真空中的静电场习题.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、选择题,二、填空题,三、计算题,五、改错题,四、问答题,大学物理（,1,）测试试题一,参考答案,一、选择题,1.,质点作曲线运动，表示位置矢量，,S,表示表示路程，,a,t,表示加速度，下列表达式中，,(A),只有（,1,）（,4,）是对的,;,（,B,）,只有（,2,）（,4,）是对的,;,（,C,）,只有（,2,）是对的,;,D,）,只有（,3,）是对的,;,2.,有一半径为,R,的水平圆转台，可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动，转动惯量为,J,，,开始时转台以匀角速度转动，此时有一质量为,m,的人站在站台中心。随后人沿着半径向外跑去，当人到达站台边缘时，转台的角速度为,(A),(B),(C),(D),3.,已知一定量的理想气体，在温度为 与 时的分子最可几速率分别为 和 ，分子速率分布函数的最大值分别为 和,，,若 ，则,（A）,（B）,（C）,（D）,4.,一定量的理想气体，从,P-V,图上初态经历（,1,）或（,2,）过程到达末态,b,，,已经,a,b,两态处于同一绝热线上（图中虚线是绝热线），问两过程中气体是吸热还是放热？,(A),（,1,）,过程吸热，（,2,）过程放热,;,(B),（,1,）,过程放热，（,2,）过程吸热,;,(C),两种过程都吸热,;,(D),两种过程都放热1),(2),a,b,5.,根据热力学第二定律可知：,(A),功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功,.,(B),热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体,.,(C),不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程,.,(D),一切自发过程都是不可逆的,.,6.,如果某带电体其电荷分布的体密度,增大为原来的,2,倍，则其电场的能量变为原来的,(A)2,倍；,(B)1/2,倍；,(C)4,倍；,(D)1/4,倍。,7.,当一个带电导体达到静电平衡时：,(A),表面上电荷密度较大处电荷较高。,(B),表面曲率较大处电势较高。,(C),导体内部的电势比导体表面的电势高。,(D),导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零。,8.,电流由长直导线,1,沿切向经由,a,点流入一个电阻均匀分布的圆环，再由,b,点沿切向从圆环流出，经长直导线,2,返回电源（如图）。已知直导线上电流强度为,I,，,圆环的半径分别,R,，且,a,、,b,和圆心,o,在同一直线上，设长直载流导线,1,、,2,和圆环分别在,O,点产生的磁感应强度为 、，则圆心处磁感应强度的大小,o,I,(A),因为,(B),(C),(D),9.,一电子以速度 垂直进入磁感应强度为 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,V,2,。,(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,。,10.,有一由,N,匝细导线绕成的平面正三角形线圈，边长为,a,，,通有电流,I,置于均匀外磁场 中，当线圈平面的法向与外磁场同向时，该线圈所受的磁场力矩 值为,二、填空题,1.,一质量为,30Kg,的物体以,10ms,-1,的速率水平向东运动，另一质量为,20Kg,的物体以,20ms,-1,速率向北运动。两物体发生完全非弹性碰撞后，它们的速度大小,V=_;,方向为,_ _,。,2.,质量为,m,的质点以速度 沿一直线运动，则它对直线上任一点的角动量为,_.,3.,三个容器分别装有,1mol,氦（,He,1mol,氢（,H,2,）,和,1mol,氨（,NH,3,），（,均视为刚性分子的理想气体）。若它们的温度都升高,1K,，,则三种气体的内能的增加值分别为：,氦：,=_,；氢：,=_,；氨：,=_,。,（,摩尔气体常量,R=8.31Jmol,-1,.K,2,）,4.,在,PV,图上,(1),系统的某一平衡态用,_,来表示；,(2),系统的某一平衡过程用,_,来表示,;,(3),系统的某一平衡循环过程用,来表示,.,5.,一个可逆卡诺循环的热机，其效率为,，,它的逆过程的制冷机致冷系数,，则,和,w,的关系为,_.,6.,半径为,R,的半球面置于场强为 的均匀电场中，其对称轴与场强方向一致如图所示，则通过该半球面的电场强度通量为,.,7.,真空中，一边长为,a,的正方形平板上均匀分布着电荷，总电量为,q,；,在其中垂线上距离平板,d,处放一电量为,q,0,的点电荷，在,_,条件下，所受的电场力可写成,.,8.,两根长直导线通有电流,I,，,图示有三种环路；在每种情况下，等于,:,_,（对环路,a,）,_ (,对环路,b),_(,对环路,c),a,b,c,三、计算题,1.,如图所示，质量为,m,A,的小球沿光滑的弧形轨道下滑，与放在轨道水平面端点,P,处的静止的小球,B,发生弹性碰撞，,B,的质量为,m,B,A,、,B,两球碰后同时落在水平地面上。