安徽大學(xué)《電磁學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第2頁(yè)，共2頁(yè)安徽大學(xué)

《電磁學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在量子力學(xué)的隧道效應(yīng)中，微觀粒子具有穿越勢(shì)壘的能力。對(duì)于一個(gè)給定的勢(shì)壘，粒子穿越勢(shì)壘的概率與哪些因素有關(guān)？（）A.只與勢(shì)壘高度有關(guān)B.只與勢(shì)壘寬度有關(guān)C.與勢(shì)壘高度和寬度都有關(guān)D.與粒子的速度有關(guān)2、在靜電場(chǎng)的高斯定理應(yīng)用中，對(duì)于一個(gè)帶有均勻電荷分布的球體，通過(guò)高斯面計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，與高斯面的半徑有怎樣的關(guān)系？（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度與高斯面半徑成正比B.電場(chǎng)強(qiáng)度與高斯面半徑成反比C.電場(chǎng)強(qiáng)度與高斯面半徑的平方成正比D.在球外，電場(chǎng)強(qiáng)度與高斯面半徑的平方成反比3、對(duì)于熱力學(xué)過(guò)程中的可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程，以下關(guān)于其區(qū)別和判斷標(biāo)準(zhǔn)，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程的區(qū)別在于過(guò)程是否能夠反向進(jìn)行，只要能夠反向進(jìn)行的過(guò)程就是可逆過(guò)程B.可逆過(guò)程是一種理想過(guò)程，在實(shí)際中不存在，不可逆過(guò)程則是普遍存在的，判斷標(biāo)準(zhǔn)是看過(guò)程是否引起了外界的變化C.可逆過(guò)程中系統(tǒng)和外界的熵都不變，不可逆過(guò)程中系統(tǒng)的熵增加，外界的熵不變D.可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程的區(qū)別在于能量轉(zhuǎn)化的效率，效率高的是可逆過(guò)程，效率低的是不可逆過(guò)程4、在靜電場(chǎng)中，一個(gè)帶電量為Q的點(diǎn)電荷周圍存在電場(chǎng)。若在距離點(diǎn)電荷r處放置一個(gè)試探電荷q，以下關(guān)于試探電荷所受電場(chǎng)力的大小和方向，哪一項(xiàng)說(shuō)法是不正確的？（）A.電場(chǎng)力的大小與r的平方成反比B.電場(chǎng)力的方向沿兩點(diǎn)電荷連線且背離點(diǎn)電荷C.可以根據(jù)庫(kù)侖定律計(jì)算電場(chǎng)力的大小D.電場(chǎng)力的大小與試探電荷的電量成正比5、在剛體力學(xué)的研究中，關(guān)于剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響因素，以下哪種描述是準(zhǔn)確的？（）A.剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律表明，剛體所受到的合外力矩等于剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角加速度的乘積，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量只與剛體的質(zhì)量分布有關(guān)，與轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān)B.剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律與牛頓第二定律類似，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量取決于剛體的質(zhì)量、形狀和轉(zhuǎn)軸位置，質(zhì)量分布離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大C.剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是一個(gè)固定不變的量，不受任何因素的影響，定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律在任何情況下都能精確描述剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)D.剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律只適用于勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，對(duì)于變速轉(zhuǎn)動(dòng)則不適用，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)沒(méi)有實(shí)質(zhì)作用6、在量子物理中，電子的軌道概念與經(jīng)典物理中的有很大不同。按照玻爾的氫原子理論，電子在特定的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，具有怎樣的能量特點(diǎn)？（）A.能量連續(xù)變化B.能量離散取值C.能量與軌道半徑成正比D.能量與軌道半徑成反比7、在熱力學(xué)第二定律的表述中，克勞修斯表述和開(kāi)爾文表述是等價(jià)的。對(duì)于一個(gè)熱機(jī)，從高溫?zé)嵩次盏臒崃繛镼1，向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃繛镼2，對(duì)外做功為W，如果該熱機(jī)的效率為50%，且Q1=100J，那么W的值是多少？（）A.25JB.50JC.75JD.100J8、在波動(dòng)學(xué)的研究中，機(jī)械波的傳播具有一定的特性。一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波，其波源的振動(dòng)方程為y=Asin(ωt)，波速為v。在t時(shí)刻，x處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移y與哪些因素有關(guān)？（）A.只與t有關(guān)B.只與x有關(guān)C.與t和x都有關(guān)D.與t和x都無(wú)關(guān)9、在電磁學(xué)中，安培力的大小與電流、磁場(chǎng)等因素有關(guān)。