西工大大學(xué)物理習(xí)題與綜合練習(xí)

1、大 學(xué) 物 理 習(xí) 題 1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)一、選擇題 1 質(zhì)點(diǎn)在 xoy 平面內(nèi)作曲線運(yùn)動，則質(zhì)點(diǎn)速率的正確表達(dá)式為： A B C D E （ ） 2 質(zhì)點(diǎn)作勻速圓周運(yùn)動，下列各量中恒定不變的量是 A B C D E F . （ ） 3 下列表述中正確的是： A 質(zhì)點(diǎn)沿 軸運(yùn)動，若加速度 ，則質(zhì)點(diǎn)必作減速運(yùn)動； B 在曲線運(yùn)動中，質(zhì)點(diǎn)的加速度必定不為零； C 若質(zhì)點(diǎn)的加速度為恒矢量，則其運(yùn)動軌道必為直線； D 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)作拋體運(yùn)動時，其法向加速度 、切向加速度 是不斷變化的，因此 也是不斷變化的。 （ ） 4 在離水面高度為 h 的湖岸邊上，有人用繩子拉船靠岸。若人以勻速率 v 0 收繩，則船在 水中

2、的運(yùn)動為： A 勻速運(yùn)動，且 v = v 0 ； B 加速運(yùn)動，且 v v 0 ； C 加速運(yùn)動，且 v 2；B1=2；C12。()8如圖3-3所示，圓盤繞軸轉(zhuǎn)動，若同時對稱地射來兩顆質(zhì)量相同，速度大小相同，方向相反且沿同一直線運(yùn)動的子彈。射入后兩顆子彈均留在盤內(nèi)，則子彈射入后圓盤的角速度將：A增大；B不變；C減少；D無法判斷。（）二、填空題1如圖3-4所示，一纜索繞過一個半徑為的定滑輪拉動升降機(jī)運(yùn)動。假定升降機(jī)從靜止開始以加速度勻加速上升。則滑輪的角加速度=；開始上升后，第一秒末滑輪的角速度=_；第一秒末滑輪邊緣上一點(diǎn)的加速度的大小=_。2如圖3-5所示，轉(zhuǎn)動慣量為I、半徑為的飛輪繞其中心軸

3、以角速度轉(zhuǎn)動，為了使其減速,在制動閘桿上加制動力，已知閘瓦與飛輪間的摩擦系數(shù)及有關(guān)幾何尺寸b和l，則飛輪所受到的制動力矩為M =_ 。3剛體的轉(zhuǎn)動慣量取決于下列三個因素：；。4一沖床的飛輪，轉(zhuǎn)動慣量為，并以角速度轉(zhuǎn)動。在帶動沖頭對板材作成型沖壓過程中，所需的能量全部由飛輪來提供。已知沖壓一次，需作功，則在沖壓過程之末飛輪的角速度=_ 。5如圖3-6所示，一根長l，質(zhì)量為m的勻質(zhì)細(xì)棒可繞通過O點(diǎn)的光滑軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，則棒的轉(zhuǎn)動慣量I =_；當(dāng)棒由水平位置轉(zhuǎn)到圖示的位置時，則其角加速度=_。6如圖3-7所示，質(zhì)量為m，長為l的均勻細(xì)桿，可繞通過其一端O的水平軸轉(zhuǎn)動，桿的另一端與一質(zhì)量也是m的小

4、球固連。當(dāng)該系統(tǒng)從水平位置由靜止轉(zhuǎn)過角度時，則系統(tǒng)的角速度為=_。動能為Ek=_。此過程中力矩所作的功為A=_。7如圖3-8所示的系統(tǒng)，從靜止開始釋放，釋放時彈簧沒有伸長。如果摩擦可略去不計(jì)，且已知，。若取滑塊A開始釋放處為坐標(biāo)原點(diǎn)，則A沿斜面下滑距離x時，它的速率v =_。當(dāng)滑塊的速率達(dá)到最大值時，它沿斜面下滑的距離x =_。8系統(tǒng)作定軸轉(zhuǎn)動時，角動量守恒的條件是_。三、問答題1力矩的量綱與功或能量的量綱相同。試問，力矩是否等同于功或能量？2剛體的平衡條件與質(zhì)點(diǎn)的平衡條件有何不同？四、計(jì)算與證明題1如圖3-9所示，一個勁度系數(shù)為k的輕彈黃與一輕柔繩相連結(jié)，該繩跨過一半徑為R，轉(zhuǎn)動慣量為I的定