如果,A,、,B,两球的落地点距,P,点正下方,O,点的距离之比,L,A,/L,B,=2/5,，,求它们的质量比,m,A,/m,B,.,A,A,B,B,O,P,L,A,L,B,2.,一定量的理想气体，由状态,a,经过,b,到达,c,。（,如图，,abc,为一直线）求此过程中：（,1,）气体对外作的功；（,2,）气体内能的增量；（,3,）气体吸收的热量。,1atm=1.013Pa,1,1,2,2,3,3,a,b,c,3.,有两个平行板电容器 和 ，用空气做电介质，用松节油（,=2.16,）做电介质，其它条件完全相同。今把二者并联后充总电量,Q=1.58,10-7,C,求每一个电容量的带电量,.,4.,若电荷以相同的面密度,均匀分布在半径为,r,1,=10cm,和,r,2,=20cm,的两个同心球面上，设无穷远处电势为,0,，已经球心电势为,300V,，,试求两球面的电荷密度的值。（,0,=8.8510,-12,C,2,/Nm,2,）,1.,一人用力 推地上的木箱，经历时间,t,未能推动木箱，此推力的冲量等于多少？木箱既然受到了力的冲量，为什么它的动量没有改变？,四、问答题,1.,在形成电场的场源电荷的电量及其分布都确定的条件下，下列说法中如有错误请改正。,五、改错题,（,2,）电场中各点电势也有确定值。,（,1,）电场中各点电场强度有确定值；,1.(D),2.(A),3.(B),4.(B),5.(D),6.(C)7.(D),8.(B),9.(B),10.(D),一、选择题,参考答案,提示：,1.,质点作曲线运动，表示位置矢量，,S,表示表示路程，,a,t,表示加速度，下列表达式中，,(A),只有（,1,）（,4,）是对的,;,（,B,）,只有（,2,）（,4,）是对的,;,（,C,）,只有（,2,）是对的,;,D,）,只有（,3,）是对的,;,定义和矢量,2.,有一半径为,R,的水平圆转台，可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动，转动惯量为,J,，,开始时转台以匀角速度转动，此时有一质量为,m,的人站在站台中心。随后人沿着半径向外跑去，当人到达站台边缘时，转台的角速度为,(A),(B),(C),(D),提示：,角动量守恒。,3.,已知一定量的理想气体，在温度为 与 时的分子最可几速率分别为 和 ，分子速率分布函数的最大值分别为 和,，,若 ，则,（A）,（B）,（C）,（D）,提示：,最,可几速率随温度升高而增大。,分子速率分布函数曲线高度随温度升高降低。,4.,一定量的理想气体，从,P-V,图上初态经历（,1,）或（,2,）过程到达末态,b,，,已经,a,b,两态处于同一绝热线上（图中虚线是绝热线），问两过程中气体是吸热还是放热？,(A),（,1,）,过程吸热，（,2,）过程放热,;,(B),（,1,）,过程放热，（,2,）过程吸热,;,(C),两种过程都吸热,;,(D),两种过程都放热。提示：,与绝热过程组成循环过程来判断。,(1),(2),a,b,5.,根据热力学第二定律可知：,(A),功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功,.,(B),热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体,.,(C),不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程,.,(D),一切自发过程都是不可逆的,.,提示：,正确理解热力学定律。,6.,如果某带电体其电荷分布的体密度,增大为原来的,2,倍，则其电场的能量变为原来的,(A)2,倍；,(B)1/2,倍；,(C)4,倍；,(D)1/4,倍。,提示：,7.,当一个带电导体达到静电平衡时：,(A),表面上电荷密度较大处电荷较高。,(B),表面曲率较大处电势较高。,(C),导体内部的电势比导体表面的电势高。,(D),导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零。,提示：,静电平衡条件。,8.,电流由长直导线,1,沿切向经由,a,点流入一个电阻均匀分布的圆环，再由,b,点沿切向从圆环流出，经长直导线,2,返回电源（如图）。