级大物2-2期中试题.ppt

98级大学物理（下）期中试卷(1-10),一、选择题 （30分）,1、将一个试验电荷q0（正电荷）放在带有负电荷的大导体附近P点 处，测得它所受的力为F若考虑到电量q0不是足够小， 则 A） 比P点处原先的场强数值大 B） 比P点处原先的场强数值小 C） 等于原先P点处场强的数值 D） 与P点处场强数值关系无法确定,2、 真空中有一电量为Q 的点电荷，在与它相距为r 的 a 点处有 一试验电荷q 。现使试验电荷q 从 a 点沿半圆弧轨道运动到b 点，则电场力作功为,3、边长为a 的等边三角形的三个顶点上，放置着三个正的点电荷， 电量分别为q,2q,3q ，若将另一个正电荷Q从无穷远处移到三角 形的中心O处，外力所作的功为：,4、一带正电荷的物体M，靠近一不带电的金属导体N，N的左端 感应出负电荷，右端感应出正电荷。若将N的左端接地，则,A）N上的负电荷入地。 B）N上的正电荷入地。 C）N上的电荷不动。 D）N上所有的电荷都入地。,5、一带电量为q 的导体球壳，内半径为R1，外 半径为R2，壳内有一电量为q 的点电荷，若以无穷 远处为电势零点，则球壳的电势为：,6、磁场由沿空心长圆柱形导体的均匀分布的电流产生，圆筒半 径为R，X坐标轴垂直圆筒轴线，原点在中心轴线上，下列 哪一条曲线表示B-X的关系？,7、两根直导线ab和cd沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁 环上，稳恒电流I从a端流入而从d端流出，则磁感应强度 沿 图中闭合路径L的积分 等于,8、如图，流出纸面的电流为2I，流进纸面的电流为I，则下述各 式中哪一个是正确的？,9、无限长直导线在P处弯成半径为R的圆，当通以电流I时，则在 圆心O点的磁感应强度大小等于,10、关于稳恒磁场的磁场强度的下列几种说法哪个是正确的？,A） 仅与传导电流有关。 B）若闭合曲线内没包围传导电流，则曲线上各点的 必为零。 C）若闭合曲线上各点 均为零，则该曲线所包围传导电流的 代数和为零。 D）以闭合曲线 L 为边缘的任意曲面的 通量均相等。,二、填空（30分）：,1、带电量分别为q1 和q2 的两个点电荷单独在空间各点产生的 静电场强分别为 ，空间各点总场强为 ，现 在作一封闭曲面S，则以下两式可分别求出通过S的电通量,3、图中所示为静电场的等势线图，已知 ，在图上画出a，b 两点的电场强度方向，并比较它们的大小 。,4、图中所示为静电场的等势线图，已知 ，在图上画出a，b 两点的电场强度方向，并比较她它们的大小 。,6、半径为0.5cm 的无限长直圆柱形导体上，沿轴线方向均流着 I = 3A 的电流。作一个半径r = 5cm,长l = 5cm 且与电流同轴 的圆柱形闭合曲面S，则该曲面上的磁感应强度沿曲面的积分,增大电容,提高电容器的耐压值,3、两根相互绝缘的无限长直导线1 和2 绞接于O 点，两导线间夹角为，通有相同的电流 I 。试求单位长度的导线所受磁力对O 点的力矩。,解：把导线2 作为研究对象。在导线2 上任取dl , 导线1在 dl 处产生的磁 感应强度为：,电流元dl 所受到的安培力为：,力dF 对O点的力矩为:,单位长度的导线所受磁力对O 点的力矩:,方向：,三、计算（40分）：,1、如图所示，三个无限长的同轴导体圆柱面A、B和C，半径分别为Ra、Rb、Rc 。圆柱面B上带有电荷，A和C都接地。求B的内表面上电荷线密度1 和 2 表面上电荷线密度之比值1 / 2 。,2、一空气平行板电容器，两极板面积为S，板间距离为d（d 远小于极板线度），在两极板间平行地插入一面积也是S、厚度为 t ( d ) 的金属片。试求： 1）电容C等于多少？ 