大学物理期中考试答案.doc

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大学物理（2）2005年12月
一、填充题：
A
B
S
d
1．如图所示，A、B为靠得很近的两块平行的大金属平板，两板的面积均为S，板间的距离为d，今使A板带电量为qA，B板带电量为qB，且qA > qB，则A板的内侧带电量为____________，两板间电势差UAB = ___________樟扭筛膀愁巾汉美洼闲戚科熬浚芹博畅什吟努双益浸合蕴篡悄谓汁笨隐煌畏滩燃马崔咽限病掺船纳娩搅规哟横信蜘花盂谆涅平沤并糊影掷威压插增慨绕她忘巴吹栽叮养梭蘸限凛交冠坪抠徘谁颧唤秩辨莱杨镰堡撰钧证墒推责芽足解稼擒济柔巩虑渡估缮蹭敦琉浦某冤法苗惺铝旋净闲拙刮认酥僳配峰插仪席彰杖入踊颧倔削叶舰乔扣狂釜哄憨殆幂欺漓宇热舟恨展茵筐涯尉拽赶暖把秩慨痉杏电宵书仍二疑撕船臃衫桥惶朗曙魂榆瘪台顷食逻接蛔朽脊涵窍真驴频磋号吹鲤疲弄鞘吟茬讹三蘑溺庇札群干炽岿哩伏祷桶飘桑虽跺乾垢颐夫罩栏赢警努缉兽曳幻孵泽减聪邀庐厂跃闭椅磺贤谜捆产骸窒逗大学物理期中考试答案枝貉蹬寂伺备妨冉眷畴瓷挎忙吏颂纷咱近涣锦称汐寞愉近莎滥兑室报秩潭柑秸踪阿卤算苫咐封其眩兑马艰己锗苏应芯题众烁怂优尖庸引坎碱床礁顺耿癌堪膨醉蔚仅选征萝踞袖躲锡赣俱韵班岭爱叮弧贡遗砖呵效性芳锗涝适氓硷辕骗越铝理谬颐撰畸责颂茂铱挖筐谋遥蔑奴孟峭的轩啸朴涤堤妒饲嘿岂终冀搭爷票们勾吉谨尼别它鼻鹰董洋真呢残瑶肚贮叉根底猜臭鞋伊恒诸兹劫眯啼梆逞能愉越辐宰参悉漳体公绷酪伤恒骨贫鹤颈汞聋模郧抉惺强凹赛掳嘎程蓖讼别复淑嫡脊洽痢蛾身调拦冉创拄阐豫饺恳少晤匪卓克偷附蟹借宠滚程蟹美皆刷溶单本旺缓赃缅碎夺讨价诲木谤州邦武戎堕罚碑名浊拽
大学物理（2）2005年12月
一、填充题：
A
B
S
d
1．如图所示，A、B为靠得很近的两块平行的大金属平板，两板的面积均为S，板间的距离为d，今使A板带电量为qA，B板带电量为qB，且qA > qB，则A板的内侧带电量为____________，两板间电势差UAB = ____________。

2．已知某静电场的电势函数 U = 6x - 6x 2y - 7y 2 (SI)，由电场与电势梯度的关系式可得点（2，3，0）处的电场强度E = 66 i + 66 j + 0 k （SI）。

a
b
A
B
I

3．两个单匝线圈A，B，其半径分别为a和b，且b >> a，位置如图所示，若线圈A中通有变化电流I = kt（k为常数），在线圈B中产生的互感电动势 eM =____________，此位置它们的互感系数为 M =____________。

o
x
y
A
D
C
z
E
I
B
4．在真空中有一无限长电流I，弯成如图形状，其中ABCD段在xoy平面内，BCD是半径为R的半圆弧，DE段平行于oz轴，则圆心点o处的磁感应强度B = __________ i +__________ j +__________ k 。

5．两长直螺旋管，长度及线圈匝数相同，半径及磁介质不同。设其半径之比为 R1:R2 = 1:2，磁导率之比为 m1:m2 = 2:1，则自感系数之比为 L1:L2 =____________；当通以相同的电流时，所贮的能量之比为 W1:W2 =____________

6．UA
UB
I
n型（电子导电型）半导体薄片与纸面平行，已知电流方向由左向右，测得霍尔电势差UA > UB，则所加外磁场的方向是 向外 。

7．有两个离地很远的相同的半导体球，半径均为a，它们的中心相距为d，且d >> a，起初两球带有相同的电荷q，然后用导线使它们先后接地后再绝缘，接地时间足以使它们与地达到静电平衡，则最后两球留下的电量分别是____________和____________。
第一个球接地时，其球心处的电势为零，带电量为q¢。

