的安培力把弹丸发射出去。它由两条平行的长直导轨组成，导轨间放置一质量较小的滑块作为弹丸。当两轨接入电源时，强大的电流从一导轨流入，经滑块从另一导轨流回时，在两导轨平面间产生强磁场，通电流的滑块在安培力的作用下，弹丸会以很大的速度射出，这就是轨道炮的发射原理。

电热炮：电热炮的原理完全不同于上述两种电磁炮，其结构也有多种形式。最简单的一种是采用一般的炮管，管内设置有接到等离子体燃烧器上的电极，燃烧器安装在炮后膛的末端。当等离子体燃烧器两极间加上高压时，会产生一道电弧，使放在两极间的等离子体生成材料（如聚乙烯）蒸发．蒸发后的材料变成过热的高压等离子体，从而使弹丸加速。

重接炮：重接炮是一种多级加速的无接触电磁发射装置，没有炮管，但要求弹丸在进入重接炮之前应有一定的初速度。其结构和工作原理是利用两个矩形线圈上下分置，之间有间隙。长方形的“炮弹”在两个矩形线圈产生的磁场中受到强磁场力的作用，穿过间隙在其中加速前进。重接炮是电磁炮的最新发展形式。电磁炮作为一种新概念火炮，它具有传统火炮所不具有的特点。电磁炮最大特点便是发射的炮弹初速高。这是由于电磁炮利用电磁发射技术，使电能转化成弹丸动能，使得炮弹初速突破了每秒2000米极限。弹丸初速高，射程就远，所以电磁炮可以远距离射击，能攻击远距离目标；飞行速度高，弹丸撞击目标的动能大，战斗杀伤力也大；弹丸在空中飞行时间减少，可以提高射击命中精度，提高击毁目标的概率。美国海军试验的电磁轨道炮可以精确攻击，误差范围不超过5米，不容易造成目标周围自己士兵的伤亡。

电磁炮不仅可以发射炮弹，也可以用来发射导弹。电磁炮通过巨大的电能，产生巨大的推力，能发射各种类型的导弹，其发射的导弹不需要像传统导弹那样携带燃料飞行，极大降低了导弹的造价，也易于存放，不容易被引爆。

然而，电磁炮的发展也还面临着一些挑战。首先，目前电磁炮能够发射的炮弹质量仍然不大，这是加速能力不足造成的。加速炮弹的力与磁场和电流之积成正比，要获得足够强的加速磁场一般靠超导磁体。用超导线圈产生磁场已是相对成熟的技术，但超导磁体需要冷却到很低温度才能发挥作用，这对于军事应用是个问题，因为会大大降低发射装置的灵活性，如果高温超导强磁体能够研制成功，对低温条件的要求也可放宽。

其次，由于目前没有足够强的发射磁场，那么只能够加大通过弹丸的电流来获取足够的初速度，但是如果加大电流必然会发热造成弹丸的腐蚀，发生危险。

随着科技的发展，超导材料的逐渐成熟，相信我们一定能克服上述问题，电磁炮在未来将会扮演十分重要的角色。

电磁学在大学物理中是一个难点,然而其在日常生活中有着极为广泛的应用,我们的生活与其息息相关,因此学好它是必不可少的。

参考文献：

[1]芶秉聪、胡海云主编.大学物理（下册）[M].北京:国防工业出版社,2012.[2]韩广兴.电磁炉原理使用与维修技术[M].北京：教育音响出版社，2007.[3]孙运升.电磁炉维修基本技能[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2009.[4]黄莹,赵佳.电磁炮的基本原理及在军事上的应用[J].现代物理知识,2004,11.

第五篇：《大学物理I》(下)(模拟题)

成都理工大学2012—2013学年第一学期

《大学物理I》（下）（模拟题）

一、选择题（每小题3分，共30分）

得 分

1、关于温度的意义，有下列几种说法：

(1)气体的温度是分子平均平动动能的量度．

(2)气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义．(3)温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同．(4)从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度． 这些说法中正确的是

(A)(1)、(2)、(4)．(B)(1)、(2)、(3)．(C)(2)、(3)、(4)．

(D)(1)、(3)、(4)．［］

2、温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能和平均平动动能有如下关系：(A)和都相等．(B)相等，而不相等．

(C)相等，而不相等．(D)和都不相等．［］

3、设图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线；令vp



O和

2vp

H

分别表示氧气和氢气的最概然速率，则

2(A)图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线；vpO/v2

p

H=4．

(B)图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线；vp/vp

＝1/4．

O2

H2

(C)图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线；vp

O/2

vpH

＝1/4． 2

(C)图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线；vpO

/v＝ 4．

pH

［

］

—1—

4、两个质点各自作简谐振动，它们的振幅相同、周期相同．第一个质点的振动方程为x1 =

Acos(t + )．当第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位置时，第二个质点正在最大正位移处．则第二个质点的振动方程为(A)x2Acos(t

