专题冲刺五(机械波电磁波)
高考物理综专题冲刺五
命题范围：机械振动 机械波 光、电磁振荡、电磁波、相对论
说明：本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共150分；答题时间120分钟．
第Ⅰ卷（选择题，共40分）
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每题给出的四个选项中，有的小
题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分） 1．下列关于电磁波的说法中正确的是
（ ）
A ．麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在
B ．电磁波从真空传入水中，波长将变长
C ．雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行定位
D ．医院中用于检查病情的“B 超”利用了电磁波的反射原理
2．如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，
已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都做简谐运动，在运动过程中
（ ）
A ．甲的振幅大于乙的振幅
B ．甲的振幅小于乙的振幅
C ．甲的最大速度小于乙的最大速度
D ．甲的最大速度大于乙的最大速度
3．如图所示是一列简谐横波某时刻0=t 的图象．经过
s t 2.1=?时间，恰好第三次重复出现图示的波形．根据以
上信息，能确定下面的哪项？（ ） A ．波的传播速度的大小
B ．s t 2.1=?时间内质元P 经过的路程
C ．s t 6.0=时刻质元P 的速度方向
D ．s t 6.0=时刻的波形
4．如图所示，一个透明玻璃球的折射率为2，一束足够强的细光
束在过球心的平面内，以45°入射角由真空射入玻璃球后，在
玻璃球与真空的交界面处发生多次反射和折射，从各个方向观
察玻璃球，能看到从玻璃球内射出的光线的条数是（）
A．2 B．3 C．4 D．5
5．太赫兹辐射是指频率从0．3THz（1THz=1012Hz），波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射，辐射所产生的T射线在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广阔的应用前景．最近，科学家终于研制出以红外线激光器为基础的首台可产生4．4THz的T射线激光器，从而使T射线的有效利用成为现实．关于4．4THz的T射线下列说法中正确的是（）A．它的波长比可见光短
B．它是原子内层电子受激发产生的
C．与红外线相比，T射线更容易发生衍射现象
D．与X射线相比，T射线更容易表现出粒子性
6．一列简谐波沿x轴正方向传播，某时刻波形图如图甲所示，a、b、c、d是波传播方向上
3个周期，其中某质点继续振动的图象如图乙所示，的四个振动质点的平衡位置．如再过
2
则该质点是（）A．a处质点
B．b处质点
C．c处质点
D．d处质点
7．假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是（）A．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率大于300Hz
B．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300Hz
C．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300Hz
D．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于300Hz
8．如图所示为一内侧面与外侧面平行、中间部分为空气的三棱
镜，将此三棱镜放在空气中，让一束单色光沿平行于底边
BC的方向入射到AB面上，光从AC面射出，在图示的出射
光线中（光线②平行于BC边）正确的是（）
A ．只能是①
B ．只能是②
C ．只能是③
D ．①②③都有可能
9．如图电路中，L 是电阻不计的电感器，C 是电容器，闭合电 键S ，待电路达到稳定状态后，再打开电键S ，LC 电路将 产生电磁振荡．如果规定电感L 中的电流方向从a 到b 为
正，打开电键的时刻为t =0，那么下图中能正确的表示电感
中的电流i 随时间t 变化规律的是 （ ）
10．一复色光中只含有a 、b 两种单色光，用该复色光照射一竖直理想透明薄膜（膜层厚度
从零开始，上薄下厚）时，得到如图甲所示的干涉图样．若用此复色光通过玻璃半球射向空气时，下列四个光路图中可能符合实际情况的是
（ ）
第Ⅱ卷（非选择题，共110分）
二、本题共2小题，共20分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答． 11．（8分）学校开展研究性学习，某研究性学习小组的同学根据
所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示．在一个圆形木盘上过其圆心O 作两条相互垂直的直径BC 、EF ，在半径OA 上垂直圆盘面插下两枚大头针P 1、P 2并保持P 1、P 2的位置不变，每次测量时，让圆盘的BFC 部分竖直进入液体
中，而且总使得液面与直径BC 相平，EF 为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P 1
、
P 2的像，并在圆周上插上大头针P 3，使P 3正好挡住P 1、P 2．同学们通过计算，预先在圆周EC 部分刻好了折射率的值。这样只要根据P 所插的位置，就可直接读出液体折射率的值．则 （1）若?=∠30AOF ，OP 3与OC 的夹角为?30，则P 3处所对应的折射率的值为________． （2）图中P 3、P 4两位置哪一处所对应的折射率值大？__________．
（3）作AO 的延长线交圆周于K ，K 处所对应的折射率的值应为_________．
12．（12分）将一单摆装置竖直挂于某一深度h （未知）
且开口向下的小筒中（单摆的下部分露于筒外），如 图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静 止释放，设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁，如 果本实验的程度测量工具只能测量出筒的下端口到 摆球球心的距离为l ，并通过改变l 而测出对应的周 期T ，再以T 2为纵轴、l 为横轴作出函数关系图象， 那么就可以通过此图象得出小筒的深度h 和当地的 重力加速度．
（1）利用单摆测重力加速度时，为了减小误差，我们利用秒表来测量单摆多次全振动
的时间，从而求出振动周期．除了秒表之外，现有如下工具，还需的测量工具为 ____________________
A ．天平
B ．毫米刻度尺
C ．螺旋测微器
（2）如果实验中所得到的T 2-L 关系图象如图乙所示，
那么真正的图象应是a 、b 、c 中的__________．
（3）由图象可知，小筒的深度h=____________m ，当
地的g=_____________m/s 2
．
（4）某次秒表计时得的时间如图丙所示，则总时间为
____________s ．
三、本题共6小题，共90分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写
出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位． 13．（9分）一电子具有200 m ·s －1
的速率，动量的不确定范围为0．01%，我们确定该电
子的位置时，有多大的不确定范围？
丙
14．（15分）如图所示的电路中，电容器电容C=1μF，线圈的自感系数L=0．1mH，先将电键S拨至a，这时电容器内有一带电液滴恰保持静止．然后将电键S拨至b，经过t=3．14×10－5s，油滴的加速度是多少？当油滴的加速度a/为何值时，LC回路中的振荡电流有最大值？（g=10m/s2，研究过程中油滴不与极板接触）
