(專)《大學(xué)物理下》模擬題2及參考答案

1、（高起專）大學(xué)物理下 模擬題2一、填空題 1，載有一定電流的圓線圈在周?chē)臻g產(chǎn)生的磁場(chǎng)與圓線圈半徑有關(guān)，當(dāng)圓線圈半徑增大時(shí)，（）圓線圈中心點(diǎn)（即圓心）的磁場(chǎng)_。（）圓線圈軸線上各點(diǎn)的磁場(chǎng)_ _。 2，有一長(zhǎng)直金屬圓筒，沿長(zhǎng)度方向有穩(wěn)恒電流流通，在橫截面上電流均勻分布。筒內(nèi)空腔各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為_(kāi)，筒外空間中離軸線處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為_(kāi)。 3，如圖所示的空間區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在紙面內(nèi)有一正方形邊框（磁場(chǎng)以邊框?yàn)榻纾６?、三個(gè)角頂處開(kāi)有很小的缺口。今有一束具有不同速度的電子由缺口沿方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，若、兩缺口處分別有電子射出，則此兩處出射電子的速率之比bc_。abcd 4，如圖，

2、在一固定的無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線的旁邊放置一個(gè)可以自由移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形的剛性線圈，線圈中通有電流，若線圈與直導(dǎo)線在同一平面，見(jiàn)圖（），則圓線圈將_ _；若線圈平面與直導(dǎo)線垂直，見(jiàn)圖（），則圓線圈將_ _ _。I(a）(b)I 5，一個(gè)繞有 500匝導(dǎo)線的平均周長(zhǎng)50的細(xì)環(huán)，載有 0.3電流時(shí)，鐵芯的相對(duì)磁導(dǎo)率為600 。（10-7-1）（1）鐵芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為_(kāi)。（2）鐵芯中的磁場(chǎng)強(qiáng)度為_(kāi)。Ocba 6，一導(dǎo)線被彎成如圖所示形狀，為半徑為的四分之三圓弧，直線段長(zhǎng)為。若此導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，的方向垂直圖面向內(nèi)。導(dǎo)線以角速度在圖面內(nèi)繞點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則此導(dǎo)線中的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)_ ，電勢(shì)最高的點(diǎn)是_。 7，圖示

3、為一充電后的平行板電容器，板帶正電，板帶負(fù)電。當(dāng)將開(kāi)關(guān)k合上時(shí)，板之間的電場(chǎng)方向?yàn)開(kāi)，位移電流的方向?yàn)開(kāi)（按圖上所標(biāo)軸正方向來(lái)回答） kXABR二、是非題 1，有人作如下推理：“如果一封閉曲面上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處相等，則根據(jù)磁學(xué)中的高斯定理，可得到，又因?yàn)椋士梢酝浦赜?。”這個(gè)推理正確嗎？如有錯(cuò)誤請(qǐng)說(shuō)明錯(cuò)在哪里 2，一段導(dǎo)線長(zhǎng)，通有電流，有人求解的中垂線上離垂足距離為a處的點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度如下以為圓心，a為半徑在垂直于的平面上作圓（在圓上）。以該圓為積分回路，由安培環(huán)路定律，則可得處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為aAOPB請(qǐng)指出以上解法的錯(cuò)誤，并給出正確答案。三、選擇題 1，如圖所示，螺線管內(nèi)軸上放入一小磁

4、針，當(dāng)電鍵閉合時(shí)，小磁針的極的指向N SK（）向外轉(zhuǎn)90。 （）向里轉(zhuǎn)90。（）保持圖示位置不動(dòng)。 （）旋轉(zhuǎn)180。 （）不能確定。 2，如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中，有一圓形載流導(dǎo)線，、是其上三個(gè)長(zhǎng)度相等的電流元，則它們所受安培力大小的關(guān)系為（） （）（） （） IabcI 3，用細(xì)導(dǎo)線均勻密繞成長(zhǎng)為、半徑為（）、總匝數(shù)為的螺線管，管內(nèi)充滿相對(duì)磁導(dǎo)率為的均勻磁介質(zhì)。若線圈中載有穩(wěn)恒電流，則管中任意一點(diǎn)的 （）磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。（）磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。（）磁場(chǎng)強(qiáng)度大小為。（）磁場(chǎng)強(qiáng)度大小為。 4，半徑為的圓線圈置于磁感強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，線圈電阻為；當(dāng)把線圈轉(zhuǎn)動(dòng)使

5、其法向與的夾角600時(shí)，線圈中已通過(guò)的電量與線圈面積及轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間的關(guān)系是（）與線圈面積成正比，與時(shí)間無(wú)關(guān)。（）與線圈面積成正比，與時(shí)間成正比。（）與線圈面積成反比，與時(shí)間成正比。（）與線圈面積成反比，與時(shí)間無(wú)關(guān)。 5，一個(gè)圓形線環(huán)，它的一半放在一分布在方形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，另一半位于磁場(chǎng)之外，如圖所示。磁場(chǎng)的方向垂直指向紙內(nèi)。欲使圓線環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，應(yīng)使（）線環(huán)向右平移。 （）線環(huán)向上平移。（）線環(huán)向左平移。 （）磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱。 6，一閉合正方形線圈放在均勻磁場(chǎng)中，繞通過(guò)其中心且與一邊平行的轉(zhuǎn)軸/轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為，如圖所示。用下述哪一種辦法可以使線圈中感應(yīng)電

