10-11(2)大学物理期中试题.ppt

2010-2011学年大学物理(下)期中试题解答1、有两个、有两个电电荷都是荷都是q的点的点电电荷，相距荷，相距为为2a今以左今以左边边的点的点电电荷所在荷所在处为处为球心，以球心，以a为为半径作一球形高斯面半径作一球形高斯面 在球面上取两在球面上取两块块相等的小面相等的小面积积S1和和S2，其位置如，其位置如图图所示所示 设设通通过过S1和和S2的的电电场场强强度通量分度通量分别为别为 1和和 2，通，通过过整个球面的整个球面的电场电场强强度通量度通量为为 S，则则 (A)1 2，Sq/0 (B)1 2，S2q/0 (C)1 2，Sq/0 (D)1 2，Sq/0 2、半径、半径为为R的均匀的均匀带电带电球面，球面，总电总电荷荷为为Q设设无无穷远处电穷远处电势为势为零，零，则该带电则该带电体所体所产产生的生的电场电场的的电势电势U，随离球心的，随离球心的距离距离 r 变变化的分布曲化的分布曲线为线为：3、已知某、已知某电场电场的的电场线电场线分布情况如分布情况如图图所示所示现观现观察到一察到一负电负电荷从荷从M点移到点移到N点有人根据点有人根据这这个个图图作出下列几点作出下列几点结论结论，其中，其中哪点是正确的？哪点是正确的？(A)电场电场强强度度EMEN (B)电势电势UMUN (C)电势电势能能WMWN (D)电场电场力的功力的功A0 4、两、两块块面面积积均均为为S的金属平板的金属平板A和和B彼此平行放置，板彼此平行放置，板间间距离距离为为d(d远远小于板的小于板的线线度度)，设设A板板带带有有电电荷荷q1，B板板带带有有电电荷荷q2，则则AB两板两板间间的的电势电势差差UAB为为 (A)(B)(C)(D)5、图图中中实线为实线为某某电场电场中的中的电场线电场线，虚，虚线线表示等表示等势势（位）面，（位）面，由由图图可看出：可看出：(A)EAEBEC，UAUBUC (B)EAEBEC，UAUBUC (C)EAEBEC，UAUBUC (D)EAEBEC，UAUBUC 6、面、面积为积为S的空气平行板的空气平行板电电容器，极板上分容器，极板上分别带电别带电量量q，若，若不考不考虑边缘虑边缘效效应应，则则两极板两极板间间的相互作用力的相互作用力为为 (A)(B)(C)(D)7、一个大平行板、一个大平行板电电容器水平放置，两极板容器水平放置，两极板间间的一半空的一半空间间充有充有各向同性均匀各向同性均匀电电介介质质，另一半，另一半为为空气，如空气，如图图当两极板当两极板带带上上恒定的等量异号恒定的等量异号电电荷荷时时，有一个，有一个质质量量为为m、带电带电荷荷为为+q的的质质点点，在极板，在极板间间的空气区域中的空气区域中处处于平衡此后，若把于平衡此后，若把电电介介质质抽去抽去，则该质则该质点点 (A)保持不保持不动动 (B)向上运向上运动动 (C)向下运向下运动动 (D)是否运是否运动动不能确定不能确定 8、如、如图图，边长为边长为a的正方形的四个角上固定有四个的正方形的四个角上固定有四个电电荷均荷均为为q的点的点电电荷此正方形以角速度荷此正方形以角速度w 绕绕AC轴轴旋旋转时转时，在中心，在中心O点点产产生的磁感生的磁感强强度大小度大小为为B1；此正方形同；此正方形同样样以角速度以角速度w 绕过绕过O点点垂直于正方形平面的垂直于正方形平面的轴轴旋旋转时转时，在，在O点点产产生的磁感生的磁感强强度的大小度的大小为为B2，则则B1与与B2间间的关系的关系为为 (A)B1=B2 (B)B1=2B2 (C)B1=B2/2 (D)B1=B2/4 9、图图中，六根无限中，六根无限长导线长导线互相互相绝缘绝缘，通，通过电过电流均流均为为I，区域，区域、均均为为相等的正方形，哪一个区域指向相等的正方形，哪一个区域指向纸纸内的磁通内的磁通量最大？