三、计算题(本大题共4小题,每小题8分,共32分)
27.如题27图所示,两个同心均匀带电球面,半径分别是Ra和Rb(Ra<Rb),所带电量分别为qa和qb.设某点p与球心相距r(Ra<r<Rb),试求:
(1)qa在p点产生的场强大小Ea;qb在p点产生的场强大小Eb;p点的合场强大小E.
(2)两球面间的电势差Uab.
28.如题28图所示,在一个载流为I的无限长直导线上的A、C两点处,用同质(导线的粗细、材料相同)的半径为R的半圆形导线搭接,进行分流.
试求:(1)半圆中的电流强度I1;
(2)半圆的圆心O点处的磁感应强度的大小和方向.
29.已知平面简谐波的表达式为y=A cos(Bt+Cx),式中A、B、C为正常量.
求;(1)波的周期和波长;
(2)波速以及传播方向;
(3)在波传播方向上相距为d的两点的振动相位差;
(4)介质质元振动的速度振幅和加速度振幅.
30.在双缝干涉实验中,所用单色光波长λ=500nm,双缝与观察屏的距离D=0.8m.若测得屏上P点正好是第3级明条纹中心,P点到屏中心的距离x=3.0mm,求双缝的间距d.若将整个装置放于某种透明液体中,此时P点为第4级明条纹中心,求该液体的折射率n.
(1mm=10-3m,1nm=10-9m)
四、分析计算题(本大题10分)
31.如题31图所示,一劲度系数为k的轻弹簧一端固定,另一端与一质量为M的木块相连.初时弹簧无形变,木块静止在水平桌面上.现有一质量为m的泥团沿水平方向飞来,粘在木块上.已知粘上泥团后,木块开始运动的速率为v.
求:(1)泥团粘上木块的过程中,泥团与木块组成的系统动量是否守恒?泥团初速度的大小v0为多少?
(2)如果不考虑桌面与木块之间的摩擦,求弹簧的最大压缩量x1;
(3)如果考虑桌面与木块之间的摩擦,且已知弹簧的最大压缩量为x2,则木块与弹簧之间的动摩擦因数μ为多少?