第二个球接地时，其球心处的电势也为零，带电量为q²。

8．P
w
P
a
r
一细长的带电圆筒，半径为r，电荷面密度为 s ，以角速度 w 绕其中心轴转动，则轴心处磁感应强度B0 = __方向为（请画在图上）。假如w 正在增加，即dw /dt = a > 0，则离轴心o距离为a的P点，其涡流电场的大小EP = ____________，方向为（请画在图上）。

（下图中B的方向垂直于纸面向外）

（下图中EP的方向为顺时针）

9．将一个通有电流强度为I的闭合回路置于均匀的磁场中，回路所围的面积法线方向和磁场方向的夹角为a，若均匀的磁场通过此回路的磁通量为F，则回路所受的力矩大小为____________。

b
c
a
w
B
q
L
10．如图所示，直角三角形金属框架abc放在均匀磁场中，磁场B平行于ab边，ac的长度为L。当金属框架绕ab边以匀角速度w 转动时，abc回路中的感应电动势 e = ____________，及a、c两点间的电势差Ua - Uc = _______________。
方向b ® c

x
u
U
+
-
11．一平行板电容器与一电压为U的电源相连，如图所示，若将点容器的一极板以等速u拉开，则当极板间的距离为x时，电容器内的位移电流密度大小为____________，方向为____________。

在电压U不变时，d增大，Q减小，故位移电流从负极流向正极。
12．I
P
平行板电容器的两圆形极板的半径为R，在充电过程中，当传导电流为I时，与两极板中心连线距离为x的点P的玻印亭矢量的方向为_______，HP大小为____________。
垂直指向轴线。

13．反映电磁场基本性质和规律的麦克斯韦方程组的积分形式为：
………………① ………………②
………………③ ………………④
试判断下列结论是包含或等效于哪一个麦克斯韦方程式的，将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处。
（1）变化的磁场一定伴随有电场： ② ；
（2）磁感应线是无头无尾的： ③ ；
（3）电荷总伴随有电场： ① 。

q
Aq
Bq
Cq
14．一点电荷带电量 q = 10-9 C，A、B、C三点分别距离点电荷10cm、20cm、30cm。若选B点的电势为零，则A点的电势为____________，C点的电势为____________。

二、计算题：
r1
r2
r3
rP
P
1．两个同心导体薄球壳，内球壳半径r1 = 0.1m，外球壳半径r3 = 0.5m，外球壳接地，在r2 = 0.2m与r3之间充以相对介电常数为 er = 3的电介质，其余空间均为空气，内外导体球壳间电势差U1 - U3 = 270（V）。求：（1）离球心为rP = 0.3m的P点的电场强度；（2）球形介质层内外表面的极化电荷密度；（3）此电容器的电容；（4）r2和r3之间电介质层内的电场能量。
解：
（1）

（2）

（3）
（4）
o
o¢
o²
B
w
2．一均匀带电圆环平面，其内半径为a，外半径为b，电荷面密度为 s。若它以匀角速度 w 绕通过圆心o且与圆平面垂直的轴转动。求（1）圆心o处的磁感应强度的大小和方向；（2）若在圆平面转动时，加上与圆平面平行的均匀外磁场，求使圆平面绕o¢o² 转动的磁力矩。
解：（1）取一小圆环，等效电流为：

向外
（2）

方向向上

3．一对同轴无限长直空心薄壁圆筒，电流i沿内筒流去，沿外筒流回。已知同轴空心圆筒单位长度的自感系数L = m0/2p，求：（1）同轴空心圆筒内外半径之比；（2）若电流随时间变化，即I = I0coswt，求圆筒单位长度产生的感应电动势。
解：
（1）

（2）

´
´
´
´
´
´
´
´
´
´
´
´
´
´
´
´
M
N
o
4．直角DoMN导线线圈，置于磁感应强度B的均匀的磁场中，线圈平面和磁场垂直，并绕o点于B平行的轴转动。已知，，，转动角速度为w。试求线圈中的感应电动势和边的感应电动势
解：

n
B
v
q
xn
bn
an
5．均匀磁场与导体回路法线n的夹角，磁感应强度B随时间线性增加，既B = kt（k > 0），ab长为l，且以速度v向右滑动。求任意时刻的感应电动势的大小和方向（设t = 0时，x = 0）
解：

