《电介质物理》期末考试卷以及标准答案A
电介质物理_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
电介质物理_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.非线性光学效应仅存在于光强很高的情况答案:正确2.BaTiO3为位移型铁电体。
答案:正确3.电畴的形成是系统自由能取极大值的结果。
答案:错误4.铁电体中电畴不能在空间任意取向，只能沿晶体的某几个特定晶向取向，电畴所能允许的晶向取决于该种铁电体原型结构的对称性，即在铁电体的原型结构中与铁电体极化轴等效的晶向。
答案:正确5.自由晶体受热时热释电效应是第一类效应和第二类效应之和答案:正确6.热释电材料和铁电材料属于压电材料。
答案:正确7.经过极化处理后，铁电体的剩余极化强度是不稳定的且随时间而衰减，从而造成其介电，压电，热释电性质发生变化，这种现象就是铁电体的陈化。
答案:正确8.自发极化能被外电场重新定向的热释电晶体就是铁电体；铁电体的电畴结构受铁电体原型结构对称性的限制。
答案:正确9.铁电体的表观特征是具有电滞回线，描述了极化强度和电场强度之间的滞后关系，从该曲线可以直观观察到的两个物理量是剩余极化和矫顽场。
答案:正确10.具有自发极化的晶体称为热释电体，在温度变化时可以释放电荷，该效应与电卡效应互为逆效应。
答案:正确11.自发极化只存在具有单一极轴的点群中，共有21种。
答案:12.沿x3轴极化的压电陶瓷通过坐标变换后，有哪些独立分量（）答案:13.以下哪个材料不是铁电体或反铁电体材料（）答案:Al2O314.室温下将铁电四方BaTiO3陶瓷极化，其饱和极化强度与晶体自发极化强度的关系是（）。
答案:15.沿x3轴极化的压电陶瓷的弹性柔顺系数的独立分量为：s11、s12、s13、s33、s44、s55。
答案:错误16.应力张量【图片】与以下哪个应力张量等价（）答案:17.沿x3轴极化的压电陶瓷为4mm点群，属于四方晶系，则X3轴为四次轴绕X3轴进行四次旋转对称操作，则产生的下标变换关系为：1→2、2→-1、3→3。
答案:正确18.晶体中有8种宏观对称操作，共构成32种晶体学点群，其中11种晶体学点群具有对称中心，10种晶体学点群具有单一极轴。
2023-2024学年北京市房山区高二上学期期末考试物理试卷+答案解析
2023-2024学年北京市房山区高二上学期期末考试物理试卷一、单选题：本大题共14小题，共56分。
1.下列物理量中，属于矢量的是()A.电势差B.磁感应强度C.磁通量D.电动势2.如图所示为某电场等势面的分布情况，下列说法正确的是()A.A点的电势比B点的电势高B.电子在A点受到的静电力小于在B点受到的静电力C.把电子从A点移动至B点静电力做的功与路径有关D.电子在c等势面上比在d等势面上的电势能大3.锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，下图为锂电池放电时的内部结构。
该过程中从负极通过隔膜返回正极。
已知该锂电池的电动势为，则()A.非静电力做的功越多，电动势越大B.移动一个锂离子，需要消耗电能C.“毫安时”是电池储存能量的单位D.锂离子电池放电时，电池内部静电力做负功，化学能转化为电能4.如图甲、乙所示，用伏安法测电阻时，用两种方法把电压表和电流表连入电路。
则下列说法中正确的是()A.采用甲图时，电阻的测量值大于真实值B.采用乙图时，电阻的测量值小于真实值C.采用甲图时，误差来源于电压表的分流效果D.为了减小实验误差，测量小电阻时宜选用乙图5.如图所示，两个带等量负电的点电荷位于M、N两点上，E、F是MN连线中垂线上的两点。
O为EF、MN的交点，。
一带正电的点电荷在E点由静止释放后()A.做匀加速直线运动B.在O点所受静电力最大C.由E到F的过程中电势能先增大后减小D.由E到O的时间等于由O到F的时间6.已知光敏电阻在没有光照射时电阻很大，光照越强其阻值越小。
利用光敏电阻作为传感器设计了如图所示的电路，电源电动势E、内阻r及电阻R的阻值均不变。