2）金属片放在两极板间的位置对 电容值有无影响？,4、半径为R 的薄圆盘均匀带电，总电量为q 。令此盘通过盘心且垂直盘面的轴线匀速转动，角速度为，求轴线上距盘心X 处的磁感应强度的大小。,解：在圆盘上任取一微元,圆盘以匀速转动相当于产生一圆电流。,微元在P点产生的磁感应强度大小为：,99级大学物理（下）期中试卷(11-22),一、选择题 （30分）,1、设无穷远处电势为零，则半径R 的均匀带电球体产生的电势 分布规律为（图中的U0 和b 皆为常量）：,2、一带电量为-q的质点垂直射入开有小孔的两带电平行板 之间，两平行板之间的电势差U，距离为d ，则此带电 质点通过电场后它的动能增量为：,3、在静电场中，电力线为均匀分布的平行直线的区域内，在电 力线方向上任意两点的电场强度 和电势U 相比较：,4、有一带正电荷的大导体，欲测其附近P点处的场强，将一带电 量为q0 (q00) 的点电荷放在P点，测得它所受的电场力为F。 若电量q0不是足够小，则,A) F/q0 比P点处场强数值大。 B) F/q0 比P点处场强数值小。 C) F/q0 与P点处场强数值相等。 D）F/q0 比P点处场强数值关系无法确定。,5、一平行板电容器充电后保持与电源连接，若改变两极板间的 距离，则下述物理量中哪一个保持不变？ A）电容器的电容量. B）两极板间的场强。 C）电容器储存的电量。D）两极板间的电势差。,6、如果在空气平行板电容器的两极板间平行插入一块与极板面 积相同的金属板，则由于金属板的插入及其相对极板所放位 置的不同，对电容器电容的影响为：,A）使电容减小，但与金属板相对极板的位置无关。 B）使电容减小，且与金属板相对极板的位置有关。 C）使电容增大，但与金属板相对极板的位置无关。 D）使电容增大，且与金属板相对极板的位置有关。,7、如果某带电体其电荷分布的体密度增大为原来的2倍，则其 电场的能量变为原来的： A）2倍。 B）1/2 倍。 C）4倍。 D）1/4 倍。,8、均匀磁场的磁感应强度 垂直于半径为r的圆面。今以该圆周 为边线，作一半球面S，则通过S面的磁通量的大小为：,A) B) C) 0 D ) 无法确定的量。,9、取一闭合积分回路L，使三根载流导线穿过它所围成的面， 现改变三根导线之间的相互间隔，但不越出积分回路，则,10、若平面载流线圈在磁场中即不受力，也不受力矩作用。说明： A）磁场一定均匀，线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行。 B）磁场一定不均匀，线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行。 C）磁场一定均匀，线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直。 D）磁场一定不均匀，线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直。,11、用细导线均匀密绕成长为l、半径为a（l a ） 、总匝 数为N 的螺线管，管内充满相对磁导率为 的均匀磁介质。 若线圈中载有稳恒电流I ，则管内任意一点的：,A）磁感应强度的大小为 。 B）磁感应强度的大小为 。 C）磁场强度大小为 。 D）磁场强度大小为 。,二、填空题（30分）,无极分子,电偶极子或位移极化,减小,减小,负,三、计算题（40分）,1、电量q 均匀分布在长为2L的细杆上，求在杆外延长线上与杆 端距离为 a 的P点的电势。（设无穷远处为电势零点。）,2、两根平行无限长均匀带电直导线，相距为d ，导线半径都是 R（Rd） 。导线上电荷线密度分别为 + 和 。 试求该导线组单位长度的电容。