哈工大電磁學(xué)試題集錦(大學(xué)普通物理部分)

試題錦集之一選擇題〔共15分〕在如下圖的裝置中，當(dāng)不太長的條形磁鐵在閉合線圈內(nèi)作振動(dòng)時(shí)〔忽略空氣阻力〕，A振幅會(huì)逐漸增大B振幅會(huì)逐漸減小C振幅不變D振幅先減小后增大ssSN用線圈的自感系數(shù)L來表示載流線圈磁場能量的公式A只適用于無限長密繞螺線管B只適用單匝圓線圈C只適用于一個(gè)匝數(shù)很多且密繞的螺線環(huán)D適用于自感系數(shù)L一定的任意線圈有一半徑為R的單匝圓線圈，通以電流I，假設(shè)將該導(dǎo)線彎成匝數(shù)N=2的平面圓線圈，導(dǎo)線長度不變，并通以同樣的電流，那么線圈中心的磁感應(yīng)強(qiáng)度和線圈的磁矩分別是原來的A4倍和B4倍和C2倍和D2倍和如下圖，一矩形線圈，以勻速自無場區(qū)平移進(jìn)入均勻磁場區(qū)，又平移穿出。在以下I~t曲線中哪一中符合線圈中的電流隨時(shí)間的變化關(guān)系〔逆時(shí)針指向定為電流正方向，且不計(jì)線圈的自感〕0000BACD0無限長載流空心圓柱導(dǎo)體的內(nèi)外半徑分別為a、b，電流在導(dǎo)體截面上均勻分布，那么空間各處的的大小與場點(diǎn)到圓柱中心軸線的距離r的關(guān)系定性地如下圖。正確的圖是：BBTabBTabBTabBTabABCD二、填空題〔共45分〕1．一平行板電容器，充電后與電源保持連接，然后使兩極板間充滿相對(duì)介電常數(shù)為的各向同性均勻電介質(zhì)，這時(shí)兩極板上的電量是原來的倍；電場強(qiáng)度是原來的倍；電場能量是原來的倍。2．一個(gè)半徑為R、電荷面密度為的均勻帶圓盤，以角速度繞通過圓心且垂直盤面的軸線AC旋轉(zhuǎn)今將其放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻外磁場中，的方向垂直于軸線AC，在距盤心為處r取一寬為的圓環(huán)，那么環(huán)內(nèi)相當(dāng)于有電流，該電流環(huán)所受磁力矩的大小為，圓盤所受合力矩的大小為。3．一閉合面包圍著一個(gè)電偶極子，那么通過此閉合面的電場強(qiáng)度通量為。4．四根輻條的金屬輪子在均勻磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸于平行，輪子與輻條都是導(dǎo)體，輻條長為R，輪子轉(zhuǎn)速為n，那么輪子中心a與輪子邊緣b之間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，電勢(shì)最高點(diǎn)在處。5．充了電的有半徑為的兩塊圓板組成的平行板電容器，在放電時(shí)兩板間的電場強(qiáng)度大小為，式中、R、C均為常數(shù)，那么兩極板間的位移電流的大小為，方向與電場強(qiáng)度方向。6．在非均勻磁場中，有一帶電量為q的運(yùn)動(dòng)電荷，當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)至某點(diǎn)時(shí)，其速率為v，運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向間的夾角為，此時(shí)測(cè)出它所受的磁力為f，那么該運(yùn)動(dòng)電荷所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為。ddab7．一長直導(dǎo)線旁有一長為b，寬為a的矩形線圈，線圈與導(dǎo)線共面，長度為b的邊與導(dǎo)線平行與導(dǎo)線相距為d，如圖。線圈與導(dǎo)線的互感系數(shù)為。8．圖示為三種不同的磁介質(zhì)的B-H關(guān)系曲線，其中虛線表示的是的關(guān)系，說明a、b、c各代表哪一類磁介質(zhì)的B-H關(guān)系曲線：a代表的關(guān)系曲線；b代表的關(guān)系曲線；c代表的關(guān)系曲線；acacbHB9．如下圖，兩塊大小相同的導(dǎo)體平板平行放置，帶有等量的正電荷。如不計(jì)邊緣效應(yīng)，試畫出金屬板上電荷的大致分布情況。三〔10分〕兩無限長同軸金屬圓筒，內(nèi)筒的外半徑為，外筒的內(nèi)半徑。設(shè)兩筒之間電位差為U。假設(shè)保持U和不變，改變，試求使得內(nèi)筒的外外表處(R=)電場強(qiáng)度E為最小的值。