6、流的幅值增加到原來(lái)的兩倍（導(dǎo)線的電阻不能忽略）？（）把線圈的匝數(shù)增加到原來(lái)的兩倍。OO（）把線圈的面積增加到原來(lái)的兩倍，而形狀不變。（）把線圈切割磁力線的兩條邊增長(zhǎng)到原來(lái)的兩倍。（）把線圈的角速度增大到原來(lái)的兩倍。 7，已知圓環(huán)式螺線管的自感系數(shù)為。若將該螺線管鋸成兩個(gè)半環(huán)式的螺線管，則兩個(gè)半環(huán)螺線管的自感系數(shù) （）都等于。 （）有一個(gè)大于，另一個(gè)小于。（）都大于。 （）都小于 8，如圖，一導(dǎo)體棒在均勻磁場(chǎng)中沿金屬導(dǎo)軌向右作勻加速運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌所在平面。若導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，并設(shè)鐵芯磁導(dǎo)率為常數(shù)，則達(dá)到穩(wěn)定后在電容器的極板上 （）帶有一定量的正電荷。 （）帶有一定量的負(fù)電荷。 （）帶有越

7、來(lái)越多的正電荷。 （）帶有越來(lái)越多的負(fù)電荷。鐵芯abMN 9，用線圈的自感系數(shù)來(lái)表示載流線圈磁場(chǎng)能量的公式m2 （）只適用于無(wú)限長(zhǎng)密繞螺線管。（）只適用于單匝圓線圈。（）只適用于一個(gè)匝數(shù)很多，且密繞的螺線環(huán)。（）適用于自感系數(shù)一定的任意線圈。 10，如圖，平板電容器（忽略邊緣效應(yīng)）充電時(shí)，沿環(huán)路1、2磁場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)流中，必有： （） （）（） （）L2L1四、問(wèn)答題 1，在所示圖中，（）一個(gè)電流元的磁場(chǎng)是否在空間的所有點(diǎn)上磁感應(yīng)強(qiáng)度均不為零？為什么？（）電流元在、四點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向？（設(shè)與、均在紙平面內(nèi)）。 2，圖中曲線是一帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，斜線部分是鋁板，粒子通過(guò)它要損失能量

8、。磁場(chǎng)方向如圖。問(wèn)粒子電荷是正號(hào)還是負(fù)號(hào)？說(shuō)明理由。粒子軌跡 3，一長(zhǎng)直螺線管，橫截面如圖，管半徑為，通以電流。管外有一靜止電子，當(dāng)通過(guò)螺線管的電流減小時(shí)，電子是否運(yùn)動(dòng)？如果你認(rèn)為電子會(huì)運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出它開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的方向，并作簡(jiǎn)要說(shuō)明。OReI五、證明題 1，用安培環(huán)路定理證明，圖中所表示的那種不帶邊緣效應(yīng)的均勻磁場(chǎng)不可能存在。NS 2，將兩個(gè)半徑不同，電流大小相同的電流環(huán)置于不同強(qiáng)度的均勻磁場(chǎng)中。電流環(huán)可繞垂直于磁場(chǎng)的直徑轉(zhuǎn)動(dòng)。試證：若通過(guò)兩個(gè)環(huán)路面的最大磁通量（不包括電流環(huán)自身電流產(chǎn)生的磁通量）大小相同的話，兩個(gè)電流環(huán)受到的最大轉(zhuǎn)動(dòng)力矩也相同。G導(dǎo)線單匝線圈 3，一單匝線圈，用互相纏繞的兩

9、根導(dǎo)線接到一電表上，設(shè)線圈內(nèi)初始磁通量的穩(wěn)定值為，今使磁通量發(fā)生變化，而最后達(dá)到新的穩(wěn)定值。試證明通過(guò)線圈導(dǎo)線之感應(yīng)電量與磁通量變化率無(wú)關(guān)，而僅與、以及整個(gè)電路的總電阻有關(guān)。 4，證明：自感系數(shù)為的線圈通有電流0時(shí)，線圈內(nèi)貯存的磁能為0。 5，試證明：平面電磁波的電場(chǎng)能量的密度與磁場(chǎng)能量的密度相等。六、計(jì)算題 1，若把氫原子的核外電子軌道看作是圓軌道。已知基態(tài)氫原子的電子軌道半徑0.531010，速度大小V2.18106。求對(duì)應(yīng)的軌道磁矩大小。（基本電荷1.610-19） 2，在兩根平行放置相距為的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線之間，有一與其共面的矩形線圈，線圈邊長(zhǎng)分別為l和，且l邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行。兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線

