大学物理习题ppt课件

1、一、选择题共一、选择题共30分）分） 2019级大学物理下期中考试试题解级大学物理下期中考试试题解1、（本题、（本题3分）（分）（1404）电荷面密度均为电荷面密度均为s的两块的两块“无限大均匀带电的平行平板无限大均匀带电的平行平板如图放置，其周围空间各点电场强度如图放置，其周围空间各点电场强度 随位置坐标随位置坐标x变化的变化的关系曲线为：关系曲线为：(设场强方向向右为正、向左为负设场强方向向右为正、向左为负) E O E -a +a 02/ x (A) 0/ OE-a+ax(B)-0/0/OE-a+ax(C)0/OE-a+ax(D)0/ O x -a a y + + OP rR1R2Q1Q

2、22、（本题、（本题3分）（分）（1490）如下图，两个同心的均匀带电球面，内球面半径为如下图，两个同心的均匀带电球面，内球面半径为R1、带有、带有电荷电荷Q1， , 外球面半径为外球面半径为R2、带有电荷、带有电荷Q2，则在内球面里面、，则在内球面里面、距离球心为距离球心为r处的处的P点的场强大小点的场强大小E为：为： (A) 20214rQQ (B) 2202210144RQRQ (C) 2014rQ (D) 0 3、（本题、（本题3分）（分）（1021）如图，在点电荷如图，在点电荷q的电场中，选取的电场中，选取以以q为中心、为中心、R为半径的球面上一为半径的球面上一点点P处作电势零点，则

3、与点电荷处作电势零点，则与点电荷q距离为距离为r的的P点的电势为点的电势为 r P q R P (A)rq04 (B) Rrq1140 (C) Rrq04 (D) rRq1140 O Q r p 4、（本题、（本题3分）（分）（1347）如图，在一带有电荷为如图，在一带有电荷为Q的导体球外，同心地包有一各向同性的导体球外，同心地包有一各向同性均匀电介质球壳，相对介电常量为均匀电介质球壳，相对介电常量为r，壳外是真空则在介质，壳外是真空则在介质球壳中的球壳中的P点处点处(设设 )的场强和电位移的大小分别为的场强和电位移的大小分别为rOP 22(A)/(4),/(4).rEQrDQr220( )/

4、(4),/(4).rB EQrDQr220( )/(4),/(4).rC EQrDQr 2200()/(4),/(4).rD EQrDQr C1 C2 5、（本题、（本题3分）（分）（1326） C1和和C2两空气电容器并联以后接电源充电在两空气电容器并联以后接电源充电在电源保持联接的情况下，在电源保持联接的情况下，在C1中插入一电介质中插入一电介质板，如下图板，如下图, 那么那么 (A) C1极板上电荷增加，极板上电荷增加，C2极板上电荷减极板上电荷减少少 (B) C1极板上电荷减少，极板上电荷减少，C2极板上电荷增极板上电荷增加加 (C) C1极板上电荷增加，极板上电荷增加，C2极板上电荷

5、不极板上电荷不变变 (D) C1极板上电荷减少，极板上电荷减少，C2极板上电荷不极板上电荷不变变 (a)F(b)F充电后仍与电源连接充电后与电源断开 6、（本题、（本题3分）（分）（1125）用力用力F把电容器中的电介质板拉出，在图把电容器中的电介质板拉出，在图(a)和图和图(b)的两种情的两种情况下，电容器中储存的静电能量将况下，电容器中储存的静电能量将 (A) 都增加都增加 (B) 都减少都减少 (C) (a)增加，增加，(b)减少减少 (D) (a)减少，减少，(b)增加增加 增加1c不变1u222111,UCQUCQUQC减小，减小，aaWCCUW,212增加减小，bbWCCQW,22