5、滑輪，繩的另一端懸掛一質(zhì)量為的物體。開始時，彈簧無伸長，物體由靜止釋放。滑輪與軸之間的摩擦可以忽略不計(jì)。當(dāng)物體下落時，試求物體的速度。用牛頓定律和轉(zhuǎn)動定律求解；用守恒定律求解；若，計(jì)算v的大小。2一皮帶傳動裝置如圖3-10所示，A、B兩輪上套有傳動皮帶。外力矩M作用在A輪上，驅(qū)使其轉(zhuǎn)動，并通過傳動皮帶帶動B輪轉(zhuǎn)動。A、B兩輪皆可視為質(zhì)量均勻分布的圓盤，其質(zhì)量分別為m1和m2，半徑分別為R1和R2。設(shè)皮帶在輪上不打滑，并略去轉(zhuǎn)軸與輪之間的摩擦。試求A、B兩輪的角加速度1和2。3質(zhì)量為M，長為的直桿，可繞水平軸無摩擦地轉(zhuǎn)動。設(shè)一質(zhì)量為的子彈沿水平方向飛來，恰好射入桿的下端，若直桿（連同射入的子彈）

6、的最大擺角為，試證子彈的速度為：五、附加題1如圖3-12所示，一根細(xì)棒長為L，總質(zhì)量為，其質(zhì)量分布與離O點(diǎn)的距離成正比?，F(xiàn)將細(xì)棒放在粗造的水平桌面上，棒可繞過其端點(diǎn)的豎直軸轉(zhuǎn)動。已知棒與桌面間的摩擦系數(shù)為，棒的初始角速度為0。求：細(xì)棒對給定軸的轉(zhuǎn)動慣量；細(xì)棒繞軸轉(zhuǎn)動時所受到的摩擦力矩；細(xì)棒從角速度0開始到停止轉(zhuǎn)動所經(jīng)過的時間。大學(xué)物理習(xí)題4真空中的靜電場一、選擇題1如圖41所示，在坐標(biāo)處放置一點(diǎn)電荷，在坐標(biāo)處放置另一點(diǎn)電荷，點(diǎn)是軸上的任一點(diǎn)，坐標(biāo)為。當(dāng)時，點(diǎn)場強(qiáng)的大小為:ABCD（）2如圖42所示，半徑為的半球面置于電場強(qiáng)度為的均勻電場中，選半球面的外法線為面法線正方向，則通過該半球面的電場強(qiáng)

7、度通量E為：AB0CDE（）3在靜電場中，高斯定理告訴我們：A高斯面內(nèi)不包圍電荷，則面上各點(diǎn)的量值處處為零；B高斯面上各點(diǎn)的只與面內(nèi)電荷有關(guān)，與面外電荷無關(guān)；C穿過高斯面的通量，僅與面內(nèi)電荷有關(guān)，但與面內(nèi)電荷分布無關(guān)；D穿過高斯面的通量為零，則面上各點(diǎn)的必為零（）4圖43中所示為一沿x軸放置的“無限長”分段均勻帶電直線，電荷線密度分別為(x0處)0)和(x0處)，則坐標(biāo)面上P點(diǎn)處的場強(qiáng)為：ABCD0（）5兩塊平行平板，相距d，板面積均為S，分別均勻帶電q和q，若兩板的線度遠(yuǎn)大于d，則它們的相互作用力的大小為：ABCD（）6下列說法中，正確的是：A初速度為零的點(diǎn)電荷置于靜電場中，將一定沿一條電場

8、線運(yùn)動；B帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，在電場中從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，若電場力作正功，則a、b兩點(diǎn)的電勢關(guān)系為UaUb ；C由點(diǎn)電荷電勢公式Uq/40r可知，當(dāng)r0時，則U；D在點(diǎn)電荷的電場中，離場源電荷越遠(yuǎn)的點(diǎn)，其電勢越低；E在點(diǎn)電荷的電場中，離場源電荷越遠(yuǎn)的點(diǎn)，電場強(qiáng)度的量值就越小。（）7半徑為、的同心球面上，分別均勻帶電和，其中為外球面半徑，為外球面所帶電荷量，設(shè)兩球面的電勢差為，則：A隨的增加而增加；B隨的增加而增加；C不隨的增減而改變；D不隨的增減而改變。（）8如圖44所示，兩無限大平行平面，其電荷面密度均為，圖中a、b、c三處的電場強(qiáng)度的大小分別為：A0、0；B、0、；C、；D0、0。（）9某區(qū)域靜電

