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《电磁学》练习题(附答案)1. 如图所示,两个点电荷+q 和-3q ,相距为d . 试求:(1) 在它们的连线上电场强度0=E的点与电荷为+q 的点电荷相距多远?(2) 若选无穷远处电势为零,两点电荷之间电势U =0的点与电荷为+q 的点电荷相距多远?2. 一带有电荷q =3×10-9 C 的粒子,位于均匀电场中,电场方向如图所示.当该粒子沿水平方向向右方运动5 cm 时,外力作功6×10-5 J ,粒子动能的增量为4.5×10-5 J .求:(1) 粒子运动过程中电场力作功多少?(2) 该电场的场强多大?3. 如图所示,真空中一长为L 的均匀带电细直杆,总电荷为q ,试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d 的P 点的电场强度.4. 一半径为R 的带电球体,其电荷体密度分布为ρ =Ar (r ≤R ) , ρ =0 (r >R )A 为一常量.试求球体内外的场强分布.5. 若电荷以相同的面密度σ均匀分布在半径分别为r 1=10 cm 和r 2=20 cm 的两个同心球面上,设无穷远处电势为零,已知球心电势为300 V ,试求两球面的电荷面密度σ的值. (ε0=8.85×10-12C 2/ N ·m 2 )6. 真空中一立方体形的高斯面,边长a =0.1 m ,位于图中所示位置.已知空间的场强分布为: E x =bx , E y =0 , E z =0.常量b =1000 N/(C ·m).试求通过该高斯面的电通量.7. 一电偶极子由电荷q =1.0×10-6 C 的两个异号点电荷组成,两电荷相距l =2.0 cm .把这电偶极子放在场强大小为E =1.0×105 N/C 的均匀电场中.试求: (1) 电场作用于电偶极子的最大力矩.(2) 电偶极子从受最大力矩的位置转到平衡位置过程中,电场力作的功.8. 电荷为q 1=8.0×10-6 C 和q 2=-16.0×10-6 C 的两个点电荷相距20 cm ,求离它们都是20 cm 处的电场强度. (真空介电常量ε0=8.85×10-12 C 2N -1m -2 )9. 边长为b 的立方盒子的六个面,分别平行于xOy 、yOz 和xOz 平面.盒子的一角在坐标原点处.在此区域有一静电场,场强为j i E300200+= .试求穿过各面的电通量.EqLq P10. 图中虚线所示为一立方形的高斯面,已知空间的场强分布为: E x =bx , E y =0, E z =0.高斯面边长a =0.1 m ,常量b =1000 N/(C ·m).试求该闭合面中包含的净电荷.(真空介电常数ε0=8.85×10-12 C 2·N -1·m -2 )11. 有一电荷面密度为σ的“无限大”均匀带电平面.若以该平面处为电势零点,试求带电平面周围空间的电势分布.12. 如图所示,在电矩为p 的电偶极子的电场中,将一电荷为q 的点电荷从A 点沿半径为R 的圆弧(圆心与电偶极子中心重合,R >>电偶极子正负电荷之间距离)移到B 点,求此过程中电场力所作的功.13. 一均匀电场,场强大小为E =5×104 N/C ,方向竖直朝上,把一电荷为q = 2.5×10-8 C 的点电荷,置于此电场中的a 点,如图所示.求此点电荷在下列过程中电场力作的功.(1) 沿半圆路径Ⅰ移到右方同高度的b 点,ab =45 cm ; (2) 沿直线路径Ⅱ向下移到c 点,ac =80 cm ;(3) 沿曲线路径Ⅲ朝右斜上方向移到d 点,ad =260 cm(与水平方向成45°角).14. 两个点电荷分别为q 1=+2×10-7 C 和q 2=-2×10-7 C ,相距0.3 m .求距q 1为0.4 m 、距q 2为0.5 m 处P 点的电场强度. (41επ=9.00×109 Nm 2 /C 2) 15. 图中所示, A 、B 为真空中两个平行的“无限大”均匀带电平面,A 面上电荷面密度σA =-17.7×10-8 C ·m -2,B 面的电荷面密度σB =35.4 ×10-8 C ·m -2.试计算两平面之间和两平面外的电场强度.(真空介电常量ε0=8.85×10-12 C 2·N -1·m -2 )16. 一段半径为a 的细圆弧,对圆心的张角为θ0,其上均匀分布有正电荷q ,如图所示.试以a ,q ,θ0表示出圆心O 处的电场强度.17. 电荷线密度为λ的“无限长”均匀带电细线,弯成图示形状.若半圆弧AB 的半径为R ,试求圆心O 点的场强.ABRⅠⅡ Ⅲ dba 45︒cEσAσBA BOa θ0 q AR ∞∞O18. 真空中两条平行的“无限长”均匀带电直线相距为a ,其电荷线密度分别为-λ和+λ.试求:(1) 在两直线构成的平面上,两线间任一点的电场强度(选Ox 轴如图所示,两线的中点为原点).(2) 两带电直线上单位长度之间的相互吸引力.19. 一平行板电容器,极板间距离为10 cm ,其间有一半充以相对介电常量εr =10的各向同性均匀电介质,其余部分为空气,如图所示.当两极间电势差为100 V 时,试分别求空气中和介质中的电位移矢量和电场强度矢量. (真空介电常量ε0=8.85×10-12 C 2·N -1·m -2)20. 若将27个具有相同半径并带相同电荷的球状小水滴聚集成一个球状的大水滴,此大水滴的电势将为小水滴电势的多少倍?(设电荷分布在水滴表面上,水滴聚集时总电荷无损失.) 21. 假想从无限远处陆续移来微量电荷使一半径为R 的导体球带电.(1) 当球上已带有电荷q 时,再将一个电荷元d q 从无限远处移到球上的过程中,外力作多少功? (2) 使球上电荷从零开始增加到Q 的过程中,外力共作多少功?22. 一绝缘金属物体,在真空中充电达某一电势值,其电场总能量为W 0.若断开电源,使其上所带电荷保持不变,并把它浸没在相对介电常量为εr 的无限大的各向同性均匀液态电介质中,问这时电场总能量有多大?23. 一空气平板电容器,极板A 、B 的面积都是S ,极板间距离为d .接上电源后,A 板电势U A =V ,B 板电势U B =0.现将一带有电荷q 、面积也是S 而厚度可忽略的导体片C 平行插在两极板的中间位置,如图所示,试求导体片C 的电势.24. 一导体球带电荷Q .球外同心地有两层各向同性均匀电介质球壳,相对介电常量分别为εr 1和εr 2,分界面处半径为R ,如图所示.求两层介质分界面上的极化电荷面密度.25. 半径分别为 1.0 cm 与 2.0 cm 的两个球形导体,各带电荷 1.0×10-8 C ,两球相距很远.若用细导线将两球相连接.求(1) 每个球所带电荷;(2) 每球的电势.(22/C m N 1094190⋅⨯=πε)-λ +λdd/2 d/226. 如图所示,有两根平行放置的长直载流导线.它们的直径为a ,反向流过相同大小的电流I ,电流在导线内均匀分布.试在图示的坐标系中求出x 轴上两导线之间区域]25,21[a a 内磁感强度的分布.27. 如图所示,在xOy 平面(即纸面)内有一载流线圈abcd a ,其中bc 弧和da 弧皆为以O 为圆心半径R =20 cm 的1/4圆弧,ab 和cd 皆为直线,电流I =20 A ,其流向为沿abcd a 的绕向.设线圈处于B = 8.0×10-2T ,方向与a →b 的方向相一致的均匀磁场中,试求:(1) 图中电流元I ∆l 1和I ∆l 2所受安培力1F ∆和2F∆的方向和大小,设∆l 1 =∆l 2 =0.10 mm ;(2) 线圈上直线段ab 和cd 所受的安培力ab F 和cd F的大小和方向;(3) 线圈上圆弧段bc 弧和da 弧所受的安培力bc F 和da F的大小和方向.28. 如图所示,在xOy 平面(即纸面)内有一载流线圈abcda ,其中b c 弧和da 弧皆为以O 为圆心半径R =20 cm 的1/4圆弧,ab 和cd 皆为直线,电流I =20 A ,其流向沿abcda 的绕向.设该线圈处于磁感强度B = 8.0×10-2 T 的均匀磁场中,B方向沿x 轴正方向.试求:(1) 图中电流元I ∆l 1和I ∆l 2所受安培力1F ∆和2F∆的大小和方向,设∆l 1 = ∆l 2=0.10 mm ;(2) 线圈上直线段ab 和cd 所受到的安培力ab F 和cd F的大小和方向;(3) 线圈上圆弧段bc 弧和da 弧所受到的安培力bc F 和da F的大小和方向.29. AA '和CC '为两个正交地放置的圆形线圈,其圆心相重合.AA '线圈半径为20.0 cm ,共10匝,通有电流10.0 A ;而CC '线圈的半径为10.0 cm ,共20匝,通有电流 5.0 A .求两线圈公共中心O 点的磁感强度的大小和方向.(μ0 =4π×10-7 N ·A -2)30. 真空中有一边长为l 的正三角形导体框架.另有相互平行并与三角形的bc 边平行的长直导线1和2分别在a 点和b 点与三角形导体框架相连(如图).已知直导线中的电流为I ,三角形框的每一边长为l ,求正三角形中心点O 处的磁感强度B.31. 半径为R 的无限长圆筒上有一层均匀分布的面电流,这些电流环绕着轴线沿螺旋线流动并与轴线方向成α 角.设面电流密度(沿筒面垂直电流方向单位长度的电流)为i ,求轴线上的磁感强度.a b c dO RR x yI I 30° 45° I ∆l 1I ∆l 2a bc d O RR xyI I 30° 45° I ∆l 1 I ∆l 232. 如图所示,半径为R ,线电荷密度为λ (>0)的均匀带电的圆线圈,绕过圆心与圆平面垂直的轴以角速度ω 转动,求轴线上任一点的B的大小及其方向.33. 横截面为矩形的环形螺线管,圆环内外半径分别为R 1和R 2,芯子材料的磁导率为μ,导线总匝数为N ,绕得很密,若线圈通电流I ,求. (1) 芯子中的B 值和芯子截面的磁通量. (2) 在r < R 1和r > R 2处的B 值.34. 一无限长圆柱形铜导体(磁导率μ0),半径为R ,通有均匀分布的电流I .今取一矩形平面S (长为1 m ,宽为2 R ),位置如右图中画斜线部分所示,求通过该矩形平面的磁通量.35. 质子和电子以相同的速度垂直飞入磁感强度为B的匀强磁场中,试求质子轨道半径R 1与电子轨道半径R 2的比值.36. 在真空中,电流由长直导线1沿底边ac 方向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,再由b 点沿平行底边ac 方向从三角形框流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线的电流强度为I ,三角形框的每一边长为l ,求正三角形中心O 处的磁感强度B.37. 在真空中将一根细长导线弯成如图所示的形状(在同一平面内,由实线表示),R EF AB ==,大圆弧BCR ,小圆弧DE 的半径为R 21,求圆心O 处的磁感强度B 的大小和方向. 38. 有一条载有电流I 的导线弯成如图示abcda 形状.其中ab 、cd 是直线段,其余为圆弧.两段圆弧的长度和半径分别为l 1、R 1和l 2、R 2,且两段圆弧共面共心.求圆心O 处的磁感强度B的大小.39.地球半径为R =6.37×106 m .μ0 =4π×10-7 H/m .试用毕奥-萨伐尔定律求该电流环的磁矩大小. 40. 在氢原子中,电子沿着某一圆轨道绕核运动.求等效圆电流的磁矩m p与电子轨道运动的动量矩L 大小之比,并指出m p和L 方向间的关系.(电子电荷为e ,电子质量为m )1 m41. 两根导线沿半径方向接到一半径R =9.00 cm 的导电圆环上.如图.圆弧ADB 是铝导线,铝线电阻率为ρ1 =2.50×10-8Ω·m ,圆弧ACB 是铜导线,铜线电阻率为ρ2 =1.60×10-8Ω·m .两种导线截面积相同,圆弧ACB 的弧长是圆周长的1/π.直导线在很远处与电源相联,弧ACB 上的电流I 2 =2.00A,求圆心O 点处磁感强度B 的大小.(真空磁导率μ0 =4π×10-7 T ·m/A)42. 一根很长的圆柱形铜导线均匀载有10 A 电流,在导线内部作一平面S ,S 的一个边是导线的中心轴线,另一边是S 平面与导线表面的交线,如图所示.试计算通过沿导线长度方向长为1m 的一段S 平面的磁通量.(真空的磁导率μ0 =4π×10-7 T ·m/A ,铜的相对磁导率μr ≈1)43. 两个无穷大平行平面上都有均匀分布的面电流,面电流密度分别为i 1和i 2,若i 1和i 2之间夹角为θ ,如图,求: (1) 两面之间的磁感强度的值B i . (2) 两面之外空间的磁感强度的值B o . (3) 当i i i ==21,0=θ时以上结果如何?44. 图示相距为a 通电流为I 1和I 2的两根无限长平行载流直导线.(1) 写出电流元11d l I 对电流元22d l I的作用力的数学表达式;(2) 推出载流导线单位长度上所受力的公式.45. 一无限长导线弯成如图形状,弯曲部分是一半径为R 的半圆,两直线部分平行且与半圆平面垂直,如在导线上通有电流I ,方向如图.(半圆导线所在平面与两直导线所在平面垂直)求圆心O 处的磁感强度.46. 如图,在球面上互相垂直的三个线圈 1、2、3,通有相等的电流,电流方向如箭头所示.试求出球心O 点的磁感强度的方向.(写出在直角坐标系中的方向余弦角)47. 一根半径为R 的长直导线载有电流I ,作一宽为R 、长为l 的假想平面S ,如图所示。