已知直导线上电流强度为,I,，,圆环的半径分别,R,，且,a,、,b,和圆心,o,在同一直线上，设长直载流导线,1,、,2,和圆环分别在,O,点产生的磁感应强度为 、，则圆心处磁感应强度的大小,o,I,(A),因为,(B),(C),(D),提示：如图,9.,一电子以速度 垂直进入磁感应强度为 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,V,2,。,(B),反比于,B,，,正比于,V,2,。,(C),正比于,B,，,反比于,V,。,(D),反比于,B,，,反比于,V,。,提示：,圆,轨道半径,磁通量,10.,有一由,N,匝细导线绕成的平面正三角形线圈，边长为,a,，,通有电流,I,置于均匀外磁场 中，当线圈平面的法向与外磁场同向时，该线圈所受的磁场力矩 值为,提示：,二、填空题,1.,一质量为,30Kg,的物体以,10ms,-1,的速率水平向东运动，另一质量为,20Kg,的物体以,20ms,-1,速率向北运动。两物体发生完全非弹性碰撞后，它们的速度大小,V=_;方向为,_ _,。,提示：,北,偏东,36.87,提示：,2.,质量为,m,的质点以速度 沿一直线运动，则它对直线上任一点的角动量为,_.,3.,三个容器分别装有,1mol,氦（,He,），,1mol,氢（,H,2,）,和,1mol,氨（,NH,3,），（,均视为刚性分子的理想气体）。若它们的温度都升高,1K,，,则三种气体的内能的增加值分别为：,氦：,=_,；氢：,=_,；氨：,=_,。,（,摩尔气体常量,R=8.31Jmol,-1,.K,2,）,提示：,提示：,4.,在,PV,图上,(1),系统的某一平衡态用,_,来表示；,(2),系统的某一平衡过程用,_,来表示,;,(3),系统的某一平衡循环过程用,来表示,.,一个点,一条,曲线,一条,封闭曲线,(1),(2),a,b,提示：,5.,一个可逆卡诺循环的热机，其效率为,，,它的逆过程的制冷机致冷系数,，则,和,w,的关系为,_.,提示：,6.,半径为,R,的半球面置于场强为 的均匀电场中，其对称轴与场强方向一致，如图所示，则通过该半球面的电场强度通量为,.,提示：,7.,真空中，一边长为,a,的正方形平板上均匀分布着电荷，总电量为,q,；,在其中垂线上距离平板,d,处放一电量为,q,0,的点电荷，在,_,条件下，所受的电场力可写成,.,点电荷模型。,提示：,8.,两根长直导线通有电流,I,，,图示有三种环路；在每种情况下，等于,:,_,（对环路,a,）,_ (,对环路,b),_(,对环路,c),a,b,c,电流正负判断。,三、计算题,1.,如图所示，质量为,m,A,的小球沿光滑的弧形轨道下滑，与放在轨道水平面端点,P,处的静止的小球,B,发生弹性碰撞，,B,的质量为,m,B,A,、,B,两球碰后同时落在水平地面上。如果,A,、,B,两球的落地点距,P,点正下方,O,点的距离之比,L,A,/L,B,=2/5,，,求它们的质量比,m,A,/m,B,.,A,A,B,B,O,P,L,A,L,B,解：（,1,）全过程可分为：,A,下降、,A,与,B,碰撞和,A,、,B,下落。,（,2,）设,A,与,B,碰撞前的速度为,V,A0,，,碰后它们的速度分别为,V,A,和,V,B,，则,可解出：,（,3,）因两球下落时间相同，即,，,因此有：,A,A,B,B,O,P,L,A,L,B,2.,一定量的理想气体，由状态,a,经过,b,到达,c,。（,如图，,abc,为一直线）求此过程中：（,1,）气体对外作的功；（,2,）气体内能的增量；（,3,）气体吸收的热量。,1atm=1.013Pa,1,1,2,2,3,3,a,b,c,解：,(1),气体对外作功等于 线段所围的面积,由图,可知，,a,点温度与,b,点温度相等。,（,2,）内能增能,（,3,）由热力学第一定律得,解：,3.,有两个平行板电容器 和 ，用空气做电介质，用松节油（,=2.16,）做电介质，其它条件完全相同。今把二者并联后充总电量,Q=1.58,10-7,C,求每一个电容量的带电量,.,如图由电容,有,4.,若电荷以相同的面密度,均匀分布在半径为,r,1,=10cm,和,r,2,=20cm,的两个同心球面上，设无穷远处电势为,0,，已经球心电势为,300V,，,试求两球面的电荷密度的值。（,0,=8.8510,-12,C,2,/Nm,2,）,解：,根据电势叠加原理有,故可解得,1.,一人用力 推地上的木箱，经历时间,t,未能推动木箱，此推力的冲量等于多少？木箱既然受到了力的冲量，为什么它的动量没有改变？,四、问答题,答：,（,1,）推力的冲量为,（,2,）有地面的静摩擦力，其冲量与推力的冲量大小相等，方向相反，故木箱受的合冲量为零，则静止不动。,1.,在形成电场的场源电荷的电量及其分布都确定的条件下，下列说法中如有错误请改正。,五、改错题,（,2,）电场中各点电势也有确定值。,（,1,）电场中各点电场强度有确定值；,答：,（,1,）正确；,（,2,）有错误。改：在场电荷的电量以及分布确定的同时,还必须选定一个电势零点,在这样的情况下,场中各点电势才能确定。,