(c) 将载流导线看作1/2 圆电流和两段半无限长直电流,由叠加原理可得
B0?μ0IμIμIμIμI?0?0?0?04πR4πR4R2πR4R
B0 的方向垂直纸面向外.
?2、解:O点磁场由AB、BC、CD三部分电流产生.其中
?BAB 产生 1?0
B2??0I12R,方向垂直向里
CD 产生
B3?CD 段产生
?0I?I3(sin90??sin60?)?0(1?)R2?R24?2,方向?向里
∴
B0?B1?B2?B3??0I3?(1??)2?R26,方向?向里.
3、分析 由于矩形平面上各点的磁感强度不同,故磁通量Φ≠BS.为此,可在矩形平面上
取一矩形面元dS =ldx[图(b)],载流长直导线的磁场穿过该面元的磁通量为
dΦ?B?dS?μ0lldx2πx
Φ??dΦ
矩形平面的总磁通量
解 由上述分析可得矩形平面的总磁通量 4、解:
Φ??d2d1???B?dl?8?0a
?ba??B?dl?8?0
μ0lμIldldx?0ln22πx2πd1
???B?dl?0c
?B(1)在各条闭合曲线上,各点的大小不相等.
???(2)在闭合曲线C上各点B不为零.只是B的环路积分为零而非每点B?0.
5、解:取闭合回路l?2?r (a?r?b)
则
???B?dl?B2?rl6、解:
?FAB22?I(r?a)0I2B?22?I?(?r??a)?b2??a22?r(b?a) ∴
??A??I2dl?B2B
FAB?I2a?0I1?0I1I2a?2?d2?d 方向垂直AB向左
???CFAC??I2dl?BA 方向垂直AC向下,大小为
FAC??FBc??d?adI2dr?0I1?0I1I2d?a??ln2?r2?d 同理 FBC方向垂直BC向上,大小
d?adI2dl?0I1drdl?2?r∵ cos45?
d?a∴
FBC??a?0I2I1dr?IId?a?012ln2?rcos45?d 2????b?Fab??Idl?Ba7、解:在曲线上取dl 则
?????B???dl?dl2∵ 与B夹角,不变,B是均匀的.
????bb?Fab??Idl?B?I(?dl)?B?Iab?B∴
aa
方向⊥ab向上,大小
Fab?BIab
单元十一 电磁感应
(一)、选择题 1、A ; 2、B; 3、B; 4、A。 二、计算题
1、解: 以向外磁通为正则
(1)
?m??b?a?0I2πrbldr??d?a?0I2πrdldr??0Il2π[lnb?ad?a?ln]bd
???(2)
d??0ld?ab?adI?[ln?ln]dt2πdbdt
?vCDAB2、解: 、运动速度方向与磁力线平行,不产生感应电动势.
?I????1??(v?B)?dl?vBb?vb0D2?d DA产生电动势
ABC产生电动势
?2??CB???(v?B)?dl??vb?0I2π(a?d)
∴回路中总感应电动势 3、解 由上分析,得
???1??2??0Ibv11(?)?1.6?10?8V方向沿顺时针. 2πdd?a
EOP??l?v?B??dl??vBsin90ocosαdlOPl
2???lsinθω?Bcos90?θdl?ωBsinθ?0ldl??o?L12ωB?Lsinθ?2
由矢量v?B的方向可知端点P 的电势较高.
单元十二 光的干涉
(一)、选择题
1、A 2、 A 3、 C 4、 D 5 C 6、(C) (二)、填空题
l5lDl1、n= 1.4 2、θ= 2nl 3、2nq 4、 nd .
(三)、计算题
Dx=201、解:(1)
D1l=20创5?10-7-3d0.5′102 10-2m
Dx=(2)
D1-7-3l=创5.010=1.0 10m-3d0.5′10
(n-1)d=kl;(3)d=6.90 10m-70.58?d8创5.010-7
2、解:第一级明纹彩色带的宽度.
D0.5l紫=创4.010-7=0.8 10-3m-3d0.25′10 D0.5x1红=l红=创7.610-7=1.58 10-3m-3d0.25′10 x1紫=Dx=x1红-x1紫=0.78 10-3m第五级明纹彩色带的宽度.
D0.5l紫=5创d0.25′10-3D0.5x5红=kl红=5创d0.25′10-3x5紫=k4.0?10-77.6?10-74.0 10-3m
7.6 10-3m
Dx=x5红-x5紫=3.6 10-3m
3、解:根据题意,可知SiO2薄膜表面上的暗纹条件为
2n2e?(2k?1)?2 (k?0,1,2,???)
e?2k?12?6?1???589.3?1276.8nm4n24?1.5
因第七条暗纹的k?6则有
4、解 光线以接近垂直入射的方向入射到薄膜上,即入射角i?0。设薄膜厚度为e,则入射光在薄膜上、下表面两反射光的光程差为
??2ne???
??为由于半波损失而产生的附加光程差,由于薄膜上面的介质为空气,即n1 ???0。 e?k?2n 结合反射光干涉加强条件,有 ??2ne?k?,k?0,1,2,??解方程得 当k?1时,薄膜厚度最小,其值为 emin??2n?550?200(nm)2?1.38 单元十三 光的衍射 (一)、选择题 1、D 2、 B 3、 C (二)、填空题 1、9 ; 2 ; 明。2、1.2×10-3m,3.6×10-3_m。 3、 (三)、计算题 1、解:设屏上第k级暗纹的位置为x。由单缝衍射的暗纹条件bsin??k? xsin??f又因?很小,有 ?x0?x1?x?1?2b,即 x?k?f, k??1时,对应的中央明纹宽度 f50?10??2??546.0?10?6?5.46mma0.10 fff?xk?xk?1?xk?(k?1)??k???aaa 第k级明纹宽度 可见,各级明纹宽度相等,与k无关。并且,中央明纹宽度为其它明纹宽度的两倍。所以, 第二级明纹宽度为 ?x2?f50?10???546.0?10?6?2.73mma0.10 ?D 2、解 若要分辨这两颗星,则望远镜的口径至少应使两星对望远镜的张角为望远镜的最小 4.84?10?6?1.22分辨率,即 1.22?550?10?9D??13.9cm?64.84?10则望远镜的口径为 D值越大,望远镜分辨本领就越强,越能分辨清这两颗星。 单元十四 光的偏振 (一)、选择题1、B 2、B 3、A 4、 B 5、 C (二)、填空题1、53O 37O 互补 2、 (三)、计算题 1、解 设入射光通过第一个偏振片后光强度为马吕斯定律可知,透射光光强为 9I1 4I0,当两偏振片偏振化方向成300角时,由 I1?I0cos2??I0cos2300?I0(323)?I024 保持入射光的强度和偏振方向不变,意味着光从第一个偏振片出来的光强度也为偏振片偏振化方向成450角时,由马吕斯定律可知,透射光光强为 I0。当两 I2?I0cos2??I0cos2450?I0(221)?I022 I2?2I13 所以,两种情况下透射光强度的关系为 2、解:(1)经第一偏振片后的光强: I1=1I02;为线偏振光 11I0?2211I0?421I04;为线偏振光 1I08;为线偏振光 经第二偏振片后的光强: I2=I1?cos245o经第三偏振片后的光强: I3=I2?cos245o(2)将第二个偏振片抽走,则经第二偏振片后的光强: I2=I1?cos290o 1I0?020;没有光射出。
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