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一、选择题:(每题3分)1、均匀磁场的磁感强度B垂直于半径为r 的圆面.今以该圆周为边线,作一半球面S ,则通过S 面的磁通量的大小为 (A) 2 r 2B . (B) r 2B .(C) 0. (D) 无法确定的量. [ B ]2、在磁感强度为B的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ,S 边线所在平面的法线方向单位矢量n 与B的夹角为 ,则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为(A) r 2B . (B) 2 r 2B .(C) - r 2B sin . (D) - r 2B cos . [ D ]3、有一个圆形回路1及一个正方形回路2,圆直径和正方形的边长相等,二者中通有大小相等的电流,它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为 (A) 0.90. (B) 1.00.(C) 1.11. (D) 1.22. [ C ]4、如图所示,电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路,汇合于b 点.若ca 、bd 都沿环的径向,则在环形分路的环心处的磁感强度(A) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内.(B) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外. (C) 方向在环形分路所在平面,且指向b .(D) 方向在环形分路所在平面内,且指向a .(E) 为零.[E ]5、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状,则P ,Q ,O 各点磁感强度的大小B P ,B Q ,B O 间的关系为: (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O . (C) B Q > B O > B P . (D) B O > B Q > B P .[ D ]6、边长为l 的正方形线圈,分别用图示两种方式通以电流I (其中ab 、cd 与正方形共面),在这两种情况下,线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为 (A) 01 B ,02 B . (B) 01 B ,l I B 0222 .(C) lIB 0122 ,02 B .al 01l02[ ]7、在真空中有一根半径为R 的半圆形细导线,流过的电流为I ,则圆心处的磁感强度为(A) R 140 . (B) R120 .(C) 0. (D) R 140 . [ ]8、一个电流元l Id 位于直角坐标系原点 ,电流沿z 轴方向 ,点P (x ,y ,z )的磁感强度沿x 轴的分量是:(A) 0. (B) 2/32220)/(d )4/(z y x l Iy . (C) 2/32220)/(d )4/(z y x l Ix .(D) )/(d )4/(2220z y x l Iy . [ ]9、电流I 由长直导线1沿垂直bc 边方向经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,再由b 点沿垂直ac 边方向流出,经长直导线2返回电源(如图).若载流直导线1、2和三角形框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用1B、2B 和3B 表示,则O 点的磁感强度大小(A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021 B B,B 3 = 0.(C) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021 B B.(D) B ≠ 0,因为虽然021 B B,但B 3≠ 0. [ ]10、电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 与圆心O 三点在同一直线上.设直电流1、2及圆环电流分别在O 点产生的磁感强度为1B、2B 及3B ,则O 点的磁感强度的大小 (B) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为021 B B ,B 3 = 0.(C) B ≠ 0,因为虽然B 1 = B 3 = 0,但B 2≠ 0.(D) B ≠ 0,因为虽然B 1 = B 2 = 0,但B 3≠ 0.(E) B ≠ 0,因为虽然B 2 = B 3 = 0,但B 1≠ 0. [ ]11、电流I 由长直导线1沿垂直bc 边方向经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,再由b 点流出,经长直导线2沿cb 延长线方向返回电源(如图).若载流直导线1、2和三角形框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B和3B 表示,则O 点的磁感强度大小(C) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021 B B,B 3 = 0. (C) B ≠ 0,因为虽然B 3 = 0、B 1= 0,但B 2≠ 0.(D) B ≠ 0,因为虽然021 B B,但3B ≠ 0. [ ]12、电流由长直导线1沿平行bc 边方向经过a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,由b 点流出,经长直导线2沿cb 延长线方向返回电源(如图).已知直导线上的电流为I ,三角框的每一边长为l .若载流导线1、2和三角框中的电流在三角框中心O 点产生的磁感强度分别用1B、2B 和3B 表示,则O 点的磁感强度大小(A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为021 B B,B 3= 0.(C) B ≠0,因为虽然021 B B,但B 3≠ 0.(D) B ≠0,因为虽然B 3= 0,但021 B B. [ ]13、电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀的圆环,再由b 点沿半径方向流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上电流为I ,圆环的半径为R ,且a 、b与圆心O 三点在一直线上.若载流直导线1、2和圆环中的电流在O 点产生的磁感强度分别用1B、2B 和3B 表示,则O 点磁感强度的大小为(D) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021 B B,B 3 = 0.(C) B ≠ 0,因为虽然021 B B,但B 3≠ 0.(D) B ≠ 0,因为虽然B 3 = 0,但021 B B. [ ]14、电流由长直导线1沿切向经a 点流入一个电阻均匀的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 和圆心O 在同一直线上.设长直载流导线1、2和圆环中的电流分别在O 点产生的磁感强度为1B 、2B、3B ,则圆心处磁感强度的大小(E) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0..(B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021 B B,B 3 = 0.(C) B ≠ 0,因为B 1≠ 0、B 2≠ 0,B 3≠ 0.(D) B ≠ 0,因为虽然B 3 = 0,但021 B B. [ ]15、电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的圆环,再由b 点沿半径方向从圆环流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,∠aOb =30°.若长直导线1、2和圆环中的电流在圆心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 、3B表示,则圆心O 点的磁感强度大小 (F) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021 B B,B 3 = 0.(C) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021 B B.(D) B ≠ 0,因为B 3≠ 0,021 B B,所以0321 B B B . [ ]16、如图所示,电流由长直导线1沿ab 边方向经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正方形框,由c 点沿dc 方向流出,经长直导线2返回电源.设载流导线1、2和正方形框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 、3B 表示,则O 点的磁感强度大小(A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021 B B.B 3 = 0(C) B ≠ 0,因为虽然021 B B,但B 3≠ 0.(D) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021 B B. [ ]17、 如图所示,电流I 由长直导线1经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正方形线框,由b 点流出,经长直导线2返回电源(导线1、2的延长线均通过O 点).设载流导线1、2和正方形线框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用 1B、2B、3B 表示,则O 点的磁感强度大小 (A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0、B 3≠ 0,但0321 B B B.(C) B ≠ 0,因为虽然021 B B,但B 3≠ 0.(D) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021 B B. [ ]18、在一平面内,有两条垂直交叉但相互绝缘的导线,流过每条导线的电流i 的大小相等,其方向如图所示.问哪些区域中有某些点的磁感强度B 可能为零?(A) 仅在象限Ⅰ. (B) 仅在象限Ⅱ. (C) 仅在象限Ⅰ,Ⅲ. (D) 仅在象限Ⅰ,Ⅳ.12(E) 仅在象限Ⅱ,Ⅳ. [ ]19、如图,边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电荷均为q 的点电荷.此正方形以角速度 绕AC 轴旋转时,在中心O 点产生的磁感强度大小为B 1;此正方形同样以角速度绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时,在O 点产生的磁感强度的大小为B 2,则B 1与B 2间的关系为(A) B 1 = B 2. (B) B 1 = 2B 2.(C) B 1 = 21B 2. (D) B 1 = B 2 /4. [ ]20、边长为L 的一个导体方框上通有电流I ,则此框中心的磁感强度 (A) 与L 无关. (B) 正比于L 2. (C) 与L 成正比. (D) 与L 成反比. (E) 与I 2有关. [ ]21、如图,流出纸面的电流为2I ,流进纸面的电流为I ,则下述各式中哪一个是正确的? (A) I l H L 2d 1 . (B) I l H L 2d(C) I l H L 3d . (D) I l H L 4d .[ ]22、如图,在一圆形电流I 所在的平面内,选取一个同心圆形闭合回路L ,则由安培环路定理可知(A) 0d Ll B,且环路上任意一点B = 0. (B) 0d L l B,且环路上任意一点B ≠0.(C) 0d L l B,且环路上任意一点B ≠0.(D) 0d Ll B,且环路上任意一点B =常量. [ ]23、如图,两根直导线ab 和cd 沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上,稳恒电流I 从a 端流入而从d 端流出,则磁感强度B沿图中闭合路径L 的积分 Ll B d 等于(A) I 0 . (B) I 031.C q q qq OL 2 L 1 L 3 L 42I I L OIIIa bc d120°(C) 4/0I . (D) 3/20I . [ ]24、若空间存在两根无限长直载流导线,空间的磁场分布就不具有简单的对称性,则该磁场分布 (A) 不能用安培环路定理来计算. (B) 可以直接用安培环路定理求出. (C) 只能用毕奥-萨伐尔定律求出.(D) 可以用安培环路定理和磁感强度的叠加原理求出. [ ]25、取一闭合积分回路L ,使三根载流导线穿过它所围成的面.现改变三根导线之间的相互间隔,但不越出积分回路,则(A) 回路L 内的 I 不变,L 上各点的B不变.(B) 回路L 内的 I 不变,L 上各点的B改变.(C) 回路L 内的 I 改变,L 上各点的B不变.(D) 回路L 内的 I 改变,L 上各点的B改变. [ ]26、距一根载有电流为3×104 A 的电线1 m 处的磁感强度的大小为 (A) 3×10-5 T . (B) 6×10-3 T . (C) 1.9×10-2T . (D) 0.6 T .(已知真空的磁导率 0 =4 ×10-7 T ·m/A) [ ]27、在图(a)和(b)中各有一半径相同的圆形回路L 1、L 2,圆周内有电流I 1、I 2,其分布相同,且均在真空中,但在(b)图中L 2回路外有电流I 3,P 1、P 2为两圆形回路上的对应点,则:(A) 1d L l B 2d L l B , 21P P B B(B)1d L l B 2d L l B, 21P P B B . (C)1d L l B2d Ll B, 21P P B B .(D)1d L l B2d L l B , 21P P B B . [ ]28、如图,一个电荷为+q 、质量为m 的质点,以速度v沿x 轴射入磁感强度为B 的均匀磁场中,磁场方向垂直纸面向里,其范围从x = 0延伸到无限远,如果质点在x = 0和y = 0处进入磁场,则它将以速度v -从磁场中某一点出来,这点坐标是x = 0 和L 1 2I 3(a)(b)⊙(A) qB m y v. (B) qB m y v2 . (C) qB m y v 2 . (D) qBm y v. [ ]29、一运动电荷q ,质量为m ,进入均匀磁场中,(A) 其动能改变,动量不变. (B) 其动能和动量都改变. (C) 其动能不变,动量改变. (D) 其动能、动量都不变. [ ]30、A 、B 两个电子都垂直于磁场方向射入一均匀磁场而作圆周运动.A 电子的速率是B 电子速率的两倍.设R A ,R B 分别为A 电子与B 电子的轨道半径;T A ,T B 分别为它们各自的周期.则(A) R A ∶R B =2,T A ∶T B =2. (B) R A ∶R B 21,T A ∶T B =1.(C) R A ∶R B =1,T A ∶T B 21. (D) R A ∶R B =2,T A ∶T B =1. [ ]31、一铜条置于均匀磁场中,铜条中电子流的方向如图所示.试问下述哪一种情况将会发生?(A) 在铜条上a 、b 两点产生一小电势差,且U a > U b .(B) 在铜条上a 、b 两点产生一小电势差,且U a < U b . (C) 在铜条上产生涡流. (D) 电子受到洛伦兹力而减速. ]32、一电荷为q 的粒子在均匀磁场中运动,下列哪种说法是正确的? (A) 只要速度大小相同,粒子所受的洛伦兹力就相同.(B) 在速度不变的前提下,若电荷q 变为-q ,则粒子受力反向,数值不变. (C) 粒子进入磁场后,其动能和动量都不变. (D) 洛伦兹力与速度方向垂直,所以带电粒子运动的轨迹必定是圆. [ ]33、一电子以速度v垂直地进入磁感强度为B 的均匀磁场中,此电子在磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量将(A) 正比于B ,反比于v 2. (B) 反比于B ,正比于v 2.(C) 正比于B ,反比于v . (D) 反比于B ,反比于v .[ ]×××34、图为四个带电粒子在O 点沿相同方向垂直于磁感线射入均匀磁场后的偏转轨迹的照片.磁场方向垂直纸面向外,轨迹所对应的四个粒子的质量相等,电荷大小也相等,则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是(A) Oa . (B) Ob .(C) Oc . (D) Od . [ ]35、如图所示,在磁感强度为B的均匀磁场中,有一圆形载流导线,a 、b 、c 是其上三个长度相等的电流元,则它们所受安培力大小的关系为(A) F a > F b > F c . (B) F a < F b < F c . (C) F b > F c > F a . (D) F a > F c > F b . [ ]36、如图,长载流导线ab 和cd 相互垂直,它们相距l ,ab 固定不动,cd 能绕中点O 转动,并能靠近或离开ab .当电流方向如图所示时,导线cd 将 (A) 顺时针转动同时离开ab .(B) 顺时针转动同时靠近ab . (C) 逆时针转动同时离开ab .(D) 逆时针转动同时靠近ab . [ ]37、两个同心圆线圈,大圆半径为R ,通有电流I 1;小圆半径为r ,通有电流I 2,方向如图.若r << R (大线圈在小线圈处产生的磁场近似为均匀磁场),当它们处在同一平面内时小线圈所受磁力矩的大小为(A) R r I I 22210 . (B) R r I I 22210 .(C) r R I I 22210 . (D) 0. [ ]38、两根平行的金属线载有沿同一方向流动的电流.这两根导线将: (A) 互相吸引. (B) 互相排斥. (C) 先排斥后吸引. (D) 先吸引后排斥. [ ]39、有一N 匝细导线绕成的平面正三角形线圈,边长为a ,通有电流I ,置于均匀外磁场B中,当线圈平面的法向与外磁场同向时,该线圈所受的磁力矩M m 值为 (A) 2/32IB Na . (B) 4/32IB Na .