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一、填空题

1． 设氢原子电子的运动状态其量子数

【答案】

则其电子角量子数的可取值有（ ），当电子

处于态时四个量子数可取值有（ ）。

【解析】（1）电子绕核运动的角动量须满足量子化条件：

这里角量子数为：

题意中它们的取值满足：

在本题中，处于

态的电子

所以可以取的各量子数值为

且

（2）当电子处在态时，主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数分别为

2． 如图, 均匀磁场中放一均匀带正电荷的圆环，其线电荷密度为圆环可绕通过环心O 与环面 垂直的转轴旋转。当圆环以角速度转动时，圆环受到的磁力矩为（ ），其方向（ ）。

图

【答案】

在图面中向上

则对O 点的力矩为：积分得；

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【解析】（1）取圆环上一微元dr ，则该微元受到磁场力为：

（2）方向判定可根据右手定则进行判定。在图中表示为纸面竖直向上。

3． 设

的理想气体的压强p 随体积V 变化的函数关系为.

式中和为常量，则

该气体最大的可能温度_____。

【答案】

4． 如图1所示，用均匀细金属丝构成一半径为R 的圆环C ，电流由导线1流入圆环A 点，并，由圆环B 点流入导线2。设导线1和导线2与圆环共面，则环心O 处的磁感强度大小为（ ）方向（ ）。

图1

【答案】

垂直纸面向里

【解析】（1）由图2可以看出，0点处的磁感应强度由四部分电流产生，即导线1、2和弧线ACB 、AB 。 这里用4和3来代替。

图2

对于1和2, 是半无限长载流导线，故可直接用公式：得

：

带入公式可

方向纸面向里。而对于3和4段电流产生的磁感应强度。需分段计算。

3段和4段的电流大小分别为：对于3段产生的磁感应强度为：

方向为垂直纸面向里。

同理可以求出4段电流的磁感应强度：

方向为垂直纸面向外。

所以O 点的磁感应强度为这四段之和：

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（2）B 方向为纸面向里。

5． 载有恒定电流I 的长直导线旁有一半圆环导线cd ，半圆环半径为b ，环面与直导线垂直，且半圆环两端 点连线的延长线与直导线相交，如图所示。当半圆环以速度v 沿平行于直导线的方向平移时，半圆环上的感 应电动势的大小是_____。

图

【答案】

6． 一个半径为R 线电荷密度为λ的均匀带电环。以角速度绕过圆心且垂直环面的轴线旋转；今将其放入磁感强度为的均匀外磁场中，的方向垂直于轴线，则带电圆环所形成的电流为（ ），该电流所受磁力矩的大小为（ ）。

【答案】

【解析】（1）带电圆环绕圆心且垂直圆环面转动，产生的电流为：

（2）产生的磁力矩为：

7． 有一人造地球卫星，质量为m ，在地球表面上空2倍于地球半径R 的高度沿圆轨道运行，用m 、R 、引力常数G 和地球的质量M 表示时，卫星的动能为（ ）；卫星与地球间的引力势能为（ ）；卫星对地心的角动量大小为（ ）。

【答案】

【解析】（1）卫星做圆周运动，有

所以动能为

（2）卫星受到的引力势能是卫星在r 高度的重力。设r 处的重力加速度为，则

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