,3、在XOY平面内有一载流线圈a b c d a，其中bc 弧和d a 弧皆 为以O为圆心半径R=20cm 的1/4圆弧。 和 皆为直线， 电流I = 20 A ，流向为沿a b c d a 的绕向。设线圈处于 B=8.010 2 T，方向与a b的方向相一致的均匀磁场中， 试求：,1）图中电流元 和 所受的安培力 和 ？,2）线圈上直线段 和 所受的安培力 和 ？,3）线圈上圆弧段b c 弧和d a 弧所受的安培力 和 ？,4、载有电流 I 的平面闭合回路由半径为R1及R2（R1 R2）的两 个同心圆弧和两个直导线段组成。已知两个直导线段在半圆弧 中心O点产生的磁感应强度均为零。若闭合回路在O点产生的 磁感应强度B 大于半径为 R2 的半圆弧在O 点产生的磁感应 强度B2 。,1） 画出载流回路的形状。 2） 求出O点的总磁感应强度 。,解：1）由已知条件 且 载流回路的图形如图。,2）,方向：,1、一环形薄片由细绳悬吊着，环的外半径为R，内半径为R/2，并有电量Q 均匀分布在环面上，细绳长3R，也有电量Q 均匀分布在绳上，试求圆环中心O 处的电场强度。,解：先计算细绳上的电荷对中心产生的场强。 选细绳的顶端为坐标原点O。X轴向下为正。,在x 处取一电荷元,它在环心处的场强为：,整个细绳上的电荷在O点处的场强为：,圆环上的电荷分布对环心对称，它在环心处的场强为零。,方向竖直向下。,3、 无限长直导线折成V形，顶角为，置于X-Y平面内，且一个角边与X轴重合，当导线中有电流I 时，求Y 轴上一点P（0, a）处的磁感应强度的大小。,解：将V形导线的两根半无限长导线分别标 为1和2。则导线1在P点的磁感应强度为：,方向：,导线2在P点的磁感应强度为：,方向：,P点的磁感应强度为：,方向：,01级大学物理（下）期中试卷(23-33),一、选择题：,1、O 点是两个相同的点电荷所在处连线的中点，P点为中垂线 上的一点，则O、P 两点的电势和场强大小有如下关系：,2、若均强电场的场强为 ，其方向平行于半径为R 的半球面 的轴，则通过此半球面的电通量为：,3、一无限大带正电荷的平面，若设平面所在处为电势零点， 取x 轴垂直带电平面，原点在带电平面上，则其周围空间 各点电势U 随距离平面的位置坐标 x 变化的关系曲线为：,4、一带电大导体平板，平板两个表面的电荷面密度的代数和 为，置于电场强度为 的均匀外电场中，且使板面垂直于 的方向。设外电场分布不因带电平板的引入而改变，则 板的附近左右两侧的合场强为：,5、一平行板电容器充电后，与电源断开，然后再充满相对电 容率为r 的各向同性均匀电介质。则其电容 C 、两极板间 电势差 U12 及电场能量 We 与介质前比较将发生如下变化：,6、均匀磁场的磁感应强度 垂直于半径为r 的圆面。今以该 圆周为边线，作一半球面S，则通过S 面的磁通量为：,7、螺线管内轴上放入一小磁针，当电键K闭合时，小磁针的 N 极的指向：,A）向外转90 B）向里转90 C）保持不动。 D）旋转180,8、边长为l 的正方形线圈中通有电流 I ，此线圈在A点产生 的磁感应强度为：,9、一张气泡室照片表明，质子的运动轨迹是一半径为10cm的 圆弧，运动轨迹平面与磁感应强度大小0.3 Wb / m2 的磁场 垂直。该质子动能的数量级为：,10、磁介质有三种，用相对磁导率r 表征它们各自的特性时，,A）顺磁质 r 0，抗磁质 r 1。,B）顺磁质 r 1，抗磁质 r = 1， 铁磁质r 1。,C）顺磁质 r 1，抗磁质 r 1。,D）顺磁质 r 0，抗磁质 r 1。,二、填空：,增大电容,提高电容器的耐压值,1、一半径为R 的带有一缺口的细圆环，缺口长度为d（d R） 环上均匀带正电，总电量为q，则圆心O 处的场强大小 E = ，方向为 。