(C) 60sin 32IB Na . (D) 0. [ ]OO r R I 1I 240、有一矩形线圈AOCD ,通以如图示方向的电流I ,将它置于均匀磁场B 中,B的方向与x 轴正方向一致,线圈平面与x 轴之间的夹角为 , < 90°.若AO 边在y 轴上,且线圈可绕y 轴自由转动,则线圈将(A) 转动使 角减小. (B) 转动使 角增大. (C) 不会发生转动.(D) 如何转动尚不能判定. [ ]41、若一平面载流线圈在磁场中既不受力,也不受力矩作用,这说明: (A) 该磁场一定均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行. (B) 该磁场一定不均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行. (C) 该磁场一定均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直.(D) 该磁场一定不均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直.[ ]42、图示一测定水平方向匀强磁场的磁感强度B(方向见图)的实验装置.位于竖直面内且横边水平的矩形线框是一个多匝的线圈.线框挂在天平的右盘下,框的下端横边位于待测磁场中.线框没有通电时,将天平调节平衡;通电后,由于磁场对线框的作用力而破坏了天平的平衡,须在天平左盘中加砝码m 才能使天平重新平衡.若待测磁场的磁感强度增为原来的3倍,而通过线圈的电流减为原来的21,磁场和电流方向保持不变,则要使天平重新平衡,其左盘中加的砝码质量应为 (A) 6m . (B) 3m /2. (C) 2m /3. (D) m /6.(E) 9m /2. [ ]43、如图,无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内,若长直导线固定不动,则载流三角形线圈将(A) 向着长直导线平移.(B) 离开长直导线平移.(C) 转动. (D) 不动. [ ]44、四条皆垂直于纸面的载流细长直导线,每条中的电流皆为I .这四条导线被纸面截得的断面,如图所示,它们组成了边长为2a 的正方形的四个角顶,每条导线中的电流流向亦如图所示.则在图中正方形中心点O 的磁感强度的大小为BI 1IIaa a(C) B = 0. (D) I aB. [ ]45、一载有电流I 的细导线分别均匀密绕在半径为R 和r 的长直圆筒上形成两个螺线管,两螺线管单位长度上的匝数相等.设R = 2r ,则两螺线管中的磁感强度大小B R 和B r 应满足: (A) B R = 2 B r . (B) B R = B r .(C) 2B R = B r . (D) B R = 4 B r . [ ]46、四条平行的无限长直导线,垂直通过边长为a =20 cm 的正方形顶点,每条导线中的电流都是I =20 A ,这四条导线在正方形中心O 点产生的磁感强度为( 0 =4 ×10-7 N ·A -2) (A) B =0. (B) B = 0.4×10-4 T . (C) B = 0.8×10-4 T. (D) B =1.6×10-4 T . [ ]47、有一半径为R 的单匝圆线圈,通以电流I ,若将该导线弯成匝数N = 2的平面圆线圈,导线长度不变,并通以同样的电流,则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的(A) 4倍和1/8. (B) 4倍和1/2.(C) 2倍和1/4. (D) 2倍和1/2. [ ]48、关于稳恒电流磁场的磁场强度H,下列几种说法中哪个是正确的?(A) H仅与传导电流有关.(B) 若闭合曲线内没有包围传导电流,则曲线上各点的H必为零.(C) 若闭合曲线上各点H均为零,则该曲线所包围传导电流的代数和为零.(D) 以闭合曲线L为边缘的任意曲面的H通量均相等. [ ]49、图示载流铁芯螺线管,其中哪个图画得正确?(即电源的正负极,铁芯的磁性,磁力线方向相互不矛盾.)[ ]a50、附图中,M 、P 、O 为由软磁材料制成的棒,三者在同一平面内,当K 闭合后,(A) M 的左端出现N 极. (B) P 的左端出现N 极.(C) O 的右端出现N 极. (D) P 的右端出现N 极.[ ]51、如图所示的一细螺绕环,它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成,每厘米绕10匝.当导线中的电流I 为2.0 A 时,测得铁环内的磁感应强度的大小B 为1.0 T ,则可求得铁环的相对磁导率 r 为(真空磁导率 0 =4 ×10-7 T ·m ·A -1)(A) 7.96×102(B) 3.98×102 (C) 1.99×102 (D) 63.3 [ ]52、磁介质有三种,用相对磁导率 r 表征它们各自的特性时,(A) 顺磁质 r >0,抗磁质 r <0,铁磁质 r >>1.(B) 顺磁质 r >1,抗磁质 r =1,铁磁质 r >>1.(C) 顺磁质 r >1,抗磁质 r <1,铁磁质 r >>1.(D) 顺磁质 r <0,抗磁质 r <1,铁磁质 r >0. [ ]53、顺磁物质的磁导率:(A) 比真空的磁导率略小. (B) 比真空的磁导率略大.(C) 远小于真空的磁导率. (D) 远大于真空的磁导率. [ ]54、用细导线均匀密绕成长为l 、半径为a (l >> a )、总匝数为N 的螺线管,管内充满相对磁导率为 r 的均匀磁介质.若线圈中载有稳恒电流I ,则管中任意一点的(A) 磁感强度大小为B = 0 r NI .(B) 磁感强度大小为B = r NI / l .(C) 磁场强度大小为H = 0NI / l .(D) 磁场强度大小为H = NI / l . [ ]55、一闭合正方形线圈放在均匀磁场中,绕通过其中心且与一边平行的转轴OO ′转动,转轴与磁场方向垂直,转动角速度为 ,如图所示.用下述哪一种办法可以使线圈中感应电流的幅值增加到原来的两倍(导线的电阻不能忽略)?(A) 把线圈的匝数增加到原来的两倍. (B) 把线圈的面积增加到原来的两倍,而形状不变.(C) 把线圈切割磁力线的两条边增长到原来的两倍.(D) 把线圈的角速度 增大到原来的两倍. [ ]M OP56、一导体圆线圈在均匀磁场中运动,能使其中产生感应电流的一种情况是(A) 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向平行.(B) 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向垂直.(C) 线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向平移.(D) 线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向平移. [ ]57、如图所示,一矩形金属线框,以速度v 从无场空间进入一均匀磁场中,然后又从磁场中出来,到无场空间中.不计线圈的自感,下面哪一条图线正确地表示了线圈中的感应电流对时间的函数关系?(从线圈刚进入磁场时刻开始计时,I 以顺时针方向为正)[ ]58、两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I ,并各以d I /d t 的变化率增长,一矩形线圈位于导线平面内(如图),则:(A) 线圈中无感应电流.(B) 线圈中感应电流为顺时针方向.(C)线圈中感应电流为逆时针方向.(D) 线圈中感应电流方向不确定. [ ]59、将形状完全相同的铜环和木环静止放置,并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等,则不计自感时(A) 铜环中有感应电动势,木环中无感应电动势.(B) 铜环中感应电动势大,木环中感应电动势小.(C) 铜环中感应电动势小,木环中感应电动势大.(D) 两环中感应电动势相等. [ ]60、在无限长的载流直导线附近放置一矩形闭合线圈,开始时线圈与导线在同一平面内,且线圈中两条边与导线平行,当线圈以相同的速率作如图所示的三种不同方向的平动时,线圈中的感应电流B I O (D)I O (C)O (B) Ib d bcd c d v v I(A) 以情况Ⅰ中为最大. (B) 以情况Ⅱ中为最大.(C) 以情况Ⅲ中为最大. (D) 在情况Ⅰ和Ⅱ中相同. [ ]61、一个圆形线环,它的一半放在一分布在方形区域的匀强磁场B 中,另一半位于磁场之外,如图所示.磁场B 的方向垂直指向纸内.欲使圆线环中产生逆时针方向的感应电流,应使(A) 线环向右平移. (B) 线环向上平移.(C) 线环向左平移. (D) 磁场强度减弱. [ ]62、如图所示,一载流螺线管的旁边有一圆形线圈,欲使线圈产生图示方向的感应电流i ,下列哪一种情况可以做到? (A) 载流螺线管向线圈靠近.(B) 载流螺线管离开线圈. (C) 载流螺线管中电流增大.(D) 载流螺线管中插入铁芯. [ ]63、如图所示,闭合电路由带铁芯的螺线管,电源,滑线变阻器组成.问在下列哪一种情况下可使线圈中产生的感应电动势与原电流I的方向相反. (A) 滑线变阻器的触点A 向左滑动.(B) 滑线变阻器的触点A 向右滑动. (C) 螺线管上接点B 向左移动(忽略长螺线管的电阻).(D) 把铁芯从螺线管中抽出. [ ]64、 一矩形线框长为a 宽为b ,置于均匀磁场中,线框绕OO ′轴,以匀角速度 旋转(如图所示).设t =0时,线框平面处于纸面内,则任一时刻感应电动势的大小为(A) 2abB | cos t |. (B) abB(C)t abB cos 21. (D) abB | cos t |. (E) abB | sin t |. [ ]65、一无限长直导体薄板宽为l ,板面与z 轴垂直,板的长度方向沿y 轴,板的两侧与一个伏特计相接,如图.整个系统放在磁感强度为B 的均匀磁场中,B 的方向沿z 轴正方向.如果伏特计与导体平板均以速度v 向y 轴正方向移动,则伏特计指示的电压值为(A) 0. (B) 21v Bl . B i I A BI O B a b z B y l V(C) v Bl . (D) 2v Bl . [ ]66、一根长度为L 的铜棒,在均匀磁场 B 中以匀角速度 绕通过其一端 的定轴旋转着,B 的方向垂直铜棒转动的平面,如图所示.设t =0时,铜棒与Ob 成 角(b 为铜棒转动的平面上的一个固定点),则在任一时刻t 这根铜棒两端之间的感应电动势是:(A) )cos(2 t B L . (B) t B L cos 212. (C) )cos(22 t B L . (D) B L 2 .(E)B L 221 . [ ] 67、如图,长度为l 的直导线ab 在均匀磁场B 中以速度v 移动,直导线ab 中的电动势为 (A) Bl v . (B) Bl v sin . (C) Bl v cos . (D) 0. [ ]68、如图所示,导体棒AB 在均匀磁场B 中 绕通过C 点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO 转动(角速度 与B 同方向),BC 的长度为棒长的31,则 (A) A 点比B 点电势高. (B) A 点与B 点电势相等.(B) A 点比B 点电势低. (D) 有稳恒电流从A 点流向B 点.[ ]69、如图所示,矩形区域为均匀稳恒磁场,半圆形闭合导线回路在纸面内绕轴O 作逆时针方向匀角速转动,O 点是圆心且恰好落在磁场的边缘上,半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时.图(A)—(D)的 --t 函数图象中哪一条属于半圆形导线回路中产生的感应电动势? [ ]70、如图所示,M 、N 为水平面内两根平行金属导轨,ab 与cd 为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线.外磁场垂直水平面向上.当外力使ab 向右平移时,cd(A) 不动. (B) 转动. (C) 向左移动. (D) 向右移动.[ ]B L O bl b a v t O (A) t O (C) t O (B) tO (D) C D OB c a b d N M B O O ′ B B A C71、有两个线圈,线圈1对线圈2的互感系数为M 21,而线圈2对线圈1的互感系数为M 12.若它们分别流过i 1和i 2的变化电流且ti t i d d d d 21 ,并设由i 2变化在线圈1中产生的互感电动势为 12,由i 1变化在线圈2中产生的互感电动势为 21,判断下述哪个论断正确.(A) M 12 = M 21, 21 = 12.(B) M 12≠M 21, 21 ≠ 12.(C) M 12 = M 21, 21 > 12.(D) M 12 = M 21, 21 < 12. [ ]72、已知一螺绕环的自感系数为L .若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管,则两个半环螺线管的自感系数(A) 都等于L 21. (B) 有一个大于L 21,另一个小于L 21. (C) 都大于L 21. (D) 都小于L 21. [ ]73、面积为S 和2 S 的两圆线圈1、2如图放置,通有相同的电流I .线圈1的电流所产生的通过线圈2的磁通用 21表示,线圈2的电流所产生的通过线圈1的磁通用 12表示,则 21和 12的大小关系为:(A) 21 =2 12. (B) 21 > 12.(C) 21 = 12. (D) 21 =21 12. [ ]74、如图所示的电路中,A 、B 是两个完全相同的小灯泡,其内阻r >>R ,L 是一个自感系数相当大的线圈,其电阻与R 相等.当开关K 接通和断开时,关于灯泡A 和B 的情况下面哪一种说法正确?(A) K 接通时,I A >I B . (B) K 接通时,I A =I B . (C) K 断开时,两灯同时熄灭.(D) K 断开时,I A =I B . [ ]75、用线圈的自感系数L 来表示载流线圈磁场能量的公式221LI W m(A) 只适用于无限长密绕螺线管. (B) 只适用于单匝圆线圈.(C) 只适用于一个匝数很多,且密绕的螺绕环.(D) 适用于自感系数L一定的任意线圈. [ ]76、两根很长的平行直导线,其间距离d 、与电源组成回路如图.已知导线上的电流为I ,两根导线的横截面的半径均为r 0.设用L 表示两导线回路单位长度的自感系数,则沿导线单位长度的空间内的总磁能W m 为 (A) 221LI . (B) 221LI 0d π2])(2π2[2002r r r r d I r I I (C) ∞.(D) 221LI 020ln 2r d I [ ]77、真空中一根无限长直细导线上通电流I ,则距导线垂直距离为a 的空间某点处的磁能密度为(A) 200)2(21aI (B) 200)2(21a I (C) 20)2(21Ia (D) 200)2(21a I [ ] 78、电位移矢量的时间变化率t D d /d 的单位是(A )库仑/米2 (B )库仑/秒(C )安培/米2 (D )安培•米2 []79、对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确.(A) 位移电流是指变化电场.(B) 位移电流是由线性变化磁场产生的.(C) 位移电流的热效应服从焦耳─楞次定律.(D) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理. [ ] 80、在感应电场中电磁感应定律可写成t l E LK d d d ,式中K E 为感应电场的电场强度.此式表明: (A) 闭合曲线L 上K E 处处相等.(B) 感应电场是保守力场.(C) 感应电场的电场强度线不是闭合曲线.(D) 在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念. [ ]二、填空题(每题4分)81、一磁场的磁感强度为k c j b i a B (SI),则通过一半径为R ,开口向zI I d 2r 0轴正方向的半球壳表面的磁通量的大小为____________Wb .82、真空中有一载有稳恒电流I 的细线圈,则通过包围该线圈的封闭曲面S 的磁通量 =__________.若通过S 面上某面元S d 的元磁通为d ,而线圈中的电流增加为2I 时,通过同一面元的元磁通为d ',则d ∶d '=_________________.83、在非均匀磁场中,有一电荷为q 的运动电荷.当电荷运动至某点时,其速率为v ,运动方向与磁场方向间的夹角为 ,此时测出它所受的磁力为f m .则该运动电荷所在处的磁感强度的大小为________________.磁力f m 的方向一定垂直________________________________________________________________.84、沿着弯成直角的无限长直导线,流有电流I =10 A .在直角所决定的平面内,距两段导线的距离都是a =20 cm 处的磁感强度B =____________________.( 0 =4 ×10-7 N/A 2)85、在真空中,将一根无限长载流导线在一平面内弯成如图所示的形状,并通以电流I ,则圆心O 点的磁感强度B 的值为_________________.86、电流由长直导线1沿切向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的圆环,再由b 点沿切线流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上的电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 和圆心O 在同一直线上,则O 点的磁感强度的大小为______________.87、在真空中,电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上的电流强度为I ,圆环半径为R .a 、b 和圆心O 在同一直线上,则O 处的磁感强度B 的大小为__________________________.88、如图,球心位于O 点的球面,在直角坐标系xOy 和xOz 平面上的两个圆形交线上分别流有相同的电流,其流向各与y 轴和z 轴的正方向成右手螺旋关系.则由此形成的磁场在O 点的方向为________________.。

