物理工練習(xí)題2及答案

1、物理工練習(xí)題2及答案練習(xí)題2一、單項(xiàng)選擇題(共25題）1.點(diǎn)電荷 q被曲面 所包圍 ， 從無窮遠(yuǎn)處引入另一點(diǎn)電荷 q 至曲面外一點(diǎn)，如圖所示,則引入前后： a 曲面 的電場強(qiáng)度通量不變，曲面上各點(diǎn)場強(qiáng)不變 曲面 的電場強(qiáng)度通量變化,曲面上各點(diǎn)場強(qiáng)不變. c. 曲面 s 的電場強(qiáng)度通量變化,曲面上各點(diǎn)場強(qiáng)變化.d. 曲面 s 的電場強(qiáng)度通量不變，曲面上各點(diǎn)場強(qiáng)變化。 【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】d【解析】根據(jù)高斯定理，曲面的電場強(qiáng)度通量只與曲面包圍空間內(nèi)的電荷總量有關(guān);電量為的點(diǎn)電荷移近后，曲面上各點(diǎn)場強(qiáng)將是電量為和q的點(diǎn)電荷兩者產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和。2半徑為的“無限長”均勻帶電圓柱面的靜電場中各點(diǎn)的

2、電場強(qiáng)度的大小e與距軸線的距離r的關(guān)系曲線為: 【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】【解析】根據(jù)高斯定理,“無限長”均勻帶電圓柱面內(nèi)部的電場強(qiáng)度為零,外部的電場強(qiáng)度分布與長直均勻帶電線的電場分布一樣。3. 如圖所示，一帶負(fù)電荷的金屬球,外面同心地罩一不帶電的金屬球殼，則在球殼中一點(diǎn)p處的場強(qiáng)大小與電勢（設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)）分別為： a e= 0，u 0 . =0，u 0,u 【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】【解析】靜電平衡時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部電場為零,導(dǎo)體為等勢體,可以用金屬球殼外表面上的電勢來計(jì)算p點(diǎn)處的電勢。根據(jù)電勢的計(jì)算方法，不難得到金屬球殼外表面上的電勢為負(fù)（等效為外球面上帶等量負(fù)電荷時(shí)的電勢)。4.兩個(gè)半徑相

3、同的金屬球，一為空心，一為實(shí)心，兩者的電容值相比較 .相同 空心球電容小.實(shí)心球電容小 d.大小關(guān)系無法確定【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】【解析】根據(jù)孤立導(dǎo)體電容的定義,兩個(gè)半徑相同的金屬球,不管是空心還是實(shí)心,兩者的電容值是相等的。5一平板電容器充電后保持與電源相接，若改變兩極板間的距離，則下述物理量中哪個(gè)保持不變。 電容器的電容量 b.兩極板間的電場強(qiáng)度c電容器儲(chǔ)存的能量 d.兩極板間的電勢差【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】d【解析】一平板電容器充電后保持與電源相接,保持不變的是兩極板間的電勢差。6.在勻強(qiáng)磁場中,有兩個(gè)平面線圈，其面積1=2a2，通有電流i1=2,則它們所受的最大磁力矩之比m1/m2等

4、于 a 2 c.4 d./4 【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】【解析】根據(jù)線圈磁力矩的定義，在勻強(qiáng)磁場中平面線圈所受的最大磁力矩正比于線圈的磁矩,而磁矩正比于線圈的面積和通過的電流。7. 下圖中實(shí)線為某電場中的電場線,虛線表示等勢（位）面，由圖可看出： a. bc，uauc. b. eaec，uaubbec，uabc d.eaubu 【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】d【解析】電場線的疏密程度表示電場強(qiáng)度的大小,密集的地方電場越強(qiáng),反之亦反；電場線的方向是電勢降落的方向。. 面積為s的空氣平行板電容器，極板上分別帶電量，若不考慮邊緣效應(yīng)，則兩極板間的相互作用力為 a. b. . . . 【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】

5、b【解析】兩極板間的相互作用力可以看成是一個(gè)極板上的電荷在另一個(gè)極板產(chǎn)生的電場中所受的力。一個(gè)無限大均勻帶電平面產(chǎn)生的電場是勻強(qiáng)電場（任意一側(cè)），場強(qiáng)大小為，因此另一個(gè)極板上的電荷受到的電場力為。9.在已知靜電場分布的條件下，任意兩點(diǎn)1和p2之間的電勢差決定于 a1和兩點(diǎn)的位置 bp1和2兩點(diǎn)處的電場強(qiáng)度的大小和方向 c.試驗(yàn)電荷所帶電荷的正負(fù) d. 試驗(yàn)電荷的電荷大小 【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】a【解析】與電場強(qiáng)度一樣，電勢也是描述電場性質(zhì)的物理量。因此在已知靜電場分布的條件下,任意兩點(diǎn)p1和2之間的電勢差決定于p1和p兩點(diǎn)的位置。10真空中四條互相平行的無限長載流直導(dǎo)線，其電流強(qiáng)度均為,四導(dǎo)

