(专)《大学物理下》模拟题2及参考答案

1、（高起专）大学物理下模拟题2、填空题1,载有一定电流的圆线圈在周围空间产生的磁场与圆线圈半径R有关，当圆线圈半径增大时,（1）圆线圈中心点（即圆心）的磁场（2）圆线圈轴线上各点的磁场_2,有一长直金属圆筒，沿长度方向有稳恒电流I流通，在横截面上电流均匀分布。筒内空腔各处的磁感应强度为,筒外空间中离轴线r处的磁感应强度为3,如图所示的空间区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，在纸面内有一正方形边框abcd（磁场以边框为界）。而a、b、c三个角顶处开有很小的缺口。今有一束具有不同速度的电子由a缺口沿d方向射入磁场区域，若b、c两缺口处分别有电子射出，则此两处出射电子的速率之比v4,如图，在一固定

2、的无限长载流直导线的旁边放置一个可以自由移动和转动的圆形的刚性线圈，线圈;若线圈平面与直中通有电流，若线圈与直导线在同一平面，见图（a）,则圆线圈将导线垂直，见图（b）,则圆线圈将二oacb为半径为R的四分之三岛h直线段Oa长为匕身麋族XXx(a)(b)500匝导线的平均周长50cm的细环，载有0.3A电流时，铁芯的相对磁导率为600。(0=4X10-7-1、T.m-A)（1）铁芯中的磁感应强度B为_（2）铁芯中的磁场强度H为6,一导线被弯成如图所示形状,在匀强磁场B中，B的方向垂直图面向配导线以角速度在图面内绕。点cB匀速转动，则此导线中的动生电动势的点是7,图示为一充电后的平行板电容器，A

3、板带正电，B板带负电。当将成合上时，AB板之间的电场方向为,位移电流的方向为(按图上所标X轴正方向来回答)ABX、是非题1,有人作如下推理：“如果一封闭曲面上的磁感应B!k小处处相等，则根据磁学中的高斯定理S0SBdS=*0,可得到BdSBS0/因为SO,故可以推知必有B=0。”这个推理正确吗？如有错误请说明错在蟹2,一段导线AB长L,通有电流I,有人求解AB的中垂线上离垂足O建为a处的P点的磁感网虽度如下：以O为圆心，a为半径在垂直于L的平面上作圆(P在圆上)。以该圆为积分回路，由安培环路定律，则可得P处的磁感应3=上0Bp2a请指由以上解法的错误，并给由正确答案1,如图所示，螺线管内轴上放

4、入一小磁针，当电键K闭合时，小磁针的N(A)向外转0。(B)向里将0。NS0(C)保持图示位置不动。(D)旋转80(E)不能确定。口2,如图所示，在磁感应鹤田的均匀磁场中，有一圆形载流导线，a、b、c是其上三个长度相等的电流元，则它们所受安培力大小的关海(A)FFF(B)FFFabCabC(C)FF卢(D)EFFb口bCa3,用细导线均匀密绕成长为1、半径为a(la)、总匝数为N的螺线管，管内充满相对磁导率为r的均匀磁介质。若线圈中载有稳恒电流I,则管中任意一点的(A)磁感应强度大小为B0rNIoLiLt(B)磁感应强度大小为BNI/1。=!，r(C)磁场强度大小为HdNI/JIL4(D)磁场

5、强度大小为HNI/Lo口4,半径为a的圆线圈置于磁感强度为B的均匀磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈电阻为R;当把线圈转动使其法向与B角=60a0时，线圈中已通过的电量与线圈面积及转动的时间的关系是(A)与线圈面积成正比，与时间无关。(B)与线圈面积成正比，与时间成正比。(C)与线圈面积成反比，与时间成正比。(D)与线圈面积成反比，与时间无关。口5, 一个圆形线环，它的一半放在一分布在方形区域的匀强磁场磁场B的方向垂直指向纸内。欲使圆线环中产生逆时针方向的感应电流，应使(A)线环向右平移。(B)线环向上平移。(C)线环向左平移。(D)磁场强度减弱。口B中，另一半位于磁场之外，如图所示。XXX