目前最全大学物理电磁学题库包含答案(共43页,千道题)

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大学物理电磁学试题(1)一、选择题:(每题3分,共30分)1. 关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是:(A)如果高斯面上E处处为零,则该面内必无电荷。

(B)如果高斯面内无电荷,则高斯面上E处处为零。

(C)如果高斯面上E处处不为零,则该面内必有电荷。

(D)如果高斯面内有净电荷,则通过高斯面的电通量必不为零(E )高斯定理仅适用于具有高度对称性的电场。

[ ]2. 在已知静电场分布的条件下,任意两点1P 和2P 之间的电势差决定于:(A)1P 和2P 两点的位置。

(B)1P 和2P 两点处的电场强度的大小和方向。

(C)试验电荷所带电荷的正负。

(D)试验电荷的电荷量。

[ ] 3. 图中实线为某电场中的电力线,虚线表示等势面,由图可看出:(A)C B A E E E >>,C B A U U U >> (B)C B A E E E <<,C B A U U U << (C)C B A E E E >>,C B A U U U <<(D)C B A E E E <<,C B A U U U >> [ ]4. 如图,平行板电容器带电,左、右分别充满相对介电常数为ε1与ε2的介质,则两种介质内:(A)场强不等,电位移相等。

(B)场强相等,电位移相等。

(C)场强相等,电位移不等。

(D)场强、电位移均不等。

[ ] 5. 图中,Ua-Ub 为:(A)IR -ε (B)ε+IR(C)IR +-ε (D)ε--IR [ ]6. 边长为a 的正三角形线圈通电流为I ,放在均匀磁场B 中,其平面与磁场平行,它所受磁力矩L 等于:(A)BI a 221 (B)BI a 2341 (C)BI a2 (D)0 [ ]7. 如图,两个线圈P 和Q 并联地接到一电动势恒定的电源上,线圈P 的自感和电阻分别是线圈Q 的两倍,线圈P 和Q 之间的互感可忽略不计,当达到稳定状态后,线圈P 的磁场能量与Q 的磁场能量的比值是:(A)4; (B)2; (C)1; (D)1/2 [ ] 8. 在如图所示的电路中,自感线圈的电阻为Ω10,自感系数为H 4.0,电阻R 为Ω90,电源电动势为V 40,电源内阻可忽略。

大学电磁学考试题及答案

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大学电磁学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 电磁波在真空中的传播速度是多少?A. 3×10^8 m/sB. 3×10^5 m/sC. 3×10^6 m/sD. 3×10^9 m/s答案:A2. 法拉第电磁感应定律描述的是哪种现象?A. 电荷守恒定律B. 电荷的产生和消失C. 磁场变化产生电场D. 电场变化产生磁场答案:C3. 根据洛伦兹力公式,当一个带电粒子垂直于磁场运动时,其受到的力的方向是?A. 与磁场方向相同B. 与磁场方向相反C. 与带电粒子速度方向相同D. 与带电粒子速度方向垂直答案:D4. 麦克斯韦方程组中描述电荷分布与电场关系的是?A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 安培环路定理D. 洛伦兹力公式答案:A5. 一个闭合电路中的感应电动势与什么因素有关?A. 磁通量的变化率B. 磁通量的大小C. 电路的电阻D. 电流的大小答案:A6. 根据电磁波的性质,以下哪种波长与频率的关系是正确的?A. 波长与频率成正比B. 波长与频率成反比C. 波长与频率无关D. 波长与频率成正比,但与速度无关答案:B7. 在电磁学中,磁感应强度的单位是什么?A. 库仑B. 特斯拉C. 安培D. 伏特答案:B8. 电磁波的传播不需要介质,这是因为电磁波具有哪种特性?A. 粒子性B. 波动性C. 传播性D. 能量性答案:B9. 根据电磁学理论,以下哪种情况下磁场强度最大?A. 导线电流较小B. 导线电流较大C. 导线电流为零D. 导线电流变化答案:B10. 电磁波的频率与波长的关系是什么?A. 频率越高,波长越长B. 频率越高,波长越短C. 频率与波长无关D. 频率与波长成正比答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 电磁波的传播速度在真空中是______。

答案:3×10^8 m/s2. 根据法拉第电磁感应定律,当磁通量发生变化时,会在______产生感应电动势。

大学物理复习题

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大学物理复习题(电磁学部分)一、选择题1.三个一样大小的绝缘金属小球A 、B 、C ,A 、B 两小球带有等量同号电荷,它们之间的距离远大于小球本身的直径,相互作用力为F ,若将不带电的小球C 引入,先和A 小球接触,然后和B 小球接触后移去,这时A 小球与B 小球间的相互作用力将变为: A .F/2 B. F/4 C. F/8 D. 3F/8 2、电场中高斯面上各点的电场强度是由:A 、分布在高斯面内的电荷决定的;B 、分布在高斯面外的电荷决定的;C 、空间所有的电荷决定的;D 、高斯面内电荷代数和决定的。

