13级大学物理2期末试题（答案）(信二学习部整理)

1课程代号：PHY17017北京理工大学2014－2015学年第一学期大学物理II期末A卷参考及评分（信二学习部整理）一、填空题（共40分）1.2221/rr(3分)2.r(3分)3.3.08×10-13J(3分)4.1:16(3分)5.IBR(3分)6.1.06T(3分)7.3.1%(3分)8.0.0732nm(3分)9.垂直纸面向里；(2分)垂直OP连线向下(2分)10.4.5年；(2分)0.20年(2分)11.0.91c或2.73×108m/s；(2分)5.31×10-8s(2分)12.（1，0，0，21）；(2分)（2，0，0，21）或（2，0，0，21）(2分)二、选择题（每题3分，共15分）DBDBC三、计算题（共45分）1解：（1）设x轴沿细线方向，原点在球心处，在x处取线元dx，其上电荷为xqdd，该线元在带电球面的电场中所受电场力为：dF=qdx/(40x2)整个细线所受电场力为：lrrlqxxqFlrr000204d400方向沿x正方向。（5分）（2）电荷元在球面电荷电场中具有电势能：dW=(qdx)/(40x)整个线电荷在电场中具有电势能：0000ln4d400rlrqxxqWlrr（5分）ORxr0r0+ldxx22.解：取dl段，其中电流为d2d2ddIRIRRlII在轴线上任一点Pdd222dd2000RIIRRIB（4分）选坐标如图RIBx20dsind,RIBy20dcosd2/020dsinRIBxRI202/020dcosRIByRI202/122)(yxBBBRI2021.8×10-4T方向：1/tgxyBB，=225°，为B与x轴正向的夹角．（6分）ε3.解：设线圈回路以A→C→D→A的绕向为动生电动势的正方向，与直导线平行的AC边产生的动生电动势)aπ2/(IlvlBv01（2分）其它两边产生的动生电动势大小相等绕向相同．如图所示，在CD边上选一线元ld，则其上的动生电动势ld60cosBvld)Bv(d2)xa(π2ldI60cosv0∵xd30cosld∴xaxd30cos60cosπ2Ivd02令2/3lcc002xaxd2/3212IvacaIln630v（6分）ε=ε1+2ε2]acaln332al[π2vI0（2分）xydldBdOIaxxCDAld)(Bvv34解：（1）由一维无限深方势阱中粒子的能量公式，电子在最低能级的能量为33.9106.1)1020.0(1011.92)1005.1(nma2E192931234222221eV（3分）（2）电子处于第一激发态（n=2）时，在势阱内出现的概率为xa2sina2xa2sina22222对x求导数，导数为零处即为电子在势阱中出现的概率取极值的地方0xa4sina4xa2cosxa2sina8dxd2222则有4kax（k=0,1,2,…）由已知条件可知，在x=0nm，0.10nm，0.20nm处电子出现的概率最小，其值均为零。（7分）5.解答：当等离子柱通有电流时，会在柱体内外产生磁场，在柱体内的磁场是沿径向由内向外逐渐增强的，是一个不均匀磁场。（2分）在这个不均匀磁场中，由于洛伦兹力的作用，等离子体中运动的带电粒子被推向磁场较弱的轴心区域，即等离子圆柱在内部电流的磁场作用下向轴心收缩。（3分）