大学物理(下)期末练习题

明伦堂教育 1 / 9 为理想而奋斗！为理想而奋斗！ 大学物理（下）期末练习题大学物理（下）期末练习题 一、选择题(共 27 分) 1. (本题 3 分) (2717) 距一根载有电流为 3104 A 的电线 1 m 处的磁感强度的大小为 (A) 310-5 T (B) 610-3 T (C) 1.910-2T (D) 0.6 T (已知真空的磁导率0 =410-7 Tm/A) 2. (本题 3 分)(2391) 一电子以速度v 垂直地进入磁感强度为B 的均匀磁场中，此电子在磁场中运动轨道 所围的面积内的磁通量将 (A) 正比于 B，反比于 v2 (B) 反比于 B，正比于 v2 (C)正比于 B，反比于 v (D) 反比于 B，反比于 v 3. (本题 3 分)(2594) 有一矩形线圈 AOCD，通以如图示方向的电流 I，将它置于均匀磁场B 中， B 的方向与 x 轴正方向一致，线圈平面与 x 轴之间的夹角为， 90若 AO 边在 y 轴上，且线圈可绕 y 轴自由转动，则线圈将 (A)转动使角减小 (B) 转动使角增大 (C) 不会发生转动 (D)如何转动尚不能判定 4. (本题 3 分)(2314) 如图所示，M、N 为水平面内两根平行金属导轨，ab 与 cd 为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导 线外磁场垂直水平面向上当外力使 ab 向右平移时，cd (A) 不动 (B) 转动 (C) 向左移动 (D) 向右移动 5. (本题 3 分)(2125) 如图，长度为 l 的直导线 ab 在均匀磁场B 中以速度v 移动，直导线 ab 中的电动势为 (A) Blv (B) Blv sin (C) Blv cos (D) 0 6. (本题 3 分)(2421) 已知一螺绕环的自感系数为 L若将该螺绕环锯成两个半环 式的螺线管，则两个半环螺线管的自感系数 (A) 都等于L 2 1 (B) 有一个大于L 2 1 ，另一个小于L 2 1 (C) 都大于L 2 1 (D) 都小于L 2 1 v B y z x A O C D I n B c a b d N M B l B b a v 2 / 9 为理想而奋斗！为理想而奋斗！ 2、若空间存在一不规则形状的载流导线（曲线方程已知），其在空间形成的磁场分布不具有简单的 对称性，在求解该磁场分布时有： （A）安培环路定理不成立。 （B）仅用安培环路定理就可以直接求出。 （C）可用毕奥萨伐尔定律和磁感强度的叠加原理求出。 （D）可以用安培环路定理和磁感强度的叠加原理求出。 答案（C） 5、在真空中有一根半径为 R 的半圆形细导线，流过的电流为 I，则圆心处的磁感强度为 （1） R I 4 0 ； （2） R I 2 0 ； （3）0 ； （4） R I 4 0 。 （ ） 答(4) 21、如图，一个电荷为+q 的、质量为 m 的质点，以速度v 沿 x 轴射入磁感强度为 B 的均匀磁场中，磁场方向垂直纸面向里， 其范围从 x=0 延伸到无限远，如果质点在 x=0 和 y=0 处进入磁 场，则它将以速度-v 从磁场中某一点出来，这点坐标是 x=0 和 (1) qB mv y , (2) qB mv y 2 , (3) qB mv y 2 ,(4) qB mv y ( ) 答案（2） 23 如右图所示，真空中一载有电流为 I 的无限长直导线， 在中间弯曲成直角，在同平面内离它折点为 R 的 P 点的磁 R P 感强度大小是 。 （1） R I 2 0 ，（2） R I 4 0 （3）0 ，（4） R I 4 0 。 答案（4） 24、设图中两导线中的电流 I1，I2均为 8A，则根据安培环路定理有： （A）在闭合曲线 L3上各点的 B 为为零。 L3 L1 L2 （B） 0 8 2 l d B L I1 I2 （C） 0 16 3 l d B L （D）8 1 l d B L 25、两个闭合的金属环，穿在一光滑的绝缘杆上， 当条形磁铁 N 极自右移向左插向圆环时，两环的 运动是 （ ）。 y . +q,m B x v 3 / 9 为理想而奋斗！为理想而奋斗！ I A O B I （A）边向右移边合拢， （B）边向右移边分开， （C）边向左移边合拢， （D）边向左移边分开。 N S 答案（C） 26、一电子和一质子以相同的速度射入一均匀磁场 B 中作圆周运动，则电子和质子： （A*）受力大小相等， （B）圆周运动的半径相等。 （ ） （C）圆周运动的周期相等 ，（D）圆周运动的轨迹重合。 答案（A） 27、如图所示，一细而均匀的导线圆环上任意两点 A 和 B 与直流电源相连，假定连接圆环和电源的径向引线对圆环 中心的磁场无影响，则环中心 O 处的磁感应强度为（ ）。 O （A）垂直纸面向外， （B）垂直纸面向里， （C） 0 （D）沿纸面向右。 28、无限长直导线弯成半径为 R 的 1/4 圆弧， 当通以电流都为 I 时，则在圆心 O 点的磁 感强度大小等于（ ） I R O (A) R I 8 0 ，（B） R I 4 0 ，（C） R I 2 0 （D）0 。 4.（本题（本题 3 分）分） 一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们 (A) 温度相同、压强相同 (B) 温度、压强都不相同 (C) 温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强 (D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强 答案（A） 4.（本题（本题 3 分）分） 一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们 (A) 温度相同、压强相同 4 / 9 为理想而奋斗！为理想而奋斗！ (B) 温度、压强都不相同 (C) 温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强 (D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强 7.（本题（本题 3 分）分） 一列机械横波在 t 时刻的波形曲线如图所示，则该时刻能量为最大值的 媒质质元的位置是： (A) o，b，d，f (B) a，c，e，g (C) o，d (D) b，f 5.（本题（本题 3 分）分） 两种不同的理想气体，若它们的最概然速率相等，则它们的 (A) 平均速率相等，方均根速率相等 (B) 平均速率相等，方均根速率不相等 (C) 平均速率不相等，方均根速率相等 (D) 平均速率不相等，方均根速率不相等 6.（本题（本题 3 分）分） 如图，一定量的理想气体，由平衡状态 A 变到平衡状态 B (pA = pB )，则无论经过的是什么过程，系统必然 (A) 对外作正功 (B) 内能增加 (C) 从外界吸热 (D) 向外界放热 3、自感系数 L=0.3H 的螺旋管中通以 I=8A 的电流时,螺旋管存储的磁场能量 W=( ) ( 9.6J) 二、填空题（共 27 分） 11 (本题 3 分)(5125) 一根无限长直导线通有电流 I，在 P 点处被弯成了一个半径为 R 的圆， 且 P 点处无交叉和接触，则圆心 O 处的磁感强度 大小为_ _) 1 1 ( 2 0 R I _，方向为 _垂直纸面向里_ _ x y O b c d e f g 波速 u, 时刻 t a o O R P I p O V A B 5 / 9 为理想而奋斗！为理想而奋斗！ 12. (本题 3 分)(5134) 图示为三种不同的磁介质的 BH 关系曲线，其中虚线表示的是 B = 0H 的关系说明 a、b、c 各代表哪一类磁介质的 BH 关系 曲线： a 代表_铁磁质_的 BH 关系曲 线 b 代表_顺磁质_的 BH 关系曲线 c 代表_抗磁质_的 BH 关系曲线 14、有一根质量为m，长为 L 的直导线，放在磁感强度为B 的均匀 磁场中，B 的方向在水平面内，导线中电流方向如图所示，当导线所 受磁力与重力平衡时，导线中电流 I=( )。 答案、( LB mg ) ； 18、 18、通有电流 I，半径为 R 的半圆弧导体，放在均匀 磁场 B 中，如右图，导体所受的力是 ， 方向是 。 答案（2BIR、 竖直向下） 21、一直导线放在 B=0.100T 的均匀磁场中通以电流 I=2.00A,导线与磁场方向成 30 度角,导线上 0.200m 的一段受的 磁力 m f=( ) 答案(0.04N。) 23、一长 L=8cm,宽 a=5cm 的矩形线圈载有电流 I=20A,线圈置于磁感应强度为 B=0.15T 的均匀磁场中,它可能受到 的最大磁力矩是( ), 此时线圈平面和磁场( ). 答案(1.2N.m)(平行) 26、在均匀磁场中有一电子枪，它可发射出速率分别为 V 和 10V 的两个电子，这两个电子的速度方 向相反，且与磁场垂直，这两个电子绕行一周的时间 （填“相同”或“不同”）。 