3、以下说法正确的是:A 、场强为零的地方,电势一定为零;电势为零的地方,均强也一定为零。

B 、场强大小相等的地方,电势也相等,等势面上各点场强大小相等。

C 、带正电的物体,电势一定是正的,不带电的物体,电势一定等于零。

D 、沿着均场强的方向,电势一定降低。

4.关于导体有以下几种说法: A .接地的导体都不带电。

B .接地的导体可带正电,也可带负电。

C .一导体的电势零,则该导体不带电。

D .任何导体,只要它所带的电量不变,则其电势也是不变的。

5.在半径为R 的均匀带电球面上,任取面积元S ∆,则此面积元上的电荷所受的电场力应是: A 0 ; B2S σε⋅∆(σ是电荷面密度); C22Sσε⋅∆ ; D 以上说法都不对。

6.平行板电容器在接入电源后,把两板间距拉大,则电容器的:A 电容增大;B 电场强度增大;C 所带电量增大;D 电容、电量及两板内场强都减小。

7.一个电阻,一个电感线圈和一个电容器与交流电源组成串联电路,通过电容器的电流应与下列哪一个的电压同位相A 电阻;B 电感线圈;C 电容器;D 全电路。

8.以下关于磁场的能量密度正确的是: A 、22B Bw μ=B 、012B w E B ε=⨯C 、012B w B μ=D 、22B w B μ=9.如图,长载流导线ab 和cd 相互垂直,它们相距l ,ab 固定不动,cd 能绕中点O 转动,并能靠近或离开ab .当电流方向如图所示时,导线cd 将A .顺时针转动同时离开ab ;B .顺时针转动同时靠近ab ;C .逆时针转动同时离开ab ;D .逆时针转动同时靠近ab 。

大学物理电磁复习题

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大学物理电磁复习题一、选择题1. 根据库仑定律,两个点电荷之间的力的大小与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。

如果两个点电荷的电荷量分别为 \( q_1 \) 和 \( q_2 \),它们之间的距离为 \( r \),则它们之间的力 \( F \) 为:A. \( F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} \)B. \( F = k \frac{q_1^2}{r^2} \)C. \( F = k \frac{q_2^2}{r^2} \)D. \( F = k \frac{q_1 + q_2}{r^2} \)2. 电场强度的定义式是:A. \( E = \frac{F}{q} \)B. \( E = \frac{q}{F} \)C. \( E = \frac{F}{r^2} \)D. \( E = \frac{q}{r} \)3. 电容器的电容定义式是:A. \( C = \frac{Q}{V} \)B. \( C = \frac{V}{Q} \)C. \( C = \frac{Q}{I} \)D. \( C = \frac{I}{V} \)二、填空题4. 电流强度的单位是________。

5. 欧姆定律的数学表达式为 \( V = IR \),其中 \( V \) 表示电压,\( I \) 表示电流,\( R \) 表示________。

6. 根据法拉第电磁感应定律,当线圈中的磁通量发生变化时,线圈中会产生感应电动势,其大小与磁通量的变化率成正比,表达式为\( \varepsilon = \frac{d\Phi_B}{dt} \),其中 \( \varepsilon \) 表示________,\( \Phi_B \) 表示________。

三、简答题7. 简述安培环路定理的主要内容。

8. 什么是楞次定律?它在电磁学中有什么应用?四、计算题9. 一个平行板电容器,其电容为 \( 100 \mu F \),两板间距为\( 1 \) 厘米,求两板间的电场强度。

大学物理电磁试题及答案

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大学物理电磁试题及答案一、选择题(每题5分,共20分)1. 根据库仑定律,两个点电荷之间的静电力与它们电量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。

下列关于库仑定律的描述中,正确的是:A. 静电力与电荷量成正比B. 静电力与电荷量成反比C. 静电力与距离的平方成正比D. 静电力与距离的平方成反比答案:D2. 电容器的电容与电容器的几何尺寸和介质有关。

下列关于电容器的描述中,正确的是:A. 电容器的电容与电容器的面积成正比B. 电容器的电容与电容器的面积成反比C. 电容器的电容与电容器的介质无关D. 电容器的电容与电容器的介质成正比答案:A3. 法拉第电磁感应定律指出,当磁场变化时,会在导体中产生感应电动势。

下列关于法拉第电磁感应定律的描述中,正确的是:A. 感应电动势与磁场变化率成正比B. 感应电动势与磁场变化率成反比C. 感应电动势与磁场变化率无关D. 感应电动势与磁场变化率成平方关系答案:A4. 麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程。

下列关于麦克斯韦方程组的描述中,正确的是:A. 麦克斯韦方程组只描述了电场B. 麦克斯韦方程组只描述了磁场C. 麦克斯韦方程组描述了电场和磁场的关系D. 麦克斯韦方程组与电磁波无关答案:C二、填空题(每题5分,共20分)1. 根据高斯定律,通过任意闭合曲面的电通量等于_________。

答案:曲面内包围的净电荷量除以真空中的介电常数2. 两个相同电荷量的点电荷,相距为r,它们之间的库仑力为F,当它们相距变为2r时,它们之间的库仑力变为原来的_________。

答案:1/43. 一个电容器的电容为C,当它两端的电压为V时,它所储存的电荷量为_________。

答案:CV4. 根据洛伦兹力公式,一个带电粒子在磁场中运动时,受到的力的大小为qvB,其中q是电荷量,v是速度,B是磁场强度。

当带电粒子的速度方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力的大小为_________。

答案:qvB三、计算题(共60分)1. 一个半径为R的均匀带电球体,其总电荷量为Q,求球外距离球心r处的电场强度。

电磁学考试题库及答案详解

电磁学考试题库及答案详解

电磁学考试题库及答案详解一、单项选择题1. 真空中两个点电荷之间的相互作用力遵循()。

A. 牛顿第三定律B. 库仑定律C. 高斯定律D. 欧姆定律答案:B解析:库仑定律描述了真空中两个点电荷之间的相互作用力,其公式为F=k*q1*q2/r^2,其中F是力,k是库仑常数,q1和q2是两个电荷的量值,r是它们之间的距离。

2. 电场强度的方向是()。

A. 从正电荷指向负电荷B. 从负电荷指向正电荷C. 垂直于电荷分布D. 与电荷分布无关解析:电场强度的方向是从正电荷指向负电荷,这是电场的基本性质之一。

3. 电势能与电势的关系是()。

A. 电势能等于电势的负值B. 电势能等于电势的正值C. 电势能等于电势的两倍D. 电势能与电势无关答案:A解析:电势能U与电势V的关系是U=-qV,其中q是电荷量,V是电势。

4. 电容器的电容C与板间距离d和板面积A的关系是()。

A. C与d成正比B. C与d成反比C. C与A成正比D. C与A和d都成反比解析:电容器的电容C与板间距离d成反比,与板面积A成正比,公式为C=εA/d,其中ε是介电常数。

5. 磁场对运动电荷的作用力遵循()。

A. 洛伦兹力定律B. 库仑定律C. 高斯定律D. 欧姆定律答案:A解析:磁场对运动电荷的作用力遵循洛伦兹力定律,其公式为F=qvBsinθ,其中F是力,q是电荷量,v是电荷的速度,B是磁场强度,θ是速度与磁场的夹角。

二、多项选择题1. 以下哪些是电磁波的特性?()A. 传播不需要介质B. 具有波粒二象性C. 传播速度等于光速D. 只能在真空中传播答案:ABC解析:电磁波的传播不需要介质,具有波粒二象性,传播速度等于光速,但它们也可以在其他介质中传播,只是速度会因为介质的折射率而改变。

2. 以下哪些是电场线的特点?()A. 电场线从正电荷出发,终止于负电荷B. 电场线不相交C. 电场线是闭合的D. 电场线的疏密表示电场强度的大小答案:ABD解析:电场线从正电荷出发,终止于负电荷,不相交,且电场线的疏密表示电场强度的大小。