9、場的電場線分布情況如圖45所示，一負(fù)電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，有人根據(jù)此圖做出下列幾點(diǎn)結(jié)論，其中哪點(diǎn)是正確的?A電場強(qiáng)度EMEN，電場力做正功；B電勢UMUN ，電場力做負(fù)功；C電勢能WMWN ，電場力做負(fù)功；D負(fù)電荷電勢能增加，電場力做正功。（）10在靜電場中，下列說法正確的是：A電場強(qiáng)度的點(diǎn)，電勢也一定為零；B同一條電場線上各點(diǎn)的電勢不可能相等；C在電場強(qiáng)度相等的空間內(nèi)，電勢也處處相等；D在電勢相等的三維空間內(nèi)，電場強(qiáng)度處處為零。（）二、填空題1一均勻帶電細(xì)圓環(huán)，半徑為，總電量為，環(huán)上有一極小的缺口，缺口長度為，如圖46所示。細(xì)圓環(huán)在圓心處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小 _，方向?yàn)開。2有兩點(diǎn)電荷，電量均為，相

10、距為，如圖47所示。若選取如圖所示的球面，則通過面的電場強(qiáng)度通量0=_；若在面上取兩塊面積相等的面元、，則通過、面元的電場強(qiáng)度通量1、2的大小關(guān)系為1_2。 3圖48所示曲線，表示某種球?qū)ΨQ性靜電場的場強(qiáng)大小隨徑向距離變化的關(guān)系。請指出該電場是由那一種帶電體產(chǎn)生的：_。 4地球表面上方大氣中電場方向向下，設(shè)在地面上方高處場強(qiáng)為，在高處場強(qiáng)為、)，由高斯定律可推知大氣中的平均體電荷密度為_。實(shí)驗(yàn)監(jiān)測測得：高處，高處，大氣中的平均體電荷密度_。5如圖49所示，、兩點(diǎn)與點(diǎn)分別相距為和，位于點(diǎn)的點(diǎn)電荷。若選點(diǎn)的電勢為零，則點(diǎn)的電勢；若選無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)，則_。6如圖410所示，、兩點(diǎn)相距為，點(diǎn)有點(diǎn)電

11、荷，點(diǎn)有點(diǎn)電荷，以點(diǎn)為圓心、半徑為作一半圓弧OCD。若將一試探電荷q。從O點(diǎn)沿路徑OCDP移到無窮遠(yuǎn)處，并設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)，則在D點(diǎn)的電勢能WD=_，電場力作的功A0=_；AOD=_；AD=_。7如圖411所示，電量均勻分布在一半徑為的圓環(huán)上，在垂直于環(huán)面軸線上任一點(diǎn)P的電勢_ ；電場強(qiáng)度與電勢梯度的關(guān)系為，并由此可求得_ 。8兩個半徑分別為和的同心均勻帶電球面，內(nèi)球荷電q，外球荷電，選無窮遠(yuǎn)為電勢零點(diǎn)，則內(nèi)球面電勢為_；欲使內(nèi)球電勢為零，則外球面上的電量_。9靜電場的高斯定理，表明靜電場是；靜電場的環(huán)路定理，表明靜電場是_。三、問答題1電強(qiáng)強(qiáng)度和電勢U是描寫電場分布的兩個物理量，它們有什

12、么樣的區(qū)別和聯(lián)系？若用場疊加原理計(jì)算場強(qiáng)和電勢U，應(yīng)注意什么？四、計(jì)算與證明題1均勻帶電細(xì)線ABCD彎成如圖413所示的形狀，電荷線密度為，坐標(biāo)選取如圖412所示，試證明：圓心O處的場強(qiáng)圓心O處的電勢2如圖4-13是一個荷電量為Q、半徑為R的均勻帶電球體。用高斯定理計(jì)算電場強(qiáng)度在球內(nèi)外空間的分布，并畫出E-r曲線；根據(jù)電勢與電場強(qiáng)度的關(guān)系，確定電勢在球內(nèi)外空間的分布，并畫出U-r曲線； 若球內(nèi)電荷沿徑向分布不均勻，電荷體密度，試證明，球內(nèi)的電場強(qiáng)度為一恒量。3一電子儀器中有一直徑為的薄金屬長圓筒，在圓筒的軸線處裝有一根直徑為（D1R )，則q1受力F1 =_；q2受力F2 =_，q受力F =_