当光照强度增强时，则()A.电灯L变亮B.电流表读数减小C.电阻R的功率增大D.电路的路端电压增大7.两条平行的通电直导线AB、CD通过磁场发生相互作用，电流方向如图所示。
下列说法正确的是()A.两根导线之间将相互排斥B.AB受到的力是由的磁场施加的C.若，则AB受到的力大于CD受到的力D.产生的磁场在CD所在位置方向垂直纸面向里8.如图所示，甲、乙、丙、丁都涉及磁现象、下列描述正确的是()A.甲为探究影响通电导线受力因素的实验图，此实验应用了控制变量法B.乙中穿过线圈a的磁通量小于穿过线圈b的磁通量C.丙中线圈a通入电流变大的直流电，线圈b所接电流表不会有示数D.丁中小磁针水平放置，小磁针上方放置一通电直导线，电流方向自右至左，小磁针的N极向纸面内偏转9.如图所示，两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，质量为m的带电油滴恰好静止在两极板之间，选地面为零电势参考面。
第三章静电场中的电介质习题集及标准答案
第三章 静电场中的电介质 一、判断题1、当同一电容器内部充满同一种均匀电介质后，介质电容器的电容为真空电容器的r ε1倍。
×2、对有极分子组成的介质，它的介电常数将随温度而改变。
√3、在均匀介质中一定没有体分布的极化电荷。
（内有自由电荷时，有体分布） ×4、均匀介质的极化与均匀极化的介质是等效的。
×5、在无限大电介质中一定有自由电荷存在。
√6、如果一平行板电容器始终连在电源两端，则充满均匀电介质后的介质中的场强与真空中场强相等。
√7、在均匀电介质中，如果没有体分布的自由电荷，就一定没有体分布的极化电荷。
√8、在均匀电介质中，只有P ρ为恒矢量时，才没有体分布的极化电荷。
P ρ=恒矢量 0=∂∂+∂∂+∂∂z P y P x P zy x ρ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂-=zP y P x P z y x p ρ×9、电介质可以带上自由电荷，但导体不能带上极化电荷。
√10、电位移矢量D ρ仅决定于自由电荷。
×11、电位移线仅从正自由电荷发出，终止于负自由电荷。
√12、在无自由电荷的两种介质交界面上，P fE E ρρ线连续，线不连续。
(其中，f E ρ为自由电荷产生的电场，p E ρ为极化电荷产生的电场)√13、在两种介质的交界面上，当界面上无面分布的自由电荷时，电位移矢量的法向分量是连续的。
√14、在两种介质的交界面上，电场强度的法向分量是连续的。
× 15、介质存在时的静电能等于在没有介质的情况下，把自由电荷和极化电荷从无穷远搬到场中原有位置的过程中外力作的功。
× 16、当均匀电介质充满电场存在的整个空间时，介质中的场强为自由电荷单独产生的场强的r ε分之一。
√二、选择题1. 一平行板真空电容器，充电到一定电压后与电源切断，把相对介质常数为r ε的均匀电介质充满电容器。
则下列说法中不正确的是：（A ） 介质中的场强为真空中场强的r ε1倍。
电介质物理课后答案
答：在电场作用下平板电介质电容器的介质表面上的束缚电荷所产
的、与外电场方向相反的电场，起削弱外电场的作用，所以称为
退极化电场。
退极化电场：
平均宏观电场：
充电电荷所产生的电场：
1－3氧离子的半径为 ，计算氧的电子位移极化率。
提示：按公式 ，代入相应的数据进行计算。
1－4在标准状态下，氖的电子位移极化率为 。试求出氖的
解：在交变电场的作用下，由于电场的频率不同，介质的种类、所处
的温度不同，介质在电场作用下的介电行为也不同。
当介质中存在弛豫极化时，介质中的电感应强度D与电场强度E
在时间上有一个显著的相位差，D将滞后于E。 的简单表示式
不再适用了。并且电容器两个极板的电位于真实的电荷之间产生相位
差，对正弦交变电场来说，电容器的充电电流超前电压的相角小于
因素有关？关系如何？如何提高固体电介质的热击穿电压？
答：答案参考课本有关的章节。
3－14根据瓦格纳的热击穿电压的计算公式，解释能否利用增加固体电介质
的厚度来增加固体电介质的热击穿电压，为什么？
答：答案参考课本有关的章节。
3－15简要叙述瓦格纳的热击穿理论；瓦格纳的热击穿理论的实用性如何？