6、線的相互位置及各導(dǎo)線內(nèi)電流方向如圖所示。則圖中央o點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 a.bc.d0【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】d【解析】中央o點(diǎn)到每條無限長載流直導(dǎo)線的距離都相等，因此每條無限長載流直導(dǎo)線在o點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都相等,不難看出,它們的方向兩兩相反。因此它們在點(diǎn)產(chǎn)生的磁場相互抵消。.無限長載流導(dǎo)線通有電流i,在其產(chǎn)生的磁場中作一個(gè)以載流導(dǎo)線為軸線的同軸圓柱形閉合高斯面,則通過此閉合面的磁感應(yīng)強(qiáng)度通量: a.等于.不一定等于.為d為【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】a【解析】根據(jù)磁場的高斯定理,通過任意閉合面的磁感應(yīng)強(qiáng)度通量都為零。2. 一帶電粒子垂直射入磁場后,運(yùn)動(dòng)軌跡是半徑r的圓周,若要使軌道半

7、徑變?yōu)?則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)椋?a. . c. d. 【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】【解析】粒子運(yùn)動(dòng)軌道半徑,若要使軌道半徑變?yōu)?則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)椤?. 將帶電粒子垂直射入均勻磁場,以下錯(cuò)誤的說法是: a. 電荷所受洛侖茲力不做功b.洛侖茲力只改變帶電粒子的速度方向，不改變其速度大小. 洛侖茲力做功與磁場強(qiáng)弱成正比. 帶電粒子一定做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】c【解析】洛侖茲力與粒子運(yùn)動(dòng)速度方向始終垂直，因此它不對粒子做功。4.在真空中有半徑為r的一根半圓形導(dǎo)線，流過的電流為i，則圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 a b. c d【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】c【解析】流過的電流為i、半徑為r的圓形導(dǎo)線,在

8、圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，根據(jù)磁場的疊加原理。半圓形導(dǎo)線在圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。15.一導(dǎo)體圓線圈在均勻磁場中運(yùn)動(dòng),能使其中產(chǎn)生感應(yīng)電流的一種情況是 a線圈繞自身直徑軸轉(zhuǎn)動(dòng),軸與磁場方向平行b.線圈繞自身直徑軸轉(zhuǎn)動(dòng),軸與磁場方向垂直c線圈平面垂直于磁場并沿垂直磁場方向平移.線圈平面平行于磁場并沿垂直磁場方向平移【知識(shí)點(diǎn)】第7章【答案】【解析】只有當(dāng)線圈繞自身直徑軸轉(zhuǎn)動(dòng),軸與磁場方向垂直時(shí),線圈中才會(huì)產(chǎn)生變化的磁通量，才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。16.尺寸相同的鐵環(huán)和銅環(huán)所包圍的面積中，通以相同變化率的磁通量，環(huán)中a.感應(yīng)電動(dòng)勢不同 b.感應(yīng)電動(dòng)勢相同,感應(yīng)電流相同.感應(yīng)電動(dòng)勢不同,感應(yīng)電流相同d感應(yīng)

9、電動(dòng)勢相同,感應(yīng)電流不同【知識(shí)點(diǎn)】第7章【答案】【解析】感應(yīng)電動(dòng)勢只取決于磁通量的變化率，感應(yīng)電流還與電阻有關(guān)。17. 如圖所示，長度為l的直導(dǎo)線ab在均勻磁場中以速度移動(dòng)，直導(dǎo)線a中的電動(dòng)勢為 a. blv b. lv sina . lcosa d. 0【知識(shí)點(diǎn)】第7章【答案】c【解析】只有切割磁力線的運(yùn)動(dòng)才會(huì)產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢。把 分解為與磁場垂直的部分即可。18. 圓銅盤水平放置在均勻磁場中,的方向垂直盤面向上當(dāng)銅盤繞通過中心垂直于盤面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), . 銅盤上有感應(yīng)電流產(chǎn)生，沿著銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)的相反方向流動(dòng) b 銅盤上有感應(yīng)電流產(chǎn)生,沿著銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)的方向流動(dòng) c. 銅盤上產(chǎn)生渦流 d. 銅盤上有感應(yīng)

