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(dòng)學(xué)一、選擇題 1 質(zhì)點(diǎn)在 xoy 平面內(nèi)作曲線運(yùn)動(dòng)，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(dòng)，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(dòng)，若加速度 ，則質(zhì)點(diǎn)必作減速運(yùn)動(dòng)； B 在曲線運(yùn)動(dòng)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(dòng)軌道必為直線； D 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)作拋體運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(dòng)為： A 勻速運(yùn)動(dòng)，且 v = v 0 ； B 加速運(yùn)動(dòng)，且 v v 0 ； C 加速運(yùn)動(dòng)，且 v 2；B1=2；C12。()8如圖3-3所示，圓盤繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，若同時(shí)對(duì)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(dòng)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(gè)半徑為的定滑輪拉動(dòng)升降機(jī)運(yùn)動(dòng)。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(dòng)慣量為I、半徑為的飛輪繞其中心軸

3、以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，為了使其減速,在制動(dòng)閘桿上加制動(dòng)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(dòng)力矩為M =_ 。3剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量取決于下列三個(gè)因素：；。4一沖床的飛輪，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為，并以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。在帶動(dòng)沖頭對(duì)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(zhǎng)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(dòng)，則棒的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I =_；當(dāng)棒由水平位置轉(zhuǎn)到圖示的位置時(shí)，則其角加速度=_。6如圖3-7所示，質(zhì)量為m，長(zhǎng)為l的均勻細(xì)桿，可繞通過其一端O的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shí)，則系統(tǒng)的角速度為=_。動(dòng)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(shí)彈簧沒有伸長(zhǎng)。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(shí)，它的速率v =_。當(dāng)滑塊的速率達(dá)到最大值時(shí)，它沿斜面下滑的距離x =_。8系統(tǒng)作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，角動(dòng)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(gè)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(dòng)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(shí)，彈簧無伸長(zhǎng)，物體由靜止釋放?；喤c軸之間的摩擦可以忽略不計(jì)。當(dāng)物體下落時(shí)，試求物體的速度。用牛頓定律和轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)裝置如圖3-10所示，A、B兩輪上套有傳動(dòng)皮帶。外力矩M作用在A輪上，驅(qū)使其轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過傳動(dòng)皮帶帶動(dòng)B輪轉(zhuǎn)動(dòng)。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(zhǎng)為的直桿，可繞水平軸無摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)。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(zhǎng)為L(zhǎng)，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(dòng)。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(duì)給定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；細(xì)棒繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所受到的摩擦力矩；細(xì)棒從角速度0開始到停止轉(zhuǎn)動(dòng)所經(jīng)過的時(shí)間。大學(xué)物理習(xí)題4真空中的靜電場(chǎng)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(shí)，點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小為:ABCD（）2如圖42所示，半徑為的半球面置于電場(chǎng)強(qiáng)度為的均勻電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)

7、度通量E為：AB0CDE（）3在靜電場(chǎng)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(zhǎng)”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(chǎng)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(chǎng)中，將一定沿一條電場(chǎng)

