物理作业题 1

发布 2022-07-03 09:14:28 阅读 5041

5-8 已知波源在原点的一列平面简谐波,波动方程为=cos(),其中,, 为正值恒量.求:

1)波的振幅、波速、频率、周期与波长;

2)写出传播方向上距离波源为处一点的振动方程;

3)任一时刻,在波的传播方向上相距为的两点的位相差.

解: (1)已知平面简谐波的波动方程。

将上式与波动方程的标准形式。

比较,可知:

波振幅为,频率,波长,波速,波动周期.

2)将代入波动方程即可得到该点的振动方程。

3)因任一时刻同一波线上两点之间的位相差为。

将,及代入上式,即得。

5-9 沿绳子传播的平面简谐波的波动方程为=0.05cos(10),式中,以米计,以秒计.求:

1)波的波速、频率和波长;

2)绳子上各质点振动时的最大速度和最大加速度;

3)求=0.2m 处质点在=1s时的位相,它是原点在哪一时刻的位相?这一位相所代表的运动状态在=1.25s时刻到达哪一点?

解: (1)将题给方程与标准式。

相比,得振幅,频率,波长,波速.

2)绳上各点的最大振速,最大加速度分别为。

3) m处的振动比原点落后的时间为。

故,时的位相就是原点(),在时的位相,即。

设这一位相所代表的运动状态在s时刻到达点,则。

5-12 如题5-12图所示,已知=0时和=0.5s时的波形曲线分别为图中曲线(a)和(b) ,波沿轴正向传播,试根据图中绘出的条件求:

1)波动方程;

2)点的振动方程.

解: (1)由题5-12图可知,,,又,时,,∴而, ,

故波动方程为。

2)将代入上式,即得点振动方程为。

题5-12图。

9-8 在真空中,有两根互相平行的无限长直导线和,相距0.1m,通有方向相反的电流,=20a,=10a,如题9-8图所示.,两点与导线在同一平面内.这两点与导线的距离均为5.0cm.试求,两点处的磁感应强度,以及磁感应强度为零的点的位置.

题9-8图。

解:如题9-8图所示,方向垂直纸面向里。

2)设在外侧距离为处。则。解得。

题9-9图。

9-14 设题9-14图中两导线中的电流均为8a,对图示的三条闭合曲线,,分别写出安培环路定理等式右边电流的代数和.并讨论:

1)在各条闭合曲线上,各点的磁感应强度的大小是否相等?

2)在闭合曲线上各点的是否为零?为什么?

解。1)在各条闭合曲线上,各点的大小不相等.

2)在闭合曲线上各点不为零.只是的环路积分为零而非每点.

题9-14图题9-15图。

9-25 电子在=70×10-4t 的匀强磁场中作圆周运动,圆周半径=3.0cm.已知垂直于纸面向外,某时刻电子在点,速度向上,如题9-25图.

1) 试画出这电子运动的轨道;

2) 求这电子速度的大小;

3)求这电子的动能.

题9-25图。

解:(1)轨迹如图。

10-4 如题10-4图所示,载有电流的长直导线附近,放一导体半圆环与长直导线共面,且端点的连线与长直导线垂直.半圆环的半径为,环心与导线相距.设半圆环以速度平行导线平移.求半圆环内感应电动势的大小和方向及两端的电压 .

解: 作辅助线,则在回路中,沿方向运动时。即。又。

所以沿方向,大小为。

点电势高于点电势,即。

题10-5图。

10-8 长度为的金属杆以速率v在导电轨道上平行移动.已知导轨处于均匀磁场中,的方向与回路的法线成60°角(如题10-8图所示),的大小为=(为正常).设=0时杆位于处,求:任一时刻导线回路中感应电动势的大小和方向.

解。即沿方向顺时针方向.

题10-8图。

10-15 一无限长的直导线和一正方形的线圈如题10-15图所示放置(导线与线圈接触处绝缘).求:线圈与导线间的互感系数.

解: 设长直电流为,其磁场通过正方形线圈的互感磁通为。

十一章:位移电流,十四章:第二节马吕斯定理,十五章:爱因斯坦光电方程。

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