大学物理模拟卷答案.doc

2012大学物理模拟试题（参考答案）一、选择题1、B； 只与场源和场点位置有关，与无关2、D； 场强“大小”看电场线疏密程度；沿着电场线，电势降低3、C； AB显然，做正功。4、D；利用场强叠加原理得：（方向：水平向左）5、A； 考查概念的理解，参看课本或课件。6、D；电场线从左边穿入，右边穿出，净通量为零7、C；构造圆底面 ，使之形成一个闭合曲面，由磁场中的高斯定理，8、D； ，其余同理。9、B； 导体达到静电平衡后，内部场强为零，导体是一个等势体，表面是一个等势面。10、C；电介质处于外电场中，在外电场作用下，表面产生极化电荷，极化电荷产生附加电场，方向跟外电场相反，能够“削弱”外场，所以介质内部场强比空气中场强要小。11、C；电流方向与回路绕行方向构成右手螺旋关系时，电流取正，否则取负。 12、B；由磁场中的安培环路定理可知，（即）只和回路内包围的电流有关，但环路上的磁场是环路内外所有电流产生的总磁场。13、C；洛仑兹力 ，力的方向垂直于速度方向，只改变速度方向，不改变速度大小，所以动能不变，动量改变。14、C；载流导线在磁场中要受到安培力的作用。， 方向用右手定则判断，电流方向转向磁场方向，拇指指向受力方向。选取闭合线圈上4个上下左右对称的电流元（右图中圆点），可以分析出它们的受力方向如图中箭头所示。合力向右。15、A； 载流线圈在磁场中有时会受到磁力矩的作用，大小：，为磁矩和磁场方向夹角，当，线圈处于稳定平衡状态。16、A； 方法1：参考14题，根据右手定则判断边受力垂直纸面向里，边向外， 两边不受力。方法2：先判断通电线圈磁矩的方向为垂直纸面出来的,载流线圈在磁场中要受到磁力矩的作用，总是要使绕小于180的角度转向磁场方向。17、D； 磁介质的相对磁导率，为磁介质中的总磁场，为真空中的磁场（具体内容参见课件磁介质一节）18、A； 利用楞次定律判断19、B； 线圈中的总磁通应为两根电流产生磁通的代数和，显然，离线圈较近的那根导线产生的磁通较大，方向是垂直纸面出来的，而且磁通在增大，根据楞次定律可判断感应电流的方向为顺时针。20、C 线圈的自感系数只跟线圈的几何形状、大小及周围磁介质分布有关，与电流无关。二、填空题1、C；平板电容器的电容 ， 2、0； ，O点电势的定义：将单位正电荷从O点沿任意路径移到无穷远处，静电力所做的功。本题实际就是要求O点的电势； 根据电势叠加原理： 3、0； 导体静电平衡后，表面是一等势面， 4、0； 点电荷放在金属壳的球心，金属壳内表面感应出等量负电荷，外表面感应出等量正电荷，接地后，外表面正电荷被中和，表面不带电，球外无电场，场强为零。这是静电屏蔽的情况之一，即接地后，内部不影响外部。 5、，垂直纸面向里； ，方向向里； ，方向向外 6、，垂直纸面向里； 7、，垂直于的方向向上，；方向：，由右手定则判断；当磁矩方向跟磁场方向一致时，磁力矩为0。磁矩方向： ，所以要转90度。 8、；（Q、-Q为球表面感应电荷）9、； 磁力矩做功为：，外力克服磁力矩做功：10、，； 磁场能量密度（）11、；电容器的电场能量：三、计算题R1R2Q1Q2o1、解：（1）求电场以为球心，做一半径为的球面作为高斯面，由高斯定理得：时， 时， 时， （2）求电势时，时， 时 2、电容的计算采取4步法：一、设电量；二、求电场；三、求电容两极的电势差；四、套公式计算C。本题解答见课本30页，例10.19。3、解：（1）根据电势叠加原理，C点电势是A处的电荷和B处的电荷在C点产生的电势叠加的结果 （2）电场力作的功为： 4、解：以为球心，做一半径为的球面作为高斯面，由高斯定理得：时， 时， A点：，所以A点电场 B点：，所以B点电场A点电势为：B点电势为：5、见课本38页，例10.236、解：金属球处于静电平衡状态时，内部无净电荷，电荷只能分布在表面。由高斯定理，易得：，即在球内处，电场，即在球外，电场以金属球的球心为球心，在半径为r处取一厚度为dr的球壳。那么球壳体积 金属球电场的静电能（电场只分布在），由公式得 7、解：电流为的无限长直导线产生的磁场为 安培力的公式为 所以矩形线圈中AD段受力为（下式中B为AD上的磁场） 方向由右手定则判定，水平向左同理BC段受力为（下式中B为BC上的磁场）方向水平向右AB段受力为（以横向为r轴，原点在电流上。下式中B为AB上的磁场）方向竖直向上同理DC段受力为方向竖直向下8、解：（1）要求磁力矩，先求载流线圈磁矩的大小由右手定则知磁矩方向垂直于线圈向内磁力矩大小为 该力矩使线圈顺时针方向旋转（2）当从转到时，磁力矩所做的功为9、解：做一与同轴电缆同心的半径为r的圆作为积分环路， 由安培环路定理，有（1）时， （2）时， （3）时，（4）时， 10、见课本58页，例11.711、解：长直导线产生的磁场为：，方向由右手定则判定洛仑兹力，大小：，方向：由右手定则判定（1） 若v与电流顺平行，F垂直离开导线；若v与电流逆平行，F垂直指向导线。（2） 电子受力方向与电流方向相同。（3）12、见课本90页，例12.3