8、線運(yùn)動(dòng)；B帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，在電場(chǎng)中從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，若電場(chǎng)力作正功，則a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為UaUb ；C由點(diǎn)電荷電勢(shì)公式Uq/40r可知，當(dāng)r0時(shí)，則U；D在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，離場(chǎng)源電荷越遠(yuǎn)的點(diǎn)，其電勢(shì)越低；E在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，離場(chǎng)源電荷越遠(yuǎn)的點(diǎn)，電場(chǎng)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(shì)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(chǎng)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(chǎng)的電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度EMEN，電場(chǎng)力做正功；B電勢(shì)UMUN ，電場(chǎng)力做負(fù)功；C電勢(shì)能WMWN ，電場(chǎng)力做負(fù)功；D負(fù)電荷電勢(shì)能增加，電場(chǎng)力做正功。（）10在靜電場(chǎng)中，下列說法正確的是：A電場(chǎng)強(qiáng)度的點(diǎn)，電勢(shì)也一定為零；B同一條電場(chǎng)線上各點(diǎn)的電勢(shì)不可能相等；C在電場(chǎng)強(qiáng)度相等的空間內(nèi)，電勢(shì)也處處相等；D在電勢(shì)相等的三維空間內(nèi)，電場(chǎng)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(zhǎng)度為，如圖46所示。細(xì)圓環(huán)在圓心處產(chǎn)生的場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小隨徑向距離變化的關(guān)系。請(qǐng)指出該電場(chǎng)是由那一種帶電體產(chǎn)生的：_。 4地球表面上方大氣中電場(chǎng)方向向下，設(shè)在地面上方高處場(chǎng)強(qiáng)為，在高處場(chǎng)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(cè)測(cè)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(shì)為零，則點(diǎn)的電勢(shì)；若選無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)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(shì)零點(diǎn)，則在D點(diǎn)的電勢(shì)能WD=_，電場(chǎng)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(shì)_ ；電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)梯度的關(guān)系為，并由此可求得_ 。8兩個(gè)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(shì)零點(diǎn)，則內(nèi)球面電勢(shì)為_；欲使內(nèi)球電勢(shì)為零，則外球面上的電量_。9靜電場(chǎng)的高斯定理，表明靜電場(chǎng)是；靜電場(chǎng)的環(huán)路定理，表明靜電場(chǎng)是_。三、問答題1電強(qiáng)強(qiáng)度和電勢(shì)U是描寫電場(chǎng)分布的兩個(gè)物理量，它們有什

12、么樣的區(qū)別和聯(lián)系？若用場(chǎng)疊加原理計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)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(chǎng)強(qiáng)圓心O處的電勢(shì)2如圖4-13是一個(gè)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(chǎng)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(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，確定電勢(shì)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(chǎng)強(qiáng)度為一恒量。3一電子儀器中有一直徑為的薄金屬長(zhǎng)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(zhǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(duì)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(chǎng)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(duì)介電常

14、數(shù)為，則兩極板間的電勢(shì)差UAB =_插入介質(zhì)板后電容器儲(chǔ)能We =_。三、問答題1試從機(jī)理、電荷分布、電場(chǎng)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(shì)UC。若在C、B兩板之間充以相對(duì)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(shì)UC。2來頓瓶是早期的一種儲(chǔ)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?jī)?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(zhǎng)為L(zhǎng)。已知玻璃的相對(duì)介電常數(shù)為，其擊穿場(chǎng)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(chǔ)存多少電荷？最大儲(chǔ)能是多少?3利用狹義相對(duì)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(gè)相對(duì)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(chǎng)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(shì)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(cè)量油箱中油量的裝置簡(jiǎn)圖如圖5-13所示。該裝置

16、的附接電子線路能測(cè)出等效相對(duì)介電常量（即電容相當(dāng)而充滿極板間的電介質(zhì)的相對(duì)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(duì)介電常量和油面高度的關(guān)系，以表示油的相對(duì)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(chǎng)一、選擇題1一根無限長(zhǎng)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(zhǎng)上H處處為零；B，因?yàn)長(zhǎng)上H處處與dl垂直；C，因?yàn)長(zhǎng)包圍電流I；D，因?yàn)長(zhǎng)包圍電流I且繞向與I相

17、反。（）3對(duì)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(chǎng)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(zhǎng)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(gè)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(gè)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(chǎng)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(chǎng)中，電流方向與該磁場(chǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度的磁通量m為：ABCD（）7一線圈載有電流I，處在均勻磁場(chǎng)B中，線圈形狀及磁場(chǎng)方向如圖6-6所示，線圈受到磁力矩的大小和轉(zhuǎn)動(dòng)情況為：(轉(zhuǎn)動(dòng)方向以從O1看向O1或O2看向O2為準(zhǔn))A，繞O1 O1軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；B，繞O1O1軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；C，繞O2O2軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；D，繞O2O2軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。（）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(chǎng)B中，則金屬片上a、b兩端點(diǎn)的電勢(shì)相比為