13、。5如圖5-8所示，在邊長為a的正方形平面的中垂線上、距中心O點(diǎn)處，有一電量為q的點(diǎn)電荷，如取平面的正法線方向n如圖所示，則通過該平面的電場強(qiáng)度通量E =_，電位移通量D =_。6如圖5-9所示，平行板電容器中充有各向同性的均勻電介質(zhì)板，圖中畫出兩組帶有箭頭的線，分別用來表示電場線和電位移線，則其中圖a為線，圖b為線。7一半徑為的薄金屬球殼，內(nèi)部充滿相對介電常量為的均勻電介質(zhì)，則其電容C =_。若金屬球帶電量Q，則電場能量為。8電介質(zhì)在電容器中的作用是和。9如圖5-10，一平行板電容器，極板面積為S，兩極板間距為a，極板上電荷面密度為。若在極板間插入一厚度為b的電介質(zhì)平行板，介質(zhì)板的相對介電常

14、數(shù)為，則兩極板間的電勢差UAB =_插入介質(zhì)板后電容器儲能We =_。三、問答題1試從機(jī)理、電荷分布、電場分布等方面來比較導(dǎo)體的靜電平衡和電介質(zhì)的極化有何異同。四、計(jì)算與證明題1A、B、C是三塊平行金屬板，面積均為S，C、B板相距為d，A、C板相距為，A、B兩板都接地(如圖5-11所示)，C板帶正電荷Q，不計(jì)邊緣效應(yīng)。求A板和B板上的感應(yīng)電荷QA、QB及C板的電勢UC。若在C、B兩板之間充以相對介電常數(shù)為r的均勻電介質(zhì)，再求A板和B板上的感應(yīng)電荷QA、QB及C板的電勢UC。2來頓瓶是早期的一種儲電容器，它是一內(nèi)外均貼有金屬薄膜的圓柱形玻璃瓶，設(shè)玻璃瓶內(nèi)外半徑分別為R1和R2 ，且R2 R1R1

15、、R2，內(nèi)外所貼金屬薄膜長為L。已知玻璃的相對介電常數(shù)為，其擊穿場強(qiáng)為，忽略邊緣效應(yīng)，試計(jì)算：來頓瓶的電容值；它最多能儲存多少電荷？最大儲能是多少?3利用狹義相對論質(zhì)能關(guān)系可以估算出電子半徑的上限。具體做法是把電子想象為一個相對介電常數(shù)為的球體，電荷在球體內(nèi)均勻分布，假設(shè)電子的靜電能量(即電場能量)等于它的靜能，其中me為電子的靜止質(zhì)量，c為真空中的光速，則電子半徑的上限為，試證明之。五、附加題1如圖5-12所示，半徑為a的金屬球，球心與點(diǎn)電荷q相距為b，求金屬球的電勢U；若將金屬球接地(設(shè)球離地面很遠(yuǎn))，求金屬球上的感應(yīng)電量q。2一種利用電容器測量油箱中油量的裝置簡圖如圖5-13所示。該裝置

16、的附接電子線路能測出等效相對介電常量（即電容相當(dāng)而充滿極板間的電介質(zhì)的相對介電常量）。設(shè)電容器兩板的高度均為a，試導(dǎo)出等效相對介電常量和油面高度的關(guān)系，以表示油的相對介電常量。就汽油（r =1.95）和甲醇（r =33）相比，哪種燃料更適宜用此種油量計(jì)？大 學(xué) 物 理 習(xí) 題6恒定電流的磁場一、選擇題1一根無限長細(xì)導(dǎo)線載有電流I，折成圖6-1所示的形狀，圓弧部分的半徑為R，則圓心處磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為：ABCD（）2如圖6-2所示：圓形回路L和圓電流I同心共面，則磁感應(yīng)強(qiáng)度沿L的環(huán)流為：A，因?yàn)長上H處處為零；B，因?yàn)長上H處處與dl垂直；C，因?yàn)長包圍電流I；D，因?yàn)長包圍電流I且繞向與I相