大学物理电磁学考试试题及答案

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大学电磁学习题1一.选择题(每题3分)1.如图所示,半径为R 的均匀带电球面,总电荷为Q ,设无穷远处的电势为零,则球内距离球心为r 的P 点处的电场强度的大小和电势为:(A) E =0,R QU 04επ=.(B) E =0,rQU 04επ=.(C) 204r QE επ=,r Q U 04επ= .(D) 204r Q E επ=,R QU 04επ=. [ ]2.一个静止的氢离子(H +)在电场中被加速而获得的速率为一静止的氧离子(O +2)在同一电场中且通过相同的路径被加速所获速率的: (A) 2倍. (B) 22倍.(C) 4倍. (D) 42倍. [ ]3.在磁感强度为B ϖ的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ,S 边线所在平面的法线方向单位矢量n ϖ与B ϖ的夹角为 ,则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为(A) r 2B . . (B) 2r 2B .(C) -r 2B sin . (D) -r 2B cos . [ ]4.一个通有电流I 的导体,厚度为D ,横截面积为S ,放置在磁感强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导体的侧表面,如图所示.现测得导体上下两面电势差为V ,则此导体的霍尔系数等于(A)IB VDS . (B) DS IBV. (C) IBD VS . (D) BD IVS.(E) IBVD. [ ]5.两根无限长载流直导线相互正交放置,如图所示.I 1沿y 轴的正方向,I 2沿z 轴负方向.若载流I 1的导线不能动,载流I 2的导线可以自由运动,则载流I 2的导线开始运动的趋势是(A) 绕x 轴转动. (B) 沿x 方向平动.(C) 绕y 轴转动. (D) 无法判断. [ ]O Rr PQn ϖB ϖα SD ISVBϖy zx I 1 I 26.无限长直导线在P 处弯成半径为R 的圆,当通以电流I 时,则在圆心O 点的磁感强度大小等于 (A)RIπ20μ. (B)R I40μ.(C) 0. (D) )11(20π-R I μ.(E) )11(40π+R I μ. [ ]7.如图所示的一细螺绕环,它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成,每厘米绕10匝.当导线中的电流I 为2.0 A 时,测得铁环内的磁感应强度的大小B 为 T ,则可求得铁环的相对磁导率r 为(真空磁导率0 =4×10-7 T ·m ·A -1)(A) ×102 (B) ×102(C) ×102(D) [ ]8.一根长度为L 的铜棒,在均匀磁场 B ϖ中以匀角速度绕通过其一端的定轴旋转着,B ϖ的方向垂直铜棒转动的平面,如图所示.设t =0时,铜棒与Ob 成角(b 为铜棒转动的平面上的一个固定点),则在任一时刻t 这根铜棒两端之间的感应电动势的大小为:(A) )cos(2θωω+t B L . (B) t B L ωωcos 212.(C) )cos(22θωω+t B L . (D) B L 2ω.(E)B L 221ω. [ ]9.面积为S 和2 S 的两圆线圈1、2如图放置,通有相同的电流I .线圈1的电流所产生的通过线圈2的磁通用21表示,线圈2的电流所产生的通过线圈1的磁通用12表示,则21和12的大小关系为:(A) 21 =212. (B) 21 >12. (C)21=12. (D)21=2112. [ ]10.如图,平板电容器(忽略边缘效应)充电时,沿环路L 1的磁场强度H ϖ的环流与沿环路L 2的磁场强度H ϖ的环流两者,必有:(A) >'⎰⋅1d L l H ϖϖ⎰⋅'2d L l H ϖϖ.(B) ='⎰⋅1d L l H ϖϖ⎰⋅'2d L l H ϖϖ.(C) <'⎰⋅1d L l H ϖϖ⎰⋅'2d L l H ϖϖ.O R IB ϖω L O θ b12S 2 SI I HϖL 1L 2(D) 0d 1='⎰⋅L l H ϖϖ. [ ]二.填空题(每题3分)1.由一根绝缘细线围成的边长为l 的正方形线框,使它均匀带电,其电荷线密度为,则在正方形中心处的电场强度的大小E =_____________.2.描述静电场性质的两个基本物理量是___________ ___;它们的定义式是____________ ____和__________________________________________.3.一个半径为R 的薄金属球壳,带有电荷q ,壳内充满相对介电常量为r 的各向同性均匀电介质,壳外为真空.设无穷远处为电势零点,则球壳的电势U = ________________________________.4.一空气平行板电容器,电容为C ,两极板间距离为d .充电后,两极板间相互作用力为F .则两极板间的电势差为______________,极板上的电荷为______________.5.真空中均匀带电的球面和球体,如果两者的半径和总电荷都相等,则带电球面的电场能量W 1与带电球体的电场能量W 2相比,W 1________ W 2 (填<、=、>).6.若把氢原子的基态电子轨道看作是圆轨道,已知电子轨道半径r =×10-10m ,绕核运动速度大小v =×108m/s, 则氢原子基态电子在原子核处产生的磁感强度B ϖ的大小为____________.(e = ×10-19 C ,0 =4×10-7T ·m/A)7.如图所示.电荷q (>0)均匀地分布在一个半径为R 的薄球壳外表面上,若球壳以恒角速度0绕z 轴转动,则沿着z 轴从-∞到+∞磁感强度的线积分等于____________________.8.带电粒子穿过过饱和蒸汽时,在它走过的路径上,过饱和蒸汽便凝结成小液滴,从而显示出粒子的运动轨迹.这就是云室的原理.今在云室中有磁感强度大小为B = 1 T 的均匀磁场,观测到一个质子的径迹是半径r = 20 cm 的圆弧.已知质子的电荷为q = ×10-19C ,静止质量m = ×10-27kg ,则该质子的动能为_____________.zRO ω9.真空中两只长直螺线管1和2,长度相等,单层密绕匝数相同,直径之比d 1 / d 2 =1/4.当它们通以相同电流时,两螺线管贮存的磁能之比为W 1 / W 2=___________.10.平行板电容器的电容C 为 F ,两板上的电压变化率为d U /d t =×105 V ·s -1,则该平行板电容器中的位移电流为____________. 三.计算题(共计40分)1. (本题10分)一“无限长”圆柱面,其电荷面密度为:= 0cos ,式中为半径R 与x 轴所夹的角,试求圆柱轴线上一点的场强.2. (本题5分)厚度为d 的“无限大”均匀带电导体板两表面单位面积上电荷之和为 .试求图示离左板面距离为a 的一点与离右板面距离为b 的一点之间的电势差.3. (本题10分)一电容器由两个很长的同轴薄圆筒组成,内、外圆筒半径分别为R 1 = 2 cm ,R 2 = 5 cm ,其间充满相对介电常量为r 的各向同性、均匀电介质.电容器接在电压U = 32 V 的电源上,(如图所示),试求距离轴线R = 3.5 cm 处的A 点的电场强度和A 点与外筒间的电势差.4. (本题5分)一无限长载有电流I 的直导线在一处折成直角,P 点位于导线所在平面内,距一条折线的延长线和另一条导线的距离都为a ,如图.求P 点的磁感强度B ϖ.OR z y x φ1σd a AR 1R 2Rεr Ua aPI5. (本题10分)无限长直导线,通以常定电流I .有一与之共面的直角三角形线圈ABC .已知AC 边长为b ,且与长直导线平行,BC 边长为a .若线圈以垂直于导线方向的速度v ϖ向右平移,当B 点与长直导线的距离为d 时,求线圈ABC 内的感应电动势的大小和感应电动势的方向.基础物理学I 模拟试题参考答案一、选择题(每题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、填空题(每题3分,共30分)1.0 3分 2. 电场强度和电势 1分 3. q / (40R ) 3分0/q F E ϖϖ=, 1分l E q W U aa ϖϖ⎰⋅==00d /(U 0=0) 1分4. C Fd /2 2分5. < 3分6. 12.4 T 3分 FdC 2 1分7.π200qωμ 3分 参考解:由安培环路定理 ⎰⋅⎰⋅+∞∞-=l B l B ϖϖϖϖd d I 0μ=而 π=20ωq I , 故 ⎰⋅+∞∞-l B ϖϖd =π200q ωμ8. 3.08×10-13J 3分参考解∶ r m B q 2v v = ==m qBrv ×107 m/s质子动能 ==221v m E K ×10-13J9. 1∶16 3分参考解:02/21μB w =nI B 0μ=Iv ϖ AB Cab c d)4(222102220021d l I n V B W π==μμμ)4/(21222202d l I n W π=μ16:1::222121==d d W W10. 3 A 3分三、计算题(共40分)1. (本题10分)解:将柱面分成许多与轴线平行的细长条,每条可视为“无限长”均匀带电直线,其电荷线密度为= 0cos R d , 它在O 点产生的场强为: φφεσελd s co 22d 000π=π=RE 3分 它沿x 、y 轴上的二个分量为:d E x =-d E cos =φφεσd s co 2200π- 1分d E y =-d E sin =φφφεσd s co sin 20π 1分 积分: ⎰ππ-=2020d s co 2φφεσx E =002εσ 2分 0)d(sin sin 2200=π-=⎰πφφεσy E 2分 ∴ i i E E x ϖϖϖ002εσ-== 1分2. (本题5分)解:选坐标如图.由高斯定理,平板内、外的场强分布为:E = 0 (板内) )2/(0εσ±=x E (板外) 2分1、2两点间电势差 ⎰=-2121d x E U U xx x d b d d d a d 2d 22/2/02/)2/(0⎰⎰+-+-+-=εσεσ )(20a b -=εσ 3分3. (本题10分)解:设内外圆筒沿轴向单位长度上分别带有电荷+和, 根据高斯定理可求得两OxRyφd φd E x d E yd E1σd abxO圆筒间任一点的电场强度为 rE r εελ02π=2分则两圆筒的电势差为 1200ln 22d d 2121R R r r r E U r R R r R R εελεελπ=π==⎰⎰⋅ϖϖ解得 120ln 2R R Ur εελπ=3分 于是可求得A点的电场强度为 A E )/ln(12R R R U== 998 V/m 方向沿径向向外 2分A 点与外筒间的电势差: ⎰⎰=='22d )/ln(d 12RR R Rr rR R U r E U RR R R U212ln )/ln(== V 3分4. (本题5分)解:两折线在P 点产生的磁感强度分别为:)221(401+π=a IB μ 方向为 1分)221(402-π=a I B μ 方向为⊙ 2分 )4/(2021a I B B B π=-=μ 方向为 各1分5. (本题10分)解:建立坐标系,长直导线为y 轴,BC 边为x 轴,原点在长直导线上,则斜边的方程为 a br a bx y /)/(-= 式中r 是t 时刻B 点与长直导线的距离.三角形中磁通量⎰⎰++-π=π=Φr a rra r x ax br ab I x x yId )(2d 200μμ)ln (20r r a a br b I +-π=μ 6分 t rr a a r r a a Ib t d d )(ln 2d d 0+-+π=Φ-=μE 3分 当r =d 时, v )(ln20da ad d a a Ib +-+π=μE 方向:ACBA (即顺时针) 1分。

大学电磁学试题及答案

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大学电磁学试题及答案一、选择题1. 下列哪个不是电磁场的性质?A. 磁场比电场强B. 磁场可以存储能量C. 磁场的形状与电流的形状无关D. 磁场可以做功2. 下列哪个不是电场的性质?A. 电场是矢量场B. 电场可以存储能量C. 电场的形状与电荷的分布有关D. 电场可以做功3. 以下哪个定理描述了电场的闭合性?A. 麦克斯韦方程组B. 电场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 电场能量密度定理4. 以下哪个定理描述了磁场的无源性?A. 麦克斯韦方程组B. 磁场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 磁场能量密度定理5. 在匀强电场中沿着电场方向移动电荷,电荷所受的力是:A. 垂直于电场方向的力B. 与电场方向相反的力C. 与电场方向相同的力D. 没有受力6. 以下哪个定理描述了磁场的涡旋性?A. 麦克斯韦方程组B. 磁场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 磁场能量密度定理7. 当通过匀强磁场的导线以垂直于磁场方向的速度运动时,导线中将感应出电动势。

这个现象被称为:A. 法拉第现象B. 洛伦兹力C. 磁通量D. 磁感应强度8. 以下哪个定理描述了电磁感应现象?A. 麦克斯韦方程组B. 磁场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 法拉第定律9. 高频交流电的传输会存在什么现象?A. 电流大于电压B. 电流和电压同相C. 电流小于电压D. 电流和电压反相10. 在电磁波中,电场和磁场之间的关系是:A. 电场和磁场互相作用B. 电场和磁场无关联C. 电场和磁场相互垂直D. 电场和磁场相互平行二、解答题1. 描述安培环路定理的表达式以及其含义。

安培环路定理的表达式是:$\oint \mathbf{B}\cdot d\mathbf{l} =\mu_0I_{\text{enc}}$。

该定理表示通过某一闭合回路的磁感应强度的环路积分等于该回路所围绕的电流的总和与真空中的磁导率的乘积。

即磁场的闭合性质。

2. 描述麦克斯韦方程组中法拉第电磁感应定律的表达式以及其含义。

大学物理电磁学练习题及答案

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大学物理电磁学练习题及答案题目一:1. 电场和电势a) 一个均匀带电圆环上各点的电势如何?答:电场和电势是描述电荷之间相互作用的物理量。

对于一个均匀带电圆环上的各点,其电势是相同的,因为圆环上的每个点与圆心的距离相等且圆环上的电荷密度是均匀分布的。

所以,圆环上任意一点的电势与其它点是等势的。

b) 电势能和电势的关系是什么?答:电势能是电荷在电场中由于位置而具有的能量,而电势则是描述电荷因所处位置而具有的势能单位的物理量。

电势能和电势之间的关系可以用公式:电势能 = 电荷 ×电势来表示。

题目二:2. 高斯定律a) 高斯定律适用于哪些情况?答:高斯定律适用于具有球对称性、圆柱对称性和平面对称性的问题,其中球对称性是最常见和最简单的情况。

b) 高斯定律的数学表达式是什么?答:高斯定律的数学表达式是∮E·dA = ε₀q/ε,其中∮E·dA表示电场E通过闭合曲面积分得到的通量,ε₀是真空介电常数,q表示闭合曲面内的电荷总量,ε表示物质的介电常数。

题目三:3. 电动力学a) 什么是电感?答:电感是指电流在变化时产生的电磁感应现象所引起的抗拒电流的能力。

电感的单位是亨利(H)。

b) 电感的大小与什么因素有关?答:电感的大小与线圈的匝数、线圈的形状以及线圈中的铁芯材料的性质有关。

线圈匝数越多,电感越大;线圈形状越复杂,电感越大;线圈中的铁芯材料磁导率越大,电感越大。

题目四:4. 交流电路a) 直流电和交流电有什么区别?答:直流电是指电流方向始终保持不变的电流,而交流电是指电流方向以一定频率周期性地变化的电流。

直流电是恒定电流,交流电是变化电流。

b) 交流电流的形式有哪些?答:交流电流的形式可以是正弦波、方波、锯齿波等。

其中,正弦波是最常见和最基本的交流电流形式,用于描述交流电路中电压和电流的变化规律。

以上是关于大学物理电磁学练习题及答案的一些内容。

希望这些问题和答案能够帮助你更好地理解和学习物理电磁学的知识。

大学物理复习题(电磁学)(DOC)

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【课后习题】 第12章 一、填空题1、两个大小完全相同的带电金属小球,电量分别为2q 和-1q ,已知它们相距为r 时作用力为F ,则将它们放在相距3r 位置同时其电量均减半,相互作用力大小为____1/36________F 。

2、电场强度可以叙述为电场中某一点上单位正电荷所受的_____电场力___________;电场中某一点的电势可以叙述为:单位正电荷在该点所具有的__电势能_________。

3、真空环境中正电荷q 均匀地分布在半径为R 的细圆环上,在环环心O 处电场强度为____0________,环心的电势为__R q o πε4/_________。