量最大？(A)区域区域 (B)区域区域 (C)区域区域 (D)区域区域 (E)最大不止一个最大不止一个 1010、无限长直导线在、无限长直导线在P P处弯成半径为处弯成半径为R R的圆，当通的圆，当通以电流以电流I I时，则在圆心时，则在圆心O O点的磁感应强度大小等于点的磁感应强度大小等于11、两根相互平行的、两根相互平行的“无限无限长长”均匀均匀带带正正电电直直线线1、2，相距，相距为为d，其，其电电荷荷线线密度分密度分别为别为l1和和l2如如图图所示，所示，则场则场强强等于零的点等于零的点与直与直线线1的距离的距离a为为_ 12、半径、半径为为R的半球面置于的半球面置于场场强强为为的均匀的均匀电电场场中，其中，其对对称称轴轴与与场场强强方向一致，如方向一致，如图图所示所示则则通通过该过该半球面的半球面的电场电场强强度通量度通量为为_ 13、一空气平行板、一空气平行板电电容器，两极板容器，两极板间间距距为为d，充，充电电后板后板间电间电压为压为U然后将然后将电电源断开，在两板源断开，在两板间间平行地插入一厚度平行地插入一厚度为为d/3的金属板，的金属板，则则板板间电压变间电压变成成U=_ 14、两个点、两个点电电荷在真空中相距荷在真空中相距为为r1时时的相互作用力等于它的相互作用力等于它们们在某一在某一“无限大无限大”各向同性均匀各向同性均匀电电介介质质中相距中相距为为r2时时的相的相互作用力，互作用力，则该电则该电介介质质的相的相对对介介电电常量常量r=_ 2U/3 15、设设雷雨云位于地面以上雷雨云位于地面以上500 m的高度，其面的高度，其面积为积为107 m2，为为了估算，把它与地面看作一个平行板了估算，把它与地面看作一个平行板电电容器，此雷雨云与容器，此雷雨云与地面地面间间的的电场电场强强度度为为104 V/m，若一次雷，若一次雷电电即把雷雨云的即把雷雨云的电电能能全部全部释释放完，放完，则则此能量相当于此能量相当于质质量量为为_kg的物体从的物体从500 m高高空落到地面所空落到地面所释释放的能量放的能量 (真空介真空介电电常量常量0=8.8510-12 C2N-1m-2)16、图图中所示的一无限中所示的一无限长长直直圆圆筒，沿筒，沿圆圆周方向上的面周方向上的面电电流密度流密度(单单位垂直位垂直长长度上度上流流过过的的电电流流)为为i，则圆则圆筒内部的磁感筒内部的磁感强强度的大小度的大小为为B=_，方向方向_ 452或或442 沿沿轴线轴线方向朝右方向朝右 17、半径半径为为R的的圆圆柱体上柱体上载载有有电电流流I，电电流在其横截面上均匀流在其横截面上均匀分布，一回路分布，一回路L通通过圆过圆柱内部将柱内部将圆圆柱体横截面分柱体横截面分为为两部分，两部分，其面其面积积大小分大小分别为别为S1、S2如如图图所示，所示，则则 _ 18、有一半径、有一半径为为a，流，流过稳过稳恒恒电电流流为为I的的1/4圆圆弧形弧形载载流流导线导线bc，按，按图图示方式置于均匀外磁示方式置于均匀外磁场场中，中，则该载则该载流流导线导线所受的所受的安培力大小安培力大小为为_-S2I/(S1+S2)aIB 19、如、如图图，均匀磁，均匀磁场场中放一均匀中放一均匀带带正正电电荷的荷的圆环圆环，其其线电线电荷密度荷密度为为，圆环圆环可可绕绕通通过环过环心心O与与环环面垂面垂直的直的转轴转轴旋旋转转当当圆环圆环以角速度以角速度w 转动时转动时，圆环圆环受到的磁力矩受到的磁力矩为为_，其方向其方向_ 在在图图面中向上面中向上 20、图示为三种不同的磁介质的、关系曲线，其中虚线表示、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是0H的关系。