四〔10分〕一半徑為R的“無限長〞圓柱形帶電體，其電荷體密度為，式中A為常數(shù)。試求：圓柱內(nèi)、外各點(diǎn)場強(qiáng)大小分布；選距離軸線的距離為L(L>R)處為電勢(shì)零點(diǎn)，計(jì)算圓柱體內(nèi)、外各點(diǎn)的電勢(shì)分布。S五〔10分〕一空氣平行板電容器，極板面積為S，兩極板之間距離為d，如下圖。今在其間平行地插入一厚度為t、面積為S/2、介電常數(shù)為的各向同性均勻電介質(zhì)板。略去邊緣效應(yīng)，試求該情況下電容器的電容。S六〔10分〕附圖電路，求：〔1〕電容器端電壓與流經(jīng)電阻R的電流間的位相差；〔2〕流經(jīng)電容的電流與流經(jīng)電阻r的電流間相位差；〔3〕電阻r兩端電壓與整個(gè)電路的電動(dòng)勢(shì)間的位相差。RRLrC七〔10〕一多層均勻密繞螺線管的內(nèi)半徑為，外半徑為，長為2L，設(shè)總匝數(shù)為N，導(dǎo)線很細(xì)，其中通過的電流為I，求螺線管中心o點(diǎn)的餓磁感應(yīng)強(qiáng)度。試題錦集之二一、填空題〔60分〕有一由N匝細(xì)導(dǎo)線饒成的三角形線圈，邊長為a，通有電流I，置于均勻外磁場中，當(dāng)線圈平面的法向與外磁場同向時(shí)，該線圈所受的磁力矩值為___________；當(dāng)線圈平面上的法向與外磁場垂直時(shí)，該線圈所受的磁力矩值為_____________。半徑為L的均勻?qū)w圓盤繞通過中心O的垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，盤面與均勻磁場垂直，如圖。說明Oa線段中動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的方向；0c填寫以下電勢(shì)差的值〔設(shè)ca段的長度為d〕0caabbABCPOAC為一根長為2L的帶電細(xì)棒，左半部均勻帶有負(fù)電賀，右半部均勻帶有正電荷，電荷線密度分別為-λ和+λ，如下圖，O點(diǎn)在棒的延長線上，距A端的距離為L。P點(diǎn)在棒的垂直平分線上，到棒的距離為L，以棒的中點(diǎn)B為電勢(shì)的零點(diǎn)，那么P點(diǎn)電勢(shì)OABCPOPX兩長直導(dǎo)線A、C通有電流，電流流向和放置位置如圖。設(shè)和在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為和，那么和之比為_________，P點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度與X軸的夾角為___________。PX一內(nèi)阻可忽略的電源直接接到阻值為R=10的電阻和自感系數(shù)L=0.52H的線圈所組成的串聯(lián)電路上，從電路接通計(jì)時(shí)，當(dāng)電路中的電流到達(dá)最大值的0.9倍時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間是_________S。電量為q、2q、3q的三個(gè)點(diǎn)電荷，分別靜置于一邊長為b的等邊三角形的頂點(diǎn)處。設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，那么此電荷系統(tǒng)的相互作用電勢(shì)能W=_______________Iaa2a如圖，在無限長直載流導(dǎo)線的右側(cè)有面積為S1和S2兩個(gè)矩形回路。兩個(gè)回路與長直載流導(dǎo)線在同一平面，且矩形回路的一邊與長直載流導(dǎo)線平行。那么通過面積為S1的矩形回路的磁通量與通過面積為SIaa2a兩個(gè)電容器1和2，串聯(lián)以后接上電動(dòng)勢(shì)恒定的電源充電。在電源保持聯(lián)結(jié)的情況下，假設(shè)把電介質(zhì)充入電容器2中，那么電容器1上的電勢(shì)差_______________電容器1極板上的電量_________________〔填增大、減小、不變〕ABCD一平行板電容器，極板是半徑為R的圓形金屬板，兩極板與一交變電源相接，極板上帶電量隨時(shí)間的變化為。