大學(xué)物理c2練習(xí)冊(cè) 期中測(cè)試題答案

大學(xué)物理（C2）期中測(cè)驗(yàn)題

在一球面中心O點(diǎn)處放有一個(gè)點(diǎn)電荷q，當(dāng)q從O點(diǎn)移至P點(diǎn)(P點(diǎn)在球面內(nèi))時(shí),（D）（A）球面上各點(diǎn)的電勢(shì)不變（B）球面上各點(diǎn)的電場(chǎng)方向不變（C）球面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變（D）球面的電通量不變電場(chǎng)中高斯面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是由（c）（A）分布在高斯面內(nèi)的電荷決定的（B）分布在高斯面外的電荷決定的（C）空間所有電荷決定的（D）高斯面內(nèi)電荷代數(shù)和決定的圖1兩個(gè)半徑為R

的相同的金屬圓環(huán)在a、b兩點(diǎn)接觸（a、b連線為環(huán)直徑）并相互垂直放置。電流I沿ab連線方向由a端流入，b端流出，則環(huán)中心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（A）（Ａ）0（Ｂ）（Ｄ）

C圖1ba洛侖茲力可以（B）（A）改變帶電粒子的速率（B）改變帶電粒子的動(dòng)量（C）對(duì)帶電粒子做功（D）增加帶電粒子的動(dòng)能如圖所示，一矩形金屬線框，以速度從無(wú)場(chǎng)空間進(jìn)入一均勻磁場(chǎng)中，然后又從磁場(chǎng)中出來(lái)，到無(wú)場(chǎng)空間中。不計(jì)線圈的自感，下面哪一條圖線正確地表示了線圈中的感應(yīng)電流對(duì)時(shí)間的函數(shù)關(guān)系？（從線圈剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，I以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎–）如圖所示，螺線管內(nèi)軸上放入一小磁針，當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，小磁針的N極的指向（C）（A）向外轉(zhuǎn)90

（B）向里轉(zhuǎn)90

（C）保持圖示位置不動(dòng) （D）旋轉(zhuǎn)180

（E）不能確定。把輕的正方形線圈用細(xì)線掛在載流直導(dǎo)線AB的附近，兩者在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線AB固定，線圈可以活動(dòng)。當(dāng)正方形線圈通以如圖所示的電流時(shí)線圈將（D）（A）不動(dòng)（B）發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線AB（C）發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線AB（D）靠近導(dǎo)線AB（E）離開(kāi)導(dǎo)線AB把輕的正方形線圈用細(xì)線掛在載流直導(dǎo)線AB的附近，兩者在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線AB固定，線圈可以活動(dòng)。當(dāng)正方形線圈通以如圖所示的電流時(shí)線圈將（）（A）不動(dòng)（B）發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線AB（C）發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線AB（D）靠近導(dǎo)線AB（E）離開(kāi)導(dǎo)線ABIABI’如圖所示，O點(diǎn)是兩個(gè)相同的點(diǎn)電荷所在處連線的中點(diǎn)，P點(diǎn)為中垂線上的一點(diǎn)，由O、P兩點(diǎn)的電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)大小有如下關(guān)系：（C）（A）（B）（C）（D）··Oqqp·如圖示，直線MN長(zhǎng)為2l，弧OCD是以N點(diǎn)為中心，l為半徑的半圓弧，N點(diǎn)有正電荷+q，M點(diǎn)有負(fù)電荷－q。今將一試驗(yàn)電荷+q0從O點(diǎn)出發(fā)沿路徑OCDP移到無(wú)窮遠(yuǎn)處，設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則電場(chǎng)力作功（D）（A）W<0且為有限常量（B）W>0且為有限常量（C）W=∞ （D）W=0-qM+qNODPC如圖所示，，銅棒MN在均勻磁場(chǎng)B中以勻角速度ω繞與磁場(chǎng)平行的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，若

B=0.02T,ω=200rad/s，則NM兩端的電勢(shì)差為（C）（Ａ）0.90V；（Ｂ）-0.90V；（Ｃ）0.54V；（Ｄ）-0.50V。MON如圖所示，A、B為真空中兩塊平行無(wú)限大均勻帶電平面，已知兩平面間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E0，兩平面外側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度都是0，則A、B兩平面上的電荷面密度分別為

和

。解：

由于兩側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，故兩平面的電荷密度等量異號(hào)根據(jù)電場(chǎng)線的方向可知，B帶正電荷邊長(zhǎng)為a的正方形的四個(gè)頂角上放有如圖所示的四個(gè)點(diǎn)電荷。則：(1)正方形中心的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為

、電勢(shì)為

；(2)將電量為(-Q)的點(diǎn)電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到正方形中心O處，電場(chǎng)力所作的功為

。0解：

在電場(chǎng)強(qiáng)度為的均勻電場(chǎng)中有一半徑為R的半球面，場(chǎng)強(qiáng)方向與半球面的對(duì)稱軸平行，則通過(guò)這個(gè)半球面的電通量為

。均勻帶電球面，半徑為R，帶電量為Q，則在球面內(nèi)離球心為r1處一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為

