同濟大學(xué)普通物理A上復(fù)習(xí)資料

2023/9/2Review2023/9/2§力學(xué)時空平移位置參考系、坐標系量綱物理量向量運動學(xué)動力學(xué)萬有引力速度加速度轉(zhuǎn)動角度角速度角加速度MKS單位2023/9/2平移動力學(xué)力動量保守力轉(zhuǎn)動力矩角動量非保守力牛頓運動三定律牛頓力學(xué)的特征慣性2023/9/2功能功勢能能量守恒動能保守力萬有引力勢能2023/9/2§氣體分子運動論概率隨機壓強

內(nèi)能

2023/9/2麥克斯韋速率分布函數(shù)：

分布函數(shù)2023/9/2§熱力學(xué)熱平衡

熱力學(xué)第零定律溫度能量守恒

熱力學(xué)第一定律熱量

熱容?

定容摩爾熱容量：?

定壓摩爾熱容量：2023/9/2

熱機等號：可逆過程

熱力學(xué)第二定律熵不等號：不可逆過程可逆

可逆過程

卡諾循環(huán)：熱效率：致冷系數(shù)：外2023/9/2絕熱過程

狀態(tài)變量

狀態(tài)方程2023/9/2§靜電學(xué)電荷正和負量子化庫侖定律高斯定律環(huán)路定理疊加原理2023/9/2

電場

電通量

電勢能

電勢

電偶矩

電容

電場能量體積密度力矩點電荷點電荷疊加原理2023/9/2電流歐姆定律

電流密度（面積）

電動勢E

電介質(zhì)極化強度P電位移矢量D：極化率

電路電荷守恒2023/9/2§靜磁學(xué)

磁場磁荷自然界沒有畢－薩定律安培定律

電通量右手定則磁高斯定律2023/9/2

安培力

磁介質(zhì)

洛侖茲力

磁矩磁化強度M磁場強度H：抗磁質(zhì)順磁質(zhì)鐵磁質(zhì)磁化率

：力矩2023/9/2§非穩(wěn)定態(tài)電磁場楞次定律法拉第定律感應(yīng)電動勢E動生電動勢感生電動勢左手定則2023/9/2

自感應(yīng)

磁場能量體積密度電磁波電場和磁場的連鎖耦合

位移電流Ampere-Maxwell定律2023/9/2麥克斯韋方程2023/9/2某剛性雙原子理想氣體，溫度為T，在平衡狀態(tài)下，下列各式的意義.(1)(2)(3)(4)——

分子在每個自由度上的平均動能——

分子的平均平動動能——

分子的平均轉(zhuǎn)動動能——

1mol氣體的內(nèi)能(5)(6)——

質(zhì)量為m的氣體內(nèi)所有分子的平均平動動能之和——

質(zhì)量為m的氣體的內(nèi)能2023/9/2

（A）溫度相同、壓強相同.

（B）溫度、壓強都不同.

（C）溫度相同，氦氣壓強大于氮氣壓強.

（D）溫度相同，氦氣壓強小于氮氣壓強.解一瓶氦氣和一瓶氮氣密度相同，分子平均平動動能相同，而且都處于平衡狀態(tài)，則：2023/9/2理想氣體體積為V

，壓強為p

，溫度為T.一個分子的質(zhì)量為m

，k

為玻耳茲曼常量，R

為摩爾氣體常量，則該理想氣體的分子數(shù)為：（A）（B）（C）（D）解2023/9/2關(guān)于溫度的意義，有下列幾種說法：（1）氣體的溫度是分子平均平動動能的量度；（2）氣體的溫度是大量氣體分子熱運動的集體表現(xiàn)，具有統(tǒng)計意義；（3）溫度的高低反映物質(zhì)內(nèi)部分子運動劇烈程度的不同；（4）從微觀上看，氣體的溫度表示每個氣體分子的冷熱程度；上述說法中正確的是：

（A）(1)、（2）、（4）.

（B）(1)、（2）、（3）.

（C）(2)、（3）、（4）.

（D）(1)、（3）、（4）.