忽略邊緣效應(yīng)，那么兩極板間位移電流密度大小為_________；在兩極板間，離中心軸線距離為r〔r<R〕處，磁場強(qiáng)度大小為__________ABCD如下圖，兩塊很大的導(dǎo)體平板平行放置，面積都是S，有一定厚度，帶電量分別為和。如不計(jì)邊緣效應(yīng)，那么A、B、C、D四個(gè)外表上的電荷密度分別為______、_________、_________、________。3aabvIt由導(dǎo)線彎成的寬為a高為b的矩形線圈，以不變速率v平行于其寬度方向從無磁場空間垂直于邊界進(jìn)入一寬為3a的均勻磁場區(qū)域，線圈平面與磁場方向垂直，〔如圖〕然后又從磁場中出來，繼續(xù)在無磁場的空間運(yùn)動(dòng)，設(shè)線圈右邊剛進(jìn)入磁場時(shí)為t=0時(shí)刻，試按附圖畫出感應(yīng)電流I與時(shí)間t3aabvItV一個(gè)頂角為的扇形區(qū)域內(nèi)有垂直紙向內(nèi)的均勻磁場，有一質(zhì)量為m、電量為q〔q>0〕的粒子，從一個(gè)邊界上的距離頂點(diǎn)為L的地方以速率v=LqB/(2m)垂直邊界射入磁場，那么粒子從另一邊界上的射出的點(diǎn)與頂點(diǎn)的距離為______________，粒子出射方向與該邊界的夾角為______________。VLL二．一半徑為R的“無限長〞圓柱形帶電體，其電荷密度為,式中A為常數(shù)。試求：〔1〕圓柱體內(nèi)、外各點(diǎn)場強(qiáng)大小分布；〔2〕選距離軸線的距離為〔〕處為電勢(shì)零點(diǎn)，計(jì)算圓柱體內(nèi)、外各點(diǎn)的電勢(shì)分布。CabI三、一邊長為a及b的矩形導(dǎo)線框，其中的一條邊與長直導(dǎo)線相距為c，c>a，如圖示，今線框以此邊為軸以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，設(shè)t=0CabI四、在RC串聯(lián)電路上加50Hz交流電，測(cè)的電阻上的電壓為30V，電容上的電壓為40V，電阻值為200，求總電壓、電流和電容器的電容五、一平行板電容器兩極板相距為d，面積為s，電勢(shì)差為U，其中放有一層厚為t的介質(zhì)，相對(duì)介電常數(shù)為，介質(zhì)兩邊都是空氣。略去邊緣效應(yīng)。求：dt〔1〕dt〔2〕極板上的電量；〔3〕極板和介質(zhì)間隙中的場強(qiáng)；〔4〕電容。六、一平行板電容器的極板面積為S=1.，兩極板夾著一塊d=5mm厚的同樣面積的玻璃板，玻璃的相對(duì)介電常數(shù)為。電容器充電到電壓U=12V以后切斷電源。求把玻璃從電容器中抽出來外力需要做多少功？〔〕試題錦集之三選擇題：點(diǎn)電荷Q被曲面S包圍，從無窮遠(yuǎn)處引入另一點(diǎn)電荷q至曲面外一點(diǎn)，如下圖，那么引入q前后，通過曲面S上的電通量不變，曲面上各點(diǎn)場強(qiáng)不變。通過曲面S上的電通量變化，曲面上各點(diǎn)場強(qiáng)不變。(C)通過曲面S上的電通量變化，曲面上各點(diǎn)場強(qiáng)變化。通過曲面S上的電通量不變，曲面上各點(diǎn)場強(qiáng)變化。2、關(guān)于高斯定理的理解有下面幾種說法，其中正確的選項(xiàng)是：(A)如果高斯面上處處為零，那么該面內(nèi)必?zé)o電荷。(B)如果高斯面內(nèi)無電荷，那么高斯面上處處為零。(C)如果高斯面上處處不為零，那么高斯面內(nèi)必有電荷。(D)如果高斯面內(nèi)有凈電荷，那么通過高斯面的電通量必不為零。3、如下圖，兩個(gè)同心金屬薄球殼，內(nèi)球殼半徑為，帶有電量Q，外球殼半徑為，原來不帶電，但與地連接。設(shè)地為電勢(shì)零點(diǎn)，那么在兩球殼之間、距離球心為r的P點(diǎn)處電場強(qiáng)度的大小和電勢(shì)分別是(A)(B)(C)(D)4、半徑分別為、的兩均勻帶電同心球面，帶電量分別為、，設(shè)無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，那么球面間與球心距離為r的P點(diǎn)處的電場強(qiáng)度的大小和電勢(shì)為：(A)(B)(C)(D)5、一電量為-q的點(diǎn)電荷位于圓心o點(diǎn)，A、B、C、D為圓周上的四點(diǎn)，如下圖?，F(xiàn)將一試驗(yàn)電荷從A點(diǎn)分別移動(dòng)到B、C、D各點(diǎn)，那么(A)從A到B，電場力作功最大。(B)從A到C，電場力作功最大。