19、：ABCD無法確定。（）9如圖6-8所示，均勻磁場(chǎng)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(dòng)，則必須加一個(gè)均勻電場(chǎng)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(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是周長(zhǎng)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(shí)，在整個(gè)環(huán)中有_個(gè)電子在運(yùn)行。2對(duì)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(dòng)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(dòng)時(shí)，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(chǎng)中，如圖6-11所示，則外磁場(chǎng)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(chǎng)中將產(chǎn)生現(xiàn)象，按照磁化電流產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)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(duì)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(gè)電子在真空中運(yùn)動(dòng)并相遇，相隔距離為r時(shí)，兩電子速率相同，運(yùn)動(dòng)方向如圖614所示，則此時(shí)任一電子所受的洛倫茲力與庫(kù)侖力的比值為：_。 ，若，此比值的具體數(shù)值為_

22、。三、問答題1簡(jiǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)截流直導(dǎo)線，求直導(dǎo)線上單位長(zhǎng)度受到的安培力F 。2如圖6-16所示，一無限長(zhǎng)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(zhǎng)直導(dǎo)線共面。求：電流I1的磁場(chǎng)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(zhǎng)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。現(xiàn)有電流I沿導(dǎo)體棒的軸向流動(dòng)，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(chǎng)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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求此圓盤的磁矩Pm；圓盤在磁場(chǎng)中所受磁力矩Mm的大小和方向。22000年是太陽黑子活動(dòng)高峰年，太陽表面的強(qiáng)磁爆發(fā)生時(shí)，會(huì)把大量的高能帶電粒子流拋向地球。如果沒有地磁場(chǎng)存在的話，這些高能帶電粒子流將會(huì)對(duì)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(chǎng)形成的兩個(gè)范阿侖輻射帶，它們大大地緩解了太陽強(qiáng)磁爆對(duì)地球表面的影響，請(qǐng)你用學(xué)到的知識(shí)對(duì)此加以分析說明。大 學(xué) 物 理 習(xí) 題6恒定電流的磁場(chǎng)一、選擇題1一根無限長(zhǎng)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(zhǎng)上H處處為零；B，因?yàn)長(zhǎng)上H處處與dl垂直；C，因?yàn)長(zhǎng)包圍電流I；D，因?yàn)長(zhǎng)包圍電流I且繞向與I相反。（）3對(duì)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(chǎng)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(zhǎng)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(gè)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(gè)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(chǎng)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(chǎng)中，電流方向與該磁場(chǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度的磁通量m為：ABCD（）7一線圈載有電流I，處在均勻磁場(chǎng)B中，線圈形狀及磁場(chǎng)方向如圖6-6所示，線圈受到磁力矩的大小和轉(zhuǎn)動(dòng)情況為：(轉(zhuǎn)動(dòng)方向以從O1看向O1或O2看向O2為準(zhǔn))A，繞O1 O1軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；B，繞O1O1軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；C，繞O2O2軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；D，繞O2O2軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。（）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(chǎng)B中，則金屬片上a、b兩端點(diǎn)的電勢(shì)相比為：ABCD無法確定。（）9如圖6-8所示，均勻磁場(chǎng)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(dòng)，則必須加一個(gè)均勻電場(chǎng)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(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是周長(zhǎng)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(shí)，在整個(gè)環(huán)中有_個(gè)電子在運(yùn)行。2對(duì)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(dòng)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(dòng)時(shí)，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(chǎng)中，如圖6-11所示，則外磁場(chǎng)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(chǎng)中將產(chǎn)生現(xiàn)象，按照磁化電流產(chǎn)生的附加

29、磁場(chǎng)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(duì)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(gè)電子在真空中運(yùn)動(dòng)并相遇，相隔距離為r時(shí)，兩電子速率相同，運(yùn)動(dòng)方向如圖614所示，則此時(shí)任一電子所受的洛倫茲力與庫(kù)侖力的比值為：_。 ，若，此比值的具體數(shù)值為_。三、問答題1簡(jiǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)截流直導(dǎo)線，求直