1π)．(B)x2Acos(tπ)．22

3(C)x2Acos(tπ)．(D)x2Acos(t)．［］

5、一弹簧振子，当把它水平放置时，它可以作简谐振动．若把它竖直放置或放在固定的光滑斜面上，试判断下面哪种情况是正确的：

(A)竖直放置可作简谐振动，放在光滑斜面上不能作简谐振动．

(B)竖直放置不能作简谐振动，放在光滑斜面上可作简谐振动．

放在光滑斜面上

(C)两种情况都可作简谐振动．

(D)两种情况都不能作简谐振动．［］

6、下列函数f(x, t)可表示弹性介质中的一维波动，式中A、a和b是正的常量．其中哪个

函数表示沿x轴负向传播的行波？

ax(bt)．(B)f(x,t)Acos(axbt)．(A)f(x,t)Acos

(C)f(x,t)Acosaxcosbt．(D)f(x,t)Asinaxsinbt． ［］

7、在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，在反射光中看到干涉

条纹，则在接触点P处形成的圆斑为

(A)全明．(B)全暗．

(C)右半部明，左半部暗．(D)右半部暗，左半部明．［］

图中数字为各处的折射率

8、在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度为a＝4的单缝上，对

应于衍射角为30°的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为

(A)2 个．(B)4 个．

(C)6 个．(D)8 个．［］

9、一匀质矩形薄板，在它静止时测得其长为a，宽为b，质量为m0．由此可算出其面积

密度为m0 /ab．假定该薄板沿长度方向以接近光速的速度v作匀速直线运动，此时再测算该矩形薄板的面积密度则为

m0(v/c)2m0

(A)(B)

2abab(v/c)

(C)

m0m0

(D)［］ 223/

2ab[1(v/c)]ab[1(v/c)]

10、康普顿效应的主要特点是

(A)散射光的波长均比入射光的波长短，且随散射角增大而减小，但与散射体的性质无关．

(B)散射光的波长均与入射光的波长相同，与散射角、散射体性质无关．(C)散射光中既有与入射光波长相同的，也有比入射光波长长的和比入射光波长短的.这与散射体性质有关．

(D)散射光中有些波长比入射光的波长长，且随散射角增大而增大，有些散射光波长与入射光波长相同．这都与散射体的性质无关．

［］

二、填空题（每小空2分，共24分）

得 分

1、某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功|W1|，又经绝热膨胀返回原来体积时气体对外作功|W2|，则整个过程中气体

(1)从外界吸收的热量Q = _____________________；(2)内能增加了E = ______________________。

2、熵是______________________________________的定量量度．若一定量的理

想气体经历一个等温膨胀过程，它的熵将________________________．(填入:增 加，减少，不变．)

3、图中所示为两个简谐振动的振动曲线．若以余弦函数表

示这两个振动的合成结果，则合振动的方程为

xx1x2_____________________(SI).-

4、设空气中声速为340 m/s，一机车汽笛频率为750 Hz，机车以时速90公里远离静止的观察者．观察者听到的声音的频率是________________ Hz．

5、在迈克耳孙干涉仪的一支光路上，垂直于光路放入折射率为n、厚度为h的透明介质薄膜．与未放入此薄膜时相比较，两光束光程差的改变量为___________．

6、某种单色光垂直入射到一个光栅上，由单色光波长和已知的光栅常数，按光栅公式算

得k＝4的主极大对应的衍射方向为90°。（1）若知道无缺级现象．实际上可观察到的主极大明条纹共有___________条；（2）若知道缺第2级，实际上可观察到的主极大明条纹共有___________条。

7、只有在同一惯性系中___________________________发生的两个事件，在另一惯性系中

才一定同时发生．

8、已知某电子的德布罗意波长和光子的波长相同，则(1)它们的动量大小_____________；

(2)它们的(总)能量_____________。（填相同或不同）

三、计算题（共46分）

得 分

1、（10分）一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程．已知气体在状态A的温度

为TA＝300 K，求(1)气体在状态B、C的温度；

(2)各过程中气体对外所作的功；(3)经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量(各过程

吸热的代数和)．

(m3)

2、（10分）图示一平面简谐波在t = 0 时刻的波形图，求

(1)该波的波动表达式；(2)P处质点的振动方程．

(m)-

3、（5分）用波长为＝600 nm(1 nm＝10-9 m)的光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气

劈形膜，劈尖角＝2×104 rad．改变劈尖角，相邻两明条纹间距缩小了l＝1.0 mm，求劈尖角的改变量．

分）一束具有两种波长1和2的平行光垂直照射到一衍射光栅上，测得波长1的第三级主极大衍射角和2的第四级主极大衍射角均为30°．已知1=560 nm(1 nm= 109 m)，试求:

(1)光栅常数a＋b

(2)波长

25、（5分）设有宇宙飞船A和B，固有长度均为l0 = 100 m，沿同一方向匀速飞行，在飞

船B上观测到飞船A的船头、船尾经过飞船B船头的时间间隔为t =(5/3)×107 s，求飞船

B相对于飞船A的速度的大小．

6、（8分）一粒子被限制在相距为l的两个不可穿透的壁之间，如图所示．描写粒子状态的波函数为cx(lx)，其中c为待定常量．求在0~l 区间发现该粒子的概率．