大學物理電磁學考試試題及答案

PAGE6-大學電磁學習題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，設無窮遠處的電勢為零，則球內距離球心為r的P點處的電場強度的大小和電勢為：(A)E=0，．(B)E=0，．(C)，．(D)，．［］2.一個靜止的氫離子(H+)在電場中被加速而獲得的速率為一靜止的氧離子(O+2)在同一電場中且通過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.在磁感強度為的均勻磁場中作一半徑為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．［］4.一個通有電流I的導體，厚度為D，橫截面積為S，放置在磁感強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于導體的側表面，如圖所示．現(xiàn)測得導體上下兩面電勢差為V，則此導體的霍爾系數(shù)等于(A)．(B)．(C)．(D)．(E)．［］5.兩根無限長載流直導線相互正交放置，如圖所示．I1沿y軸的正方向，I2沿z軸負方向．若載流I1的導線不能動，載流I2的導線可以自由運動，則載流I2的導線開始運動的趨勢是(A)繞x軸轉動．(B)沿x方向平動．(C)繞y軸轉動．(D)無法判斷．［］6.無限長直導線在P處彎成半徑為R的圓，當通以電流I時，則在圓心O點的磁感強度大小等于(A)．(B)．(C)0．(D)．(E)．［］7.如圖所示的一細螺繞環(huán)，它由表面絕緣的導線在鐵環(huán)上密繞而成，每厘米繞10匝．當導線中的電流I為2.0A時，測得鐵環(huán)內的磁感應強度的大小B為1.0T，則可求得鐵環(huán)的相對磁導率r為(真空磁導率0=4×10-7T·m·A-1)(A)7.96×102(B)3.98×102(C)1.99×102(D)63.3［］8.一根長度為L的銅棒，在均勻磁場中以勻角速度繞通過其一端的定軸旋轉著，的方向垂直銅棒轉動的平面，如圖所示．設t=0時，銅棒與Ob成角(b為銅棒轉動的平面上的一個固定點)，則在任一時刻t這根銅棒兩端之間的感應電動勢的大小為：(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的電流所產生的通過線圈2的磁通用21表示，線圈2的電流所產生的通過線圈1的磁通用12表示，則21和12的大小關系為：(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)充電時，沿環(huán)路L1的磁場強度的環(huán)流與沿環(huán)路L2的磁場強度的環(huán)流兩者，必有：(A).(B).(C).(D).［］二．填空題（每題3分）1.由一根絕緣細線圍成的邊長為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強度的大小E＝_____________．2.描述靜電場性質的兩個基本物理量是______________；它們的定義式是________________和__________________________________________．3.一個半徑為R的薄金屬球殼，帶有電荷q，殼內充滿相對介電常量為r的各向同性均勻電介質，殼外為真空．設無窮遠處為電勢零點，則球殼的電勢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，則帶電球面的電場能量W1與帶電球體的電場能量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，繞核運動速度大小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軸轉動，則沿著z軸從－∞到＋∞磁感強度的線積分等于____________________．8.帶電粒子穿過過飽和蒸汽時，在它走過的路徑上，過飽和蒸汽便凝結成小液滴，從而顯示出粒子的運動軌跡．這就是云室的原理．今在云室中有磁感強度大小為B=1T的均勻磁場，觀測到一個質子的徑跡是半徑r=20cm的圓?。阎|子的電荷為q=1.6×10-19止質量m=1.67×10-27kg，則該質子的動能為_____________9.真空中兩只長直螺線管1和2，長度相等，單層密繞匝數(shù)相同，直徑之比d1/d2=1/4．當它們通以相同電流時，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．計算題（共計40分）1.（本題10分）一“無限長”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的場強．2.（本題5分）厚度為d的“無限大”均勻帶電導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的一點與離右板面距離為b的一點之間的電勢差．3.（本題10分）一電容器由兩個很長的同軸薄圓筒組成，內、外圓筒半徑分別為R1=2cm，R2=5cm，其間充滿相對介電常量為r的各向同性、均勻電介質．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點的電場強度和A點與外筒間的電勢差．4.（本題5分）一無限長載有電流I的直導線在一處折成直角，P點位于導線所在平面內，距一條折線的延長線和另一條導線的距離都為a，如圖．求P點的磁感強度．5.（本題10分）無限長直導線，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邊長為b，且與長直導線平行，BC邊長為a．若線圈以垂直于導線方向的速度向右平移，當B點與長直導線的距離為d時，求線圈ABC內的感應電動勢的大小和感應電動勢的方向． 基礎物理學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.電場強度和電勢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質子動能3.08×10-13J9.1∶163分參考解：10.3A3分三、計算題（共40分）1.（本題10分）解：將柱面分成許多與軸線平行的細長條，每條可視為“無限長”均勻帶電直線，其電荷線密度為l=s0cosfRdf，它在O點產生的場強為：3分它沿x、y軸上的二個分量為：dEx=－dEcos=1分dEy=－dEsin=1分積分：＝2分2分∴1分2.（本題5分）解：選坐標如圖．由高斯定理，平板內、外的場強分布為：E=0(板內)(板外)2分1、2兩點間電勢差3分3.（本題10分）解：設內外圓筒沿軸向單位長度上分別帶有電荷+l和-l,根據(jù)高斯定理可求得兩圓筒間任一點的電場強度為2分則兩圓筒的電勢差為解得3分于是可求得Ａ點的電場強度為=998V/m方向沿徑向向外2分A點與外筒間的電勢差：=12.5V3分4.（本題5分）解：兩折線在P點產生的磁感強度分別為：方向為1分方向為⊙2分方向為各1分5.（本