2018年厦门大学海洋与地球学院615普通物理学(含热、力、光、电)考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 为什么装指南针的盒子不是用铁，而是用胶木等材料做成的？
【答案】如果使用铁念子装指南针，则由于铁盒子产生磁屏蔽，从而会使得指南针无法正常使用，因此装指南针 的盒子要用胶木等不会产生磁屏蔽效应的材料。
2． 在什么条件下
，的关系才成立？
【答案】
由能量和动量关系式
系才成立。
3． 当有电场后，满带中的电子能永远漂移下去吗？
【答案】当有电场后，满带中的电子在波矢空间内将永远循环漂移下去，即当电子漂移到布里渊区边界时，它会立即跳到相对的布里渊区边界，始终保持整体能态分布不变。
4． 利用空气劈尖的等厚干涉条纹可以检测工件表面极小的加工纹路。在经过精密加工的工件表面上放一光 学平晶，使它们之间形成空气劈尖，用单色光垂直照射玻璃平晶，并在显微镜下观察到干涉条纹如图所示， 试根据干涉条纹的弯曲方向，判断工件的表面是凸的还是凹的？
图
【答案】在理想情况下，在空气劈形膜上观察到的等厚条纹应为平行于棱边的直条纹。现在，有局部条纹向偏离 棱边的方向弯曲，说明在工件表面的相应位置处有一条垂直于棱边的不平的纹路。由于同一条等厚条纹对应于相 同的膜厚度，因此在图中所示的同一条纹上，弯离棱边的部分与直的部分对应的膜厚度应该相等。在理想情况下。 离开棱越远，膜的厚度应该越大；而现在在同一条纹上远离棱边处与近棱边处膜的厚度却是相等的，这说明工件 表面的纹路是凸出来的。
5． 系统由某一初态开始，经历不同的过程，试问在下列两种情况中，各过程所引起的内能变化是否相同？
（1）各过程所做的功相同；
（2）各过程所做的功相同，并且和外界交换的热量也相同。
可知，
只有当静止能量时，的关
【答案】
根据热力学第一定律内能变化才相同，由此可以判断：
（1）内能变化未必相同； （2）内能变化相同。
可知，只有当做功与热量交换的综合结果相同时，
二、计算题
6． 两个载流线圈彼此很靠近，则一个线圈中的电流变化会在另一个线圈中产生感生电动势。衡量载流线圈之间这种作用的物理量是互感系数M ，
当第一个和第二线圈中的电流强度分别为
和
时，
在第一和第二线圈中产生的感生电动势分别为
和
感生电
动势的符号由愣次定律确定。
根据以上说明，试计算图1
系统的等效电感怎样变化？互感系数M 的最大值是多少？
试再计算图2和图3
两个系统的等效电感
如果使电感为
的线圈反向缠绕，结果如何？
如果使一个线圈反向缠绕，结果县否会变化，
图
1
图
2
图3
【答案】设电流方向如图1所示，则对上方的环路和下方的通路分别有
按楞次定律，根据线圈的缠绕方向，式（1）、式（2）中互感电动势项的符号应都取正或都取负。于是可得
可见，无论线圈的缠绕方向如何，系统的等效电感都是
由于电感L
总是正值（若
显然是不合理的），故
因载流线圈的能量为故电流越大，能量越小。若耗能
器如加热器中包含这种线圈，则伴随着能量的消耗，线圈中电流会越来越大，导致无限耗能，这
即
可见两个线圈之间的互感系数不可能超过两线圈自感系数乘积的开方。电图2是电感的串联。设电流方向如图2所示，则有
故系统的等效电感为若电感为号应为负，于是
图3是电感的并联。设电流方向如图3所示，则有
和
的表达式中，互感电动势项的符
的线圈反向缠绕，由楞次定律，
上述
由式（4）、式（5），得
代入式（3），得
故系统的等效电感为
若电感为
的线圈反向缠绕，由楞次定律，互感电动势项的符号应改变，于是得出
以上结果表明，
两电感串联时
两电感并联时
可见仅当
时，
才有
及
即仅当
时，电感的串联、并联公
式才与电阻的串联、并联公式相当。