15．（16分）如图所示，用波长为 的光照射金属板N时，灵敏电流表指针发生偏转．在M、N间加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向与两板平行，调整M、N间的距离d，电流表指针恰好不偏转．设光电子的质量为m、电荷量为e，普朗克常量为h，真空中光速为c．求该金属的逸出功．
16．（16分）如图所示，一等腰直角棱镜，放在真空中，AB=AC=d．在棱镜侧面AB左方有一单色光源S，从S发出的光线SD以60°入射角从AB侧面中点射入，当它从侧面AC 射出时，出射光线偏离入射光线的偏向角为30°，若测得此光线传播的光从光源到棱镜面AB的时间跟在棱镜中传播的时间相等，那么点光源S到棱镜AB侧面的垂直距离是多少？
17．（16分）如图（a）所示，一只昆虫水平飞向一个原来静止悬挂着的单摆，并抱住摆球，结果使单摆做简谐运动，其振动图象如图（b）所示，已知摆球的质量是昆虫质量的5倍，求：昆虫飞来时速度的大小．
18．（18分）如图所示，将质量为m A=100g的平台A连接在劲度系数k=200N/m的弹簧上端，弹簧下端固定在地上，形成竖直方向的弹簧振子．在A的上方放置m B=m A的物块B，使A、B一起上下振动，弹簧原长l0=5cm，A的厚度可忽略不计，g取10m/s2．求：（1）当系统做小振幅简谐运动时，A的平衡位置离地面C的高度；
（2）若A、B一起做简谐运动，其振幅为0．5cm，则B对A的最大压力是多少；
（3）为了使B在振动中始终与A接触，振幅不能超过多少？
参考答案
1．答案：AC 电磁波从真空进入水中，传播速度变小，而电磁波的频率不变，因此波
长变小；“B 超”本质是超声波，而不是电磁波．
2．答案：C 由题意知，在细线未断之前，两个弹簧受的弹力是相等的，所以当细线断
开后，甲、乙两物体做简谐运动的振幅是相等的，A 、B 均错；两物体在平衡位置时速度最大，此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能，所以两物体的最大动能是相等的，则质量大的速度小，D 错，C 对．
3．答案：ABD 从图象中可知波长m 8=λ，经过s t 2.1=?时间，恰好第三次重复出现
图示的波形，因此可知周期s T 4.0=，从而确定波速和s t 2.1=?时间内质元P 经过的路程为cm A s 12034=?=，s t 6.0=时由于不知波的传播方向，因此无法确定质元P 的振动方向，T s t 5.16.0==，因此可以确定s t 6.0=的波形图．综上本题答案为ABD ．
4．答案：B 如图所示，在第一个入射点A ，入射角i=45°，根据n =sini/sinr ，n =
2，解
得，r =30°，在A 点有一条反射光线，反射光线与法线的夹角为45°；A 点的折射光线射到玻璃球与真空的交界面B 处发生反射和折射，入射角为30°，反射角为30°，折射角为45°，在B 点有一条从玻璃球内射出的折射光线；B 点反射光线射到玻璃球与真空的交界面C 处发生反射和折射，入射角为30°，反射角为30°，折射角为45°，
在C 处有一条从玻璃球内射出的折射光线；C 点的反射光线射到玻璃球与真空的交界面恰好射到A 处发生反射和折射，入射角为30°，反射角为30°，折射角为45°，折射角恰好与第一次的反射光线重合．所以，从各个方向观察玻璃球，能看到3条从玻璃球内射出的光线． 5．答案：C 电磁波中波长从长到短依次是：无线电波、红外
线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线．由已知条件，T 射 线介于无线电波和红外线之间，可见它的波长比可见光长， A 错；原子内层电子受激发产生的是X 射线，B 错；波长 越长的电磁波，更容易表现出波动性，所以C 对，D 错． 6．答案：D 再过23
个周期，质点经平衡位置向下振动，从
而可以判断出只有d 处质点符合要求．
7．答案：AD 由多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近过程中，观察者接收到的频率
增大；相对观察者远离过程中，观察者接收到的频率减小．
8．答案：B 根据光的折射定律，画出从AB 面进入三棱镜后的光路图，由于内侧面和外
侧面平行，光从三棱镜的AC 面射出后一定与入射光线平行，故B 正确．
9．答案：B 在S 断开前ab 段短路，电容器不带电．断开时，ab 中产生自感电动势，阻
碍电流减小给电容器充电，此时电流正向最大．给电容器充电的过程，电容器电量最大时ab 中电流减为零，此后LC 发生电磁振荡形成交变电流，故B 选项正确．
10．答案：A 首先从甲图上可以看出a 、b 两束光的波长大小，然后再根据波长和频率、
折射率的关系即可得到正确答案．
11．答案：（1）1．73 （3分） （2）P 4 （3分） （3）1（2分）
12．答案：（1）B （2分）（2）a （2分） （3）0．30 （3分） 9．86（3分）（4）66．3
（2分）
解析：（1）为了测量出周期，需要秒表，为测量程度的改变需要刻度尺，故还需要的测量工具为B ；
（2）根据单摆的周期公式，g
L T
π
2=得g
h
l g
L T +==22
244π
π，显然若以l 为自变量，则当
地l=0时T 2>0，所以真正的图象是a ；
（3）由（2）的分析可以确定，筒的深度为0．30m ，a 图象的斜率为30
.020.142
=
=g
k π，所
以当地的重力加速度为9．86m/s 2．
（4）66．3s 对于秒表读数，应注意小表盘上的每格是1min ，大表盘上每小格保持0．1s ．
13．解析：电子的动量为p ＝mv ＝9．1×10－31×200 k g ·m ·s －1＝1．8×10－28 k g ·m ·s －1
（2分）
动量的不确定范围为Δp ＝0．01%×p ＝1．0×10－4
×1．8×10－28
k g ·m ·s
－1
＝1．8×10
－32
k g ·m ·s －1
（3分）
由不确定关系式，得电子位置的不确定范围为
Δx ＝p
h ??π
4＝
32
34
10
8.114.3410
63.6--????m ＝2.9×10－3 m （4分）
14．解析：当S 拨至a 时，油滴受力平衡，显然带负电
所以mg=qU/d （3分）
当S 拨至b 时，LC 回路中有电流，其振荡周期为
5
6
3
10
28.610
10
1.014.322---?=???
?==LC T π
s （3分）
当t ==3．14×10－5
s 时，电容器恰好反向充电结束，由牛顿第二定律得， qU/d+mg=ma （3分）
以上式子联立，代入数据解得，a =20m/s 2
（3分） 当振荡电流最大时，两极板间无电场，油滴仅受重力作用 所以mg=ma /
，a /
= g =10m/s 2
． （3分）
15．解析：依题意，要求具有最大初动能的光电子沿平行于N 板的方向不能到达M ．即电
流表中恰无电流时，一定是具有最大初动能的光电子沿平行于N 板的方向进入磁场，且恰好碰不到M 板，即有2
d R =
（4分）
根据牛顿运动定律，有R
v
m
evB 2
=（3分）
解得m
eBd m
eBR v 2=
=
（2分） m
d B
e mv E k 82
12
22
2
=
=
（3分）
设金属逸出功为W ，根据光电效应方程得，
k
E W hc
=-λ
（2分）
解得m
d B
e hc
W 82
22
-
=
λ
（2分）
16．解析：如图所示，由折射定律，光线在AB 面上折射时有sin60°=n sin α（2分）
在BC 面上出射时，n sin β=n sin γ（2分） 由几何关系，α+β=90° δ=(60°－α)+(γ－β)=30°
联立解得，α=β=45° γ=60°（2分）
所以n=sin60°/sin45°=
6
/2（2分）
单色光在棱镜中通过的几何路程2/2d S =
（2
分）
单色光在棱镜中光速3/6/C n C v =
=（2分）
设点光源到棱镜AB 侧面的垂直距离为L ，
依题意?=30sin //C L v S ，（2分） 所以4/3d L =（2分）
17．解析：设昆虫的质量是m ，则单摆的质量为5m ，昆虫飞来时速度为v 0，昆虫抱住摆球
一起摆动时的初速度为u ．
昆虫飞来并抱住摆球，此过程摆球、昆虫水平方向上动量守恒有， mv 0=(5m+m )u ①（3分）
昆虫与摆球以共同速度u 摆到最大高度h ，机械能守恒，得
?