6、 I O1 O2 a1 a2 I 7、（本题、（本题3分）（分）（5120）载流的圆形线圈载流的圆形线圈(半径半径a1 )与正方形线圈与正方形线圈(边长边长a2 )通有相同电通有相同电流流I若两个线圈的中心若两个线圈的中心O1 、O2处的磁感强度大小相同，则处的磁感强度大小相同，则半径半径a1与边长与边长a2之比之比a1 a2为为 (A) 1 1 (B) 2 :1(C) 2 :4(D) 2 :81012 aIB21202244coscosaIB2104coscosaIBOxyIpa12xxdrBd8、（本题、（本题3分）分）（2448）磁场由沿空心长圆筒磁场由沿空心长圆筒形导体的均匀分布的电形

7、导体的均匀分布的电流产生，圆筒半径为流产生，圆筒半径为R，x坐标轴垂直圆筒轴线，坐标轴垂直圆筒轴线，原点在中心轴线上图原点在中心轴线上图(A)(E)哪一条曲线表哪一条曲线表示示Bx的关系？的关系？ O B x O R (A) B x O R (B) B x O R (D) B x O R (C) B x O R (E) x 电流 圆筒 rIB20 )(Rr 0B) (Rr B 9、（本题、（本题3分）（分）（2059一匀强磁场，其磁感强度方向垂直一匀强磁场，其磁感强度方向垂直于纸面于纸面(指向如图指向如图)，两带电粒子在该磁场中的运动轨迹如图所，两带电粒子在该磁场中的运动轨迹如图所示，那么示，

8、那么 (A) 两粒子的电荷必然同号两粒子的电荷必然同号 (B) 粒子的电荷可以同号也可以异号粒子的电荷可以同号也可以异号 (C) 两粒子的动量大小必然不同两粒子的动量大小必然不同 (D) 两粒子的运动周期必然不同两粒子的运动周期必然不同 10、（本题、（本题3分）（分）（2609） 用细导线均匀密绕成长为用细导线均匀密绕成长为l、半径为、半径为a (l a)、总匝数为、总匝数为N的的螺线管，管内充满相对磁导率为螺线管，管内充满相对磁导率为r 的均匀磁介质若线圈中载的均匀磁介质若线圈中载有稳恒电流有稳恒电流I,则管中任意一点的则管中任意一点的 (A) 磁感强度大小为磁感强度大小为B = 0 r

9、NI (B) 磁感强度大小为磁感强度大小为B = r NI / l (C) 磁场强度大小为磁场强度大小为H = 0 NI / l (D) 磁场强度大小为磁场强度大小为H = NI / l qBmvR qBmT2 nIB内HHBr0二、填空题共二、填空题共30分）分） 1 2 a d 1 2 11、（本题、（本题3分）（分）（1050）两根相互平行的两根相互平行的“无限长均匀带正电直线无限长均匀带正电直线1、2，相距为相距为d，其电荷线密度分别为，其电荷线密度分别为l1和和l2如图所示，如图所示，则场强等于零的点与直线则场强等于零的点与直线1的距离的距离a为为_ 112d0)(220201ada

10、021EEE112d12、（本题、（本题3分）（分）（1594）一半径为一半径为R的绝缘实心球体，非均匀带电，电荷体密度为的绝缘实心球体，非均匀带电，电荷体密度为 0 r (r为离球心的距离，为离球心的距离， 0 为常量为常量)设无限远处为电势设无限远处为电势零点则球外零点则球外(rR)各点的电势分布为各点的电势分布为U_4004Rr 2040204020444rRrRrqE外40020d4RrrrqR0d0paaalEqWUrRrrRUr04020404d4内）内）SiSeqSE(01d13、（本题、（本题3分）（分）（1277）一均匀静电场，电场强度一均匀静电场，电场强度 Vm-1，则点，

11、则点a(3,2)和点和点b(1,0)之间的电势差之间的电势差Uab_ (点的坐标点的坐标x,y以米计以米计) jiE600400 2103 V )()(dj yi xjEiElEUyxbaabABU14、（本题、（本题3分）（分）（1152） 如下图，把一块原来不带电的金属板如下图，把一块原来不带电的金属板B，移近一块已带有正电荷，移近一块已带有正电荷Q的金属板的金属板A，平行放置设两板面积都是，平行放置设两板面积都是S，板间距离是，板间距离是d，忽，忽略边缘效应当略边缘效应当B板不接地时两板间电势差板不接地时两板间电势差UAB =_；B板接地时两板间电势差板接地时两板间电势差0/(2)QdS