17、反。（）3對于安培環(huán)路定理的理解，正確的是：(所討論的空間處在穩(wěn)恒磁場中)A若，則在回路L上必定是H處處為零；B若，則回路L必定不包圍電流；C若，則回路L所包圍傳導(dǎo)電流的代數(shù)和為零；D回路L上各點(diǎn)的H僅與回路L包圍的電流有關(guān)。（）4一無限長薄圓筒形導(dǎo)體上均勻分布著電流，圓筒半徑為R，厚度可忽略不計(jì)，如圖6-3所示。在下面的四個圖中，r軸表示沿垂直于薄圓筒軸線的徑向，坐標(biāo)原點(diǎn)與圓筒軸線重合，則這四個圖中那一條曲線正確地表示出了載流薄圓筒在空間的磁場分布：r ()5如圖6-4所示，將一均勻分布著電流的無限大載流平面放入均勻磁場中，電流方向與該磁場垂直向內(nèi)?，F(xiàn)已知載流平面兩側(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和

18、B2，則該載流平面上的電流密度j為：ABCD（）6一根半徑為R的無限長直銅導(dǎo)線，載有電流I，電流均勻分布在導(dǎo)線的橫截面上。在導(dǎo)線內(nèi)部通過中心軸作一橫切面S(如圖6-5所示)，則通過橫切面S上每單位長度的磁通量m為：ABCD（）7一線圈載有電流I，處在均勻磁場B中，線圈形狀及磁場方向如圖6-6所示，線圈受到磁力矩的大小和轉(zhuǎn)動情況為：(轉(zhuǎn)動方向以從O1看向O1或O2看向O2為準(zhǔn))A，繞O1 O1軸逆時針轉(zhuǎn)動；B，繞O1O1軸順時針轉(zhuǎn)動；C，繞O2O2軸順時針轉(zhuǎn)動；D，繞O2O2軸逆時針轉(zhuǎn)動。（）8如圖6-7所示，通有電流I的金屬薄片，置于垂直于薄片的均勻磁場B中，則金屬片上a、b兩端點(diǎn)的電勢相比為

19、：ABCD無法確定。（）9如圖6-8所示，均勻磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向沿y軸正向，要使電量為q的正離子沿x軸正向作勻速直線運(yùn)動，則必須加一個均勻電場E，其大小和方向?yàn)椋篈，E沿z軸正向；B，E沿y軸正向；C，E沿z軸正向；D，E沿z軸負(fù)向。（）二、填空題1北京正負(fù)電子對撞機(jī)的儲存環(huán)是周長為240m的近似圓形的軌道。環(huán)中電子的速率可接近光速，當(dāng)環(huán)中的電子流強(qiáng)度為8mA時，在整個環(huán)中有_個電子在運(yùn)行。2對于圖6-9所示的電流和回路，H的環(huán)流分別為：（a）_；（b）_；3如圖6-10所示，用均勻細(xì)金屬絲構(gòu)成一半徑為R的圓環(huán)，電流通過直導(dǎo)線1從a點(diǎn)流入圓環(huán)，再由b點(diǎn)通過直導(dǎo)線2流出圓環(huán)。設(shè)導(dǎo)線1、導(dǎo)

20、線2與圓環(huán)共面，則環(huán)心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為_，方向?yàn)開。4一電子以速率v繞原子核旋轉(zhuǎn)，若電子旋轉(zhuǎn)的等效軌道半徑為r0，則在等效軌道中心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B =_。如果將電子繞原子核運(yùn)動等效為一圓電流，則等效電流I=_，其磁Pm=_。5一半徑為R的薄塑料圓盤，在盤面均勻分布著電荷q，若圓盤繞通過圓心、且與盤面垂直的軸以角速度作勻速轉(zhuǎn)動時，在盤心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。6一載有電流的14圓周回路abca (電流I，圓弧部分的半徑為R)，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場中，如圖6-11所示，則外磁場B作用于回路各段的安培力F、回路所受的合力F、回路的磁矩Pm及回路所受的磁力矩Mm分別為：Fab=_，

21、Fac=_；Fbc=_，F(xiàn)=_；Pm=_，方向_；Mm=_，方向_。7磁介質(zhì)處于磁場中將產(chǎn)生現(xiàn)象，按照磁化電流產(chǎn)生的附加磁場的方向不同和大小不同，磁介質(zhì)可分為三大類，圖6-12畫出的曲線稱為鐵磁質(zhì)的_，圖中Hc稱為_。8一均勻密繞螺線環(huán)，共有N匝，通有電流I，密繞環(huán)的橫截面為矩形，密繞環(huán)的尺寸及形狀如圖6-13所示，密繞環(huán)內(nèi)的相對磁導(dǎo)率是r，環(huán)內(nèi)距中心為r(RrR+a)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為：_，通過環(huán)上任一橫截面的磁通量為：B_。9兩個電子在真空中運(yùn)動并相遇，相隔距離為r時，兩電子速率相同，運(yùn)動方向如圖614所示，則此時任一電子所受的洛倫茲力與庫侖力的比值為：_。 ，若，此比值的具體數(shù)值為_