216mu 2
=6mgh ②（3分）
由振动图象及单摆周期公式知g
L T π
2=
所以2
2
2
2
2
40
41044π
π
π=
?=
=g
T
L m ③（3分）
画出位置示意图如图所示，由图中可知，根据相似三角形得，
L a a h
2=
因从图象上可以看出昆虫和摆球一起振动的过程中振幅为10cm ，
所以a =10cm ． 即3
2
2
10
8
2-?=
=
π
L
a
h m ④（3分）
由①②式得，v 0=6u =6gh
2
将④式代入得，94
.03.00
==πv m/s ． （4分）
18．解析：（1）振幅很小时，A 、B 不会分离，将A 和B 整体看作 振
子，当它们处于平衡位置时，根据平衡条件有g m m kx B A )(0+=（2分） 解得01.00=x m=1cm （2分）
平衡位置距地面高度00x l h -==4cm （2分）
（2）当A 、B 运动到最低点时，有向上的最大加速度，此时A 、B 之间的作用力最大 设振幅为A ，最大加速度5
)()(0=+=++-+=
B
A B A B A m
m m kA
m m g m m x A k a m/s 2（2分）
取B 为研究对象，有m B B N a m g m F +==1．5N （2分）
（3）B 在振动过程中始终与A 接触，在最高点时相互作用力应满足0≥N F ，取B 为研
究对象，a m F g m B N B =-，当0
=N
F 时，B 振动的加速度达到最大值，且最大值
g a m ==10m/s 2，方向竖直向下． （4分）
因g a a mB mA ==，表面A 、B 仅受重力作用，此刻弹簧的弹力为零，弹簧处于原长，
10=='x A cm ，即振幅不能超过1cm ． （4分）
(完整版)电磁场与电磁波答案(第四版)谢处方
一章习题解答 1.1 给定三个矢量A 、B 和C 如下： 23x y z =+-A e e e 4y z =-+B e e 52x z =-C e e 求：（1）A a ；（2）-A B ；（3）A B g ； （4）AB θ；（5）A 在B 上的分量；（6）?A C ； （7）()?A B C g 和()?A B C g ；（8）()??A B C 和()??A B C 。 解 （1 ）23A x y z +-= ==-e e e A a e e e A （2）-=A B (23)(4)x y z y z +---+=e e e e e 64x y z +-=e e e （3）=A B g (23)x y z +-e e e (4)y z -+=e e g －11 （4）由 cos AB θ ===A B A B g ，得 1cos AB θ- =(135.5=o （5）A 在B 上的分量 B A =A cos AB θ ==A B B g （6）?=A C 1 235 02x y z -=-e e e 41310x y z ---e e e （7）由于?=B C 04 1502x y z -=-e e e 8520x y z ++e e e ?=A B 123041 x y z -=-e e e 1014x y z ---e e e 所以 ()?=A B C g (23)x y z +-e e e g (8520)42x y z ++=-e e e ()?=A B C g (1014)x y z ---e e e g (52)42x z -=-e e （8）()??=A B C 1014502x y z ---=-e e e 2405x y z -+e e e ()??=A B C 1 238 5 20 x y z -=e e e 554411x y z --e e e
电磁场与电磁波课后习题答案全-杨儒贵
第一章 矢量分析 第一章 题 解 1-1 已知三个矢量分别为 z y e e e A x 32-+=； z y e e e B x 23++=；z e e C x -=2。试求①|| |,| |,|C B A ；②单 位矢量c b a e e e , ,；③B A ?；④B A ?；⑤C B A ??)(及 B C A ??)(；⑥B C A ??)(及C B A ??)(。 解 ① ()143212 22222=-++=++= z y x A A A A 1421322222 2=++=++=z y x B B B B ()51022 22222=-++=++=z y x C C C C ② ()z y e e e A A A e x a 32141 14-+= == ()z y e e e B B B e x b 23141 14++= == ()z e e C C C e x c -= == 25 1 5 ③ 1623-=-+=++=?z z y y x x B A B A B A B A ④ z y z y z y x z y x z y B B B A A A e e e e e e e e e B A x x x 51172 1 3 321 --=-==? ⑤ ()z y z y e e e e e e C B A x x 22311102 5117 +-=---=?? 因 z y z y z y x z y x C C C A A A e e e e e e e e e C A x x x x x 4521 2 321---=--==?
则 ()z y z y e e e e e e B C A x x 13862 1 3 452 +--=---=?? ⑥ ()()()152131532=?+?-+?-=??B C A ()()()1915027=-?-++?=??C B A 。 1-2 已知0=z 平面内的位置矢量A 与X 轴的夹角为α，位置矢量B 与X 轴的夹角为β，试证 βαβαβαsin sin cos cos )cos(+=- 证明 由于两矢量位于0=z 平面内，因此均为二维矢量，它们可以分别表示为 ααsin cos A A y e e A x += ββsin cos B B y e e B x += 已知()βα-=?cos B A B A ，求得 ()B A B A B A β αβαβαsin sin cos cos cos += - 即 βαβαβαsin sin cos cos )cos(+=- 1-3 已知空间三角形的顶点坐标为)2 ,1 ,0(1-P ， )3 ,1 ,4(2-P 及)5 ,2 ,6(3P 。试问：①该三角形是否是直角三 角形；②该三角形的面积是多少？ 解 由题意知，三角形三个顶点的位置矢量分别为 z y e e P 21-=； z y x e e e P 342-+=； z y x e e e P 5263++= 那么，由顶点P 1指向P 2的边矢量为 z e e P P x -=-412 同理，由顶点P 2指向P 3的边矢量由顶点P 3指向P 1的边矢量分别为 z y e e e P P x 8223++=- z y e e e P P x 7631---=-
机械振动和机械波知识点总结与典型例题