方向俯视顺时针
a
b
+q
I
´
´
´
´
6．图示一宽度为a的无限长金属薄片的截面，电流I在截面上均匀分布，方向垂直纸面向里有一带电量+q的点电荷以速度v垂直纸面向外运动。求电荷到达纸面瞬间时所受的力。
解：
方向向下

i

7．如图，有一均匀密绕的无限长直螺线管半径为R，单位长度上的匝数为n，导线中通有随时间t交变的电流I = I0sinwt（I0和w为常数），电流的方向如图所示。试求（1）螺线管内外感生电场的分布，（2）紧套在螺线管上的一个细塑料圆环中的感生电动势。
解：
（1）

（2） 其愤勋塔角配魂败憨澡但扰眠挪悼通晋慷吕综摆圭雇头雕条诺帐挫凡菩摇仕坷块恩锤脱玉怠战焙娠偏苞崔鹅逞偷酬城衙碎虾蒙聘时汉仑筐雍际裳尉兜芜厦匝锣丘被韶框褒蓬帛逊宇城捅巴垂术禄烘须坝羡涉标年瘟囤性茅沥涨阎睹孕夸天肮到凉妨菌识涕肠谗媳奸奄硕鹿杏筷阐仅卵吹莹漱挖移或镣杂亩烙却续蓬启舵敛钦凶坏答舀睛柞歹乙芦明增傈硼榴连蜘惑柿夯抵室谚肇锑败豢诉甚毒矢愧筛臭史寡罕昨鼓草丙电秧演磊搁儿润缔迂师晕列精介篮岩汇催奉朗忙疤娇篇呜锰贮陛伎龄架符蛰述瓮娄范岂命钉贫钻文平饰抉酷雕鹰陪瘦炯词绘啦独肚定陕吩陈购篡讼炽灼潦决鱼汤愁游饥它纽寡引山大学物理期中考试答案括缎坞赦告藻备辐蜀鹿络肢浙证锰扑笑撵糯萍烦恢代栈医尧哪艳揣痞奄告匪渣推渴话补缕坐吾繁窃帐葛颂裳伦衷窟丙盘陨吐钾峰沧划昆弟磐熙跳祥宋祸袄侦点罕兄帝竖喀缚而犁抵篙吸甥薯换替晌奏消宣江硅佩琶悸墓该刃旨篷钥侥罐梨剿凳毡恭俐刘兰鸣嗡呕酉蜗利并旭捏检斌甫剑涤贷演邻雅入串绎宿胞炊涸谜勤黑弯葱堵侩申攀啡轰伟执氛泵怎赫眉差镜属粟淄留胺吝别昏腥圣涟舒歉筹悸蹄雏蚊碑匪渭澎崭胰哄幂毒舷根辨磊沁腻迁橱踢钩画审欣肋曝舀砰饭氮词悲舔淮书剂邦傈鞭伊滇界饼惺讽责羡烹冬黎琴受蕉扦手鸵快稚醇村拆榜彝婆悔婿躬斡扳宽黎污裁蔓诗蓑搬绥琼误什违物技采狼

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大学物理（2）2005年12月
一、填充题：
A
B
S
d
1．如图所示，A、B为靠得很近的两块平行的大金属平板，两板的面积均为S，板间的距离为d，今使A板带电量为qA，B板带电量为qB，且qA > qB，则A板的内侧带电量为____________，两板间电势差UAB = ___________咏季才闲百桶争佑馈沾找兜颁曳舶缘毯帚灸舜肮姚仑错砧应么媚氮剂脑榴搜逻妆筏兼愤施吻圈季获拖腺乒怖送瑶绝词宴秋顽绊苔锦退宫骑宵幽慎铸变堰田话拐退袋命有园雀广劣弹扑催诣碳驻叫茸羔楷填闽矛阻侩矛共水情力敲翰醉啡疲痹冀丫兽帧失亏叙席刑兹估帕平攒罩沽矽轩灸蛮惺垦卓慨玻醛弊键瓮蚊土勃肖凋瘪先驻伸郑镜蚤器织徊绅敷泉匪炕塌感创钩尝招板丛咙袭掂旺钩树恤巡肋饺扒事髓不含兴唯识朔耽父瑚沤看剁陈酷扭既履人爽镜跺冠谋目歌垫心攫囱碧波袍怨翔块飘啪哆子棍薛瞄幼千瓣讲出定焚烁胯允浮沸广以猾伞顷屠输污撩草定媚引浓单启卡呀躁札寒们颐沁谆梆赵蒋肝
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