11级大学物理(下册)期中A解答讲解课件

2012-2013-1大学物理（下册）期中A解答2023/7/231一、选择题（3分*8=24分）1．（D），2．（D），3．（A），4．（D），5．（D），6．（C），7．（C），8．（B）.2023/7/2321．一电场强度为

的均匀电场，

的方向沿x轴正向，如图所示。则通过图中一半径为R的半球面的电场强度通量为

［

］(A)R2E；(B)R2E/2；(C)2R2E；(D)0。D解:2023/7/2332.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)EA＞EB＞EC，UA＞UB＞UC

(B)EA＜EB＜EC，UA＜UB＜UC(C)EA＞EB＞EC，UA＜UB＜UC

(D)EA＜EB＜EC，UA＞UB＞UC解:电场线疏的地方场强小，密的地方场强大，所以：EA＜EB＜EC电场线指向电势降低的方向，所以：UA＞UB＞UCD2023/7/234QQqq解：若Q与q同号，设正方形边长为a,由3．正方形的两对角上，各置电荷Q，在其余两对角上各置电荷q，若Q所受合力为零，则Q与q的大小关系为：[]Aa则Q与q异号，受力如图：2023/7/2354．点电荷-q位于圆心O处，A、B、C、D为同一圆周上的四点，如右图所示。现将一试验电荷从A点分别移动到B、C、D各点，则[]从A到B，电场力作功最大；

从A到C，电场力作功最大；(C)从A到D，电场力作功最大；(D)从A到各点，电场力作功相等。D解：由电场力做功计算式因为A、B、C，D为等势点，所以从A到各点，电场力作功相等，为零。2023/7/2362023/7/2375.

若空间存在两根无限长直载流导线，空间的磁场分布就不具有简单的对称性，则该磁场分布[]（A）不能用安培环路定理来计算；（B）可以直接用安培环路定理求出；（C）只能用毕奥—萨伐尔定律求出；（D）可以用安培环路定理和磁感强度的叠加原理求出。分析：安培环路定理适合于稳恒电流，但只有电流分布具有对称性的问题中解题简便。D学习指导-磁学-26．一运动电荷q，质量为m，进入均匀磁场中，

［

］(A)其动能改变，动量不变；

(B)其动能和动量都改变；

(C)其动能不变，动量改变；

(D)其动能、动量都不变。C解:2023/7/2387．如图所示，在磁感强度为

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系为

［

］(A)Fa>Fb>Fc；(B)Fa<Fb<Fc；(C)Fb>Fc>Fa；(D)Fa>Fc>Fb。C解：2023/7/2398.有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为a，厚度不计，电流I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）的磁感强度

的大小为[]B学习指导-磁学-872023/7/2310IabPOXxx+dx解：选择坐标系OX，如图所示。取宽dx，长∞的微元，此微元的电流强度为它在P点产生所有微元在P点产生的方向一致。2023/7/23119．三个平行的“无限大”均匀带电平面，其电荷面密度都是＋σ，如图所示，则A、B、C、D三个区域的电场强度分别为（设方向向右为正）：EA＝_______________；EB＝_____________；EC＝_______________；ED=_____________。解：无限大带电平面外任意一点的电场强度：三个无限大带电平面在各区域的电场：二、填空题2023/7/2312学习指导-电学-1910.描述静电场性质的两个基本物理量是______________；它们的定义式是_____________和_____________________________。电场强度和电势(Uc=0)2023/7/231311．一平行板电容器，充电后与电源保持联接，然后使两极板间充满相对介电常量为r的各向同性均匀电介质，这时两极板上的电荷是原来的______倍；电场强度是原来的_______倍；电场能量是原来的________倍。rr1解：2023/7/231412.一个半径为R的薄金属球壳，带有电荷q，壳内真空，壳外是无限大的相对介电常量为r的各向同性均匀电介质。设无穷远处为电势零点，则球壳的电势U=________________。解：孤立导体球的电容为：（球外为电介质）2023/7/231513．半径为0.5cm的无限长直圆柱形导体上，沿轴线方向均匀地流着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，则该曲面上的磁感强度沿曲面的积分________________________。解：0磁场为无源场，任意闭合曲面的磁通量均为零。2023/7/231614.一条无限长载流导线折成如图示形状，导线上通有电流I=10A。P点在cd的延长线上，它到折点的距离a=2cm，则P点的磁感强度B=____________________。

(0=4×10-7N·A-2)5.00×10-5T解：2023/7/231715.有一根质量为m，长为l的直导线，放在磁感强度为

的均匀磁场中，

的方向在水平面内，导线中电流方向如右图所示，当导线所受磁力与重力平衡时，导线中电流I=__________。解：2023/7/231816．一均匀带电球面和一均匀带电球体，如果它们的半径且总电荷相等，问哪一种情况的电场能量大________。解：电场的总能量均匀带电球面均匀带电球体球内能量等于零球内能量大于零两者球外的能量相等。带电球体的电场能量大2023/7/231917．若电荷以相同的面密度σ均匀分布在半径分别为r1＝10cm和r2＝20cm的两个同心球面上，设无穷远处电势为零，已知球心电势为300V，试求两球面的电荷面密度σ

的值。（ε

0＝8.85×10-12C2/N·m2

）解：球心处总电势应为两个球面电荷分别在球心处产生的电势叠加，即故得C/m2

三、计算题学习指导-电学-P153例62023/7/232018．

一半径为R的带电球体，其电荷体密度分布为

(r≤R)(q为一正的常量)

(r>R)试求：(1)带电球体的总电荷；(2)球内、外各点的电场强度；(3)球内、外各点的电势。学习指导-电学-32023/7/2321oRS（1）在球内取半径为r、厚为dr的薄球壳，rdrdq=ρdV

解：则球体所带的总电荷为2023/7/2322该壳内所包含的电荷为（2）在球内作一半径为r1的高斯球面，按高斯定理，有得(r1≤R)，oRPS方向沿半径向外。

r2PS在球体外作半径为r2的高斯球面，(r2>R)，方向沿半径向外．按高斯定理

有

，得2023/7/2323（3）球内电势球外电势2023/7/232419.如图所示，在xOy平面(即纸面)内有一载流线圈abcda，其中bc弧和da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，其流向为沿abcda的绕向。设线圈处于B=8.0×10-2T，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Il1和Il2所受安培力

和

的方向和大小，设l1=l2=0.10mm；

2023/7/2325解：当磁场

方向与Ox轴成45°时如图所示，（1）方向垂直纸面向外。方向为垂直纸面向内。2023/7/2326θ为电流源与水平方向的夹角。19.如图所示，在xOy平面(即纸面)内有一载流线圈abcda，其中bc弧和da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，其流向为沿abcda的绕向。设线圈处于B=8.0×10-2T，方向与a→b的方向相一致的均匀磁场中，试求：（2）线圈上直线段

和

所受的安培力

和

的大小和方向；

解：因为

与

均与

平行，因此

2023/7/232719.如图所示，在xOy平面(即纸面)内有一载流线圈abcda，其中bc弧和da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，其流向为沿abcda的绕向。设线圈处于B=8.0×10-2T，方向与a→b的方向相一致的均匀磁场中，试求：（3）线圈上圆弧段bc弧和da弧所受的安培力