高三物理第一轮复习《机械振动和机械波》 一、机械振动： （一）夯实基础： 1、简谐运动、振幅、周期和频率： （1）简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。 特征是：F=-kx,a=-kx/m （2）简谐运动的规律： ①在平衡位置：速度最大、动能最大、动量最大；位移最小、回复力最小、加速度最小。 ②在离开平衡位置最远时：速度最小、动能最小、动量最小；位移最大、回复力最大、加速度最大。 ③振动中的位移x 都是以平衡位置为起点的，方向从平衡位置指向末位置，大小为这两位置间的直线距离。加速度与回复力、位移的变化一致,在两个“端点”最大，在平衡位置为零，方向总是指向平衡位置。 ④当质点向远离平衡位置的方向运动时，质点的速度减小、动量减小、动能减小，但位移增大、回复力增大、加速度增大、势能增大，质点做加速度增大减速运动；当质点向平衡位置靠近时，质点的速度增大、动量增大、动能增大，但位移减小、回复力减小、加速度减小、势能减小，质点做加速度减小的加速运动。 ④弹簧振子周期：T= 2 (与振子质量有关,与振幅无关) （3）振幅A ：振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅。它是描述振动强弱的物理量, 是标量。 （4）周期T 和频率f ：振动物体完成一次全振动所需的时间称为周期T,它是标量，单位是秒；单位时间内完成的全振动的次数称为频率，单位是赫兹（Hz ）。周期和频率都是描述振动快慢的物理量，它们的关系是：T=1/f. 2、单摆： （1）单摆的概念：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，线的伸缩和质量可忽略，线长远大于球的直径，这样的装置叫单摆。 （2）单摆的特点： ○ 1单摆是实际摆的理想化，是一个理想模型; ○ 2单摆的等时性，在振幅很小的情况下，单摆的振动周期与振幅、摆球的质量等无关; ○3单摆的回复力由重力沿圆弧方向的分力提供，当最大摆角α<100 时，单摆的振动是简谐运动，其振动周期T= g L π 2。 （3）单摆的应用：○1计时器；○2测定重力加速度g=2 24T L π. 3、受迫振动和共振： （1）受迫振动：物体在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动，其振动频率和固有频率无关，等于驱动力的频率；受迫振动是等幅振动，振动物体因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振动能量刚好由周期性的驱动力做功给予补充，维持其做等幅振动。 （2）共振：○1共振现象：在受迫振动中，驱动力的频率和物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象称为共振。 ○ 2产生共振的条件：驱动力频率等于物体固有频率。○3共振的应用：转速计、共振筛。 4、简谐运动图象： （1）特点：用演示实验证明简谐运动的图象是一条正弦（或余弦）曲线。 （2）简谐运动图象的应用： ①可求出任一时刻振动质点的位移。 ②可求振幅A ：位移的正负最大值。 ③可求周期T ：两相邻的位移和速度完全相同的状态的时间间隔。 ④可确定任一时刻加速度的方向。 ⑤可求任一时刻速度的方向。 ⑥可判断某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。 πm K
电磁场与电磁波第二章课后答案
第二章 静电场 重点和难点 电场强度及电场线等概念容易接受，重点讲解如何由物理学中积分形式的静电场方程导出微分形式的静电场方程，即散度方程和旋度方程，并强调微分形式的场方程描述的是静电场的微分特性或称为点特性。 利用亥姆霍兹定理，直接导出真空中电场强度与电荷之间的关系。通过书中列举的4个例子，总结归纳出根据电荷分布计算电场强度的三种方法。 至于媒质的介电特性，应着重说明均匀和非均匀、线性与非线性、各向同性与各向异性等概念。讲解介质中静电场方程时，应强调电通密度仅与自由电荷有关。介绍边界条件时，应说明仅可依据积分形式的静电场方程，由于边界上场量不连续，因而微分形式的场方程不成立。 关于静电场的能量与力，应总结出计算能量的三种方法，指出电场能量不符合迭加原理。介绍利用虚位移的概念计算电场力，常电荷系统和常电位系统，以及广义力和广义坐标等概念。至于电容和部分电容一节可以从简。 重要公式 真空中静电场方程： 积分形式： ? = ?S S E 0 d εq ?=?l l E 0d 微分形式： ερ= ??E 0=??E 已知电荷分布求解电场强度： 1， )()(r r E ?-?=； ? ' '-'= V V d ) (41)(| r r |r r ρπε? 2， ? '''-'-'=V V 3 d |4) )(()(|r r r r r r E περ 3， ? = ?S S E 0 d εq 高斯定律
介质中静电场方程： 积分形式： q S =?? d S D ?=?l l E 0d 微分形式： ρ=??D 0=??E 线性均匀各向同性介质中静电场方程： 积分形式： ε q S = ?? d S E ?=?l l E 0d 微分形式： ε ρ= ??E 0=??E 静电场边界条件： 1， t t E E 21=。对于两种各向同性的线性介质，则 2 21 1εεt t D D = 2， s n n D D ρ=-12。在两种介质形成的边界上，则 n n D D 21= 对于两种各向同性的线性介质，则 n n E E 2211εε= 3，介质与导体的边界条件： 0=?E e n ； S n D e ρ=? 若导体周围是各向同性的线性介质，则 ε ρS n E = ； ε ρ? S n -=?? 静电场的能量：
电磁场与电磁波(第四版)习题解答
电磁场与电磁波(第四版）习题解答 第1章习题 习题1．1 给定三个矢量A 、B 和C 如下: 23 x y z =+-A e e e ． 4y z =-+B e e ， 52x z =-C e e , 解: (1 ）22323) 12(3)A x y z e e e A a e e e A +-= = = +-++- （2 ）2641x y z A B e e e -=+-==(3)(23)(4)11x y z y z A B e e e e e ?=+-?-+=- （4）arccos 135.5A B AB θ?===? (５)1711 cos -=?=??==B B A A B B A A A A AB B θ (６）1 2341310502 x y z x Y Z e e e A C e e e ?=-=---- (７)0 4185205 02 x y z x Y Z e e e B C e e e ?=-=++- ()(23)(8520)42x Y Z x Y Z A B C e e e e e e ??=+-?++=- 1 23104041 x y z x Y Z e e e A B e e e ?=-=---- ()(104)(52)42x Y Z x Z A B C e e e e e ??=---?-=- (8）()10142405502 x y z x Y Z e e e A B C e e e ??=---=-+-
()1 235544118520 x y z x Y Z e e e A B C e e e ??=-=-- 习题1．4给定两矢量 234x y z =+-A e e e 和 456x y z =-+B e e e ,求它们之间的夹角和 A 在 Ｂ上的分量。 解： 29)4(32222=-++=A 776)5(4222=+-+=B 31)654()432(-=+-?-+=?z y x z y x e e e e e e B A 则A 与B 之间的夹角为 131772931cos =???? ???-=???? ? ? ???=ar B A B A arcis AB θ A 在B 上的分量为 532.37731cos -=-=?=???==B B A B A B A A A A AB B θ 习题1.９用球坐标表示的场2 25r r =E e ， (1）求在直角坐标中点(3,4,5)--处的E 和x E ； (2）求在直角坐标中点(3,4,5) --处E 与矢量2 2x y z = -+B e e e 构成的夹角。 解: (１)由已知条件得到，在点（－3，４,-5）处， r ===2 2525 0.550 E r = == 2 105 43252532z y x r e e e r r r e E -+-===
电磁场与电磁波(第三版)课后答案第1章
