大學(xué)物理電磁學(xué)考試試題及答案

PAGE6-大學(xué)電磁學(xué)習(xí)題1一．選擇題（每題3分）1.如圖所示，半徑為R的均勻帶電球面，總電荷為Q，設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則球內(nèi)距離球心為r的P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和電勢(shì)為：(A)E=0，．(B)E=0，．(C)，．(D)，．［］2.一個(gè)靜止的氫離子(H+)在電場(chǎng)中被加速而獲得的速率為一靜止的氧離子(O+2)在同一電場(chǎng)中且通過(guò)相同的路徑被加速所獲速率的：(A)2倍．(B)2倍．(C)4倍．(D)4倍．［］3.在磁感強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中作一半徑為r的半球面S，S邊線所在平面的法線方向單位矢量與的夾角為，則通過(guò)半球面S的磁通量(取彎面向外為正)為(A)r2B．.(B)2r2B．(C)-r2Bsin．(D)-r2Bcos．［］4.一個(gè)通有電流I的導(dǎo)體，厚度為D，橫截面積為S，放置在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體的側(cè)表面，如圖所示．現(xiàn)測(cè)得導(dǎo)體上下兩面電勢(shì)差為V，則此導(dǎo)體的霍爾系數(shù)等于(A)．(B)．(C)．(D)．(E)．［］5.兩根無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線相互正交放置，如圖所示．I1沿y軸的正方向，I2沿z軸負(fù)方向．若載流I1的導(dǎo)線不能動(dòng)，載流I2的導(dǎo)線可以自由運(yùn)動(dòng)，則載流I2的導(dǎo)線開始運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)是(A)繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)．(B)沿x方向平動(dòng)．(C)繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)．(D)無(wú)法判斷．［］6.無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線在P處彎成半徑為R的圓，當(dāng)通以電流I時(shí)，則在圓心O點(diǎn)的磁感強(qiáng)度大小等于(A)．(B)．(C)0．(D)．(E)．［］7.如圖所示的一細(xì)螺繞環(huán)，它由表面絕緣的導(dǎo)線在鐵環(huán)上密繞而成，每厘米繞10匝．當(dāng)導(dǎo)線中的電流I為2.0A時(shí)，測(cè)得鐵環(huán)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B為1.0T，則可求得鐵環(huán)的相對(duì)磁導(dǎo)率r為(真空磁導(dǎo)率0=4×10-7T·m·A-1)(A)7.96×102(B)3.98×102(C)1.99×102(D)63.3［］8.一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)的銅棒，在均勻磁場(chǎng)中以勻角速度繞通過(guò)其一端的定軸旋轉(zhuǎn)著，的方向垂直銅棒轉(zhuǎn)動(dòng)的平面，如圖所示．設(shè)t=0時(shí)，銅棒與Ob成角(b為銅棒轉(zhuǎn)動(dòng)的平面上的一個(gè)固定點(diǎn))，則在任一時(shí)刻t這根銅棒兩端之間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為：(A)．(B)．(C)．(D)．(E)．［］9.面積為S和2S的兩圓線圈1、2如圖放置，通有相同的電流I．線圈1的電流所產(chǎn)生的通過(guò)線圈2的磁通用21表示，線圈2的電流所產(chǎn)生的通過(guò)線圈1的磁通用12表示，則21和12的大小關(guān)系為：(A)21=212．(B)21>12．(C)21=12．(D)21=12．［］10.如圖，平板電容器(忽略邊緣效應(yīng))充電時(shí)，沿環(huán)路L1的磁場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)流與沿環(huán)路L2的磁場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)流兩者，必有：(A).(B).(C).(D).［］二．填空題（每題3分）1.由一根絕緣細(xì)線圍成的邊長(zhǎng)為l的正方形線框，使它均勻帶電，其電荷線密度為，則在正方形中心處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E＝_____________．2.描述靜電場(chǎng)性質(zhì)的兩個(gè)基本物理量是______________；它們的定義式是________________和__________________________________________．3.一個(gè)半徑為R的薄金屬球殼，帶有電荷q，殼內(nèi)充滿相對(duì)介電常量為r的各向同性均勻電介質(zhì)，殼外為真空．設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，則球殼的電勢(shì)U=________________________________．4.一空氣平行板電容器，電容為C，兩極板間距離為d．充電后，兩極板間相互作用力為F．則兩極板間的電勢(shì)差為______________，極板上的電荷為______________．5.真空中均勻帶電的球面和球體，如果兩者的半徑和總電荷都相等，則帶電球面的電場(chǎng)能量W1與帶電球體的電場(chǎng)能量W2相比，W1________W2(填<、=、>)．