答：答案参考课本有关的章节。
少？
解：真空时：
介质中：
1－19一平行板介质电容器，其板间距离 ， ，介电系数 ＝
2，外界 的恒压电源。求电容器的电容量C；极板上的自由电荷q；
束缚电荷 ；极化强度P；总电矩 ；真空时的电场 以及有效电场
。
解：
1－20边长为10mm、厚度为1mm的方形平板介质电容器，其电介质的相对
介电系数为2000，计算相应的电容量。若电容器外接 的电压，
第三章静电场中的电介质习题及答案解析
r 分之一。 √
二、选择题
1. 一平行板真空电容器，充电到一定电压后与电源切断，把相对介质常数为 介质充满电容器。则下列说法中不正确的是：
r 的均匀电
（ A ） 介质中的场强为真空中场强的
1
r 倍。
（ B） 介质中的场强为自由电荷单独产生的场强的
1
r 倍。
1
（ C） 介质中的场强为原来场强的
r 倍。
P；P 的方向平行于球壳直
径，壳内空腔中任一点的电场强度是：
P
E
（A ）
30
(B) E 0
E
P
(C)
30
B
E 2P
(D)
30
9. 半径为 R 相对介电常数为 r 的均匀电介质球的中心放置一点电荷
q，则球内电势 的
分布规律是：
q
（A ）
4 0r
q
(B)
4 0 rr
q （1 1） q
(C)
4 0 r r R 4 0R
6、如果一平行板电容器始终连在电源两端，则充满均匀电介质后的介质中的场强与真空中 场强相等。
√
7、在均匀电介质中，如果没有体分布的自由电荷，就一定没有体分布的极化电荷。 √
1 r 倍。
8、在均匀电介质中，只有 P 为恒矢量时，才没有体分布的极化电荷。
P =恒矢量
×
Px
Py
Pz 0
p
xy z
Px
Py
Pz
W
（C）
q2 （1 8 0r a
r 1） b 1） b
W
(D)
q2 1 r（ 1 1） 80 r ab
B
三、填空题
1、如图，有一均匀极化的介质球，半径为
电介质物理基础习题答案
参考答案第一章1、电介质在电场作用下,在介质内部感应出偶极矩、介质表面出现束缚电荷得现象称为电介质得极化。
其宏观参数就是介电系数ε。
2、在电场作用下平板介质电容器得介质表面上得束缚电荷所产生得、与外电场方向相反得电场,起削弱外电场得作用,所以称为退极化电场。
退极化电场:平均宏观电场:充电电荷产生得电场:3、计算氧得电子位移极化率:按式代入相应得数据进行计算。
4.氖得相对介电系数:单位体积得粒子数:,而所以:5.洛伦兹有效电场:εr与α得关系为:介电系数得温度系数为:6.时,洛伦兹有效电场可表示为:7、克莫方程赖以成立得条件:E”=0。
其应用范围:体心立方、面心立方,氯化钠型以及金刚石型结构得晶体;非极性及弱极性液体介质。
8.按洛伦兹有效电场计算模型可得:E”=0 时,所以9、温度变化1度时, 介电系数得相对变化率称为介电系数得温度系数、10、如高铝瓷, 其主要存在电子与离子得位移极化, 而掺杂得金红石与钛酸钙瓷除了含有电子与离子得位移极化以外, 还存在电子与离子得松弛极化。
极性介质在光频区将会出现电子与离子得位移极化, 在无线电频率区可出现松弛极化、偶极子转向极化与空间电荷极化。
11、极化完成得时间在光频范围内得电子、离子位移极化都称为瞬间极化。
而在无线电频率范围内得松弛极化、自发式极化都称为缓慢式极化。
电子、离子得位移极化得极化完成得时间非常短,在秒得范围内,当外电场得频率在光频范围内时,极化能跟得上外电场交变频率得变化,不会产生极化损耗;而松弛极化得完成所需时间比较长,当外电场得频率比较高时,极化将跟不上交变电场得频率变化,产生极化滞后得现象,出现松弛极化损耗。
12.参照书中简原子结构模型中关于电子位移极化率得推导方法。
13.“”表示了E ji得方向性。
14.参考有效电场一节。
15. 求温度对介电系数得影响,可利用,对温度求导得出:。
由上式可知,由于电介质得密度减小,使得电子位移极化率及离子位移极化率所贡献得极化强度都减小,第一项为负值;但温度升高又使离子晶体得弹性联系减弱,离子位移极化加强,即第二项为正值;然而第二项又与第一项相差不多。
电子科技大学半导体物理期末考试试卷a试题答案..