,3、真空中均匀带电的球面和球体，若两者的半径和总电量都 相等，则带电球面的电场能量W1和带电球体的电场能量W2 相比，W1 W2。,从O点指向缺口中心点,三、计算题：,1、一厚度为d 的无限大均匀带电平板，电荷体密度为。试 求板内外的场强分布，并画出场强在 x 轴的投影值随坐标 x 变化的图线。（设原点在带电平板的中央平面上，ox 轴 垂直于平板。）,解：因电荷分布对称于中心平面。故在中心 平面两侧离中心平面相同距离处场强大 小相等而方向相反。,1）板内：在板内作底面为S的圆柱面为高 斯面。由高斯定理得：,2）板外：在板外作底面为S 的圆柱面为高斯面。由高斯定理：,2、一电容器由两个同轴圆筒组成。内、外筒半径分别为a、b， 筒长L ，中间充有均匀电介质r，内、外筒分别带有等量异 号电量+Q、-Q。忽略边界效应，求1）圆柱形电容器的电容。 2）电容器储存的能量。,解：由题意知，两圆筒可看作电荷分布具有对称性，应用高斯 定理可求出两筒间的场强：,两筒间的电势差为：,电容器的电容为：,电容器储存的能量为：,3、两彼此绝缘的无限长且具有缺口的圆柱形导线的横截面如图。 它们的半径同为R，两圆心的距离O1O2=1. 60R，沿轴向反向 通以大小相同的电流，强度为I。求在它们所包围的缺口空间 C 中的磁感应强度。,解：在C区内任取一点A。它到两圆心的距离分别为r1、r2。 r1、r2与圆心连线的夹角为1 、2 。假定C中也流有与导线中电流密度相同的一正一反正好抵消的电流，并令电流密度i，则由安培环路定理得：,方向：竖直向上。,4、在XOY平面内有一载流线圈abcda，其中bc 弧和d a 弧皆为 以O为圆心半径R=20cm 的1/4圆弧。 和 皆为直线，电流 I=20A ，流向为沿abcda 的绕向。设线圈处于B=8.010 2 T， 方向与ab的方向相一致的均匀磁场中，试求：,1）图中电流元 和 所受的安培力 和 ？,2）线圈上直线段 和 所受的安培力 和 ？,3）线圈上圆弧段b c 弧和d a 弧所受的安培力 和 ？,解：1）,一、选择题：,02级大学物理(下)期中试题(34-49),(共33分),1、下面列出的真空中静电场的场强公式，其中哪一个是正确的？,D,A,D,C,5、一个带负电荷的质点，在电场力作用下从A点运动到B点，其运动 轨迹 如图所示，已知质点运动的速率是增加的。下面关于C点场强 方向的四个图示中正确的是： ,D,6、当一个带电导体达到静电平衡时： （A）表面上电荷密度较大处电势较高 （B）表面曲率较大处电势较高。 （C）导体内部的电势比导体表面的电势高。 （D）导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零。 ,D,7、有一带正电的大导体，欲测其附近P点处的场强，将一带电量为 q0（ q00）的点电荷放在P点，如图所示，测得它受的电场力 为F， 若电量q0不是足够小，则： （A）F/ q0比P点处场强的数值大 （B） F/ q0比P点处场强的数值小 （ C） F/ q0与P点处场强的数值相等 （D） F/ q0与P点处场强的数值关系无法确定。 ,+ + + +,P,q0,B,8、螺线管内轴上放入一小磁针，当电键K闭合时，小磁针的 N 极的指向：,A）向外转90 B）向里转90 C）保持不动。 D）旋转180, C ,9、有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为a，厚度不计，电流在铜 片上均匀分布。