(C)從A到D，電場力作功最大。(D)從A到各點(diǎn)，電場力作功相等。于電場強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系，以下說法中哪一個(gè)是正確的？(A)在電場中，場強(qiáng)為零的點(diǎn)，電勢(shì)必為零。(B)在電場中，場勢(shì)為零的點(diǎn)，電場強(qiáng)度必為零。(C)在電勢(shì)不變的空間，電場強(qiáng)度處處為零。(D)在場強(qiáng)不變的空間，電勢(shì)處處為零?？諝馄叫邪咫娙萜鞒潆姾笈c電源斷開，然后在兩極板間充滿某種各向同性均勻電介質(zhì)，那么電場強(qiáng)度E、電容C、電壓V和電場能量四個(gè)量各自與充入電介質(zhì)前相比擬，增大()或減小()的情況為E,C,V,WE,C,V,WE,C,V,WE,C,V,W一平行板電容器充電后切斷電源，假設(shè)改變兩極板間的距離，那么下述物理量中哪個(gè)保持不變？(A)電容器的電容量。(B)兩極板間的場強(qiáng)。(C)兩極板間的電勢(shì)差。(D)電容器儲(chǔ)存的能量。取一閉合積分回路L，使三根載流導(dǎo)線穿過她所圍成的面。現(xiàn)改變?nèi)鶎?dǎo)線之間的距離，但不越出積分回路L，那么(A)不變，L上各點(diǎn)的不變。(B)不變，L上各點(diǎn)的改變。(C)改變，L上各點(diǎn)的不變。(D)改變，L上各點(diǎn)的改變。10、有一長直金屬薄圓筒，沿長度方向流有穩(wěn)恒電流I〔并在橫截面上均勻分布〕。筒內(nèi)空腔中離中心軸線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度和筒外空間中離中心軸線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為(A)=0,=0(B)=0,(C),=0有半導(dǎo)體通以電流I，放在均勻磁場中，其上下外表積累電荷如下圖。它們的半導(dǎo)體類型分別是圖〔1〕是P型，圖〔2〕N是圖〔1〕是N型，圖〔2〕P是圖〔1〕是P型，圖〔2〕P是圖〔1〕是N型，圖〔2〕N是一銅條置于均勻磁場中，銅條中電子流的方向如下圖。試問下述哪一種情況將會(huì)發(fā)生？在銅條上a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生一小電勢(shì)差，且。(B)在銅條上a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生一小電勢(shì)差，且。(C)在銅條上產(chǎn)生渦流(D)電子受洛侖茲力而減速。長直電流與圓形電流共面，并與其一直徑相重合如圖〔但兩者間絕緣〕。設(shè)長直電流不動(dòng)，那么圓形電流。繞旋轉(zhuǎn)。(B)向左運(yùn)動(dòng)?！睠〕向右運(yùn)動(dòng)。(D)向上運(yùn)動(dòng)。(E)不動(dòng)。如圖，半徑為R的均勻環(huán)形導(dǎo)線在b、c兩點(diǎn)處分別與兩根載流I的導(dǎo)線相連接，兩導(dǎo)線與環(huán)相切并共面，那么環(huán)心o處的磁感應(yīng)強(qiáng)度(A),方向垂直紙面向外。(B),方向垂直紙面向外。(C),方向垂直紙面向內(nèi)。(D)B=0。一圓形導(dǎo)線環(huán)，它的一半放在一分布方形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場中，另一半位于磁場之外，如下圖。磁場的方向垂直指向紙內(nèi)。欲使圓線環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，應(yīng)使(A)線環(huán)向右平移。(B)線環(huán)向上平移。(c)線環(huán)向左平移。(D)磁場強(qiáng)度減弱。如圖，一矩形線圈〔其上邊與磁場邊界平行〕以勻速v自左側(cè)無場區(qū)進(jìn)入均勻磁場又穿出，進(jìn)入右側(cè)無場區(qū)，試問(A)---(D)中哪一個(gè)圖象能最適宜地表示線框中電流隨時(shí)間t的變化關(guān)系？〔不計(jì)線圈的自感〕真空中一根無限長直細(xì)導(dǎo)線中通有電流強(qiáng)度為I的電流，那么距導(dǎo)線垂直距離為a的空間某點(diǎn)處的磁能密度為(A)(B)(C)(D)(A)