2023/9/2說明下列各式的物理意義(理想氣體在平衡態(tài)下)(１)

因為dN/N=f(v)dv，即為速率間隔為內(nèi)分子數(shù)占總分子數(shù)的比率（概率）(２)因為即表示處在速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)

(３)

表示速率間隔之間的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率．dvvf)(dvvv+?dvvNf)(dvvNfdN)(=dvvv+?ò2

1

)(vvdvvf21vv?（４）

將式寫成

表示分子的平均速率òòò￥￥￥==

0

0

0)()(NvdNdvvvfNNdvvvfò￥

0

)(dvvvf2023/9/2圖示有N個粒子系統(tǒng)，其速率分布函數(shù)為求(1)常數(shù)a，(2)速率在之間的粒子數(shù)(3)粒子的平均速率.。

解：首先找出的分布函數(shù)由圖可知???íì>=￡<=<￡00002

0)(2

)(0

)(vvvfvvvavfvvvvf正比與0025.1vv?00v?vvavf0)(=（１）由歸一化條件

2023/9/2

結(jié)合本題條件，即（２）1)(20200=+vavva032va=（３）平均速率2023/9/2已知平衡態(tài)下的N個粒子系統(tǒng)，其速率分布曲線如圖，求(１)速率在間的粒子數(shù)。(２)速率分布函數(shù)的極大值為多少?解:(1)圖示知，在速率間隔中，曲線下的面積是總面積的一半，所以區(qū)間內(nèi)的粒子數(shù)是總粒子數(shù)的一半N/2。(2)由歸一化條件,其總面積1)2)((210=vvfm01)(vvfm=2023/9/2

根據(jù)熱力學(xué)第二定律判斷下列哪種說法是正確的是：(A)熱量能從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體；(B)功可以全部變?yōu)闊?，但熱不能全部變?yōu)楣Γ?C)氣體能夠自由膨脹，但不能自由壓縮；(D)有規(guī)則運動的能量能夠變?yōu)闊o規(guī)則運動的能量，但無規(guī)則運動的能量不能夠變?yōu)橛幸?guī)則運動的能量。12W

W

等溫膨脹過程是從單一熱源吸熱作功，但它是非循環(huán)過程.2023/9/2一定量單原子分子理想氣體，從A態(tài)出發(fā)經(jīng)過等壓過程膨脹到B態(tài)，又經(jīng)過絕熱過程膨脹到C態(tài)，如圖所示。試求這全過程中，該氣體對外所作的功、內(nèi)能的增量以及吸收的熱量。解：由圖可看出：從狀態(tài)方程

因此全過程

過程是絕熱過程，有02

8V(m3)P(atm)

4ABC12023/9/2過程是絕熱過程，有

過程是等壓過程，有故全過程根據(jù)熱力學(xué)第一定律全過程2023/9/2各電容器所帶電量相等2023/9/2

下列幾個說法中哪一個是正確的：（A）電場中某點場強的方向，就是將點電荷放在該點所受電場力的方向；（B）在以點電荷為中心的球面上，由該點電荷所產(chǎn)生的場強處處相同；（D）以上說法都不正確。（C）場強方向可由定出,其中q為試驗電荷的電量,其可正可負,F為試驗電荷所受的電場力;2023/9/2

一勻強磁場，其磁感應(yīng)強度方向垂直于紙面，兩帶電粒子在該磁場中的運動軌跡如圖5-4所示，則：（A）兩粒子的電荷必然同號（B）兩粒子的電荷可以同號也可以異號（C）兩粒子的動量必然不同（D）兩粒子的運動周期必然不同。

半徑：周期：2023/9/22023/9/2

一個帶正電荷的質(zhì)點，在電場力的作用下從A點經(jīng)C點運動到B點，其運動軌跡如圖所示。已知質(zhì)點運動的速率是遞增的，下面關(guān)于C點場強方向的四個圖示中正確的是：