12、0/()QdSABSSd2322AB(qq )/ SQ/ S1422AB(qq )/ SQ/ S0/(2)QS00002,22QQSESSSSQQdEUSS 内内即：ABSSd1420AB(qq )/S232AB(qq )/ SQ/ S000,QESSSQQdEUSS内内即：15、（本题、（本题3分）（分）（1147） 一平行板电容器充电后，将其中一半空间充以各向同性、一平行板电容器充电后，将其中一半空间充以各向同性、均匀电介质，如下图则图中均匀电介质，如下图则图中、两部份的电场强度两部份的电场强度_ ；两部份的电位移矢量；两部份的电位移矢量_；两部份所对应的极板上的自由电荷面密度两部份所对应

13、的极板上的自由电荷面密度_(填相等、不相等填相等、不相等) .相等相等 不相等不相等 不相等不相等 212121,EEdEdEUU10122DEDE左右两侧可以看成是两个电容器并联极板连在一起电势差相等左右两侧可以看成是两个电容器并联极板连在一起电势差相等)ss0dqSDSSSDSDS0d0D16、（本题、（本题3分）（分）（1221） 电容为电容为C0的平板电容器，接在电路中，的平板电容器，接在电路中，如下图若将相对介电常量为如下图若将相对介电常量为er的各向同的各向同性均匀电介质插入电容器中性均匀电介质插入电容器中(填满空间填满空间)，则此时电容器的电容为原来的则此时电容器的电容为原来的_

14、倍，倍，电场能量是原来的电场能量是原来的_倍倍 rrdSCr0221CUW I 5a l 3a 2a SSBd0 17、（本题、（本题3分）（分）（5296）一半径为一半径为a的无限长直载流导线，沿轴的无限长直载流导线，沿轴向均匀地流有电流向均匀地流有电流I若作一个半径为若作一个半径为R = 5a、高为、高为l的柱形曲面，已知此柱形曲面的的柱形曲面，已知此柱形曲面的轴与载流导线的轴平行且相距轴与载流导线的轴平行且相距3a (如如图图)那么那么 在圆柱侧面在圆柱侧面S上的积分上的积分 B磁场线磁场线18、（本题、（本题3分）（分）（5670）aRrOOI在半径为在半径为R的长直金属圆柱体内部挖去

15、一个半径为的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为r的长直圆柱的长直圆柱体，两柱体轴线平行，其间距为体，两柱体轴线平行，其间距为a，如图今在此导体上通以电，如图今在此导体上通以电流流I，电流在截面上均匀分布，则空心部分轴线上，电流在截面上均匀分布，则空心部分轴线上O点的磁感强点的磁感强度的大小为度的大小为_ 0222 ()IaBRr1220022022022()2 ()BBBIIaaaRrIaRr补缺法补缺法利用挖补法补全大圆柱体，则在某一点的磁场等于大圆柱体利用挖补法补全大圆柱体，则在某一点的磁场等于大圆柱体与一个电流反向的小圆柱体产生的磁场的叠加，则与一个电流反向的小圆柱体产生的磁场的叠加，则O

16、处磁处磁场等于大圆柱体产生的磁场，有安培环路定理得：场等于大圆柱体产生的磁场，有安培环路定理得：19、（本题、（本题3分）（分）（2387）已知面积相等的载流圆线圈与载流正方形线圈的磁矩之比为已知面积相等的载流圆线圈与载流正方形线圈的磁矩之比为2 1，圆线圈在其中心处产生的磁感强度为，圆线圈在其中心处产生的磁感强度为B0，那么正方形线，那么正方形线圈圈(边长为边长为a)在磁感强度为在磁感强度为 的均匀外磁场中所受最大磁力矩的均匀外磁场中所受最大磁力矩为为_ B300/()B BaaRaRss则：22212121212:IIppBaIBaIBpM21222max221RIB2100又000012