4、高斯定理表明磁场是 无源 场,而静电场是有源场。

任意高斯面上的静电场强度通量积分结果仅仅取决于该高斯面内全部电荷的代数和。

现有图1-1所示的三个闭合曲面S 1、S 2、S 3,通过这些高斯面的电场强度通量计算结果分别为:⎰⎰⋅=Φ11S SE d ,⎰⎰⋅=Φ22S S E d ,⎰⎰⋅=Φ33S SE d ,则Φ1=___o q ε/_______;Φ2+Φ3=___o q ε/-_______。

5、静电场的场线只能相交于___电荷或无穷远________。

6、两个平行的无限大均匀带电平面,其电荷面密度分别如图所示,则A 、B 、C 三个区域的电场强度大小分别为:E A =_o εσ/4________;E B =_o εσ/________;E C =__o εσ/4_______。

7、由一根绝缘细线围成的边长为l 的正方形线框,使它均匀带电,其电荷线密度为λ,则在正方形中心处的电场强度的大小E =____0____________.8、初速度为零的正电荷在电场力的作用下,总是从__高____电势处向_低____电势处运动。

9、静电场中场强环流为零,这表明静电力是__保守力_________。

10、如图所示,在电荷为q 的点电荷的静电场中,将一电荷为q 0的试验电荷从a 点经任意路径移动到b 点,外力所作的功 W =___⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-12114r r Qq πε___________.11、真空中有一半径为R 的均匀带电半园环,带电量为Q ,设无穷远处为电势零点,则圆心O 处的电势为___R Q 04πε_________;若将一带电量为q 的点电荷从无穷远处移到O 点,电场力所作的功为__RqQ04πε__________。

(完整版)大学物理电磁学考试试题及答案),推荐文档

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L1
H 的环流与沿 环路 L2 的磁 场强 度 H 的环流两者,必有:
(A) H d l H d l .
L2
L1 L2
(B) H d l H d l .
我去人(C也) L就1 H 有dl人 L2!H d为l .UR扼腕入站内信不存在向你偶同意调剖沙
L1
L2
-1-
(D)
R1 2 0 r r 2 0 r R1
解得
2 0 rU
3分
建议收藏下载本ln 文RR12 ,以便随时学习!
于是可求得A点的电场强度为
EA
U R ln(R2
/
R1 )
= 998 V/m
方向沿径向向外
2分
A 点与外筒间的电势差:
R2
U Edr
U
R2 d r
R
ln(R2 / R1 ) R r
U
ln R2 = 12.5 V
r
m
质子动能
EK
1 mv 2 2
3.08×10-13 J
9. 1∶16 3 分
参考解:
w
1 2
B2
/
0
B 0nI
我去人也就有人!为WU1R扼B22V腕0 入022n站20I 2l内(d4信12 ) 不存在向你偶同意调剖沙
-4-
W2
1 2
0
n
2
I
2l(d
2 2
/ 4)
W1
: W2
d12
:
d
2 2
I
I
电流 I.线圈 1 的电流所产生的通过线圈 2 的磁通用21 表
示,线圈 2 的电流所产生的通过线圈 1 的磁通用12 表示, S 1 2 S 2

大学物理(电磁学部分)试题库及答案解析

大学物理(电磁学部分)试题库及答案解析

大学物理(电磁学部分)试题库及答案解析一、 选择题1.库仑定律的适用范围是()A 真空中两个带电球体间的相互作用; ()B 真空中任意带电体间的相互作用; ()C 真空中两个正点电荷间的相互作用; ()D 真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离。

〔 D 〕2.在等量同种点电荷连线的中垂线上有A 、B 两点,如图所示,下列结论正确的是()A A B E E ,方向相同;()B A E 不可能等于B E ,但方向相同;()C A E 和B E 大小可能相等,方向相同;()D A E 和B E 大小可能相等,方向不相同。

〔 C 〕4.下列哪一种说法正确()A 电荷在电场中某点受到的电场力很大,该点的电场强度一定很大;()B 在某一点电荷附近的任一点,若没放试验电荷,则这点的电场强度为零;()C 若把质量为m 的点电荷q 放在一电场中,由静止状态释放,电荷一定沿电场线运动;()D 电场线上任意一点的切线方向,代表点电荷q 在该点获得加速度的方向。

〔 D 〕5.带电粒子在电场中运动时()A 速度总沿着电场线的切线,加速度不一定沿电场线切线;()B 加速度总沿着电场线的切线,速度不一定沿电场线切线;()C 速度和加速度都沿着电场线的切线;()D 速度和加速度都不一定沿着电场线的切线。

〔 B 〕7.在真空中的静电场中,作一封闭的曲面,则下列结论中正确的是A.通过封闭曲面的电通量仅是面内电荷提供的B.封闭曲面上各点的场强是面内电荷激发的C.由高斯定理求得的场强仅由面内电荷所激发的D.由高斯定理求得的场强是空间所有电荷共同激发的〔 D 〕9、下面说法正确的是(A)等势面上各点场强的大小一定相等;(B)在电势高处,电势能也一定高;(C)场强大处,电势一定高;(D)场强的方向总是从电势高处指向低处〔 D 〕10、已知一高斯面所包围的体积内电量代数和为零,则可肯定:(A )高斯面上各点场强均为零。

(B )穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。

大学物理电磁学考试试题及答案.doc

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大学电磁学习题1一.选择题(每题3 分)1.如图所示,半径为 R 的均匀带电球面,总电荷为 Q ,设无穷远处的电势为零,则球内距离球心为r 的 P 点处的电场强度的大小和电势为:(A) E=0, UQ4.0 R (B) E=0, UQ4.r(C)EQ , UQ 4 0r 2 4 .r(D)EQ, UQ4 0r 2 4R.[ ]2.一个静止的氢离子 (H +)在电场中被加速而获得的速率为一静止的氧离子 (O +2)在同一电场中且通过相同的路径被加速所获速率的:(A) 2 倍. (B) 2 2 倍.(C) 4 倍.(D) 42 倍.[ ]3.在磁感强度为 B 的均匀磁场中作一半径为 r 的半球面 S , S 边线所在平面的法线方向单位矢量 n 与 B 的夹角为 ,则通过半球面 S 的磁通量 (取弯面向外为正 )为(A)r 2B .. (B)2r 2 B .(C) - r 2Bsin .(D) - r 2Bcos .[ ]4.一个通有电流 I 的导体,厚度为 D ,横截面积为 S ,放置在磁感强度为 B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导体的侧表面,如图所示.现测得导体上下两面电势差为 V ,则此导体的霍尔系数等于VDS (A)IBVS (C). (B).(D)IBVDS IVS..IBDBD(E)VD . []IB5.两根无限长载流直导线相互正交放置,如图所示. I 1 沿 y 轴的正方向, I 2 沿 z 轴负方向.若载流I 1 的导线不能动,载流 I 2 的导线可以自由运动,则载流I 2 的导线开始运动的趋势是(A) 绕 x 轴转动. (B) 沿 x 方向平动.(C)绕 y 轴转动.(D)无法判断.[]6.无限长直导线在P 处弯成半径为 R 的圆,当通以电流 I 时,则在圆心 O 点的磁感强度大小等于(A)I(B)I..2 RR(C)0.(D)I1(1) .2R(E)I1[](1).4R7.如图所示的一细螺绕环,它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成,每厘米绕 10 匝.当导线中的电流 I 为2.0 A 时,测得铁环内的磁感应强度的大小 B 为 1.0 T ,则可求得铁环的相对磁导率r 为 (真空磁导率 0 =4 × 10-7T · m ·A - 1 )(A) 7.96× 102 (B) 3.98× 10 2(C) 1.99 × 102 (D) 63.3 []8.一根长度为 L 的铜棒,在均匀磁场 B 中以匀角速度绕通过其一端的定轴旋转着, B 的方向垂直铜棒转动的平面,如图所示.设t =0 时,铜棒与 Ob 成角 (b 为铜棒转动的平面上的一个固定点),则在任一时刻t 这根铜棒两端之间的感应电动势的大小为:(A) L2 B cos( t ) .(B) 1 L2 B cos t.L2 B cos( t 2L2B .(C) 2 ) .(D)(E) 1 L2B .[]29.面积为 S 和 2 S 的两圆线圈1、 2 如图放置,通有相同的电流I.线圈 1 的电流所产生的通过线圈2 的磁通用 21 表示,线圈 2 的电流所产生的通过线圈 1 的磁通用12表示,则21 和 12 的大小关系为:(A) 21 =2 12 .(B) 21 >12 .(C) 21 =12.1[](D) 21 = 12 .210. 如图,平板电容器 (忽略边缘效应 )充电时,沿环路 L1的磁场强度H 的环流与沿环路L2的磁场强度 H 的环流两者,必有:(A) H d l H d l .L1 L2(B) H d l H d l .L1 L2(C) H d l H d l .L1 L2(D) H d l 0 . []L1二.填空题(每题 3 分)1.由一根绝缘细线围成的边长为l 的正方形线框,使它均匀带电,其电荷线密度为,则在正方形中心处的电场强度的大小E= _____________ .2.描述静电场性质的两个基本物理量是___________ ___;它们的定义式是 ____________ ____和 __________________________________________ .3.一个半径为 R 的薄金属球壳,带有电荷q,壳内充满相对介电常量为r 的各向同性均匀电介质,壳外为真空.设无穷远处为电势零点,则球壳的电势U = ________________________________ .4.一空气平行板电容器,电容为C,两极板间距离为d.充电后,两极板间相互作用力为 F .则两极板间的电势差为______________ ,极板上的电荷为______________ .5.真空中均匀带电的球面和球体,如果两者的半径和总电荷都相等,则带电球面的电场能量W1与带电球体的电场能量W2相比, W1________ W2 (填 <、=、>).6.若把氢原子的基态电子轨道看作是圆轨道,已知电子轨道半径r =0.53 10×-10 m,绕核运动速度大小 v =2.18 × 108 m/s, 则氢原子基态电子在原子核处产生的磁感强度 B 的大小为____________ . (e =1.6 × 10 -19 C,0 =4×10 -7 T ·m/A)7.如图所示.电荷 q (>0) 均匀地分布在一个半径为R 的薄球壳外表面上,若球壳以恒角速度0 绕z轴转动,则沿着 z 轴从-∞到+∞磁感强度的线积分等于____________________ .8.带电粒子穿过过饱和蒸汽时,在它走过的路径上,过饱和蒸汽便凝结成小液滴,从而显示出粒子的运动轨迹.这就是云室的原理.今在云室中有磁感强度大小为 B = 1 T 的均匀磁场,观测到一个质子的径迹是半径r = 20 cm 的圆弧.已知质子的电荷为q = 1.6 × 10-19 C,静止质量 m = 1.67 × 10-27 kg,则该质子的动能为 _____________ .9.真空中两只长直螺线管 1 和 2,长度相等,单层密绕匝数相同,直径之比d1 / d2 =1/4 .当它们通以相同电流时,两螺线管贮存的磁能之比为 W 1 / W 2 =___________ . -10. 平行板电容器的电容C 为 20.0 F ,两板上的电压变化率为1,则该平 dU/dt =1.50 × 105 V ·s 行板电容器中的位移电流为 ____________ .三.计算题(共计 40 分)1. (本题 10 分)一“无限长”圆柱面,其电荷面密度为:= 0cos ,式中为半径R 与 x 轴所夹的角,试求圆柱轴线上一点的场强.2. (本题 5 分)厚度为 d 的“无限大”均匀带电导体板两表面单位面积上电荷之和为 .试求图示离左板面距离为 a 的一点与离右板面距离为 b 的一点之间的电势差.3. (本题 10 分)一电容器由两个很长的同轴薄圆筒组成,内、外圆筒半径分别为R = 2 cm , R = 5 cm ,其12间充满相对介电常量为r的各向同性、均匀电介质.电容器接在电压U =32V的电源上, (如图所示 ),试求距离轴线 R = 3.5 cm 处的 A 点的电场强度和 A 点与外筒间的电势差.4. (本题 5 分)一无限长载有电流 I 的直导线在一处折成直角, P 点位于导线所在平面内,距一条折线的延长线和另一条导线的距离都为a ,如图.求 P 点的磁感强度B .5. (本题 10 分)无限长直导线, 通以常定电流 I .有一与之共面的直角三角形线圈 ABC .已知 AC 边长为 b ,且与长直导线平行,BC 边长为 a .若线圈以垂直于导线方向的速度 v 向右平移,当 B 点与长直导线的距离为 d 时,求线圈 ABC 内的感应电动势的大小和感应电动势的方向.基础物理学 I 模拟试题参考答案一、选择题 (每题 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、填空题 (每题 3 分,共 30 分)1. 03 分2. 电场强度和电势 1 分3. q / (4 0R)3 分EF / q 0 ,1 分0 U aW / q 0E dl(U 0=0) 1 分a4.2Fd / C 2 分 5. <3 分6. 12.4 T3 分2FdC1 分 7.q3 分2参考解:由安培环路定理B dlB d lI而Iq 0 ,故B d l 0 0q2=28.3.08 × 10 -13J3 分参考解∶qv Bm v 2vqBr 1.92× 107 m/srm质子动能E K 1 mv 23.08× 10 -13 J29.1∶ 16 3 分参考解:w1B 2/ 0210. 3 A 3 分三、计算题(共 40 分)1. (本题 10 分) 解:将柱面分成许多与轴线平行的细长条,每条可视为“无限长”均匀带电直线,其电荷线密度为= 0 cos Rd ,它在 O 点产生的场强为:d E0 R2co s d3 分2它沿 x 、y 轴上的二个分量为:dE x =-dEcos =cos 2 d1 分2ysin co s d1 分 dE =-dEsin = 2积分:E x20 co s 2d =2 分22 0E y2 0sin d(sin ) 02 分2∴E E x ii1 分2 02. (本题 5 分)解:选坐标如图.由高斯定理,平板内、外的场强分布为:E x/(2 0)(板外 )2 分21、 2 两点间电势差U 1 U 2E x d x12 (b a)3 分3. (本题 10 分)解:设内外圆筒沿轴向单位长度上分别带有电荷 +和 , 根据高斯定理可求得两圆筒间任一点的电场强度为E20 rr2 分R 2R 2d rR 2 则两圆筒的电势差为UE d rlnR 12 0 rr2R 1R 10 r解得2rU3 分lnR2R 1于是可求得A点的电场强度为E AUR ln( R 2 / R 1 )= 998 V/m方向沿径向向外 2 分A 点与外筒间的电势差:UR 2U R2d rE d rln( R 2 / R 1 ) R rRUR 2= 12.5 V3 分lnln( R 2 / R 1 ) R4. (本题 5 分)解:两折线在P 点产生的磁感强度分别为:B 10I(1 2 ) 方向为1 分4 a2B 20I (1 2 ) 方向为⊙2 分4 a2B B 1 B 22 0I /(4 a) 方向为各 1 分5. (本题 10 分)解:建立坐标系,长直导线为y 轴, BC 边为 x 轴,原点在长直导线上,则斜边的方程为 y (bx / a) br / a式中 r 是 t 时刻 B 点与长直导线的距离.三角形中磁通量Ia ry0 Ia rb brIbr a r 6 分d x2 r() d x (bln)2rxaax2 ard 0 Iba r ad r3 分d t2 (lnra)d ta r 当 r =d 时,Ib(lnad a )v2 ada d方向: ACBA (即顺时针 )1 分。