说明、各代表哪一种磁介质的的关系。说明、各代表哪一种磁介质的关系曲线：关系曲线：代表代表 的、关系曲线的、关系曲线代表代表 的、关系曲线的、关系曲线代表代表 的、关系曲线的、关系曲线顺磁质顺磁质抗磁质抗磁质铁磁质铁磁质21、电荷面密度分别为、电荷面密度分别为+和和-的两块的两块无限大无限大均匀带电平行平均匀带电平行平 面，分别与面，分别与X轴垂直交于轴垂直交于x1=a,x2=-a 两点。设坐标原点两点。设坐标原点O 处电势为零，试求空间的电势分布表示式并画出其曲线。处电势为零，试求空间的电势分布表示式并画出其曲线。解：解：由高斯定理可得场强分布为：由高斯定理可得场强分布为：由此可求出电势分布：由此可求出电势分布：22、如图所示，半径为、如图所示，半径为R的均匀带电球面，带有电荷的均匀带电球面，带有电荷q沿某沿某一半径方向上有一均匀带电细线，电荷线密度为一半径方向上有一均匀带电细线，电荷线密度为l，长度为，长度为l，细线左端离球心距离为细线左端离球心距离为r0设球和线上的电荷分布不受相互作设球和线上的电荷分布不受相互作用影响，试求细线所受球面电荷的电场力和细线在该电场中的用影响，试求细线所受球面电荷的电场力和细线在该电场中的电势能电势能(设无穷远处的电势为零设无穷远处的电势为零)解：解：设设x轴沿细线方向，原点在球心处，轴沿细线方向，原点在球心处，在在x处取线元处取线元dx，其上电荷为，其上电荷为 线元在带电球面的电场中所受电场力为：线元在带电球面的电场中所受电场力为：方向沿方向沿x正方向正方向 整个细线所受电场力为：整个细线所受电场力为：电荷元在球面电荷电场中具有电势能：电荷元在球面电荷电场中具有电势能：整个线电荷在电场中具有电势能：整个线电荷在电场中具有电势能：23、如图所示，有一密绕平面螺旋线圈，其上通有电流、如图所示，有一密绕平面螺旋线圈，其上通有电流I，总，总匝数为匝数为N，它被限制在半径为，它被限制在半径为R1和和R2的两个圆周之间求此螺的两个圆周之间求此螺旋线中心旋线中心O处的磁感强度处的磁感强度 解：解：以以O为圆心，在线圈所在处作一半径为圆心，在线圈所在处作一半径为为r的圆则在的圆则在r到到r+dr的圈数为的圈数为由由圆电圆电流公式得流公式得 方向方向 24、一根同轴线由半径为、一根同轴线由半径为R1的长导线和套在它外面的内半径为的长导线和套在它外面的内半径为R2、外半径为、外半径为R3的同轴导体圆筒组成中间充满磁导率为的同轴导体圆筒组成中间充满磁导率为的的各向同性均匀非铁磁绝缘材料，如图传导电流各向同性均匀非铁磁绝缘材料，如图传导电流I沿导线向上沿导线向上流去，由圆筒向下流回，在它们的截面上电流都是均匀分布的流去，由圆筒向下流回，在它们的截面上电流都是均匀分布的求同轴线内外的磁感强度大小求同轴线内外的磁感强度大小B的分布的分布 解：解：由安培环路定理：由安培环路定理：0 r R1区域：区域：R1 r R3区域：区域：由安培由安培环环路定理：路定理：R2 r R3区域：区域：H=0，B=0