10、中通有等值同向穩(wěn)恒電流，線圈以恒定速度垂直直導(dǎo)線向右運(yùn)動(dòng)（如圖所示），求：線圈運(yùn)動(dòng)到兩導(dǎo)線的中心位置（即線圈的中心線與兩根導(dǎo)線距離均為）時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。IlI2a2b 3，一邊長(zhǎng)為a的正方形線圈，在0 時(shí)正好從如圖所示的均勻磁場(chǎng)的區(qū)域上方由靜止開(kāi)始下落，設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，線圈的自感為，質(zhì)量為，電阻可忽略。求線圈上邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，線圈的速度與時(shí)間的關(guān)系。B=0（高起專）大學(xué)物理下 模擬題2 參考答案一、填空題1，知識(shí)點(diǎn)：畢奧-薩伐定律，減小 在區(qū)域減??；在區(qū)域增大 （x為離圓心的距離）2，知識(shí)點(diǎn)：安培環(huán)路定律，0 3，知識(shí)點(diǎn)：洛淪茲力、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)， 4，知識(shí)點(diǎn)：安培力、載流

11、線圈的磁矩及其在磁場(chǎng)中所受到的力矩，發(fā)生平移，靠向直導(dǎo)線 受力矩，繞過(guò)導(dǎo)線的直徑轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)受力向直導(dǎo)線平移 5，知識(shí)點(diǎn)：順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)的磁化機(jī)制、鐵磁質(zhì)特性，0.226 300 6，知識(shí)點(diǎn)：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)、感生電動(dòng)勢(shì)， 點(diǎn) 7，知識(shí)點(diǎn)：渦旋電流、位移電流，軸正方向或方向 軸負(fù)方向或方向 二、是非題1，知識(shí)點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、磁場(chǎng)中的高斯定理，答這個(gè)推理不正確 因?yàn)橛深}設(shè)有 不論為何值，當(dāng)/2時(shí) 或 時(shí)均可使 不一定等于零。 2，知識(shí)點(diǎn)：安培環(huán)路定律，解；安培環(huán)路定律中的電流必須是閉合的，對(duì)有限長(zhǎng)的一段電路不成立。由畢薩拉定律可得P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 = 三、選擇題1，知識(shí)點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、

12、磁場(chǎng)中的高斯定理，C2，知識(shí)點(diǎn)：安培力、載流線圈的磁矩及其在磁場(chǎng)中所受到的力矩，C3，知識(shí)點(diǎn)：順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)的磁化機(jī)制、鐵磁質(zhì)特性，D4，知識(shí)點(diǎn)：電磁感應(yīng)及其它，A5，知識(shí)點(diǎn)：電磁感應(yīng)及其它，C6，知識(shí)點(diǎn)：電磁感應(yīng)及其它，D7，知識(shí)點(diǎn)：自感、互感，D8，知識(shí)點(diǎn)：自感、互感，B9，知識(shí)點(diǎn)：磁場(chǎng)的能量，D10，知識(shí)點(diǎn)：電磁場(chǎng)方程組、電場(chǎng)能量及其它，C四、問(wèn)答題1，知識(shí)點(diǎn)：畢奧-薩伐定律，答：（）否，由， 的磁場(chǎng)在它的延長(zhǎng)線上的各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度均為零。（），。 分2，知識(shí)點(diǎn)：洛淪茲力、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，答：粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑（），由圖示知鋁板下部份軌跡半徑小，所以鋁板下方粒子速度小，可知粒子由上

13、方射入，因而粒子帶正電。3，知識(shí)點(diǎn)：渦旋電流、位移電流，答：運(yùn)動(dòng)方向如圖所示由可知，當(dāng)電流減小時(shí)，變化磁場(chǎng)激發(fā)的渦旋電場(chǎng)方向是順時(shí)針的，又考慮到電子帶負(fù)電，電子開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的方向如圖中的方向。 OReI五、證明題1，知識(shí)點(diǎn)：安培環(huán)路定律，假設(shè)存在圖中那樣不帶邊緣效應(yīng)的均勻磁場(chǎng)，并設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為。作矩形有向閉合環(huán)路如圖所示，其邊在磁場(chǎng)內(nèi)，其上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，邊在磁場(chǎng)外，其上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。由于環(huán)路所圍的面積沒(méi)有任何電流穿過(guò)，因而根據(jù)安培環(huán)路定理有：因 ab。所以，這不符合原來(lái)的假設(shè)。故這樣的磁場(chǎng)不可能存在。adcbNS2，知識(shí)點(diǎn)：安培力、載流線圈的磁矩及其在磁場(chǎng)中所受到的力矩，證：電流環(huán)受到的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為 故若 , 證得 3，知識(shí)點(diǎn)：電磁感應(yīng)及其它，證：由電磁感應(yīng)定律 有 故僅與和有關(guān)，而與磁通量變化率無(wú)關(guān)。4，知識(shí)點(diǎn)：磁場(chǎng)的能量，證：以電源在線圈中通電為例討論，在線圈中的電流由增加到的過(guò)程中，線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)的大小為電源反抗自感電動(dòng)勢(shì)