6、XXXB-6, 一闭合正方形线圈放在均匀磁场中，绕通过其中心且与一边平行的转轴oo/转动，转轴与磁场方向，垂直，转动角速度为，如图所示。用下述哪一种办法可以使线圈中感应电流的幅值增加到原来的两倍(导线的电阻不能忽略)？(A)把线圈的匝数增加到原来的两倍。(B)把线圈的面积增加到原来的两倍，而形状不变B(C)把线圈切割磁力线的两条边增长到原来的两倍(D)把线圈的角速度增大到原来的两倍。7,已知圆环式螺线管的自感系数为L。若将该螺线管锯成两个半环式的螺线管，则两个半环螺线管的自感系数口111(A)都等于L。(B)有一个大于L,另一个小于L。222一一1一一1(C)都大于一L。(D)都小于一L228

7、,如图，一导体棒ab在均匀磁场中沿金属导轨向右作匀加速运动，磁场方向垂直导轨所在平面。若导轨电阻忽略不计，并设铁芯磁导率为常数，则达到稳定后在电容器的M极板上口(A)带有一定量的正电荷。(B)带有一定量的负电荷。(C)带有越来越多的正电荷。(D)带有越来越多的负电荷。铁芯10,如图，平板电容器(忽略边缘效应)充电时，沿环路LL29,用线圈的自感系数L来表示载流线圈磁场能量的公式W(A)只适用于无限长密绕螺线管。(B)只适用于单匝圆线圈。(C)只适用于一个匝数很多，且密绕的螺线环(D)适用于自感系数L一定的任意线圈。口1、L2磁场弓囿雯H的环流中，必有：口四、问答题1,在所示图中，(1)一个电流

8、元的磁场是否在空间的所有点上磁感应强度均不为零？为什么？(2)电流元Idl在a、b、c、d四点产生的磁感应强度的方向？(设Idl与a、b、c、d均在纸平面Idl2,图中曲线是一带电粒子在磁场中的运动轨迹，斜线部分是铝板，粒子通过它要损失能量。磁场方向专业资料整理如图。问粒子电荷是正号还是负号？说明理由。3,一长直螺线管，横截面如图，管半径为R,通以电流I。管外有一静止电子e,当通过螺线管的电流I减小时，电子e是否运动？如果你认为电子会运动，请在图中画由它开始运动的方向，并作简要说明。五、证明题1,用安培环路定理证明，图中所表示的那种不带边缘效应的均匀磁场不可能存在。2,将两个半径不同，电流大小

9、相同的电流环置于不同强度的均匀磁场中。电流环可绕垂直于磁场的直径转动。试证：若通过两个环路面的最大磁通量（不包括电流环自身电流产生的磁通量）大小相同的话，两个电流环受到的最大转动力矩也相同。3,一单匝线圈，用互相缠绕的两根导线接到一电表G上，设线圈内初始磁通量的稳定值为1,今倏磁通量发生变化，而最后达到新的稳定值20试证明通过线圈导线之感应电量Q与磁通量变化率无关,而仅与1、2以及整个电路的总电阻R有关。BG）、/导线单匝线圈4,证明：自感系数为L的线圈通有电流I。时，线圈内贮存的磁能为1LI025,试证明：平面电磁波的电场能量的密度与磁场能量的密度相等。六、计算题101,若把氢原子的核外电子

10、轨道看作是圆轨道。已知基态氢原子的电子轨道半径r=0.53X10m,速6-19度大小V=2.18X10m/s。求对应的轨道磁矩大小。（基本电荷e=1.6X10C）2,在两根平行放置相距为2a的无限长直导线之间，有一与其共面的矩形线圈，线圈边长分别为一l和2b,且l边与长直导线平行。两根长直导线中通有等值同向稳恒电流I,线圈以恒定速度v垂直直导线向右运动（如图所示），求：线圈运动到两导线的中心位置（即线圈的中心线与两根导线距离均为a）时，线圈中的感应电动势A八b川v2b三2a3,一边长为a的正方形线圈，在七=0时正好从如图所示的均匀磁场的区域上方由静止开始下落，设磁场的磁感应强度为与时间的关系。