第一章习题解答 1.1 给定三个矢量A 、B 和C 如下： 23x y z =+-A e e e 4y z =-+B e e 52x z =-C e e 求：（1）A a ；（2）-A B ；（3）A B ；（4）A B θ；（5）A 在B 上的分量；（6）?A C ； （7）()?A B C 和()?A B C ；（8）()??A B C 和()??A B C 。 解 （1 ）23A x y z +-= = =e e e A a e e e A （2）-=A B (23)(4)x y z y z +---+=e e e e e 64x y z +-=e e e （3）=A B (23)x y z +-e e e (4)y z -+=e e －11 （ 4 ） 由 c o s AB θ =1 1 2 3 8 = A B A B ， 得 1 c o s A B θ- =(135.5- = （5）A 在B 上的分量 B A =A c o s AB θ = =- A B B （6）?=A C 1 235 02x y z -=-e e e 41310x y z ---e e e （7）由于?=B C 04 1502x y z -=-e e e 8520x y z ++e e e ?=A B 1 230 4 1 x y z -=-e e e 1014x y z ---e e e 所以 ()?=A B C (23)x y z +-e e e (8520)42x y z ++=-e e e ()?=A B C (1014)x y z ---e e e (52)42x z -=-e e （8）()??=A B C 1014502 x y z ---=-e e e 2405x y z -+e e e ()??=A B C 1 238 5 20 x y z -=e e e 554411x y z --e e e 1.2 三角形的三个顶点为1(0,1,2)P -、2(4,1,3)P -和3(6,2,5)P 。 （1）判断123P P P ?是否为一直角三角形； （2）求三角形的面积。
机械振动和机械波知识点总结教学教材
机械振动和机械波 一、知识结构 二、重点知识回顾 1机械振动 （一）机械振动 物体（质点）在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位置做往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。回复力是以效果命名的力，它可以是一个力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。 产生振动的必要条件是：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小。 （二）简谐振动 1. 定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。简谐振动是最简单，最基本的振动。研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即F=－k x，其中“－”号表示力方向跟位移方向相反。 2. 简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回复力作用。 3. 简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐振动的特点在于它是一种周期性运动，它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能（重力势能和弹性势能）都随时间做周期性变化。 （三）描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。
1. 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“A”表示，它是标量，为正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐振动在振动过程中，动能和势能相互转化而总机械能守恒。 2. 周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。振动的周期T跟频率f之间是倒数关系，即T=1/f。振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量，简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的，与振幅无关，所以又叫固有周期和固有频率。 （四）单摆：摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。 细线的一端固定在悬点，另一端拴一个小球，忽略线的伸缩和质量，球的直径远小于悬线长度的装置叫单摆。单摆做简谐振动的条件是：最大摆角小于5°，单摆的回复力F是重力在 圆弧切线方向的分力。单摆的周期公式是T=。由公式可知单摆做简谐振动的固有周期与振幅，摆球质量无关，只与L和g有关，其中L是摆长，是悬点到摆球球心的距离。g是单摆所在处的重力加速度，在有加速度的系统中（如悬挂在升降机中的单摆）其g应为等效加速度。 （五）振动图象。 简谐振动的图象是振子振动的位移随时间变化的函数图象。所建坐标系中横轴表示时间，纵轴表示位移。图象是正弦或余弦函数图象，它直观地反映出简谐振动的位移随时间作周期性变化的规律。要把质点的振动过程和振动图象联系起来，从图象可以得到振子在不同时刻或不同位置时位移、速度、加速度，回复力等的变化情况。 （六）机械振动的应用——受迫振动和共振现象的分析 （1）物体在周期性的外力（策动力）作用下的振动叫做受迫振动，受迫振动的频率在振动稳定后总是等于外界策动力的频率，与物体的固有频率无关。 （2）在受迫振动中，策动力的频率与物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象叫共振，声音的共振现象叫做共鸣。 2机械波中的应用问题 1. 理解机械波的形成及其概念。 （1）机械波产生的必要条件是：<1>有振动的波源；<2>有传播振动的媒质。 （2）机械波的特点：后一质点重复前一质点的运动，各质点的周期、频率及起振方向都与波源相同。 （3）机械波运动的特点：机械波是一种运动形式的传播，振动的能量被传递，但参与振动的质点仍在原平衡位置附近振动并没有随波迁移。 （4）描述机械波的物理量关系：v T f ==? λ λ 注：各质点的振动与波源相同，波的频率和周期就是振源的频率和周期，与传播波的介质无关，波速取决于质点被带动的“难易”，由媒质的性质决定。 2. 会用图像法分析机械振动和机械波。 振动图像，例：波的图像，例： 振动图像与波的图像的区别横坐标表示质点的振动时间横坐标表示介质中各质点的平衡位置 表征单个质点振动的位移随时间变 化的规律 表征大量质点在同一时刻相对于平衡位 置的位移 相邻的两个振动状态始终相同的质 点间的距离表示振动质点的振动周 期。例：T s =4 相邻的两个振动始终同向的质点间的距 离表示波长。例：λ=8m
机械波和电磁波习题解答