10、電動(dòng)勢產(chǎn)生，銅盤邊緣處電勢最高【知識(shí)點(diǎn)】第章【答案】d銅盤繞通過中心垂直于盤面的軸轉(zhuǎn)動(dòng),與一根直導(dǎo)線繞通過其一端并與導(dǎo)線垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)等效，因此銅盤上有感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生，銅盤邊緣處電勢最高。由于圓銅盤在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，盤面上的磁通量并不發(fā)生變化,所以盤面上不會(huì)產(chǎn)生沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向的電流，自然也不會(huì)產(chǎn)生渦流。19. 兩個(gè)相距不太遠(yuǎn)的平面圓線圈,怎樣可使其互感系數(shù)近似為零？設(shè)其中一線圈的軸線恰通過另一線圈的圓心 a. 兩線圈的軸線互相平行放置 b. 兩線圈并聯(lián)c. 兩線圈的軸線互相垂直放置 .兩線圈串聯(lián)【知識(shí)點(diǎn)】第7章【答案】c 當(dāng)兩線圈的軸線互相垂直放置時(shí)，一個(gè)載流線圈在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生的磁通量近似為零。根據(jù)

11、互感系數(shù)的定義,此時(shí)兩線圈的互感系數(shù)為零。20.對于位移電流,有下述四種說法,請指出哪一種說法正確。 a位移電流是由變化電場產(chǎn)生的b.位移電流是由線性變化磁場產(chǎn)生的c.位移電流的熱效應(yīng)服從焦耳-楞次定律d位移電流的磁效應(yīng)不服從安培環(huán)路定理【知識(shí)點(diǎn)】第7章【答案】a位移電流是由變化電場產(chǎn)生的。1. 一均勻帶電球面，電荷面密度為,球面內(nèi)電場強(qiáng)度處處為零,球面上面元d 帶有d 的電荷,該電荷在球面內(nèi)各點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度 ( )a 處處為零b.不一定為零c 處處不為零無法判斷【知識(shí)點(diǎn)】第5章解析：球面上面元d 上的電荷在球面內(nèi)各點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度就是一個(gè)點(diǎn)電荷在空間產(chǎn)生的電場,因此它處處不為零。答案:c2

12、2.半徑為r 的均勻帶電球面，若其電荷面密度為，則在距離球面r 處的電場強(qiáng)度大小為 （ ）a b. c. d. 【知識(shí)點(diǎn)】第5章解析：半徑為r 的均勻帶電球面,若其電荷面密度為，則其帶電量為,根據(jù)高斯定理，它在距離球面r 處的電場強(qiáng)度大小為。答案：c2. 兩根平行的金屬線載有沿同一方向流動(dòng)的電流，這兩根導(dǎo)線將 ( )a. 互相吸引 . 互相排斥 c. 先排斥后吸引 d.先吸引后排斥【知識(shí)點(diǎn)】第6章解析：兩根平行的金屬線載有沿同一方向流動(dòng)的電流之間的相互作用是一個(gè)電流的磁場對另一個(gè)電流的作用，即另一個(gè)電流受到安培力。根據(jù)安培力公式,不難判斷出這兩個(gè)電流將互相吸引。答案:a2. 取一閉合積分回路l

13、，使三根載流導(dǎo)線穿過它所圍成的面。現(xiàn)改變?nèi)鶎?dǎo)線之間的相互間隔,但不越出積分回路，則 ( ）. 回路l內(nèi)的i 不變,l 上各點(diǎn)的不變b. 回路 內(nèi)的i 不變，l 上各點(diǎn)的改變. 回路l 內(nèi)的i 改變，l 上各點(diǎn)的不變d 回路l內(nèi)的i 改變，l 上各點(diǎn)的改變【知識(shí)點(diǎn)】第6章解析：根據(jù)安培環(huán)路定理： 在真空中的磁場內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度b的環(huán)流等于真空磁導(dǎo)率乘以穿過以該閉合曲線為邊界所張任意曲面的各電流的代數(shù)和,即?，F(xiàn)改變?nèi)鶎?dǎo)線之間的相互間隔，但不越出積分回路，則回路 內(nèi)的i 不變。根據(jù)磁場的疊加原理，l上各點(diǎn)的是由三根導(dǎo)線電流的磁場的矢量和，因此 上各點(diǎn)的改變。答案：b25. 兩根無限長平行直導(dǎo)線載有

