課程名稱︰普通物理學甲下
課程性質︰
課程教師︰石明豐教授
開課系所︰電機系
考試時間︰2006/5/18
試題 :
1.已知如下裝置圖：
-----------------------|
|| 軌道 | +
|| Battery
||Bar | -
|| |
|| 軌道 Switch
-----------------------|
空間中有均勻的出紙面方向的磁場，強度B。電池電動勢V。
Bar長度d，電阻R，質量m。軌道和Bar均能導電。
今於時間t=0時將開關關閉(close the switch,turn on)，bar由靜止啟動。
求bar的速率函數v(t)及位移函數x(t)。
2.空間中兩平行無限長直導線如下圖：
∞ ------------->------------ ∞
I
∞ -------------<------------ ∞
I
上通有恆為等大反向的兩電流I。
(a)解釋這個裝置為什麼是一個電感器(inductor)。
(b)求這個裝置單位長度的電感值。
3.今有一個電阻為R的電阻，電感為L的電感，及電容為C的電容。
以及一個交流電流供應器。其上電流為
i= I cos(ωt)
今將之並聯如下：
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| | | |
| | | |
供 R L C
| | | |
| | | |
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求R(或L或C)兩端的端電壓函數V(t)。請列出過程。
4.今有一發出電磁波的恆星。距其中心R處有一粒子(R>恆星半徑)，其半徑r。
則粒子會同時受到恆星的引力 Fg 及電磁波所給的力 F。
求 F/Fg =?
(答案需要的常數或條件請自行假設，多餘的假設會扣分)
(R>>r)
5.有一發光球半徑R1，被包覆在一透明且折射率n，半徑R2的球內(兩球同心)。
求自無限遠處所見之發光球體大小。
6.今有一球半徑為R。設空間中的磁場強度可用 Bo(r/R)^2 描述，其中Bo為常數
r為與球心距離。求在球外全部空間中磁場所儲存的能量。
7.請解釋顯微鏡的工作原理。
8.如下電路：
-----S2---------S1------ C1：電容900μF的電容器
| | | C2：電容100μF的電容器
| | | L： 電感10H的電感器
=== C2 ξ L === C1 S1,S2：Switch
| | |
| | |
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起初S1、S2皆為斷路，C1上有100V的電位差。
請設計一套控制開關S1、S2的方法，使得C2上具電位差300V。
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