第十六章 机械波和电磁波 一 选择题 1. 当一平面简谐波通过两种不同的均匀介质时，不会改变的物理量是：（ ） A. 波长和频率 B. 波速和频率 C. 波长和波速 D. 频率和周期 解： 答案选D 2. 已知一平面简谐波方程为y = A cos ( a t -b x )，( a , b 为正值)，则： （ ） A. 波的频率为a B. 波的传播速度为b / a C. 波长为π/ b D. 波的周期为2π/ a 解： 答案选D 3. 如图所示，一平面简谐波沿x 轴正向传播，坐标原点O 的振动规律为y = A cos (ωt + ?0 )，则B 点的振动方程为：（ ） A. y = A cos [ωt - ( x / u ) + ?0 ] B. y = A cos ω[ t + ( x / u ) ] C. y = A cos {ω[ t - ( x / u ) ] +?0} D. y = A cos {ω[ t + ( x / u ) ] +?0} 解：任意点B 处的振动方程就是沿x 轴正向传播的波动方程y = A cos {ω[ t - ( x / u ) ] +?0}。 所以答案选C 。 4. 一列沿x 轴正向传播的平面简谐波，周期为0.5s ，波长为2m 。则在原点处质点的振动相位传到x =4m 处所需要的时间为（ ） A .0.5s B. 1s C. 2 D. 4s 解 因为波传播的距离4m 是波长2m 的2倍，因此传播这段距离所需的时间为2个周期，即为2s 。 也可以按下面的方法计算。波速45 .02 == =T u λ m/s ，则原点处质点的振动相位传到x =4m 处所需要的时间为 14 4 ==?= ?u x t s 。 故B 正确。 5. 两相干波源S 1和S 2，相距为 2 3 λ，其初相位相同，且振幅均为1.0×10-2m ，则在波源S 1和S 2连线的中垂线上任意一点，两列波叠加后的振幅为 ( ) 选择题3图
专题(17)机械振动与机械波 光 电磁波(解析版)
第 1 页 共 14 页 2021年高考物理二轮重点专题整合突破 专题（17）机械振动与机械波 光 电磁波（解析版） 高考题型1 机械振动与机械波 1．必须理清的知识联系 2．巧解波的图象与振动图象综合问题的基本方法 3．波的叠加问题 (1)两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx ＝nλ(n ＝0,1,2，…)，振动减弱的条件为Δx ＝(2n ＋1)λ 2(n ＝0,1,2，…)．两个振动情况相反的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx ＝ (2n ＋1)λ 2(n ＝0,1,2，…)，振动减弱的条件为Δx ＝nλ(n ＝0,1,2，…)． (2)振动加强点的位移随时间而改变，振幅为两波振幅的和A 1＋A 2. 4．波的多解问题 由于波的周期性、波传播方向的双向性，波的传播易出现多解问题．
第 2 页 共 14 页 【例1】 (2020·全国卷Ⅲ·34(1))如图1，一列简谐横波平行于x 轴传播，图中的实线和虚线分别为t ＝0和t ＝0.1 s 时的波形图．已知平衡位置在x ＝6 m 处的质点，在0到0.1 s 时间内运动方向不变．这列简谐波的周期为________ s ，波速为________ m/s ，传播方向沿x 轴________(填“正方向”或“负方向”)． 图1 【答案】0.4 10 负方向 【解析】根据x ＝6 m 处的质点在0到0.1 s 时间内运动方向不变，可知波沿x 轴负方向传播，且T 4＝0.1 s ， 得T ＝0.4 s ，由题图知波长λ＝4 m ，则波速v ＝λ T ＝10 m/s. 【例2】(多选)(2019·全国卷Ⅲ·34)一简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝T 2时刻，该波的波形图如图2(a)所示， P 、Q 是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图象．下列说法正确的是( ) 图2 A ．质点Q 的振动图象与图(b)相同 B ．在t ＝0时刻，质点P 的速率比质点Q 的大 C ．在t ＝0时刻，质点P 的加速度的大小比质点Q 的大 D ．平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示 E ．在t ＝0时刻，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大 【答案】CDE 【解析】t ＝T 2时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点Q 在t ＝T 2 时刻从平
电磁场与电磁波(第三版)课后答案第9章
第九章习题解答 9.1 设元天线的轴线沿东西方向放置，在远方有一移动接收台停在正南方而收到最大电场强度，当电台沿以元天线为中心的圆周在地面移动时，电场强度渐渐减小，问当电场强 时，电台的位置偏离正南多少度？ 解：元天线（电基本振子）的辐射场为 j k r j θ-=E e 可见其方向性函数为(),sin f θφθ=，当接收台停在正南方向（即090θ=）时，得到最大电场强度。由 s i n θ= 得 045θ= 此时接收台偏离正南方向045±。 9.2 上题中如果接收台不动，将元天线在水平面内绕中心旋转，结果如何？如果接收天线也是元天线，讨论收发两天线的相对方位对测量结果的影响。 解： 如果接收台处于正南方向不动，将天线在水平面内绕中心旋转，当天线的轴线转至沿东西方向时，接收台收到最大电场强度，随着天线地旋转，接收台收到电场强度将逐渐变小，天线的轴线转至沿东南北方向时，接收台收到电场强度为零。如果继续旋转元天线，收台收到电场强度将逐渐由零慢慢增加，直至达到最大，随着元天线地不断旋转，接收台收到电场强度将周而复始地变化。 当接收台也是元天线，只有当两天线轴线平行时接收台收到最大电场强度；当两天线轴线垂直时接收台收到的电场强度为零；当两天线轴线任意位置，接收台收到的电场强介于最大值和零值之间。 9.3 如题9.3图所示一半波天线，其上电流分布为() 11cos 2 2m I I kz z ??=-<< ??? （1）求证：当0r l >>时， 020 cos cos 22sin jkr m z I e A kr πθμπθ -?? ? ??= ? （2）求远区的磁场和电场； （3）求坡印廷矢量； （4）已知22 c o s c o s 20.609sin d π πθθθ ?? ? ?? =? ，求辐射电阻； （5）求方向性系数。 题9.3（1） 图 解：（1）沿z 方向的电流z I 在空间任意一点()0,P r θ产生的矢量磁位为
机械波与电磁波的区别与应用
机械波与电磁波的区别与应用 机械波与电磁波是波的两种主要形式，它们共有波的基本特性：比如说能发生反射、折射、干涉、衍射，都能够传播能量与信息，波速、波长、频率之间具有同样的关系。它们又有各自不同的地方：电磁波是一种纵波，有偏振现象，机械波的形式可以是纵波也可以是横波、电磁波的传播不需要介质，机械波必须在介质中传播。由于两者性质的不同，他们在现实生活中也有着不同的应用。 远距离的测量可以用到机械波和电磁波。在海上航行的船只在测量海底深度时会用到一个叫声纳的装置，它的工作原理是发出一束能量很强的超声波，超声波在到达海底后发生反射，测量超声波发射到反射回船只的时间就能得到海底的深度。当测量地球到月球的距离时，就必须用到电磁波。将上述工作原理中的超声波改为电磁波就能合理地测量地球到月球之间的距离。超声波的穿透能力很强，在水中传播时损耗很小，所以能够较好地测量海底的深度，但是超声波不能在真空中传播，所以在测量地月距离时必须要用到电磁波。 机械波的另一个主要应用表现在对地震波的测量和分析。 地震波是由地震震源发出的在地球介质中传播的弹性波。地震发生时，震源释放出巨大的能量。震源区的介质在这股能量的驱动下发生剧烈的振动和破裂，这种振动构成一个波源。由于地球介质的连续性，这种波动就向地球内部及其表层各处传播出去，形成了连续介质中的弹性波。地震震源施放出的能量沿振动波传播到地表，给地面的建筑物造成强烈的破坏。 地震波主要分为两种，一种是实体波，一种是表面波。表面波只在地表传递，实体波能穿越地球内部。实体波在在地球内部传递，又分成P 波和S 波两种。 P 波为一种纵波，粒子振动方向和波前进方平行，在所有地震波中，前进速度最快，也最早抵达。P 波能在固体、液体或气体中传递。 S 波前进速度仅次于P 波，粒子振动方向垂直于波的前进方向，是一种横波。S 波只能在固体中传递，无法穿过液态外地核。 表面波又称L 波，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。表面波有低频率、高震幅和低频散的特性，只能沿地表传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。 根据对波动方程20tt xx u v u -=的分析可以得到：地震波的传播速度由下式决定。 v = 该式中E 为介质的弹性模量，ρ为介质的密度。
