物理工練習(xí)題2及答案

-.z.練習(xí)題2一、單項(xiàng)選擇題〔共25題〕1.點(diǎn)電荷Q被曲面S所包圍，從無(wú)窮遠(yuǎn)處引入另一點(diǎn)電荷q至曲面外一點(diǎn)，如下圖，則引入前后：[]A.曲面S的電場(chǎng)強(qiáng)度通量不變，曲面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不變．B.曲面S的電場(chǎng)強(qiáng)度通量變化，曲面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不變．C.曲面S的電場(chǎng)強(qiáng)度通量變化，曲面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)變化．D.曲面S的電場(chǎng)強(qiáng)度通量不變，曲面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)變化?！局R(shí)點(diǎn)】第5章【答案】D【解析】根據(jù)高斯定理，曲面S的電場(chǎng)強(qiáng)度通量只與曲面包圍空間內(nèi)的電荷總量有關(guān)；電量為q的點(diǎn)電荷移近后，曲面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)將是電量為Q和q的點(diǎn)電荷兩者產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和。2.半徑為R的"無(wú)限長(zhǎng)〞均勻帶電圓柱面的靜電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E與距軸線的距離r的關(guān)系曲線為：[]【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】B【解析】根據(jù)高斯定理，"無(wú)限長(zhǎng)〞均勻帶電圓柱面內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，外部的電場(chǎng)強(qiáng)度分布與長(zhǎng)直均勻帶電線的電場(chǎng)分布一樣。3.如下圖，一帶負(fù)電荷的金屬球，外面同心地罩一不帶電的金屬球殼，則在球殼中一點(diǎn)P處的場(chǎng)強(qiáng)大小與電勢(shì)〔設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)〕分別為：[]A.E=0，U>0．B.E=0，U<0．C.E=0，U=0．D.E>0，U<0．【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】B【解析】靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)為零，導(dǎo)體為等勢(shì)體，可以用金屬球殼外外表上的電勢(shì)來(lái)計(jì)算P點(diǎn)處的電勢(shì)。根據(jù)電勢(shì)的計(jì)算方法，不難得到金屬球殼外外表上的電勢(shì)為負(fù)〔等效為外球面上帶等量負(fù)電荷時(shí)的電勢(shì)〕。4.兩個(gè)半徑一樣的金屬球，一為空心，一為實(shí)心，兩者的電容值相比擬[]A．一樣B.空心球電容小C.實(shí)心球電容小D.大小關(guān)系無(wú)法確定【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】A【解析】根據(jù)孤立導(dǎo)體電容的定義，兩個(gè)半徑一樣的金屬球，不管是空心還是實(shí)心，兩者的電容值是相等的。5.一平板電容器充電后保持與電源相接，假設(shè)改變兩極板間的距離，則下述物理量中哪個(gè)保持不變。[]A．電容器的電容量B.兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度C．電容器儲(chǔ)存的能量D.兩極板間的電勢(shì)差【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】D【解析】一平板電容器充電后保持與電源相接，保持不變的是兩極板間的電勢(shì)差。6.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩個(gè)平面線圈，其面積A1=2A2，通有電流I1=2I2，則它們所受的最大磁力矩之比M1/M2等于[]A．1B.2C【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】C【解析】根據(jù)線圈磁力矩的定義，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中平面線圈所受的最大磁力矩正比于線圈的磁矩，而磁矩正比于線圈的面積和通過(guò)的電流。7.下列圖中實(shí)線為*電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，虛線表示等勢(shì)〔位〕面，由圖可看出：[]A.EA＞EB＞EC，UA＞UB＞UC．B.EA＜EB＜EC，UA＜UB＜UC．C.EA＞EB＞EC，UA＜UB＜UC．D.EA＜EB＜EC，UA＞UB＞UC．【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】D【解析】電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，密集的地方電場(chǎng)越強(qiáng)，反之亦反；電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降落的方向。8.