，電勢(shì)為

；在球面外離球心為r2處一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為

，電勢(shì)為

。0長(zhǎng)直導(dǎo)線通以電流I，彎折成圖示形狀，則O點(diǎn)磁感強(qiáng)度的大小為

，方向?yàn)?/p>

。垂直紙面向里解：

如圖所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I1，矩形線圈通有電流I2，已知線圈與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線圈的長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬分別為b，距離長(zhǎng)直導(dǎo)線為a，則該線圈受到的合力等于

。見(jiàn)作業(yè)bI2I1La感生電場(chǎng)是由

產(chǎn)生的，它的電場(chǎng)線是否閉合？變化的磁場(chǎng)是閉合的均勻磁場(chǎng)B與導(dǎo)線回路法線n的夾角θ=π/3，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=kt。如圖，線圈一邊ab長(zhǎng)l并以速度v從d點(diǎn)開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，線圈中t時(shí)刻感生電動(dòng)勢(shì)大小為_(kāi)_________，方向?yàn)開(kāi)_________，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大小為_(kāi)_________，方向?yàn)開(kāi)_________。順時(shí)針順時(shí)針解：

方向在ab導(dǎo)體上baabcdBnθv方向badcb如圖所示，一磁鐵鉛直地自由落入一螺線管中，當(dāng)開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)時(shí)，磁鐵在通過(guò)螺線管的整個(gè)過(guò)程中，下落的平均加速度_________________重力加速度；當(dāng)開(kāi)關(guān)K閉合時(shí)，磁鐵在通過(guò)螺線管的整個(gè)過(guò)程中，下落的平均加速度______________________重力加速度。（空氣阻力不計(jì)，填入大于，小于或等于）等于小于兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I，圖示有三種環(huán)路；在每種情況下，等于：___________________________（對(duì)環(huán)路a）；___________________________（對(duì)環(huán)路b）；___________________________（對(duì)環(huán)路c）。0由安培環(huán)路定理得解：

如圖所示，XOY和XOZ平面與一個(gè)球心位于O點(diǎn)的球面相交，在得到的兩個(gè)圓形交線上分別流有強(qiáng)度相同的電流，其流向各與y軸和z軸的正方向成右手螺旋關(guān)系。則由此形成的磁場(chǎng)在O點(diǎn)方向?yàn)開(kāi)_______________________________。在yoz平面內(nèi)與y軸成450在豎直放置的一根無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線右側(cè)有一與其共面的任意形狀的平面線圈。直導(dǎo)線中的電流由下向上，當(dāng)線圈平行導(dǎo)線向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)_________________0_________________；當(dāng)線圈以垂直于導(dǎo)線的速度靠近導(dǎo)線時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)_____________________；當(dāng)線圈以垂直于導(dǎo)線的速度遠(yuǎn)離導(dǎo)線時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)_____________________。（填>0，<0或=0）（設(shè)順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)為正）<0>0在電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一致的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一運(yùn)動(dòng)著的電子，某一時(shí)刻其速度的方向如圖（1）和圖（2）所示，則該時(shí)刻運(yùn)動(dòng)電子的法向和切向加速度的大小分別為（設(shè)電子的質(zhì)量為m，電量為e）。an=__0______（圖1),at=___________，（圖1）an=___________（圖2）,at=_____0____，（圖2）

一均勻帶電球體，半徑為R1，帶有電荷+Q，另一與其同心的球殼，半徑為R2（R2>R1

），均勻分布電荷-Q，求空間電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的分布。ⅠⅡⅢ高斯面:取過(guò)場(chǎng)點(diǎn)的以球心o為心的球面根據(jù)高斯定律,得ⅠⅡⅢⅠⅡⅢ三、2

解：

大學(xué)物理（C2）期中測(cè)驗(yàn)題

如圖所示，一均勻帶電球體，帶有電量+Q，試求下列情況下將點(diǎn)電荷+q和-q從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到該電場(chǎng)中，電場(chǎng)力所作的功。先將+q移到電場(chǎng)中距球心r處，然后將-q移到r+l處，且l<<r。0rl+q-q+Q均勻帶電球體外的電勢(shì)(1)將+q從無(wú)窮遠(yuǎn)移動(dòng)到距球心r處過(guò)程中+q只受到+Q電場(chǎng)力的作用所以,電場(chǎng)力做功為將-q從無(wú)窮遠(yuǎn)處移動(dòng)到距球心r+l處過(guò)程中,電荷-q不僅受到+Q的作用,而且還受到+q的作用。整個(gè)過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功為r+l處的電勢(shì)0rl+q-q+Q三、3

解：

大學(xué)物理（C2）期中測(cè)驗(yàn)題

將通有電流I的導(dǎo)線在同一平面內(nèi)彎成如圖所示的形狀，求D點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。方向方向方向D點(diǎn)的方向三、4

解：

大學(xué)物理（C2）期中測(cè)驗(yàn)題

長(zhǎng)直導(dǎo)線豎直放置，其上載有電流I，其旁另有一導(dǎo)線ABC，以速率v向上運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線ABC與無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線處在一個(gè)平面中，其位置與尺寸如圖所示。試求：（1）AB間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，哪一端電勢(shì)高？（2）BC間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，哪一端的電勢(shì)高