大学物理期末复习题(电磁学).doc

2008大学物理一期末复习题（电磁学）一、选择题（30分,每小题3分）1.（1254）半径为R的“无限长”均匀带电圆柱体的静电场中各点的电场强度的大小E与距轴线的距离r的关系曲线为： 2.（1075）真空中有一点电荷Q，在与它相距为r的a点处有一试验电荷q现使试验电荷q从a点沿半圆弧轨道运动到b点，如图所示则电场力对q作功为 (A) (B) (C) (D) 0 3.（1393）密立根油滴实验，是利用作用在油滴上的电场力和重力平衡而测量电荷的，其电场由两块带电平行板产生实验中，半径为r、带有两个电子电荷的油滴保持静止时，其所在电场的两块极板的电势差为U12当电势差增加到4U12时，半径为2r的油滴保持静止，则该油滴所带的电荷为： (A) 2e (B) 4e (C) 8e (D) 16e 4.（1139）一个大平行板电容器水平放置，两极板间的一半空间充有各向同性均匀电介质，另一半为空气，如图当两极板带上恒定的等量异号电荷时，有一个质量为m、带电荷为+q的质点，在极板间的空气区域中处于平衡此后，若把电介质抽去 ，则该质点 (A) 保持不动 (B) 向上运动 (C) 向下运动 (D) 是否运动不能确定 5. （1125）用力F把电容器中的电介质板拉出，在图(a)和图(b)的两种情况下，电容器中储存的静电能量将 (A) 都增加 (B) 都减少 (C) (a)增加，(b)减少 (D) (a)减少，(b)增加 6.（2018） 边长为L的一个导体方框上通有电流I，则此框中心的磁感强度 (A) 与L无关 (B) 正比于L 2 (C) 与L成正比 (D) 与L 成反比 (E) 与I 2有关 7.（2048）无限长直圆柱体，半径为R，沿轴向均匀流有电流设圆柱体内( r R )的磁感强度为Be，则有 (A) Bi、Be均与r成正比 (B) Bi、Be均与r成反比 (C) Bi与r成反比，Be与r成正比 (D) Bi与r成正比，Be与r成反比 8.（2293）三条无限长直导线等距地并排安放，导线、分别载有1 A，2 A，3 A同方向的电流由于磁相互作用的结果，导线，单位长度上分别受力F1、F2和F3，如图所示则F1与F2的比值是： (A) 7/16 (B) 5/8 (C) 7/8 (D) 5/4 9.（2013）四条皆垂直于纸面的载流细长直导线，每条中的电流皆为I这四条导线被纸面截得的断面，如图所示，它们组成了边长为2a的正方形的四个角顶，每条导线中的电流流向亦如图所示则在图中正方形中心点O的磁感强度的大小为 (A) (B) (C) B = 0 (D) 10.（2522）如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的小灯泡，其内阻r R，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相等当开关K接通和断开时，关于灯泡A和B的情况下面哪一种说法正确？ (A) K接通时，IA IB (B) K接通时，IA =IB(C) K断开时，两灯同时熄灭(D) K断开时，IA =IB 二、填空题（28分）11.（3分）（1050）两根相互平行的“无限长”均匀带正电直线1、2，相距为d，其电荷线密度分别为l1和l2如图所示，则场强等于零的点与直线1的距离a为_ l l l A B C O PP l12.P（5分）（0391）AC为一根长为2l的带电细棒，左半部均匀带有负电荷，右半部均匀带有正电荷电荷线密度分别为和，如图所示O点在棒的延长线上，距A端的距离为lP点在棒的垂直平分线上，到棒的垂直距离为l以棒的中点B为电势的零点则O点电势U_；P点电势U0_ 13.（3分）（1178）图中所示为静电场的等势(位)线图，已知U1U2U3在图上画出a、b两点的电场强度方向，并比较它们的大小Ea_ Eb (填、) 14.（3分）（1390）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er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 =_ 15.（3分）（2255）在匀强磁场中，取一半径为R的圆，圆面的法线与成60角，如图所示，则通过以该圆周为边线的如图所示的任意曲面S的磁通量 _ 16.