面積為S的空氣平行板電容器，極板上分別帶電量±q，假設(shè)不考慮邊緣效應(yīng)，則兩極板間的相互作用力為[]A.．B.．C.．D.．【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】B【解析】?jī)蓸O板間的相互作用力可以看成是一個(gè)極板上的電荷在另一個(gè)極板產(chǎn)生的電場(chǎng)中所受的力。一個(gè)無(wú)限大均勻帶電平面產(chǎn)生的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)〔任意一側(cè)〕，場(chǎng)強(qiáng)大小為，因此另一個(gè)極板上的電荷受到的電場(chǎng)力為。9.在靜電場(chǎng)分布的條件下，任意兩點(diǎn)P1和P2之間的電勢(shì)差決定于[]A.P1和P2兩點(diǎn)的位置B.P1和P2兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向C.試驗(yàn)電荷所帶電荷的正負(fù)D.試驗(yàn)電荷的電荷大小【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】A【解析】與電場(chǎng)強(qiáng)度一樣，電勢(shì)也是描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量。因此在靜電場(chǎng)分布的條件下，任意兩點(diǎn)P1和P2之間的電勢(shì)差決定于P1和P2兩點(diǎn)的位置。10.真空中四條互相平行的無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線，其電流強(qiáng)度均為I，四導(dǎo)線的相互位置及各導(dǎo)線內(nèi)電流方向如下圖。則圖中央O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為[]A.B.C.D.0【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】D【解析】中央O點(diǎn)到每條無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線的距離都相等，因此每條無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都相等，不難看出，它們的方向兩兩相反。因此它們?cè)贠點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消。11.無(wú)限長(zhǎng)載流導(dǎo)線通有電流I，在其產(chǎn)生的磁場(chǎng)中作一個(gè)以載流導(dǎo)線為軸線的同軸圓柱形閉合高斯面，則通過(guò)此閉合面的磁感應(yīng)強(qiáng)度通量：[]A.等于0B.不一定等于0C.為D.為【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】A【解析】根據(jù)磁場(chǎng)的高斯定理，通過(guò)任意閉合面的磁感應(yīng)強(qiáng)度通量都為零。12.一帶電粒子垂直射入磁場(chǎng)后，運(yùn)動(dòng)軌跡是半徑R的圓周，假設(shè)要使軌道半徑變?yōu)?，則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)椋篬]A.B.C.D.【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】B【解析】粒子運(yùn)動(dòng)軌道半徑，假設(shè)要使軌道半徑變?yōu)椋瑒t磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)椤?3.將帶電粒子垂直射入均勻磁場(chǎng)，以下錯(cuò)誤的說(shuō)法是：[]A.電荷所受洛侖茲力不做功B.洛侖茲力只改變帶電粒子的速度方向，不改變其速度大小C.洛侖茲力做功與磁場(chǎng)強(qiáng)弱成正比D.帶電粒子一定做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】C【解析】洛侖茲力與粒子運(yùn)動(dòng)速度方向始終垂直，因此它不對(duì)粒子做功。14.在真空中有半徑為R的一根半圓形導(dǎo)線，流過(guò)的電流為I，則圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為[]A．B．C．D．0【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】C【解析】流過(guò)的電流為I、半徑為R的圓形導(dǎo)線，在圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，根據(jù)磁場(chǎng)的疊加原理。半圓形導(dǎo)線在圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。15.一導(dǎo)體圓線圈在均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，能使其中產(chǎn)生感應(yīng)電流的一種情況是[]A．線圈繞自身直徑軸轉(zhuǎn)動(dòng)，軸與磁場(chǎng)方向平行B．線圈繞自身直徑軸轉(zhuǎn)動(dòng)，軸與磁場(chǎng)方向垂直C．線圈平面垂直于磁場(chǎng)并沿垂直磁場(chǎng)方向平移D．