答案（相同） 4、感生电场是由 变化磁场 激发的。 1. 波的干涉能够形成的条件有_频率相同_,_振动方向平行_,_相位相同或相位差恒定。 7. 简谐振动的动能达到最大值时，势能_最小; 波动的动能达到最大值时，势能_最大值 _。 15.（本题（本题 4 分）分）一简谐振动的表达式为)3cos(tAx，已知 t = 0 时的初位移为 0.04 m，初速度为 0.09 m/s，则振幅 A =_0.05 m ，初相 =_-0.205（或-36.9）_ 17.（本题（本题 3 分）分） 0 H B a b c I B + + + +B + + + +I + + + + + + + +B + + + +I + + + + 6 / 9 为理想而奋斗！为理想而奋斗！ 已知两个简谐振动的振动曲线如图所示两 简谐振动的最大速率之比为_11 三、计算题 19. (本题 10 分)(2567) AA和 CC为两个正交地放置的圆形线圈，其圆心相重合AA线圈半径为 20.0 cm，共 10 匝，通有电流 10.0 A；而 CC线圈的半径为 10.0 cm，共 20 匝，通有电流 5.0 A求两线圈公共 中心 O 点的磁感强度的大小和方向 (0 =410-7 NA-2) 解：AA线圈在 O 点所产生的磁感强度 0 0 250 2 A AA A r IN B (方向垂直 AA平面) 3 分 CC线圈在 O 点所产生的磁感强度 0 0 500 2 C CC C r IN B (方向垂直 CC平面) 3 分 O 点的合磁感强度 42/122 1002 . 7 )( CA BBB T 2 分 B 的方向在和 AA、CC都垂直的平面内，和 CC平面的夹角 4 . 63tg 1 A C B B 2 分 4 在图示的电路中，导线 AC 在固定导线上向右匀速平移， 速度smv/2。设cmlAB5，均匀磁场随时间的变化率 sT dt dB /2 . 0，某一时刻 B=0.5T, b=10cm,则 (1) 这时动生电动势的大小为多少? (2)总感应电动势的大小为多少? 解(1)动生电动势 VvlB05 . 0 5 . 005. 02 1 (2)由于感生电动势Vlb t B dS t B S 001 . 0 1 . 005 . 0 2 . 0 2 所以总的感应电动势大小V049 . 0 21 5、如图所示，一根长为 L 的金属细杆 ab 绕端点 a 的竖直轴 O 以角速度在水平面内旋转，已知该 C C A O BA BC B A B A v b C 4 3 2-1 1 t(s) o x(cm) x1 x2 1 -2 2 7 / 9 为理想而奋斗！为理想而奋斗！ 处的均匀磁场是竖直方向，磁感强度为 B。求细杆的感应电动势大小。那端电势高？ ) a 解解 根据动生电动势公式得根据动生电动势公式得 2 0 0 2 1 )( BLlBdl l d Bv L L 答 b 点电势高 6、相距为 d 的两个无限长共面载流直导线，分别通有 I1和 I2的同向电流。证明：在两导线所决定 的平面内，与导线 I1相距d II I 21 1 处的磁感应强度为零。(6 分) 证明：设证明：设两导线所决定的平面内，与导线 I1相距x 处的磁感应强度为零。 因为根据两导线在 X 处产生的磁感强度的矢量和得： )(22 2010 xd I x I 所以得证： d II I x 21 1 7、电流 I 均匀地沿轴向流过半径为 R 的长直圆筒（柱面）导线，求圆筒内、外磁感强度的分布；（6 分） 解：（1）围绕轴线取同心圆为环路 L，取其绕向与电流 成右手螺旋关系，根据安培环路定理，有 i il IrB l d B 0 2 (2 分) 在导线内 0, i i IRr ，因而 0B (2 分) 在导线内 IIRr i i , ，因而 r I B 2 0 (2 分) L B o 8 / 9 为理想而奋斗！为理想而奋斗！ L d1 d2 5、电流、电流 I 均匀地流过半径为均匀地流过半径为 R 的圆柱体长直导线，求（的圆柱体长直导线，求（1）导线外磁感强度的分布；（）导线外磁感强度的分布；（2）通过矩）通过矩 形导线面积的磁通量。（形导线面积的磁通量。（3）当）当k dt dI 时矩形导线的感应电动势。（时矩形导线的感应电动势。（10 分）分） I I 解：（1）围绕轴线取同心圆为环路 L，取其绕向与电流 成右手螺旋关系，根据安培环路定理，有 i il I l d B 0 2 分 所以在 ,Rr IrB l d B l 0 2 ，因而 r I B 2