17、2aBRBIBPMmnNISSNIPm03021max221BaBBaIM则：2Ir20、（本题、（本题3分）（分）（2401） 长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成，两导长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成，两导体中有等值反向均匀电流体中有等值反向均匀电流I通过，其间充满磁导率为通过，其间充满磁导率为的均匀磁的均匀磁介质介质中离中心轴距离为介质介质中离中心轴距离为r的某点处的磁场强度的大小的某点处的磁场强度的大小H =_，磁感强度的大小，磁感强度的大小B =_ 2Ir0dIlHL三、计算题共三、计算题共40分）分） 21、（本题、（本题10分）（分）（1025） 电荷面密度分

18、别为电荷面密度分别为+和和 的两块的两块“无限大均匀带电平无限大均匀带电平行平面，分别与行平面，分别与x轴垂直相交于轴垂直相交于x1a，x2a 两点设坐标两点设坐标原点原点O处电势为零，试求空间的电势分布表示式并画出其曲处电势为零，试求空间的电势分布表示式并画出其曲线线 -+ -a +a O x解：由高斯定理可得场强分布为：解：由高斯定理可得场强分布为： 0( axa)E 0(xa,xaE 或 )由此可求电势分布：由此可求电势分布： 在在xa区间区间 000/dd0daaxxxxxEU0/a在在ax区间区间 0000dd0daxxxEUaaxx -a +a O x U 在在axa区间区间 00

19、00ddxxxEUxx0EE22、（本题、（本题10分）（分）（5723） 一相对介电常量为一相对介电常量为er的各向同性均匀电介质球，放在电场强的各向同性均匀电介质球，放在电场强度为度为 的均匀外电场中均匀极化，试求介质球中心的均匀外电场中均匀极化，试求介质球中心O点处的电点处的电场强度场强度EE0ExROEE0E解：球心解：球心O点处的电场强度点处的电场强度 为球面为球面上束缚电荷产生的场强上束缚电荷产生的场强 和外电场和外电场强度强度 的叠加，的叠加， 0EEEPP设介质球的极化强度为设介质球的极化强度为球半径为球半径为R，取坐标轴，取坐标轴Ox与与同方向，原点在球心，则球面上的束缚电荷

20、面密度为同方向，原点在球心，则球面上的束缚电荷面密度为 s = Pcosq PR2322000002233xPsincosP cosPEd 在球面上取环状电荷元，求出它在球心在球面上取环状电荷元，求出它在球心O点的场强：点的场强：2sinddqRR根据束缚电荷分布的轴对称性可求出在根据束缚电荷分布的轴对称性可求出在O点由束缚电荷产生的点由束缚电荷产生的总场强为总场强为 30302001412422xdqRcosdERRsin Rd RcosRsincos dPsincosd EEEre313000013rEEEEE 230rEE0zyEE0/3EP 考虑方向：考虑方向：EE0ExRO I I

21、x y a a O P x )(xB23、（本题、（本题10分）（分）（2054） 图所示为两条穿过图所示为两条穿过y轴且垂直于轴且垂直于xy平面的平行长直导线的平面的平行长直导线的正视图，两条导线皆通有电流正视图，两条导线皆通有电流I，但方向相反，它们到，但方向相反，它们到x轴的轴的距离皆为距离皆为a (1) 推导出推导出x轴上轴上P点处的磁感强度点处的磁感强度(2) 求求P点在点在x轴上何处时，该点的轴上何处时，该点的B取得取得最大值最大值解：解：(1) 利用安培环路定理可求得利用安培环路定理可求得1导线在导线在P点产生的磁感强点产生的磁感强度的大小为：度的大小为： rIB2012/1220)(12xaI 2导线在导线在P点产生的磁感强度的大小为：点产生的磁感强度的大小为： rIB2022/1220)(12xaI1B2B、的方向如图所示的方向如图所示P 点总场点