在铜片外与铜片共面、离铜片右边缘为b处的p点 （如图）的磁感应强度的大小为：,B,10、无限长直导线在P处弯成半径为R的圆，当通以电流I时，则在 圆心O点的磁感应强度大小等于, D ,11、如图所示的一细螺绕环，它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而 成，每厘米绕10 匝。当导线中的电流I为2。oA时，测得铁环内的 磁感 应强度的大小B为1T，则可求得铁环的相对磁导率r为, B,二、填空题（共分）,负功,减少,、一金属球壳的内外半径分别为和，带电量为，在球 壳内距球心为处有一电量为的点电荷。则球心处的电势为： ,、一平行板电容器，上极板带正电，下极板带负电，其间充满相 对介电常数的各向同性均匀电介质，如图所示。在 图上大致标出电介质内任一点处自由电荷产生的电场 束缚电荷产生的电场 和总电场,、两个电容器的电容之比：，把它们串联起 来接电源充电，它们的电场能量之比：； 如果把它们并联起来接电源充电，它们的电场能量之比 ：。,：,：,、有一长直金属圆筒，沿长度方向有稳恒电流流通。在横截面 上电流均匀分布，筒内空腔各处的磁感应强度为 筒外离轴线处磁感应强度为,、铜的相对磁导率。，其磁化率 ，它是磁性磁介质。,抗,、图示为三种不同的磁介质的、关系曲线，其中虚线表示 的是的关系。说明、各代表哪一种磁介质的 关系曲线：,代表铁磁质的、关系曲线,代表的、关系曲线,代表的、关系曲线,顺磁质,抗磁质,三、计算题：,1、一真空二极管，其主要构件是一个半径 R 1 = 510 4 m 的圆柱形阴极 A 和一个套在阴极外的半径R2=4.5 10 - 3 m 的同轴圆筒形阳极 B ，阳极电势比阴极高300 V，忽略边 缘效应求电子刚从阴极射出时所受的电场力。 （e =1.6 10 - 19 C）,2、两个同心金属球壳，内球壳半径为R1 ，外球壳半径为R2 ， 中间是空气，构成一个球形空气电容器。设内外球壳上 分别带有电荷+ Q 和 - Q。求： 1）电容器的电容。2）电容器存储的能量。,3、从经典观点来看，氢原子可看作是一个电子绕核作高速旋转的体系，已知电子和质子的电量为- e 和 + e，电子质量为m，氢原子的圆轨道半径为r，电子作平面轨道运动，试求电子轨道运动，试求电子轨道运动的磁矩的数值？它在圆心处所产生磁感应强度的数值为多少？,4、一线圈由半径为 0.2 m的1/4圆弧和相互垂直的二直线组成， 通以电流2 A，把它放在磁感应强度为0.5 T 的均匀磁场中 （磁感应强度的方向如图所示），求：,1）线圈平面与磁场垂直时，圆弧AB所受的磁力。 2）线圈平面与磁场成 60角时，线圈所受的磁力矩。,四、附加题：,将一均匀分布着面电流的无限大载流平面放入均匀磁场中，已知平面两侧的磁感应强度分别为 和 。求载流平面上单位面积所受磁力的大小和方向。,1、（本题3分）（1633） 图中所示曲线表示球对称或轴对称静电场的某一物理量随径向距离r变化的关系，请指出该曲线可描述下列哪方面内容(E为电场强度的大小，U为电势）： (A) 半径为R的无限长均匀带电圆柱体电场的Er关系 (B) 半径为R的无限长均匀带电圆柱面电场的Er关系 (C) 半径为R的均匀带正电球体电场的Ur关系 (D) 半径为R的均匀带正电球面电场的U r关系 ,03级大学物理(下)期中测验试题(5066),B,一、选择题（共30分）,2、（本题3分）（1085） 图中实线为某电场中的电场线，虚线表示等势（位）面，由图可看出： (A) EAEBEC，UAUBUC (B) EAEBEC，UAUBUC (C) EAEBEC，UAUBUC (D) EAEBEC，UAUBUC ,D,3、（本题3分）（1299） 在一个带有负电荷的均匀带电球外，放置一电偶极子，其电矩的方向如图所示当电偶极子被释放后，该电偶极子将 (A)沿逆时针方向旋转直到电矩沿径向指向球面而停止 (B)沿逆时针方向旋转至沿径向指向球面，同时沿电场线方向向着球面移动 (C)沿逆时针方向旋转至沿径向指向球面，同时逆电场线方向远离球面移动 (D)沿顺时针方向旋转至沿径向朝外，同时沿电场线方向向着球面移动 ,B,4、（本题3分）（1454） 在一点电荷q产生的静电场中，一块电介质如图放置，以点电荷所在处为球心作一球形闭合面S，则对此球形闭合面： (A) 高斯定理成立，且可用它求出闭合面上各点的场强 (B) 高斯定理成立，但不能用它求出闭合面上各点的场强 (C) 由于电介质不对称分布，高斯定理不成立 (D) 即使电介质对称分布，高斯定理也不成立 ,B,5、（本题3分）（1125） 用力F把电容器中的电介质板拉出，在图(a)和图(b)的两种情况下，电容器中储存的静电能量将 (A) 都增加 (B) 都减少 (C) (a)增加，(b)减少 (D) (a)减少，(b)增加 ,D,6、（本题3分）（5666） 在磁感强度为的均匀磁场中作一半径为r的半球面S，S边线所在平面的法线方向单位矢量与的夹角为a ，则通过半球面S的磁通量(取弯面向外为正)为 (A) pr2B . (B) 2 pr2B (C) -pr2Bsina (D) -pr2Bcosa ,D,7（本题3分）（2045） 如图，流出纸面的电流为2I，流进纸面的电流为I，则下述各式中哪一个是正确的？ (A) (B) (C) (D) ,D,8、（本题3分）（0566） 一张气泡室照片表明，质子的运动轨迹是一半径为10 cm的圆弧，运动轨迹平面与磁场垂直，磁感强度大小为 0.3 Wb/m2该质子动能的数量级为 (A) 0.01 MeV (B) 0.1 MeV (C) 1 MeV (D) 10 MeV (E) 100 MeV (已知质子的质量 m =1.6710-27 kg，电荷 e =1.6 10-19 C ) ,9、（本题3分）（2019） 有一半径为R的单匝圆线圈，通以电流I，若将该导线弯成匝数N = 2的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的 (A) 4倍和1/8 (B) 4倍和1/2 (C) 2倍和1/4 (D) 2倍和1/2 ,A,B,10、（本题3分）（2398） 关于稳恒电流磁场的磁场强度，下列几种说法中哪个是正确的？ (A) 仅与传导电流有关 (B) 若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的 必为零 (C) 若闭合曲线上各点 均为零，则该曲线所包围传导电流的代 数和为零 (D) 以闭合曲线为边缘的任意曲面的 通量均相等 ,C,11、（本题3分）（1619） 在“无限大”的均匀带电平板附近，有一点电荷q，沿电力线方向移动距离d时，电场力作的功为A，由此知平板上的电荷面密度s_,二、填空题(30分),12、（本题3分）（1590） 一电荷为Q的点电荷固定在空间某点上，将另一电荷为q的点电荷放在与Q相距r处若设两点电荷相距无限远时电势能为零，则此时的电势能We_,13、（本题3分）（1105） 半径为R1和R2的两个同轴金属圆筒，其间充满着相对介电常量为er的均匀介质设两筒上单位长度带有的电荷分别为+l和-l，则介质中离轴线的距离为r处的电位移矢量的大小D =_，电场强度的大小 E =_,14、（本题3分）（2550） 在一根通有电流I的长直导线旁，与之共面地放着一个长、宽各为a和b的矩形线框，线框的长边与载流长直导线平行，且二者相距为b，如图所示在此情形中，线框内的磁通量F = _,15、（本题3分）（5670） 在半径为R的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为r的长