一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)線，通有電流I，垂直放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線所受安培力的大小為F。若將導(dǎo)線長(zhǎng)度增加到2L，電流增大到2I，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到2B，此時(shí)導(dǎo)線所受安培力的大小變?yōu)槎嗌?？（）A.2FB.4FC.8FD.16F10、在電磁學(xué)中，畢奧-薩伐爾定律用于計(jì)算電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。以下關(guān)于畢奧-薩伐爾定律的適用范圍，不準(zhǔn)確的是？（）A.適用于恒定電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)B.適用于各種形狀的載流導(dǎo)線C.對(duì)于運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)也適用D.只適用于無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)11、在熱力學(xué)第二定律的探討中，熱機(jī)的效率存在一定的限制。對(duì)于一個(gè)在兩個(gè)恒溫?zé)嵩粗g工作的卡諾熱機(jī)，高溫?zé)嵩礈囟葹門1，低溫?zé)嵩礈囟葹門2，以下關(guān)于其效率η的表達(dá)式，哪個(gè)是正確的？（）A.η=(T1-T2)/T1B.η=(T1-T2)/T2C.η=T2/T1D.η=1-T2/T112、在量子力學(xué)的應(yīng)用中，關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和能級(jí)的理論，以下哪種說(shuō)法是準(zhǔn)確的？（）A.原子的能級(jí)是連續(xù)分布的，電子可以在任意能級(jí)之間躍遷，發(fā)出或吸收任意頻率的光子B.原子的能級(jí)是分立的，電子只能在特定的能級(jí)之間躍遷，發(fā)出或吸收特定頻率的光子，符合玻爾的原子模型C.量子力學(xué)中的原子結(jié)構(gòu)理論無(wú)法解釋原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)和復(fù)雜現(xiàn)象D.原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)和電子躍遷與原子核的性質(zhì)無(wú)關(guān)，只取決于電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)13、在光學(xué)的干涉實(shí)驗(yàn)中，劈尖干涉可以用來(lái)測(cè)量微小的厚度變化。如果劈尖的折射率為n，夾角為θ，用波長(zhǎng)為λ的單色光垂直照射，相鄰兩條明紋對(duì)應(yīng)的厚度差是多少？（）A.λ/(2nθ)B.λ/(nθ)C.λ/(2θ)D.λ/θ14、在光學(xué)的折射定律中，當(dāng)光從折射率為n1的介質(zhì)射入折射率為n2的介質(zhì)時(shí)，入射角i和折射角r滿足什么關(guān)系？（）A.n1sini=n2sinrB.n2sini=n1sinrC.n1cosi=n2cosrD.n2cosi=n1cosr15、在電磁學(xué)的電磁波理論中，電磁波在真空中的傳播速度是恒定的。不同頻率的電磁波在真空中傳播時(shí)，哪個(gè)物理量是相同的？（）A.波長(zhǎng)B.波速C.頻率D.能量二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在電磁學(xué)中，磁場(chǎng)的高斯定理表明磁場(chǎng)是無(wú)源場(chǎng)。請(qǐng)解釋磁場(chǎng)高斯定理的內(nèi)容和物理意義，說(shuō)明其與靜電場(chǎng)高斯定理的區(qū)別，并舉例說(shuō)明其在計(jì)算磁場(chǎng)中的應(yīng)用。2、（本題5分）在相對(duì)論中，長(zhǎng)度收縮效應(yīng)是一個(gè)重要的概念。請(qǐng)從相對(duì)論的基本原理出發(fā)，推導(dǎo)長(zhǎng)度收縮的公式，并解釋其在高速運(yùn)動(dòng)物體測(cè)量中的應(yīng)用。3、（本題5分）在波動(dòng)學(xué)中，解釋波的疊加原理的內(nèi)容和應(yīng)用？三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中的重要內(nèi)容，探討其發(fā)現(xiàn)過(guò)程、規(guī)律和產(chǎn)生條件，論述電磁感應(yīng)在發(fā)電機(jī)、變壓器等設(shè)備中的應(yīng)用和原理。2、（本題5分）在量子力學(xué)的框架下，分析薛定諤方程的物理意義、數(shù)學(xué)形式以及其在描述微觀粒子狀態(tài)和求解量子力學(xué)問(wèn)題中的重要性和應(yīng)用方法。3、（本題5分）分析電磁學(xué)中的磁介質(zhì)，論述磁介質(zhì)的磁化現(xiàn)象、磁化強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，以及磁介質(zhì)在電磁設(shè)備和材料中的應(yīng)用和特性。4、（本題5分）在聲學(xué)中，聲波的駐波現(xiàn)象具有一定的特殊性，請(qǐng)分析聲波駐波的形成條件、特點(diǎn)和數(shù)學(xué)描述，以及其在樂(lè)器設(shè)計(jì)和聲學(xué)測(cè)量中的應(yīng)用。5、（本題5分）電動(dòng)力學(xué)中的靜電場(chǎng)和靜磁場(chǎng)具有獨(dú)特的性質(zhì)，探討它們的基本方程、場(chǎng)的分布特點(diǎn)以及在實(shí)際問(wèn)題（如電容器、電磁鐵）中的計(jì)算和分析方法。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）質(zhì)量為m的物體從高為h的斜面頂端由靜止開(kāi)始下滑，斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?，斜面底部有一與斜面光滑連接的水平軌道，物體在水平軌道上繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，軌道與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?，求物體在水平軌道上滑行的距離。2、（本題10分）在一個(gè)半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