2023/9/22023/9/2一矩形截面的螺繞環(huán)的尺寸如圖，總匝數(shù)為，求其自感

解：設(shè)螺線環(huán)中通以電流，則環(huán)內(nèi)磁場

穿過螺線環(huán)整個線圈的磁通鏈數(shù)2023/9/22023/9/2如圖在兩載流均勻為I的長直導(dǎo)線中間放一固定倒U型支架，支架由導(dǎo)線和電阻R串聯(lián)成。另一質(zhì)量為m，長為L的金屬棒，可在支架上無摩擦滑動，現(xiàn)靜止釋放，求能達到的最大數(shù)度。

ILrRmIOyx解：建立如圖坐標。x處合場強為：

由于棒下滑產(chǎn)生的感應(yīng)電流I

方向向右。安培力（向上）：2023/9/2穩(wěn)定時有:

求感應(yīng)電流：穩(wěn)定時:

2023/9/2如圖5-10所示，半徑為R，電荷線密度為λ(>0)的均勻帶電的圓線圈，繞圓心且與圓平面垂直的軸以角速度ω轉(zhuǎn)動，求（1）圓心O處的磁感應(yīng)強度（2）軸線上任一點的的大小及其方向。電流強度為軸線上距圓心為x處磁感應(yīng)強度

把I帶入:

X=0處:

2023/9/2在半徑為R的長直金屬圓柱體內(nèi)部挖去一個半徑為r的圓柱形空腔，兩柱體軸線平行，其間距為a（a>r），如圖5-11所示，在此導(dǎo)體上通以電流I，電流在截面上均勻分布，方向平行于軸線。求：（1）圓柱軸線上磁感應(yīng)強度；（2）空心部分中任一點的磁感應(yīng)強度。B2B1r2r1aO’rO解：電流密度

空腔內(nèi)任一點場強：

2023/9/2如圖5-12所示，在長直導(dǎo)線旁有一圓形線圈，線圈半徑為3cm，圓心到直導(dǎo)線的距離為5cm，導(dǎo)線中通有電流I1=6A,線圈中通有電流I2=10A,求電流I1作用在圓形線圈上力的大小和方向.

建立如圖所示的坐標，取電流元I2dl，長直導(dǎo)線產(chǎn)生磁感應(yīng)強度

O5cm3cmIxI2dldFd

電流元受力大小為：

2023/9/2X方向分量為：X方向受力為：2023/9/28.一絕緣細棒彎成半徑為R的半圓形，其上半段均勻帶電量+q,下半段均勻帶電量-q,如圖所示。求圓心處電場強度在圓弧上取

-dq+dqxydE+dE-

有對稱性可知：圓心處電場強度E的x方向分量為0。

2023/9/2實驗表明，在靠近地面處有相當強的電場，電場強度E垂直于地面向下，大小約為100N/C；在離地面1.5km高的地方，E也是垂直于地面向下的，大小約為25N/C。(1)試計算從地面到此高度大氣中電荷的平均體密度；(2)如果地球上的電荷全部分布在地表面，求地面上的電荷面密度。EhSE1E2ΔS圖1圖2（1）設(shè)電荷的平均體密度為ρ，取如圖1柱形高斯面（底面平行地面）

2023/9/2EhSE1E2ΔS圖1圖2（2）設(shè)地面面電荷密度為σ。電荷分布在地表面，故電力線終止于地面，取高斯面如圖22023/9/2長直同軸電纜，由半徑為R1和R2的兩同心圓柱組成，電纜中有穩(wěn)恒電流I，經(jīng)內(nèi)層流進，外層流出形成回路。試計算長為l的一段電纜內(nèi)的磁場能量。b解：設(shè)電纜中通有如圖流向電流I

由安培環(huán)路定理：2023/9/2方法二：先計算自感系數(shù)2023/9/2一塊板產(chǎn)生的電場強度對另外一塊板的作用力電容電荷大小電勢差2023/9/22023/9/2

質(zhì)量為m1、半徑為r1的勻質(zhì)圓盤輪A，以角速度ω繞水平光滑軸O1轉(zhuǎn)動，若此時將其放在質(zhì)量為m2、半徑為r2的另一勻質(zhì)圓盤輪B上。B輪原為靜止，并可繞水平光滑軸O2轉(zhuǎn)動。放置后A輪的重量由B輪支持，如圖所示。設(shè)兩輪之間的摩擦系數(shù)為μ，證明：從