《普通物理學》自測題8

自測題8一、選擇題：(共24分)1.有3個直徑相同的金屬小球.小球1和2帶等量同號電荷，兩者的距離遠大于小球直徑，相互作用力為F.小球3不帶電，裝有絕緣手柄.用小球3先和小球1碰一下，接著又和小球2碰一下，然后移去.則此時小球1和2之間的相互作用力為()(A)F/2.(B)F/4.(C)3F/4.(D)3F/8.2.兩個同心薄金屬球殼，半徑分別為R1和R2(R2＞R1)，若分別帶上電量為q1和q2的電荷，則兩者的電勢分別為U1和U2(選無窮遠處為電勢零點).現用導線將兩球殼相連接，則它們的電勢為()(A)U1.(B)U2.(C)U1＋U2.(D).3.兩只電容器，C1＝8μF，C2＝2μF，分別把它們充電到1000V，然后將它們反接(如題8.1.1圖所示)，此時兩極板間的電勢差為()(A)0V.(B)200V.(C)600V.(D)1000V.4.如題8.1.2圖所示，電流由長直導線1沿ab邊方向經a點流入一電阻均勻分布的正方形框，再由c點沿dc方向流出，經長直導線2返回電源.設載流導線1,2和正方形框在框中心O點產生的磁感應強度分別用B1，B2和B3表示，則O點的磁感應強度大小()(A)B＝0，因為B1＝B2＝B3＝0.(B)B＝0，因為雖然B1≠0，B2≠0；但B1＋B2＝0，B3＝0.(C)B≠0，因為雖然B1＋B2＝0，但B3≠0.(D)B≠0，因為雖然B3＝0，但B1＋B2≠0.題8.1.1圖題8.1.2圖題8.1.3圖5.如題8.1.3圖所示，有兩根載有相同電流的無限長直導線，分別通過x1＝1，x2＝3點，且平行于y軸，則磁感應強度B等于零的地方是()(A)在x＝2的直線上.(B)在x＞2的區(qū)域.(C)在x＜1的區(qū)域.(D)不在Oxy平面上.6.如題8.1.4圖所示，直角三角形金屬框架abc放在均勻磁場中，磁場B平行于ab邊，bc的長度為l.當金屬框架繞ab邊以勻角速度ω轉動時，abc回路中的感應電動勢ε和a，c兩點間的電勢差Ua－Uc為()(A)ε＝0，.(B)ε＝0，.(C)，.(D)，.7.真空中兩根很長的相距為2a的平行直導線與電源組成閉合回路如題8.1.5圖所示.已知導線中的電流強度為I，則在兩導線正中間某點P處的磁能密度為((A).(B)(C).(D)0.題8.1.4圖題8.1.5圖8.某段時間內，圓形極板的平板電容器兩板電勢差隨時間變化的規(guī)律是：Uab＝Ua－Ub＝Kt(K是正常量，t是時間).設兩板間電場是均勻的，此時在極板間1,2兩點(2比1更靠近極板邊緣)處產生的磁感應強度B1和B2的大小有如下關系：()(A)B1＞B2.(B)B1＜B2.(C)B1＝B2＝0.(D)B1＝B2≠0.二、填空題：(共38分)1.如題8.2.1圖所示，BCD是以O點為圓心，以R為半徑的半圓弧，在A點有一電量為＋q的點電荷，O點有一電量為－q的點電荷.線段eq\x\to(BA)＝R.現將一單位正電荷從B點沿半圓弧軌道BCD移到D點，則電場力所做的功為.題8.2.1圖題8.2.2圖2.如題8.2.2圖所示，一半徑為R的均勻帶電細圓環(huán)，帶電量為Q，水平放置.在圓環(huán)軸線的上方離圓心R處，有一質量為m，帶電量為q的小球.當小球從靜止下落到圓心位置時，它的速度為v＝.3.一空氣平行板電容器，其電容值為C0，充電后電場能量為W0.在保持與電源連接的情況下在兩極板間充滿相對介電常數為εr的各向同性均勻電介質，則此時電容值C＝，電場能量W＝.4.均勻磁場的磁感應強度B垂直于半徑為r的圓面.今以該圓周為邊線，作一半球面S，則通過S面的磁通量的大小為.5.一長直載流導線，沿空間直角坐標的Oy軸放置，電流沿y正向.在原點O處取一電流元Idl，則該電流元在(a,0,0)點處的磁感應強度的大小為，方向為.6.一質點帶有電荷q＝8.0×10－19C，以速度v＝3.0×105m·s－1在半徑為R＝6.00×10－8m的圓周上，作勻速圓周運動.該帶電質點在軌道中心所產生的磁感應強度B＝，該帶電質點軌道運動的磁矩Pm＝.(7.一電子以速率V＝2.20×106m·s－1垂直磁力線射入磁感應強度為B＝2.36T的均勻磁場，則該電子的軌道磁矩為.(電子質量為9.11×10－318.如題8.2.3圖所示，等邊三角形的金屬框，邊長為l，放在均勻磁場中，ab邊平行于磁感應強度B，當金屬框繞ab邊以角速度ω轉動時，則bc邊的電動勢為，ca邊的電動勢為，金屬框內的總電動勢為.(規(guī)定電動勢沿abca繞為正值)題8.2.3圖題8.2.4圖9.如題8.2.4圖所示，有一根無限長直導線絕緣地緊貼在矩形線圈的中心軸OO′上，則直導線與矩形線圈間的互感系數為.10.一無鐵芯的長直螺線管，在保持其半徑和總匝數不變的情況下，把螺線管拉長一些，則它的自感系數將.三、計算題：(共40分)1.兩個相距甚遠可看作孤立的導體球，半徑均為10cm，分別充電至200V和400V，然后用一根細導線連接兩球，使之達到等電勢.計算變?yōu)榈葎蒹w的過程中，靜電力所做的功.(ε0＝8.85×10－12C2·N－12.如題8.3.1圖所示，半徑為a，帶正電荷且線密度是λ(常數)的半圓，以角速度ω繞軸O′O″勻速旋轉.求：(1)O點的B；(2)旋轉的帶電半圓的磁矩Pm.(積分公式)3.空間某一區(qū)域有均勻電場E和均勻磁場B，E和B同方向.一電子(質量m，電量－e)以初速v在場中開始運動，v與E夾角α，求電子的加速度的大小并指出電子的運動軌跡.4.如題8.3.2圖所示，無限長直導線，通以電流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率v向右平移，當B點與長直導