电子科技大学二零 九 至二零 一零 学年第 一 学期期 末 考试半导体物理 课程考试题 A 卷 （ 120分钟） 考试形式： 闭卷 考试日期 2010年 元月 18日课程成绩构成：平时 10 分， 期中 5 分， 实验 15 分， 期末 70 分一、选择题（共25分，共 25题，每题1 分）A ）的半导体。
A. 不含杂质和缺陷B. 电阻率最高C. 电子密度和空穴密度相等D. 电子密度与本征载流子密度相等2、如果一半导体的导带中发现电子的几率为零，那么该半导体必定（ D ）。
A. 不含施主杂质B. 不含受主杂质C. 不含任何杂质D. 处于绝对零度3、对于只含一种杂质的非简并n 型半导体，费米能级E F 随温度上升而（ D ）。
A. 单调上升B. 单调下降C. 经过一个极小值趋近EiD. 经过一个极大值趋近Ei4、如某材料电阻率随温度上升而先下降后上升，该材料为（ C ）。
A. 金属 B. 本征半导体 C. 掺杂半导体 D. 高纯化合物半导体5、公式*/m q τμ=中的τ是半导体载流子的（ C ）。
A. 迁移时间 B. 寿命 C. 平均自由时间 D. 扩散时间6、下面情况下的材料中，室温时功函数最大的是（ A ） A. 含硼1×1015cm -3的硅 B. 含磷1×1016cm -3的硅 C. 含硼1×1015cm -3，磷1×1016cm -3的硅 D. 纯净的硅7、室温下，如在半导体Si 中，同时掺有1×1014cm -3的硼和1.1×1015cm -3的磷，则电子浓度约为（ B ），空穴浓度为（ D ），费米能级为（ G ）。
将该半导体由室温度升至570K ，则多子浓度约为（ F ），少子浓度为（ F ），费米能级为（ I ）。
（已知：室温下，n i ≈1.5×1010cm -3；570K 时，n i ≈2×1017cm -3）A 、1×1014cm -3B 、1×1015cm -3C 、1.1×1015cm -3D 、2.25×105cm -3E 、1.2×1015cm -3F 、2×1017cm -3G 、高于EiH 、低于EiI 、等于Ei8、最有效的复合中心能级位置在（ D ）附近；最有利陷阱作用的能级位置在（ C ）附近，常见的是（ E ）陷阱。
大学物理期末考试试卷(含答案)完整版本
大学物理期末考试试卷(含答案)完整版本一、大学物理期末选择题复习1．对质点组有以下几种说法：(1) 质点组总动量的改变与内力无关；(2) 质点组总动能的改变与内力无关；(3) 质点组机械能的改变与保守内力无关．下列对上述说法判断正确的是( )(A) 只有(1)是正确的 (B) (1) (2)是正确的(C) (1) (3)是正确的 (D) (2) (3)是正确的答案C2．下列说法正确的是（ ）(A) 闭合回路上各点磁感强度都为零时回路内一定没有电流穿过(B) 闭合回路上各点磁感强度都为零时回路内穿过电流的代数和必定为零(C) 磁感强度沿闭合回路的积分为零时回路上各点的磁感强度必定为零(D) 磁感强度沿闭合回路的积分不为零时回路上任意一点的磁感强度都不可能为零 答案B3．如图所示，半径为R 的均匀带电球面，总电荷为Q ，设无穷远处的电势为零，则球内距离球心为r 的P 点处的电场强度的大小和电势为： （ ）(A) 00,4QE U rπε== (B) 00,4Q E U R πε== (C) 200,44QQ E U rr πεπε== (D)200,44QQ E U r R πεπε==答案B4．两根长度相同的细导线分别多层密绕在半径为R 和r 的两个长直圆筒上形成两个螺线管，两个螺线管的长度相同，R ＝2r ，螺线管通过的电流相同为I ，螺线管中的磁感强度大小B R 、B r 满足（ ）（A ） r R B B 2=（B ） r R B B =（C ） r R B B =2（D ）r R B B 4=答案C5．