線圈平面平行于磁場(chǎng)并沿垂直磁場(chǎng)方向平移【知識(shí)點(diǎn)】第7章【答案】B【解析】只有當(dāng)線圈繞自身直徑軸轉(zhuǎn)動(dòng)，軸與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，線圈中才會(huì)產(chǎn)生變化的磁通量，才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。16.尺寸一樣的鐵環(huán)和銅環(huán)所包圍的面積中，通以一樣變化率的磁通量，環(huán)中A．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不同[]B.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一樣，感應(yīng)電流一樣C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不同，感應(yīng)電流一樣D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一樣，感應(yīng)電流不同【知識(shí)點(diǎn)】第7章【答案】D【解析】感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)只取決于磁通量的變化率，感應(yīng)電流還與電阻有關(guān)。17.如下圖，長(zhǎng)度為l的直導(dǎo)線ab在均勻磁場(chǎng)中以速度移動(dòng)，直導(dǎo)線ab中的電動(dòng)勢(shì)為[]A.BlvB.BlvsinC.BlvcosD.0【知識(shí)點(diǎn)】第7章【答案】C【解析】只有切割磁力線的運(yùn)動(dòng)才會(huì)產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。把a(bǔ)b分解為與磁場(chǎng)垂直的局部即可。18.圓銅盤水平放置在均勻磁場(chǎng)中，的方向垂直盤面向上．當(dāng)銅盤繞通過(guò)中心垂直于盤面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，[]A.銅盤上有感應(yīng)電流產(chǎn)生，沿著銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)的相反方向流動(dòng)B.銅盤上有感應(yīng)電流產(chǎn)生，沿著銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)的方向流動(dòng)C.銅盤上產(chǎn)生渦流D.銅盤上有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，銅盤邊緣處電勢(shì)最高【知識(shí)點(diǎn)】第7章【答案】D銅盤繞通過(guò)中心垂直于盤面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，與一根直導(dǎo)線繞通過(guò)其一端并與導(dǎo)線垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)等效，因此銅盤上有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，銅盤邊緣處電勢(shì)最高。由于圓銅盤在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，盤面上的磁通量并不發(fā)生變化，所以盤面上不會(huì)產(chǎn)生沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向的電流，自然也不會(huì)產(chǎn)生渦流。19.兩個(gè)相距不太遠(yuǎn)的平面圓線圈，怎樣可使其互感系數(shù)近似為零？設(shè)其中一線圈的軸線恰通過(guò)另一線圈的圓心．[]A.兩線圈的軸線互相平行放置B.兩線圈并聯(lián)C.兩線圈的軸線互相垂直放置D.兩線圈串聯(lián)【知識(shí)點(diǎn)】第7章【答案】C當(dāng)兩線圈的軸線互相垂直放置時(shí)，一個(gè)載流線圈在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生的磁通量近似為零。根據(jù)互感系數(shù)的定義，此時(shí)兩線圈的互感系數(shù)為零。20.對(duì)于位移電流，有下述四種說(shuō)法，請(qǐng)指出哪一種說(shuō)法正確。[]A．位移電流是由變化電場(chǎng)產(chǎn)生的B．位移電流是由線性變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的C．位移電流的熱效應(yīng)服從焦耳-楞次定律D．位移電流的磁效應(yīng)不服從安培環(huán)路定理【知識(shí)點(diǎn)】第7章【答案】A位移電流是由變化電場(chǎng)產(chǎn)生的。21.一均勻帶電球面，電荷面密度為σ，球面內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，球面上面元dS帶有σdS的電荷，該電荷在球面內(nèi)各點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度()A.處處為零B.不一定為零C.處處不為零D.無(wú)法判斷【知識(shí)點(diǎn)】第5章解析：球面上面元dS上的電荷在球面內(nèi)各點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度就是一個(gè)點(diǎn)電荷在空間產(chǎn)生的電場(chǎng)，因此它處處不為零。答案：C22.