大學(xué)物理電磁學(xué)考試試題及答案)

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a ，則通過(guò)半球面S的磁通量(取彎面向外為正)為 (A) pr2B . (B) 2 pr2B (C) -pr2Bsina (D) -pr2Bcosa 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2.0 A時(shí)，測(cè)得鐵環(huán)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B為1.0 T，則可求得鐵環(huán)的相對(duì)磁導(dǎo)率mr為(真空磁導(dǎo)率m 0 =4p10-7 TmA-1) (A) 7.96102 (B) 3.98102 (C) 1.99102 (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w繞通過(guò)其一端O 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q 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2 S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F21表示，線圈2的電流所產(chǎn)生的通過(guò)線圈1的磁通用F12表示，則F21和F12的大小關(guān)系為： (A) F21 =2F12 (B) F21 F12 (C) F21 =F12 (D) F21 =F12 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l，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er 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 =0.5310-10 m，繞核運(yùn)動(dòng)速度大小v =2.18108 m/s, 則氫原子基態(tài)電子在原子核處產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的大小為_(e =1.6 10-19 C，m0 =4p10-7 Tm/A) 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w 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 = 1 T的均勻磁場(chǎng)，觀測(cè)到一個(gè)質(zhì)子的徑跡是半徑r = 20 cm的圓弧已知質(zhì)子的電荷為q = 1.610-19 C，靜止質(zhì)量m = 1.6710-27 kg，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20.0 mF，兩板上的電壓變化率為dU/dt =1.50105 Vs-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：s = s0cos f ，式中f 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s 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 = 2 cm，R2 = 5 cm，其間充滿相對(duì)介電常量為er 的各向同性、均勻電介質(zhì)電容器接在電壓U = 32 V的電源上，(如圖所示)，試求距離軸線R = 3.5 cm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)10 3分 2. 電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì) 1分 3. q / (4pe 0R) 3分 , 1分(U0=0) 1分4. 2分 5. 3分 6. 12.4 T 3分 1分7. 3分參考解：由安培環(huán)路定理 而 ， 故 = 8. 3.0810-13 J 3分參考解 1.92107 m/s 質(zhì)子動(dòng)能 3.0810-13 J 9. 116 3分參考解： 10. 3 A 3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 = s0cosf Rdf，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=dEcosf = 1分 dEy=dEsinf = 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分于是可求得點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為 = 998 V/m 方向沿徑向向外 2分A點(diǎn)與外筒間的電勢(shì)差： = 12.5 V