22、。三、問答題1簡述磁流體發(fā)電機(jī)的工作原理，并畫出示意圖。四、計(jì)算題1如圖6-15所示，一半徑為R的無限長半圓柱形金屬薄片，其上沿軸線方向均勻分布著電流強(qiáng)度為I的電流。試求該半圓柱形金屬薄片在軸線上任一點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；如在軸線上放一等值而反向的無限長截流直導(dǎo)線，求直導(dǎo)線上單位長度受到的安培力F 。2如圖6-16所示，一無限長直導(dǎo)線通有電流I1，旁邊放有一直角三角形回路，回路中通有電流I2，回路與長直導(dǎo)線共面。求：電流I1的磁場分別作用在三角形回路上各段的安培力；通過三角形回路的磁通量m。3如圖6-17所示，一根半徑為R1的無限長圓柱形導(dǎo)體棒，棒內(nèi)有一半徑為R2的圓柱狀空腔，空腔的軸線與導(dǎo)體棒

23、的軸線平行，兩軸間距為a，且aR2?，F(xiàn)有電流I沿導(dǎo)體棒的軸向流動，電流均勻分布在棒的橫截面上，求：導(dǎo)體棒軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B0；空腔軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B0。四、附加題1如圖6-18所示，半徑為R的均勻帶電薄圓盤，帶電量為q，將其放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場中，B的方向與盤面平行，當(dāng)圓盤以角速度繞過盤心且垂直于盤的軸逆時針轉(zhuǎn)動時，求此圓盤的磁矩Pm；圓盤在磁場中所受磁力矩Mm的大小和方向。22000年是太陽黑子活動高峰年，太陽表面的強(qiáng)磁爆發(fā)生時，會把大量的高能帶電粒子流拋向地球。如果沒有地磁場存在的話，這些高能帶電粒子流將會對地球上的生物造成極大的傷害。但事實(shí)上，在離地面幾千公里和兩

24、萬公里的高空，分別存在著由地磁場形成的兩個范阿侖輻射帶，它們大大地緩解了太陽強(qiáng)磁爆對地球表面的影響，請你用學(xué)到的知識對此加以分析說明。大 學(xué) 物 理 習(xí) 題6恒定電流的磁場一、選擇題1一根無限長細(xì)導(dǎo)線載有電流I，折成圖6-1所示的形狀，圓弧部分的半徑為R，則圓心處磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為：ABCD（）2如圖6-2所示：圓形回路L和圓電流I同心共面，則磁感應(yīng)強(qiáng)度沿L的環(huán)流為：A，因?yàn)長上H處處為零；B，因?yàn)長上H處處與dl垂直；C，因?yàn)長包圍電流I；D，因?yàn)長包圍電流I且繞向與I相反。（）3對于安培環(huán)路定理的理解，正確的是：(所討論的空間處在穩(wěn)恒磁場中)A若，則在回路L上必定是H處處為零；B若，則回

25、路L必定不包圍電流；C若，則回路L所包圍傳導(dǎo)電流的代數(shù)和為零；D回路L上各點(diǎn)的H僅與回路L包圍的電流有關(guān)。（）4一無限長薄圓筒形導(dǎo)體上均勻分布著電流，圓筒半徑為R，厚度可忽略不計(jì)，如圖6-3所示。在下面的四個圖中，r軸表示沿垂直于薄圓筒軸線的徑向，坐標(biāo)原點(diǎn)與圓筒軸線重合，則這四個圖中那一條曲線正確地表示出了載流薄圓筒在空間的磁場分布：r ()5如圖6-4所示，將一均勻分布著電流的無限大載流平面放入均勻磁場中，電流方向與該磁場垂直向內(nèi)?，F(xiàn)已知載流平面兩側(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2，則該載流平面上的電流密度j為：ABCD（）6一根半徑為R的無限長直銅導(dǎo)線，載有電流I，電流均勻分布在導(dǎo)線的橫截面上