在图（ａ）和（ｂ）中各有一半径相同的圆形回路L 1 、L 2 ，圆周内有电流I 1 、I 2 ，其分布相同，且均在真空中，但在（ｂ）图中L 2 回路外有电流I 3 ，P 1 、P 2 为两圆形回路上的对应点，则（ ）（A ） ⎰⎰⋅=⋅21L L d d l B l B ，21P P B B = （B ） ⎰⎰⋅≠⋅21L L d d l B l B ，21P P B B = （C ） ⎰⎰⋅=⋅21L L d d l B l B ，21P P B B ≠ （D ） ⎰⎰⋅≠⋅21L L d d l B l B ，21P P B B ≠ 答案C6．一运动质点在某瞬间位于位矢(,)r x y的端点处，对其速度的大小有四种意见，即（1）drdt；（2）drdt；（3）dsdt；（4下列判断正确的是：（A）只有（1）（2）正确（B）只有（2）正确（C）只有（2）（3）正确（D）只有（3）（4）正确答案 D7．一个质点在做圆周运动时，则有（）（A）切向加速度一定改变，法向加速度也改变（B）切向加速度可能不变，法向加速度一定改变（C）切向加速度可能不变，法向加速度不变（D）切向加速度一定改变，法向加速度不变答案 B8．在一个带负电的带电棒附近有一个电偶极子，其电偶极距P的方向如图所示。
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原子核的库仑吸引力 F =- q2 x 4e2 x 4 0 R3 4 0 R3
2H+产生的电场力 为： F 4e2 cos 由于 F =F 4 0l 2
所以 x R3 cos3 l2
此时的分子偶极矩为 ：
=
2e(l
cos
x)
2el
cos
(1
R3 l3
)
感生偶极矩为 e e Ee
由于
N 0 3 0 M
>1，
则有 r < 0
对于电介质来说显然 r 不可能为无穷大和为负值.
2．试叙述德拜弛豫复介电常数
* r
的实部
' r
和虚部
" r
在一定频率下的温度特
性。
温度很低，热运动很弱，热运动能量很小，极化粒子几乎处于“冻结”状态， 与热运动有关的弛豫极化建立速度很慢，弛豫时间很长，完全来不及随外
其中 r , 0 是宏观参数，n0 , 为电介质微观粒子极化性质的微观极化参数； 故称克-莫方程为介质宏微观参数的关系式；
由摩尔极化表征 ：
r 1 M N0 r 2 3 0
r 1 N 0 r 2 3 0 M
由此式可得， 当介质密度升高到 ，
N 0 3 0 M
1
，
则有
r
当介质密度升高到 ，
电场下的击穿场强 EB
小于
直流电场下的击穿场强 EB 。
8.在
" r
与频率的关系中，低频时，以
漏导损耗
为主，随频率
升高，
极化损耗增加
并达极值，然后减少到零。
9.2n 极子的 2n 极矩是一个 n
阶张量，有 3n 个分量，四极子的四极
强度为 ql1l2
。
10.极化粒子的偶极矩
u
与局域场
e
的关系为
u
=
极化强度
=
。极化介质的宏观参量与极化粒子的微观参量的关系为 r =
。 11.罗仑兹模型中的球内极化粒子产生的电场假定为
、罗仑兹有效场 e =
。则克劳修斯-莫索谛方程为
。
在光频范围内。Lorentz-Lorenz 方程
。
12．Debye 方程偏离实际电介质的两个原因，其一
漏导
，其二
多弛豫时间
。相应的修正结果，其一，
2e cos Ee 4 0l 2
， e 4 0 R3
所以
e
2eR3 cos l2
总的偶极矩为 = 0 + e
五 、 已 知 300K 时 ， CO 分 子 的 固 有 偶 极 矩 为 5.4251030 C m ， 折 射 率
n 1.000185，单位体积分子数 n0 2.7 10 25 m3 ，求该气体的相对介电常
电场发生变化，弛豫极化难以建立，只有瞬时极化，
'#34; r
，
tg
很小。
温度升高，极化粒子热运动能量增大，弛豫时间减少，可与外加电场变化周期