6.若把氫原子的基態(tài)電子軌道看作是圓軌道，已知電子軌道半徑r=0.53×10-10m，繞核運(yùn)動(dòng)速度大小v=2.18×108m____________．(e=1.6×10-19C，0=4×10-7T·7.如圖所示．電荷q(>0)均勻地分布在一個(gè)半徑為R的薄球殼外表面上，若球殼以恒角速度0繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則沿著z軸從－∞到＋∞磁感強(qiáng)度的線積分等于____________________．8.帶電粒子穿過(guò)過(guò)飽和蒸汽時(shí)，在它走過(guò)的路徑上，過(guò)飽和蒸汽便凝結(jié)成小液滴，從而顯示出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡．這就是云室的原理．今在云室中有磁感強(qiáng)度大小為B=1T的均勻磁場(chǎng)，觀測(cè)到一個(gè)質(zhì)子的徑跡是半徑r=20cm的圓?。阎|(zhì)子的電荷為q=1.6×10-19止質(zhì)量m=1.67×10-27kg，則該質(zhì)子的動(dòng)能為_____________9.真空中兩只長(zhǎng)直螺線管1和2，長(zhǎng)度相等，單層密繞匝數(shù)相同，直徑之比d1/d2=1/4．當(dāng)它們通以相同電流時(shí)，兩螺線管貯存的磁能之比為W1/W2=___________．10.平行板電容器的電容C為20.0F，兩板上的電壓變化率為dU/dt=1.50×105V·s-1，則該平行板電容器中的位移電流為____________．三．計(jì)算題（共計(jì)40分）1.（本題10分）一“無(wú)限長(zhǎng)”圓柱面，其電荷面密度為：=0cos，式中為半徑R與x軸所夾的角，試求圓柱軸線上一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)．2.（本題5分）厚度為d的“無(wú)限大”均勻帶電導(dǎo)體板兩表面單位面積上電荷之和為．試求圖示離左板面距離為a的一點(diǎn)與離右板面距離為b的一點(diǎn)之間的電勢(shì)差．3.（本題10分）一電容器由兩個(gè)很長(zhǎng)的同軸薄圓筒組成，內(nèi)、外圓筒半徑分別為R1=2cm，R2=5cm，其間充滿相對(duì)介電常量為r的各向同性、均勻電介質(zhì)．電容器接在電壓U=32V的電源上，(如圖所示)，試求距離軸線R=3.5cm處的A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和A點(diǎn)與外筒間的電勢(shì)差．4.（本題5分）一無(wú)限長(zhǎng)載有電流I的直導(dǎo)線在一處折成直角，P點(diǎn)位于導(dǎo)線所在平面內(nèi)，距一條折線的延長(zhǎng)線和另一條導(dǎo)線的距離都為a，如圖．求P點(diǎn)的磁感強(qiáng)度．5.（本題10分）無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線，通以常定電流I．有一與之共面的直角三角形線圈ABC．已知AC邊長(zhǎng)為b，且與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行，BC邊長(zhǎng)為a．若線圈以垂直于導(dǎo)線方向的速度向右平移，當(dāng)B點(diǎn)與長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離為d時(shí)，求線圈ABC內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向． 基礎(chǔ)物理學(xué)I模擬試題參考答案一、選擇題(每題3分，共30分)1.[A]2.[B]3.[D]4.[E]5.[A]6.[D]7.[B]8.[E]9.[C]10.[C]二、填空題(每題3分，共30分)1．03分2.電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)1分3.q/(40R)3分,1分(U0=0)1分4.2分5.<3分6.12.4T3分1分7.3分參考解：由安培環(huán)路定理而，故=8.3.08×10-13J3分參考解∶1.92×107m/s質(zhì)子動(dòng)能3.08×10-13J9.1∶163分參考解：10.3A3分三、計(jì)算題（共40分）1.（本題10分）解：將柱面分成許多與軸線平行的細(xì)長(zhǎng)條，每條可視為“無(wú)限長(zhǎng)”均勻帶電直線，其電荷線密度為l=s0cosfRdf，它在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為：3分它沿x、y軸上的二個(gè)分量為：dEx=－dEcos=1分dEy=－dEsin=1分積分：＝2分2分∴1分2.（本題5分）解：選坐標(biāo)如圖．由高斯定理，平板內(nèi)、外的場(chǎng)強(qiáng)分布為：E=0(板內(nèi))(板外)2分1、2兩點(diǎn)間電勢(shì)差3分3.（本題10分）解：設(shè)內(nèi)外圓筒沿軸向單位長(zhǎng)度上分別帶有電荷+l和-l,根據(jù)高斯定理可求得兩圓筒間任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為2分則兩圓筒的電勢(shì)差為解得3分于是可求得Ａ點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為=998V/m方向沿徑向向外2分A點(diǎn)與外筒間的電勢(shì)差：=12.5V3分4.（本題5分）解：兩折線在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度分別為：方向?yàn)?分方向?yàn)椤?分方向?yàn)楦?分5.（本