上海交通大学2009期中磁波试卷及答案

内容发布更新时间 : 2024/11/14 12:54:55星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

上 海 交 通 大 学 试 卷(物理144A卷) ( 2009 至 2010 学年 第1学期 ) 班级号________________ 学号______________ 姓名 注意:(1)试卷共三张。(2)填空题空白处写上关键式子,可参考给分。计算题要列出必课程名称 大学物理 成绩 (3)不要将订书钉拆掉。(4)第四页是草稿纸。 要的方程和解题的关键步骤。 一、填空题(共56分)

?1、(3分)圆铜盘水平放置在均匀磁场中,B的方向垂直盘面向上,当铜盘绕通过中心O

垂直于盘面的轴沿图示方向转动时,铜盘边缘处电势比盘心处电势 (填:高或低)。

?Bo2、(9分)真空中沿x轴正方向传播的平面余弦电磁波,其磁场分量的波长为?,幅值为H0。在t?0时刻的波形如图所示。则:

(1)磁场分量的波动式为 ;.

(2)电场分量的波动式为 ;

(3) 在t?0时,x?0处的坡印廷矢量为 。 y

x

一 二 二 二 二 z题号 我承诺,我将严1 2 3 4 格遵守考试纪律。

得分 承诺人:

批阅人(流水阅

卷教师签名处)

3、(3分)无限长细导线弯成如图所示的形状,其中c部分是在xoy平面内半径为R的半圆,

1

则通以电流I时o点的磁感应强度B? 。

4、(4分)在长直载流导线I1的磁场中放置一等腰直角三角形线圈,其中通有电流I2。开始时线圈和长直导线在同一平面内,AB边与长直载流导线平行,如图所示。现将线圈绕AC边转过180,且保持I2不变,则转动过程中磁力所做的功

为 。 5、(8分)一永磁环的磁化强度为M,磁环上开有一很窄的细缝。则图

中标出点1、2的磁感应强度B值分别为 和 ;

磁场强度H值分别为 和 。 . 6、(4+1分)一外皮绝缘的导线扭成如图所示的三个圆

ab形平面闭合回路,回路半径分别为a、b、c,且

o?zIcyx12cB?a?b?c。回路中都有均匀磁场B,且B与回路平面垂直并指向内,回路外无磁场。当B的大小以速率k增

B?B?大时,回路中总的感应电动势大小

为 ,要求在图中标出圆回路b中的感应电流的方向。

2

7、(3分)有一半径为a,流过稳恒电流为I的1/4圆弧形载流导线bc,按图示方式置于均

?匀外磁场B中,则该载流导线所受的安培力大小为

_________________。

c a I ?B b

O a

?

8、(4分)一均匀磁化的球体,磁化强度为M, 其半径为R,则角度

为θ处沿球面流动的磁化电流线密度大小为_____________,整个球体

的总磁偶极矩大小为_____________。 9、(4+1分)一平行板电容器两极板面积都为S、相距为d(S??d),处于真空中,始终与一电源相联,保证电容器极板间电势差恒定为V,如图所示。在?t时间内将两极板间距由d变为

?M?d 5d,则电容器极板间的平 3S V

均位移电流强度为____________,并在图上标出位移电流密度的方向。

10、(5分)频率为?1的超声波由探头I发出,被流动的血流反射后,由探头II接收。假设超声波在人体的组织中传播的平均速度为u,超声波与血流方向夹角为?,若探头II接收

频率为?2,那么血流速度?? 。

3

?

11、(4分)有两个同方向同频率的简谐振动,其表达式分别为 x1?Acos(?t??6),

x2?3Acos(?t??3),则合振动的表达式为 。

12、(3分)一简谐波沿x轴正方向传播,图中所示为t =T /4 时的波形曲线。若振动以余弦

函数表示,则3点的初位相为 。 y

12340

ux

三、计算题:(共44分)

1、(10分)真空中有一内、外半径分别为R1和R2的有厚度无限长均匀 带电圆柱壳,其体电荷密度为?,当圆柱壳以匀角速度?绕其轴线旋转时,试求轴线上磁感应强度的大小。

4

R2 R1 ?

?2、(10分)求长度为L的金属杆AC在均匀磁场B中绕平行于磁场方向?的定轴OO'转动时的动生电动势。已知杆相对于均匀磁场B的方位角为

?,杆的角速度为?,转向如图所示。

?B O? ? C ? L A O 3、(12分)如图所示,在一个通有电流I的导体板上,若垂直于板面加一个磁场,则导体板的两侧M和N会出现微弱电势差,这一现象叫霍尔效应。设导体板侧向宽度为b,厚度为d,匀强磁场磁感应强度大小为B,试分析并导出霍尔效应中的霍尔电势差VM?VN。 (导体中载流子为电子,电量为?e,电子数密度为n)。

B

N I I b

d M 4、(12分)如图所示,一沿x方向传播的波,在固定端B点处反射。A点处的质点由入射波引起的振动方程为yA?Acos(?t?0.2?)

已知入射波的波长为?,OA?0.9?,AB?0.2?。设振幅不衰减。求: (1)入射波波动式; (2)反射波波动式; (3)合成驻波波动式。

1

44 学 时 参 考 答 案

5

B O A x 二、计算题:

??1、安培环路定理?B?dl??0I (2分) ???22B?dl?Bl???(R?R)l?(3+3分) 0021?2?B0??0(R?R)?

2B0??0(R12?R2)?2221?2 (2分)

l ?2 (B卷)

2、???L0L???L2(v?B)?dl??lsin??Bsin?dl??Bsin2?(2+4+2分)

02方向A?C(2分)

???L0?L??L2(v?B)?dl??lsin??Bsin?dl??Bsin2? (B卷)

02方向C?A (B卷)

3、平衡时:evB?eE,(3分)VM?VN?Ea?Bva(3分) 而I?nqvab?v?I1BI(3分)即可得VM?VN??。(3分)正负号错扣2分

nednqab1BI (B卷) neb2?(t?0.2???0.9?) 4、y0?Acos?VM?VN????2?y反?Acos(?t?x?0.6?) (4分)

?2?y合?2Acos(x?0.3?)cos(?t?0.3?) (4分)

?

y入?Acos?(t-2?x) (4分)

6

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