半徑為R的均勻帶電球面，假設(shè)其電荷面密度為σ，則在距離球面R處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()A.B.C.D.【知識(shí)點(diǎn)】第5章解析：半徑為R的均勻帶電球面，假設(shè)其電荷面密度為σ，則其帶電量為，根據(jù)高斯定理，它在距離球面R處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為。答案：C23.兩根平行的金屬線載有沿同一方向流動(dòng)的電流，這兩根導(dǎo)線將()A.互相吸引B.互相排斥C.先排斥后吸引D.先吸引后排斥【知識(shí)點(diǎn)】第6章解析：兩根平行的金屬線載有沿同一方向流動(dòng)的電流之間的相互作用是一個(gè)電流的磁場(chǎng)對(duì)另一個(gè)電流的作用，即另一個(gè)電流受到安培力。根據(jù)安培力公式，不難判斷出這兩個(gè)電流將互相吸引。答案：A24.取一閉合積分回路L，使三根載流導(dǎo)線穿過(guò)它所圍成的面。現(xiàn)改變?nèi)鶎?dǎo)線之間的相互間隔，但不越出積分回路，則()A.回路L內(nèi)的ΣI不變，L上各點(diǎn)的不變B.回路L內(nèi)的ΣI不變，L上各點(diǎn)的改變C.回路L內(nèi)的ΣI改變，L上各點(diǎn)的不變D.回路L內(nèi)的ΣI改變，L上各點(diǎn)的改變【知識(shí)點(diǎn)】第6章解析：根據(jù)安培環(huán)路定理：在真空中的磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的環(huán)流等于真空磁導(dǎo)率乘以穿過(guò)以該閉合曲線為邊界所張任意曲面的各電流的代數(shù)和，即。現(xiàn)改變?nèi)鶎?dǎo)線之間的相互間隔，但不越出積分回路，則回路L內(nèi)的ΣI不變。根據(jù)磁場(chǎng)的疊加原理，L上各點(diǎn)的是由三根導(dǎo)線電流的磁場(chǎng)的矢量和，因此L上各點(diǎn)的改變。答案：B25.兩根無(wú)限長(zhǎng)平行直導(dǎo)線載有大小相等方向相反的電流I，并各以dI/dt的變化率增長(zhǎng)，一矩形線圈位于導(dǎo)線平面內(nèi)，如下圖，則()A.線圈中無(wú)感應(yīng)電流B.線圈中感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较駽.線圈中感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较駾.線圈中感應(yīng)電流方向不確定【知識(shí)點(diǎn)】第7章解析：當(dāng)兩根無(wú)限長(zhǎng)平行直導(dǎo)線載有大小相等方向相反的電流I以dI/dt的變化率增長(zhǎng)時(shí)，在矩形線圈位于導(dǎo)線平面內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，并且是穿出紙面的磁通量增加。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较?。答案：B一、填空題〔共6題〕1.如下圖，一段長(zhǎng)度為l的直導(dǎo)線MN，水平放置在載電流為I的豎直長(zhǎng)導(dǎo)線旁與豎直導(dǎo)線共面,并從靜止圖示位置自由下落，則t秒末導(dǎo)線兩端的電勢(shì)差UM-UN=______?！局R(shí)點(diǎn)】第7章【答案】2.電荷為-5*10-9C。的試驗(yàn)電荷放在電場(chǎng)中*點(diǎn)時(shí)，受到20*10-9N的向下的力，則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為____________________________【知識(shí)點(diǎn)】第5章【答案】4N/C3.有一根質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線，放在磁感強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中的方向在水平面內(nèi)，導(dǎo)線中電流方向如下圖，當(dāng)線所受磁力與重力平衡時(shí)，導(dǎo)線中電流I=_____________．【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】mg/(LB)4.半徑為R的無(wú)限長(zhǎng)柱形導(dǎo)體上均勻流有電流I，該導(dǎo)體材料的磁導(dǎo)率為，則在導(dǎo)體內(nèi)與軸線相距r處的磁場(chǎng)能量密度為?！局R(shí)點(diǎn)】第6章【答案】5.a、b、c三根無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線在真空中平行共面放置，兩相鄰導(dǎo)線間的距離均為l，電流強(qiáng)度分別為I、I和2I，電流方向如下圖，則導(dǎo)線a所受安培力的合力為_______?！局R(shí)點(diǎn)】第6章【答案】06.如下圖，一段長(zhǎng)為L(zhǎng)通有穩(wěn)恒電流I的直導(dǎo)線位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向的夾角為θ，則該段載流導(dǎo)線所受到的安培力的大小為_____________。【知識(shí)點(diǎn)】第6章【答案】IBLsinθ二、計(jì)算題Ⅰ〔共4題〕1.假想從無(wú)限遠(yuǎn)處陸續(xù)移來(lái)微量電荷使一半徑為R的導(dǎo)體球帶電．(1)當(dāng)球上已帶有電荷q時(shí)，再將一個(gè)電荷元dq從無(wú)限遠(yuǎn)處移到球上的過(guò)程中，外力作多少功"(2)