高考复习25机械波和电磁波
高考复习25机械波和电磁波 考纲要求： ● 波、横波和纵波、波长、频率和波速的关系、超声波及其应用一I 级 ● 电磁场、电磁波、电磁波的周期、频率和波速、电视、雷达…I 级 知识达标 1. 在 中传播，就形成了机械波，因此，机械波产生的条件是有 和 . 2.质点 方向跟 方向垂直，如此的波叫做横波 3.质点 方向跟 方向平行，如此的波叫做纵波 4．两个相邻的、在振动过程中 总是 的质点间的距离的做波长；波长、波速和频率的关系是 5．波速由 决定；机械波的频率由 决定 6．超声波有两个特点，一个是 ，一个是 7．变化的 产生电场，变化的 产生磁场 8．电磁场由近及远传播形成了 ．电磁波是否依靠介质传播? 注意：机械波是 这种运动形式的传播，它也能够传递 和 但介质本身可不能沿着波的传播方向 经典题型 1．关于机械振动和机械波以下表达正确的选项是： A ．有机械振动必有机械波 B ．有机械波必有机械振动 C ．在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移 D ．在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并可不能赶忙停止 2．波长指的是： A ．在一个周期内波振动在介质中传播的距离 B ．横波中两个波峰之间的距离 C ．横波中一个波峰和相邻的一个波谷之间距离的两倍 D ．在波的传播方向上，两个相邻的任意时刻位移都相同的质点间的距离 3．一列波从空气传入水中，保持不变的物理量是： A ．波速 B ．波长 C ．频率 D.振幅 4.一列波沿直线传播，在某一时刻的波形图如下图，质点A 的位置与坐标原点相距0.5 m ，现在质点A 沿y 轴正方向运动，再通过0.02s 将第一次达到最大位移，由此可见： A ．这列波波长是2 m B ．这列波频率是50 Hz C ．这列波波速是25 m ／s D ．这列波的传播方向是沿x 轴的负方向 5．如下图，为一列沿x 轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像，由图可知，这列波的 振幅A 、波长λ和x=l 米处质点的速度方向分不为： A ．A=O.4 m λ=1m 向上 B ．A=1 m λ=0.4m 向下 C ．A=O.4 m λ=2m 向下 D ．A=2 m λ=3m 向上 -
电磁场与电磁波第四版课后思考题答案
2.1点电荷的严格定义是什么？ 点电荷是电荷分布的一种极限情况，可将它看做一个体积很小而电荷密度很的带电小球的极限。当带电体的尺寸远小于观察点至带电体的距离时，带电体的形状及其在的电荷分布已无关紧要。就可将带电体所带电荷看成集中在带电体的中心上。即将带电体抽离为一个几何点模型，称为点电荷。 2.2 研究宏观电磁场时，常用到哪几种电荷的分布模型？有哪几种电流分布模型？他们是如何定义的？ 常用的电荷分布模型有体电荷、面电荷、线电荷和点电荷；常用的电流分布模型有体电流模型、面电流模型和线电流模型，他们是根据电荷和电流的密度分布来定义的。 2,3点电荷的电场强度随距离变化的规律是什么？电偶极子的电场强度又如何呢？ 点电荷的电场强度与距离r 的平方成反比；电偶极子的电场强度与距离r 的立方成反比。 2.4简述 和 所表征的静电场特性 表明空间任意一点电场强度的散度与该处的电荷密度有关，静电荷是静电场的通量源。 表明静电场是无旋场。 2.5 表述高斯定律，并说明在什么条件下可应用高斯定律求解给定电荷分布的电场强度。 高斯定律：通过一个任意闭合曲面的电通量等于该面所包围的所有电量的代数和除以 与闭合面外的电荷无关，即 在电场（电荷）分布具有某些对称性时，可应用高斯定律求解给定电荷分布的电场强度。 2.6简述 和 所表征的静电场特性。 表明穿过任意闭合面的磁感应强度的通量等于0，磁力线是无关尾的闭合线， 表明恒定磁场是有旋场，恒定电流是产生恒定磁场的漩涡源 2.7表述安培环路定理，并说明在什么条件下可用该定律求解给定的电流分布的磁感应强度。 安培环路定理：磁感应强度沿任何闭合回路的线积分等于穿过这个环路所有电流的代数和 倍，即 如果电路分布存在某种对称性，则可用该定理求解给定电流分布的磁感应强度。 2.8简述电场与电介质相互作用后发生的现象。 在电场的作用下出现电介质的极化现象，而极化电荷又产生附加电场 2.9极化强度的如何定义的？极化电荷密度与极化强度又什么关系？ 单位体积的点偶极矩的矢量和称为极化强度，P 与极化电荷密度的关系为 极化强度P 与极化电荷面的密度 2.10电位移矢量是如何定义的？在国际单位制中它的单位是什么 电位移矢量定义为 其单位是库伦/平方米 （C/m 2 ） 2.11 简述磁场与磁介质相互作用的物理现象？ ερ/=??E 0=??E ερ/=??E 0= ??E ??=?V S dV S d E ρε01 0=??B J B 0μ=??0 =??B J B 0μ=??0 μI l d B C 0μ?= ? P ??=-p ρn sp e ?=P ρE P E D εε=+=0
电磁场与电磁波第四版谢处方课后答案
电磁场与电磁波（第四版）谢处方 课后答案 第一章习题解答 1.1 给定三个矢量A 、B 和C 如下： 23x y z =+-A e e e 4y z =-+B e e 52x z =-C e e 求：（1）A a ；（2）-A B ；（3）A B g ；（4）AB θ；（5）A 在B 上的分量；（6）?A C ； （7）()?A B C g 和()?A B C g ； （8）()??A B C 和()??A B C 。 解 （1 ）23A x y z +-= ==+e e e A a e e e A （2）-=A B (23)(4)x y z y z +---+=e e e e e 64x y z +-=e e e （3）=A B g (23)x y z +-e e e (4)y z -+=e e g －11 （4）由 cos AB θ = ==A B A B g ，得 1cos AB θ- =(135.5=o （5）A 在B 上的分量 B A =A cos AB θ ==A B B g （6）?=A C 1235 02 x y z -=-e e e 41310x y z ---e e e （7）由于?=B C 041502 x y z -=-e e e 8520x y z ++e e e ?=A B 123041 x y z -=-e e e 1014x y z ---e e e 所以 ()?=A B C g (23)x y z +-e e e g (8520)42x y z ++=-e e e ()?=A B C g (1014)x y z ---e e e g (52)42x z -=-e e （8）()??=A B C 1014502 x y z ---=-e e e 2405x y z -+e e e ()??=A B C 1 238 5 20 x y z -=e e e 554411x y z --e e e 1.2 三角形的三个顶点为1(0,1,2)P -、2(4,1,3)P -和3(6,2,5)P 。 （1）判断123 PP P ?是否为一直角三角形； （2）求三角形的面积。 解 （1）三个顶点1(0,1,2) P -、2(4,1,3)P -和3(6,2,5)P 的位置矢量分别为 12y z =-r e e ，243x y z =+-r e e e ，3625x y z =++r e e e
电磁场与电磁波课后答案_郭辉萍版1-6章