（3分）（2713）半径为R的空心载流无限长螺线管，单位长度有n匝线圈，导线中电流为I今在螺线管中部以与轴成a 角的方向发射一个质量为m，电荷为q的粒子(如图)则该粒子初速v0必须小于或等于_，才能保证它不与螺线管壁相撞 17.（4分）（2931）软磁材料的特点是_，它们适于用来制造_ 等 18.（4分）（2317）半径为L的均匀导体圆盘绕通过中心O的垂直轴转动，角速度为w，盘面与均匀磁场垂直，如图 (1) 图上Oa线段中动生电动势的方向为_ (2) 填写下列电势差的值(设ca段长度为d)： UaUO =_ UaUb =_ UaUc =_ 三、计算题19.（10分）（1501）在盖革计数器中有一直径为2.00 cm的金属圆筒，在圆筒轴线上有一条直径为0.134 mm的导线如果在导线与圆筒之间加上850 V的电压，试分别求: (1) 导线表面处 (2) 金属圆筒内表面处的电场强度的大小20.（5分）（1181）厚度为d的“无限大”均匀带电导体板两表面单位面积上电荷之和为s 试求图示离左板面距离为a的一点与离右板面距离为b的一点之间的电势差21（5分）（5682）一绝缘金属物体，在真空中充电达某一电势值，其电场总能量为W0若断开电源，使其上所带电荷保持不变，并把它浸没在相对介电常量为er的无限大的各向同性均匀液态电介质中，问这时电场总能量有多大？ 22.（5分）（2744）一边长为a和b的矩形线圈，以角速度w 绕平行某边的对称轴OO转动线圈放在一个随时间变化的均匀磁场中，(为常矢量. ) 磁场方向垂直于转轴, 且时间t =0时，线圈平面垂直于，如图所示求线圈内的感应电动势E，并证明E的变化频率f是的变化频率的二倍 23（12分）（2685）两根平行放置相距为2a的无限长载流直导线，其中一根通以稳恒电流I0，另一根通以交变电流i =I0coswt两导线间有一与其共面的矩形线圈，线圈的边长分别为l和2b，l边与长直导线平行，且线圈以速度垂直直导线向右运动(如图)当线圈运动到两导线的中心位置(即线圈中心线与距两导线均为a的中心线重合)时，两导线中的电流方向恰好相反，且i =I0，求此时线圈中的感应电动势 24.（5分）（2532） 一螺绕环单位长度上的线圈匝数为n =10匝/cm环心材料的磁导率m =m0求在电流强度I为多大时，线圈中磁场的能量密度w =1 J/ m3？ (m0 =4p10-7 Tm/A) 2007大学物理一期末复习题答案（电磁学）一、选择题（30分)1 B, 2 D, 3 B, 4 B, 5D, 6D, 7D, 8 C, 9 C, 10 A二、填空题（28分）11. 3分12. 3分 0 2分13. 答案见图 2分 1分14. 3分15. 3分16. 3分17. 磁导率大，矫顽力小，磁滞损耗低 2分 变压器，交流电机的铁芯等 2分18. Oa段电动势方向由a指向O 1分 1分 0 1分 1分三、计算题（42分）19. 解：设导线上的电荷线密度为l，与导线同轴作单位长度的、半径为r的(导线半径R1r圆筒半径R2)高斯圆柱面，则按高斯定理有 2prE =l / e0 得到 E = l / (2pe0r) (R1rR2 ) 2分方向沿半径指向圆筒导线与圆筒之间的电势差 2分则 2分代入数值，则： (1) 导线表面处 2.54 106 V/m 2分 (2) 圆筒内表面处 1.70104 V/m 2分20. 解：选坐标如图由高斯定理，平板内、外的场强分布为： E = 0 (板内) (板外) 2分1、2两点间电势差 3分21. 解：因为所带电荷保持不变，故电场中各点的电位移矢量保持不变，又 3分因为介质均匀，电场总能量 2分22. 解：设线圈的面积矢量在t =0时与平行，于是任意时刻t, 与的夹角为wt，所以通过线圈的磁通量为： 2分故感应电动势： 2分E的正绕向与的方向成右手螺旋关系，E的变化频率为： 的变化频率为： 1分 23. 解：设动生电动势和感生电动势分别用E1和E2表示，则总电动势E为 E = E1 + E2 ， 2分 1分 1分 此刻 i =I0，则 1分 E1 =0 1分 E = E2 2分 由式， 得 2分 i =I0时， ( k = 1，2，) =0 2分24. 解： 3分 A 2分