相比拟，弛豫极化建立，
' r
相应增加，随着温度继续升高，弛豫时间很快
降低，
' r
急剧增加，几乎趋近于静态介电常数
s
，当
' r
剧烈变化的同时，
四、H2O 分子可以看成是半径为 R 的 O2－离子与两个质子（H+）组成， 如图所 示，其中 l R ，H+O2－H+间夹角为 2 ， 证明分子偶极矩值为：
2el
cos(1
R3 l3
)
（10 分）
解 ： 分子的 固有偶极矩为： 0 2el cos 由于 O2-受到 H++H+的作用，使之发生位移极化,使 O2-的正负电荷中心发生位 移为 x
是热释电体，铁电体一定是 热释电体
和 压电体 。
18．电光效应指_____折射率与电场有关_ _ _ _，弹光效应指_____
折射率与应力有关 _ _ ___。
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二、简述题 （10 分，每题 5 分） 1．写出克－莫方程，并说明克－莫佯谬产生的原因。
解 ：有克-莫方程 r 1 n0 r 2 3 0
令 d r 0 可得 d
m ax
1 2
( s
)
2．试证明沿 x3 轴极化的压电陶瓷的压电系数张量为
0 0 0 0 d15 0
0
0
0 d15 0 0
d31 d31 d33 0 0 0
解 ： 压电陶瓷为 4mm 点群，属四方晶系 绕 X3 轴做 4 度旋转操作，下标变换规则为1 2 2 1 3 3 由下标变换关系（此处略） 可知除 d311 d322 ， d 333 ， d123 d132 d 223 d 232 外 其他分量全为零。
伴随能量损失，出现损耗极值，
1
区域，
" r
取极值。
温度继续升高，弛豫时间继续减少，弛豫极化完全来及建立
' r
，
' r
趋近于
s
，
损耗
" r
， tg
又恢复到很小。
三、证明题(20 分，每题 10 分)
1．证明在德拜介质中，复介电常数r的虚部r’’在峰值频率m 处的值r’’(m) = ( s- 。
解：
化时，
极化子浓度
发生变化。
4．实际电介质中的介电损耗的主要原因是
极化损耗
；和
漏导损耗
。
5．德拜弛豫函数 f(t) =
，弛豫时间τ随温度升高呈
指数减小
。
6．当温度升高时，频率弥散区域向
高温
方向移动，当频率降低
时，
" r
的极值温度向
高频
方向移动。
7. 固体电介质的击穿场强 EB 比气体和液体介质
高 ，固体电介质交变
个独立组元，电致伸缩效应 xij =
，压电效应所产生的应变与所加电场方向
同向
，而电致伸缩效应所产生的应变与所加电场方向 无关
。
16．电滞回线是
铁电体
的一个重要表征，电滞回线上三个重要
的物理量是
剩余极化
， 矫顽场
和
自发极化
。
17．自发极化在外电场作用下可以重新取向或反转的热释电体称 铁电体
，压电晶体 不一定
数。
（10 分）
解 ： 对于 CO T = 300K 时， =1.0076，n = 1.000185,
西安交通大学本科生课程考试试题标准答案与评分标准
课程名称 ：电介质物理
课时：64
考试时间： 2008 年 1 月 6 日
一、填空（50 分，每空 1 分）
1．电子位移极化率 e 随原子或离子的半径增加而
子数增加而
增大 。
增大
，随价电
2．离子位移极化率 i 与
离子间距立方
成正
比，随温度升高而
增大
。
3．气体介电常数随气体的压力和温度发生变化，这是因为当压力和温度发生变
" r
(
)
=
，其二
' r
(
)
=
，
" r
(
)
=
。
13．液体电介质的离子电导率γ=
；杂质离子电导率比本征离子
电导率
。
14．在 32 中点群中，具有
对称中心
的点群没有压电效
应，有
20
个点群可能具有压电效应。
15．压电常数 dijk 有 18
个独立组元，正压电效应 Di =
,电致伸缩常数 Qijkl 有 21