一、 填空(每题3分)为x 0,加速度a=At 2+B二、1. 在x 轴上作直线运动的质点,已知其初速度为v 0,初位置 (A 、B 为常数),则t 时刻质点的速度v= ;运动方程为 。
2.质量为m 的子弹,水平射入质量为M 、置于光滑水平面上的沙箱,子弹在沙箱中前进距离l 而停止,同时沙箱向前运动的距离为s ,此后子弹与沙箱一起以共同速度v 匀速运动,则子弹受到的平均阻力F=__________________。
3.如图所示,质量为M ,长度为L 的刚体匀质细杆,能绕首过其端点o 的水平轴无摩擦地在竖直平面上摆动。
今让此杆从水平静止状态自由地摆下,当细杆摆到图中所示θ角位置时,它的转动角速度ω=__________,转动角加速度β=__________;当θ=900时,转轴为细杆提供的支持力N =__________。
4.质量为M ,长度为L 的匀质链条,挂在光滑水平细杆上,若链条因扰动而下滑,则当链条的一端刚脱离细杆的瞬间,链条速度大小为___________________。
5.将一静止质量为M o 的电子从静止加速到0.8c (c 为真空中光速)的速度,加速器对电子作功是__________。
6.有两个半径分别为5cm 和8cm 的薄铜球壳同心放置,已知内球壳的电势为2700V 。
外球壳带电量为8×10-9C 。
现用导线把两球壳联接在一起,则内球壳电势为__________V 。
7.半经为R 的圆片均匀带电,电荷面密度为σ。
其以角速度ω绕通过圆片中心且垂直圆平面的轴旋转,旋转圆片的磁矩m P的大小为____________。
8.用长为l 的细金属丝OP 和绝缘摆球P 构成一个圆锥摆。
P 作水平匀速圆周运动时金属丝与竖直线的夹角为θ,如图所示,其中o 为悬挂点。
设有讨论的空间范围内有水平方向的匀强磁场,磁感应强度为B。
在摆球P 的运动过程中,金属丝上P 点与O 点间的最小电势差为__________。
P 点与O 点的最大电势差为__________。
9.在无限长载流导线附近有一个球形闭合曲面S ,当S 面垂直于导线电流方向向长直导线靠近时,穿过S 面的磁通量Φm将O L,M× × ×× ×BI___________;面上各点的磁感应强度的大小将__________。
(填:增大、不变、变小)10.一根长为2a的细金属杆MN与载流长直导线共面,导线中通过的电流为I,金属杆M端距导线距离为a,如图所示。
金属杆MN以速度v向上运动时,杆内产生的电动势为__________,方向为__________。
二、计算(70分)1.(10分)将一长为L和质量为M的均匀细杆静置于光滑的水平桌面上。
在杆的一端,垂直于杆身突然加一水平冲量P。
(1)在杆旋转一周时间内,杆的质心移动了多远?(2)加此冲量后,杆的总动能是多少?2.(10分)轻型飞机连同驾驶员总质量为1.0×103kg。
飞机以55.0 m/s 的速率在水平跑道上着陆后,驾驶员开始制动,若阻力与时间成正比,比例系数k=5.0×102N/s ,求:(1)10s后飞机的速率;(2)飞机着陆后,10s内滑行的距离。
3.(10分)一个电子的总能量为它的静止能量的5倍,问它的速率、动量、动能各为多少?4.(10分)圆柱形电容器由半径分别为R A和R B的两同轴圆柱导体面A和B所构成,内部充满均匀电介质ε;设内、外圆柱面均匀带电,单位长度的电荷分别为+λ和-λ,求:(1)两圆柱面之间距圆柱的轴线为r处的电场强度E的大小;(2)两圆柱面间的电势差U AB;(3)设此圆柱形电容器长度为l,求其电容C。
B5.(10分)半径为R 的导体球带电q ,球外有一内外半径分别为R 1、R 2的同心 导体球壳,导体壳带电Q ,求:(1)空间场强分布及导体球的电势;(2)若将球 与球壳用导线连在一起,再求导体球的电势。
6、(10分)如图,无限大平面导体薄板,自下而上均匀通有电流,已知其面电 流密度为i (即单位宽度上通有的电流强度);有一质量为m ,带正电q 的粒子, 以速度v 沿平板法线方向从A 点开始向右运动(不考虑粒子重力及库仑力),求: (1)平面导体薄板外空间的磁感应强度的大小和方向; (2)A 点与板的距离为多远时可保证粒子不与板相碰; (3)需经多长时间,粒子才会回到A 点。
7. (10分) 一半径为a 的小圆线圈,电阻为R ,开始时与一半径为b (b >>a )的大线圈共面且同心。
固定大线圈,并在其中维持恒定电流I ,使小线圈绕其直径以匀角速度ω逆时针转动,如图所示(线圈的自感可忽略)。
求:(1)小线圈中的电流;(2)为了使小线圈保持匀角速度转动,需对它施加的力矩;(3)大线圈中的感应电动势。
qAivI解答:一、填空题 1.0331v Bt At++:002421121x t v BtAt+++2.22)(2v ml s MmM++3. Lg θωsin 3=,θβcos 23Lg =,Mg N 2=4.Mg 2 5.2032c m6. 3102⨯ 7.241R πωσ8. 0πθθc o s s i n gl Bl 9. 不变 增大10.πμ23ln 0Iv M N →二、计算题: 1 (1)w mL Iw PL 212121==wt π2=L vt s π31==(2) m PIwW 232122=='mPmvW 22122==''mP W W W 22=''+'=2、(1) 设阻力dtdv a kt F =-= ,dtdv mkt =-⎰⎰-=t vv dt m kt dv 0s m mktv v /30101011055523220=⨯⨯⨯-=-=(2) 0,0 00===x t dtdx v 时 ⎰⎰-=txx dt mkt v dx 00)2(0467|610030=-=mktt v x3、2025c m mc=022051m cv m =-251122=-cvc c v 5622524==c m v m mv p 00625===202024c m cm mcE K =-=4、(1)q s d D =⋅⎰rllD πλ2=rDE πελε2==(2)⎰⎰=⋅=⋅=BABAR R AB R R R R dr rl d E U ln22πελπελ(3) AB AB R R l R R l UQ c ln 2ln 2πεπελλ===5、(1)01213110113434ερρεππεr r r E Q s d E ==⇒=⋅⎰ 0220223ερεr E Q s d E=⇒=⋅⎰a r r E2103)(3ερερ=-=(2) (3))3(622101r R U -=ερ)3(622201r R U --=ερ)3(622221021a R R U U U --=+=ερ6、I l d B 0μ=⋅⎰Ix x B 02μ=⋅20IB μ=IqmvqBmv R 02μ== IqmqBm T 042μππ==7、(1)⊗=20bIB μ20cos 2a t bI s B πωμ⋅=⋅=Φ t b Ia dt d i ωωπμε220sin 2||=Φ-=∴ (2)t Ra b I t B a I M B P M i m ωωπμωπ2202sin )2(sin ==⇒⨯= (3)12121I M =Φ t ba IMωπμc o s 2202121=Φ)sin (cos 4)(222422201212121212t t Rb IadtdM I dtdI M dtI M d dtd ii ωωπωμε-=+==Φ=∴。