26、。在導(dǎo)線內(nèi)部通過中心軸作一橫切面S(如圖6-5所示)，則通過橫切面S上每單位長度的磁通量m為：ABCD（）7一線圈載有電流I，處在均勻磁場B中，線圈形狀及磁場方向如圖6-6所示，線圈受到磁力矩的大小和轉(zhuǎn)動情況為：(轉(zhuǎn)動方向以從O1看向O1或O2看向O2為準(zhǔn))A，繞O1 O1軸逆時針轉(zhuǎn)動；B，繞O1O1軸順時針轉(zhuǎn)動；C，繞O2O2軸順時針轉(zhuǎn)動；D，繞O2O2軸逆時針轉(zhuǎn)動。（）8如圖6-7所示，通有電流I的金屬薄片，置于垂直于薄片的均勻磁場B中，則金屬片上a、b兩端點(diǎn)的電勢相比為：ABCD無法確定。（）9如圖6-8所示，均勻磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向沿y軸正向，要使電量為q的正離子沿x軸正向作勻速

27、直線運(yùn)動，則必須加一個均勻電場E，其大小和方向?yàn)椋篈，E沿z軸正向；B，E沿y軸正向；C，E沿z軸正向；D，E沿z軸負(fù)向。（）二、填空題1北京正負(fù)電子對撞機(jī)的儲存環(huán)是周長為240m的近似圓形的軌道。環(huán)中電子的速率可接近光速，當(dāng)環(huán)中的電子流強(qiáng)度為8mA時，在整個環(huán)中有_個電子在運(yùn)行。2對于圖6-9所示的電流和回路，H的環(huán)流分別為：（a）_；（b）_；3如圖6-10所示，用均勻細(xì)金屬絲構(gòu)成一半徑為R的圓環(huán)，電流通過直導(dǎo)線1從a點(diǎn)流入圓環(huán)，再由b點(diǎn)通過直導(dǎo)線2流出圓環(huán)。設(shè)導(dǎo)線1、導(dǎo)線2與圓環(huán)共面，則環(huán)心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為_，方向?yàn)開。4一電子以速率v繞原子核旋轉(zhuǎn)，若電子旋轉(zhuǎn)的等效軌道半徑為r

28、0，則在等效軌道中心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B =_。如果將電子繞原子核運(yùn)動等效為一圓電流，則等效電流I=_，其磁Pm=_。5一半徑為R的薄塑料圓盤，在盤面均勻分布著電荷q，若圓盤繞通過圓心、且與盤面垂直的軸以角速度作勻速轉(zhuǎn)動時，在盤心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。6一載有電流的14圓周回路abca (電流I，圓弧部分的半徑為R)，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場中，如圖6-11所示，則外磁場B作用于回路各段的安培力F、回路所受的合力F、回路的磁矩Pm及回路所受的磁力矩Mm分別為：Fab=_，F(xiàn)ac=_；Fbc=_，F(xiàn)=_；Pm=_，方向_；Mm=_，方向_。7磁介質(zhì)處于磁場中將產(chǎn)生現(xiàn)象，按照磁化電流產(chǎn)生的附加

29、磁場的方向不同和大小不同，磁介質(zhì)可分為三大類，圖6-12畫出的曲線稱為鐵磁質(zhì)的_，圖中Hc稱為_。8一均勻密繞螺線環(huán)，共有N匝，通有電流I，密繞環(huán)的橫截面為矩形，密繞環(huán)的尺寸及形狀如圖6-13所示，密繞環(huán)內(nèi)的相對磁導(dǎo)率是r，環(huán)內(nèi)距中心為r(RrR+a)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為：_，通過環(huán)上任一橫截面的磁通量為：B_。9兩個電子在真空中運(yùn)動并相遇，相隔距離為r時，兩電子速率相同，運(yùn)動方向如圖614所示，則此時任一電子所受的洛倫茲力與庫侖力的比值為：_。 ，若，此比值的具體數(shù)值為_。三、問答題1簡述磁流體發(fā)電機(jī)的工作原理，并畫出示意圖。四、計(jì)算題1如圖6-15所示，一半徑為R的無限長半圓柱形金屬薄片，其上沿軸線方向均勻分布著電流強(qiáng)度為I的電流。試求該半圓柱形金屬薄片在軸線上任一點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；如在軸線上放一等值而反向的無限長截流直導(dǎo)線，求直