第一章 习题解答 1.2给定三个矢量A ，B ，C ： A =x a +2y a -3z a B = -4y a +z a C =5x a -2z a 求：错误！未找到引用源。矢量A 的单位矢量A a ； 错误！未找到引用源。矢量A 和B 的夹角AB θ； 错误！未找到引用源。A ·B 和A ?B 错误！未找到引用源。A ·（B ?C ）和（A ?B ）·C ； 错误！未找到引用源。A ?（B ?C ）和（A ?B ）?C 解：错误！未找到引用源。A a =A A = 149A ++ =（x a +2y a -3z a ）/14 错误！未找到引用源。cos AB θ =A ·B /A B AB θ=135.5o 错误！未找到引用源。A ·B =-11, A ?B =-10x a -y a -4z a 错误！未找到引用源。A ·（B ?C ）=-42 （A ?B ）·C =-42 错误！未找到引用源。A ?（B ?C ）=55x a -44y a -11z a （A ?B ）?C =2x a -40y a +5z a 1.3有一个二维矢量场F(r) =x a （-y ）+y a (x)，求其矢量线方程，并定性画出该矢量场图 形。 解：由dx/(-y)=dy/x,得2 x +2 y =c 1.6求数量场ψ=ln （2 x +2y +2 z ）通过点P （1，2，3）的等值面方程。
解：等值面方程为ln （2x +2y +2 z ）=c 则c=ln(1+4+9)=ln14 那么2 x +2y +2 z =14 1.9求标量场ψ（x,y,z ）=62 x 3y +z e 在点P （2，-1，0）的梯度。 解：由ψ?=x a x ψ??+y a y ψ??+z a z ψ??=12x 3 y x a +182x 2y y a +z e z a 得 ψ?=-24x a +72y a +z a 1.10 在圆柱体2 x +2 y =9和平面x=0，y=0,z=0及z=2所包围的区域，设此区域的表面为S: 错误！未找到引用源。求矢量场A 沿闭合曲面S 的通量，其中矢量场的表达式为 A =x a 32x +y a （3y+z ）+z a (3z -x) 错误！未找到引用源。验证散度定理。 解：错误！未找到引用源。??s d A = A d S ?? 曲 + A dS ?? xoz + A d S ?? yoz +A d S ?? 上 +A d S ?? 下 A d S ?? 曲 =232 (3cos 3sin sin )z d d ρθρθθρθ++?曲 =156.4 A dS ?? xoz = (3)y z dxdz +?xoz =-6 A d S ?? yoz =- 23x dydz ? yoz =0 A d S ?? 上+A d S ?? 下=(6cos )d d ρθρθρ-?上+cos d d ρθρθ?下=272π ??s d A =193 错误！未找到引用源。dV A V ???=(66)V x dV +?=6(cos 1)V d d dz ρθρθ+?=193 即：??s s d A =dV A V ??? 1.13 求矢量A =x a x+y a x 2 y 沿圆周2x +2 y =2a 的线积分，再求A ?? 对此圆周所包围的表 面积分，验证斯托克斯定理。 解：??l l d A =2 L xdx xy dy +? =44a π A ?? =z a 2 y
高中物理重要知识点必背手册 (5) 机械振动、机械波与电磁波
重要知识点手册：机械振动、机械波与电磁波 机械振动、机械波： 基本的概念，简谐运动中的力学运动学条件及位移，回复力，振幅，周期，频率及在一次全振动过程中各物理量的变化规律。 简谐振动： 回复力： F = 一KX 加速度：a =一KX/m 单摆：T= 2π L g (与摆球质量,振幅无关) *弹簧振子T= 2πm K (与振子质量有关,与振幅无关) 等效摆长、等效的重力加速度 影响重力加速度有： ①纬度,离地面高度 ②在不同星球上不同,与万有引力圆周运动规律（或其它运动规律）结合考查 ③系统的状态(超、失重情况) ④所处的物理环境有关,有电磁场时的情况 ⑤静止于平衡位置时等于摆线张力与球质量的比值 注意等效单摆(即是受力环境与单摆的情况相同) T=2π g L ?g= 2 2T L 4π 应用：T 1=2π g L O g L -L 2T O 2?=π ? 2 2212T -T L 4g ?= π 沿光滑弦cda 下滑时间t 1=t oa =g R 2g R 2= 沿cde 圆弧下滑t 2或弧中点下滑t 3： g R 2 g R 4 24T t t 32π π === = 共振的现象、条件、防止和应用 机械波:基本概念,形成条件、 特点：传播的是振动形式和能量,介质的各质点只在平衡位置附近振动并不随波迁移。 ①各质点都作受迫振动， ②起振方向与振源的起振方向相同， ③离源近的点先振动， ④没波传播方向上两点的起振时间差= 波在这段距离内传播的时间 ⑤波源振几个周期波就向外传几个波长 波长的说法：①两个相邻的在振动过程中对平衡位置“位移”总相等的质点间的距离 ②一个周期内波传播的距离 ③两相邻的波峰(或谷) 间的距离 ④过波上任意一个振动点作横轴平行线，该点与平行线和波的图象的第二个交点之间的距离为一个波长 波从一种介质传播到另一种介质,频率不改变, 波长、波速、频率的关系： V=λf =λ T (适用于一切波) 波速与振动速度的区别 波动与振动的区别： 研究的对象：振动是一个点随时间的变化规律，波动是大量点在同一时刻的群体表现， 图象特点和意义 联系： 波的传播方向?质点的振动方向（同侧法、带动法、上下波法、平移法） 知波速和波形画经过（?t ）后的波形（特殊点画法和去整留零法） 波的几种特有现象：叠加、干涉、衍射、多普勒效应，知现象及产生条件 电磁波：LC 振荡电路：产生高频率的交变电流. T ＝2π ＋
电磁场与电磁波第二章课后答案
第二章静电场 重点与难点 电场强度及电场线等概念容易接受,重点讲解如何由物理学中积分形式得静电场方程导出微分形式得静电场方程,即散度方程与旋度方程,并强调微分形式得场方程描述得就是静电场得微分特性或称为点特性。 利用亥姆霍兹定理,直接导出真空中电场强度与电荷之间得关系。通过书中列举得4个例子,总结归纳出根据电荷分布计算电场强度得三种方法。 至于媒质得介电特性,应着重说明均匀与非均匀、线性与非线性、各向同性与各向异性等概念。讲解介质中静电场方程时,应强调电通密度仅与自由电荷有关。介绍边界条件时,应说明仅可依据积分形式得静电场方程,由于边界上场量不连续,因而微分形式得场方程不成立。 关于静电场得能量与力,应总结出计算能量得三种方法,指出电场能量不符合迭加原理。介绍利用虚位移得概念计算电场力,常电荷系统与常电位系统,以及广义力与广义坐标等概念。至于电容与部分电容一节可以从简。 重要公式 真空中静电场方程: 积分形式: 微分形式: 已知电荷分布求解电场强度: 1,; 2, 3, 高斯定律 介质中静电场方程: 积分形式: 微分形式: 线性均匀各向同性介质中静电场方程: 积分形式: 微分形式: 静电场边界条件: 1,。对于两种各向同性得线性介质,则
2,。在两种介质形成得边界上,则 对于两种各向同性得线性介质,则 3,介质与导体得边界条件: ; 若导体周围就是各向同性得线性介质,则 ; 静电场得能量: 孤立带电体得能量: 离散带电体得能量: 分布电荷得能量: 静电场得能量密度: 对于各向同性得线性介质,则 电场力: 库仑定律: 常电荷系统: 常电位系统: 题解 2-1若真空中相距为d得两个电荷q1及q2得电量分别为q及4q,当点电荷位于q1及q2得连线上时,系统处于平衡状态,试求得大小及位置。解要使系统处于平衡状态,点电荷受到点电荷q1及q2得力应该大小相等,方向相反,即。那么,由,同时考虑到,求得 可见点电荷可以任意,但应位于点电荷q 1与q 2 得连线上,且与点电荷相 距。 2-2已知真空中有三个点电荷,其电量及位置分别为: 试求位于点得电场强度。