11、B（图起专）大学物理下模:参考答案一、填空题1,知识点：耳奥萨伐定律,减小在xR/2区域减小；在xR/2区域增大、;一（x为离圆心的距离）2,知识点：安培环路定律，00l/(2r)3,知识点：洛沦兹力、带电粒子在磁场中的运动，124,知识点：安培力、载流线圈的磁矩及其在磁场中所受到的力矩,发生平移，靠向直导线受力矩，绕过导线的直径转动，同时受力向直导线平移5,知识点：顺磁质和抗磁质的磁化机制、铁磁质雌0.226T300A/m6,知识点：动生电动势、感生电动势7,知识点：涡旋电流、位移电流,X轴正方向或斯向X轴负方向或乂力向二、是非题1,知识点：磁感应强度、磁通量、磁场中的高斯定理,答：这个推理

12、不正确.因为由IBdSBcos不论B为何值老=兀/2时或口cosdS0日就匀可使SB（cosdS。B不一定等于零2,知识点：安培环路定律，解；安培环路定律中的电流必须是闭合的，对有限长的一段电路不成:由毕萨一拉定律可得P点的磁感应强度为1BP2L02aLa,2212I=L02aL2a2二、遢f1,知识点：磁感应强度、磁通量、磁场中的高斯定理C2,知识点：安培力、载流线圈的磁矩及其在磁场中所受到的力矩,C3,知识点：顺磁质和抗磁质的磁化机制、铁磁质雌D4,知识点：电磁感应及其它，A5,知识点：电磁感应及其它，C6,知识点：电磁感应及其它，D7,知识点：自感、互感，D8,知识点：自感、互感，B9,

13、知识点：磁场的能量，D10,知识点：电磁场方程组、电场能量及其它，C四、问答题1,知识点：耳奥萨伐定律，MIdl?,，Idl加磁场在它的延长线上的各点磁感应强度均为零否，由0dB4r(2)a。，b。，cC)X,dOx02分2,知识点：洛沦兹力、带电粒子在磁场中的运动，答：粒子运动的轨迹半径R=mv/(qB)0cv,由图示知铝板下部份轨迹半径小，所以铝板下方粒子速度小，可知粒子由上方射入，因而粒子带正电答：运动方向如图所示.由mEdl可知,3,知识点：涡旋电流、位移电流，。.一-当电流减小时，变化磁场激发的涡旋电场方向是顺时针的，又考虑到电子带饰，电子漏运动的方向如图中v的方向五、证地1,知识点

14、：安培环路定律,假设存在图中那样不带边缘效应的现物,并设磁感应强度的大小为B。作矩形有向闭合环路如图所示，其ab边在磁场内，其上各点的磁感应强度为B,cd边在磁场外，其上各点的磁感应强度为零。由环路所围的面积没有任何电流穿过，因而根据安培环路定理有:斤BdlB00_0*-ab-BabOo所以B=0,这不符合原来的假设。故这样的磁场不可能存在NcbS2,知识点：安培力、载流线圈的磁矩及其在磁场中所受到的力矩,证：电流环受到的转动力矩为MISB=MIBSImaxmaxM1Mmax2max6=6故若1maxmax,证得3,知识点：电磁感应及其它，证：由电磁感应定律有iRR出1d11t22Qidtdt()2111故Q仅与2,RR1和R有关，而与磁通量变化率无关。4,知识点：磁场的能量，证：以电源在线圈中通电为例讨论，在线圈中的电流由0增加到I的过程中，线圈中产生的自感电动势的=J大小为iLd1dt电源反抗自感电动势作功的大小tIAldtLIdlLI.00i由能量守恒定律知,1210WLIm22电源反抗日感电动势作功所消耗的能量完全转变为载流线圈的磁能，即=-R5,知识点：百磁场方程组、电场能量及其它,证：电场能量密度磁场能量密度11wEDEe2211wBHHm22而EH即22/EHwwem六、计算题解：RISev1,知识点