14、大小相等方向相反的電流i,并各以i /t 的變化率增長，一矩形線圈位于導(dǎo)線平面內(nèi),如圖所示,則( )a.線圈中無感應(yīng)電流 b. 線圈中感應(yīng)電流為順時(shí)針方向 c. 線圈中感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向 .線圈中感應(yīng)電流方向不確定【知識(shí)點(diǎn)】第7章解析:當(dāng)兩根無限長平行直導(dǎo)線載有大小相等方向相反的電流i以di /t的變化率增長時(shí),在矩形線圈位于導(dǎo)線平面內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，并且是穿出紙面的磁通量增加。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流為順時(shí)針方向。答案：b一、填空題（共6題）1如圖所示，一段長度為l的直導(dǎo)線n,水平放置在載電流為i的豎直長導(dǎo)線旁與豎直導(dǎo)線共面，并從靜止圖示位置自由下落，則t秒末

15、導(dǎo)線兩端的電勢差uun=_?！局R(shí)點(diǎn)】第7章【答案】2 電荷為x1-9c。的試驗(yàn)電荷放在電場中某點(diǎn)時(shí)，受到20x19n的向下的力，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為_。【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】n/c. 有一根質(zhì)量為m，長為的直導(dǎo)線，放在磁感強(qiáng)度為 的均勻磁場中的方向在水平面內(nèi),導(dǎo)線中電流方向如圖所示，當(dāng)線所受磁力與重力平衡時(shí),導(dǎo)線中電流i=_【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】mg(b)4.半徑為r的無限長柱形導(dǎo)體上均勻流有電流i，該導(dǎo)體材料的磁導(dǎo)率為，則在導(dǎo)體內(nèi)與軸線相距處的磁場能量密度為 。【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】5. 、b、c三根無限長直載流導(dǎo)線在真空中平行共面放置，兩相鄰導(dǎo)線間的距離均為l,電流強(qiáng)度分別為i、

16、i和2i，電流方向如圖所示，則導(dǎo)線所受安培力的合力為_?！局R(shí)點(diǎn)】第章【答案】06. 如圖所示，一段長為l通有穩(wěn)恒電流的直導(dǎo)線位于勻強(qiáng)磁場b中,導(dǎo)線與磁場方向的夾角為，則該段載流導(dǎo)線所受到的安培力的大小為_?！局R(shí)點(diǎn)】第章【答案】iblsin二、計(jì)算題(共4題) 假想從無限遠(yuǎn)處陸續(xù)移來微量電荷使一半徑為r的導(dǎo)體球帶電. （）當(dāng)球上已帶有電荷q時(shí),再將一個(gè)電荷元dq從無限遠(yuǎn)處移到球上的過程中,外力作多少功?（)使球上電荷從零開始增加到的過程中，外力共作多少功？【知識(shí)點(diǎn)】第章【答案及解析】解： 令無限遠(yuǎn)處電勢為零，則帶電荷為的導(dǎo)電體球，其電勢為 將從無限遠(yuǎn)處搬到球上過程中，外力作的功等于該電荷元在

17、球上所具有的電勢能 帶電球體的電荷從零增加到的過程中,外力作功為 2. 半徑為r的圓面上均勻帶電,電荷的面密度為e。 (1）求軸線上離圓心的坐標(biāo)為x處的場強(qiáng)； （2)當(dāng)xr時(shí),結(jié)果如何?【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案及解析】解：(1）將均勻帶電的圓面分割成無限多個(gè)寬度為d的圓環(huán)帶如圖所示,環(huán)帶的面積為 所帶的電荷為,在軸線上離圓心的坐標(biāo)為x處的場強(qiáng)為 方向沿x方向。整個(gè)帶電圓盤在p點(diǎn)產(chǎn)生的總場強(qiáng)： (）當(dāng)xr時(shí),則有:，這相當(dāng)于“無限大”均勻帶電平面的場強(qiáng)?？梢娢锢砩系摹盁o限大”是相對的。3 均勻帶電剛性細(xì)桿ab，線電荷密度為，繞垂直于直線的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(o點(diǎn)在細(xì)桿ab 延長線上)求（1) o 點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；(） 系統(tǒng)的磁矩（桿長為b,o點(diǎn)距桿的近端的距離為a）【知識(shí)點(diǎn)】第章【答案及解析】解:(1) () . 同軸電纜由半徑為1的空心導(dǎo)線及半徑為2的金屬網(wǎng)組成。