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一、选择题:(每题3分)1、均匀磁场的磁感强度B 垂直于半径为r 的圆面.今以该圆周为边线,作一半球面S ,则通过S 面的磁通量的大小为(A) 2πr 2B . (B) πr 2B .(C) 0. (D) 无法确定的量. [ B ]2、在磁感强度为B 的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ,S 边线所在平面的法线方向单位矢量n 与B 的夹角为α ,则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为(A) πr 2B . (B) 2 πr 2B .(C) -πr 2B sin α. (D) -πr 2B cos α. [ D ]3、有一个圆形回路1及一个正方形回路2,圆直径和正方形的边长相等,二者中通有大小相等的电流,它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为(A) . (B) .(C) . (D) . [ C ]4、如图所示,电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路,汇合于b 点.若ca 、bd 都沿环的径向,则在环形分路的环心处的磁感强度(A) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内.(B) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外. (C) 方向在环形分路所在平面,且指向b . (D) 方向在环形分路所在平面内,且指向a .(E) 为零. [ E ]5、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状,则P ,Q ,O 各点磁感强度的大小B P ,B Q ,B O 间的关系为: (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O .(C) B Q > B O > B P . (D) B O > B Q > B P .[ D ]6、边长为l 的正方形线圈,分别用图示两种方式通以电流I (其中ab 、cd 与正方形共面),在这两种情况下,线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为(A) 01=B ,02=B . (B) 01=B ,l I B π=0222μ. (C) lI B π=0122μ,02=B . (D) l I B π=0122μ,lI B π=0222μ. [ C ]7、在真空中有一根半径为R 的半圆形细导线,流过的电流为I ,则圆心处的磁感强度为(A) R 140πμ. (B) R120πμ. (C) 0. (D) R140μ. [ D ] 8、一个电流元l I d 位于直角坐标系原点 ,电流沿z 轴方向 ,点P (x ,y ,z )的磁感强度沿x 轴的分量是:(A) 0.(B) 2/32220)/(d )4/(z y x l Iy ++π-μ.(C) 2/32220)/(d )4/(z y x l Ix ++π-μ.(D) )/(d )4/(2220z y x l Iy ++π-μ. [ B ]a9、电流I 由长直导线1沿垂直bc 边方向经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,再由b 点沿垂直ac 边方向流出,经长直导线2返回电源(如图).若载流直导线1、2和三角形框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 和3B 表示,则O 点的磁感强度大小 (A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ,B 3 = 0. (C) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . (D) B ≠ 0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. [ A ]10、电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 与圆心O三点在同一直线上.设直电流1、2及圆环电流分别在O 点产生的磁感强度为1B 、2B 及3B ,则O 点的磁感强度的大小(B) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为021=+B B ,B 3 = 0.(C) B ≠ 0,因为虽然B 1 = B 3 = 0,但B 2≠ 0.(D) B ≠ 0,因为虽然B 1 = B 2 = 0,但B 3≠ 0.(E) B ≠ 0,因为虽然B 2 = B 3 = 0,但B 1≠ 0. [ C ]11、电流I 由长直导线1沿垂直bc 边方向经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,再由b 点流出,经长直导线2沿cb 延长线方向返回电源(如图).若载流直导线1、2和三角形框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 和3B 表示,则O 点的磁感强度大小(C) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ,B 3 = 0. (C) B ≠ 0,因为虽然B 3 = 0、B 1= 0,但B 2≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然021≠+B B ,但3B ≠ 0. [ C ]12、电流由长直导线1沿平行bc 边方向经过a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,由b 点流出,经长直导线2沿cb 延长线方向返回电源(如图).已知直导线上的电流为I ,三角框的每一边长为l .若载流导线1、2和三角框中的电流在三角框中心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 和3B 表示,则O 点的磁感强度大小(A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为021=+B B ,B 3= 0. (C) B ≠0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. (D) B ≠0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . [ D ]13、电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀的圆环,再由b 点沿半径方向流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上电流为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 与圆心O 三点在一直线上.若载流直导线1、2和圆环中的电流在O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 和3B 表示,则O 点磁感强度的大小为(D) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ,B 3 = 0. (C) B ≠ 0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然B 3 = 0,但021≠+B B . [ A ]14、电流由长直导线1沿切向经a 点流入一个电阻均匀的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 和圆心O 在同一直线上.设长直载流导线1、2和圆环中的电流分别在O 点产生的磁感强度为1B 、2B 、3B ,则圆心处磁感强度的大小(E) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ,B 3 = 0.(C) B ≠ 0,因为B 1≠ 0、B 2≠ 0,B 3≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然B 3 = 0,但021≠+B B . [ B ]15、电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的圆环,再由b 点沿半径方向从圆环流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,∠aOb =30°.若长直导线1、2和圆环中的电流在圆心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 、3B 表示,则圆心O 点的磁感强度大小 (F) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ,B 3 = 0. (C) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . (D) B ≠ 0,因为B 3≠ 0,021≠+B B ,所以0321≠++B B B . [ A ]16、如图所示,电流由长直导线1沿ab 边方向经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正方形框,由c 点沿dc 方向流出,经长直导线2返回电源.设载流导线1、2和正方形框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 、3B 表示,则O 点的磁感强度大小(A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B .B 3 = 0 (C) B ≠ 0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . [ B ]17、 如图所示,电流I 由长直导线1经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正方形线框,由b 点流出,经长直导线2返回电源(导线1、2的延长线均通过O 点).设载流导线1、2和正方形线框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用 1B 、2B 、3B 表示,则O 点的磁感强度大小 (A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0、B 3≠ 0,但0321=++B B B . (C) B ≠ 0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . [ A ]18、在一平面内,有两条垂直交叉但相互绝缘的导线,流过每条导线的电流i 的大小相等,其方向如图所示.问哪些区域中有某些点的磁感强度B 可能为零? (A) 仅在象限Ⅰ. (B) 仅在象限Ⅱ. (C) 仅在象限Ⅰ,Ⅲ. (D) 仅在象限Ⅰ,Ⅳ.(E) 仅在象限Ⅱ,Ⅳ. [ E ]19、如图,边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电荷均为q 的点电荷.此正方形以角速度ω 绕AC 轴旋转时,在中心O 点产生的磁感强度大小为B 1;此正方形同样以角速度ω 绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时,在O 点产生的磁感强度的大小为B 2,则B 1与B 2间的关系为(A) B 1 = B 2. (B) B 1 = 2B 2.(C) B 1 = 21B 2. (D) B 1 = B 2 /4. [ C ]20、边长为L 的一个导体方框上通有电流I ,则此框中心的磁感强度(A) 与L 无关. (B) 正比于L 2.12C q(C) 与L 成正比. (D) 与L 成反比. (E) 与I 2有关. [ D ]21、如图,流出纸面的电流为2I ,流进纸面的电流为I ,则下述各式中哪一个是正确的? (A) I l H L 2d 1=⎰⋅ . (B) I l H L =⎰⋅2d(C) I l H L -=⎰⋅3d . (D) I l H L -=⎰⋅4d .[ D ]22、如图,在一圆形电流I 所在的平面内,选取一个同心圆形闭合回路L ,则由安培环路定理可知 (A) 0d =⎰⋅L l B ,且环路上任意一点B = 0. (B) 0d =⎰⋅L l B ,且环路上任意一点B ≠0.(C) 0d ≠⎰⋅Ll B ,且环路上任意一点B ≠0.(D) 0d ≠⎰⋅L l B ,且环路上任意一点B =常量. [ B ]23、如图,两根直导线ab 和cd 沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上,稳恒电流I 从a 端流入而从d 端流出,则磁感强度B 沿图中闭合路径L 的积分⎰⋅L l B d 等于(A) I 0μ. (B) I 031μ. (C) 4/0I μ. (D) 3/20I μ. [ D ]24、若空间存在两根无限长直载流导线,空间的磁场分布就不具有简单的对称性,则该磁场分布(A) 不能用安培环路定理来计算.(B) 可以直接用安培环路定理求出.(C) 只能用毕奥-萨伐尔定律求出.(D) 可以用安培环路定理和磁感强度的叠加原理求出. [ D ]25、取一闭合积分回路L ,使三根载流导线穿过它所围成的面.现改变三根 L 2 L 1 L 3 L 4 2I I L O II Ia b c d 120°导线之间的相互间隔,但不越出积分回路,则 (A) 回路L 内的∑I 不变,L 上各点的B 不变. (B) 回路L 内的∑I 不变,L 上各点的B 改变. (C) 回路L 内的∑I 改变,L 上各点的B 不变. (D) 回路L 内的∑I 改变,L 上各点的B 改变. [ B ]26、距一根载有电流为3×104 A 的电线1 m 处的磁感强度的大小为(A) 3×10-5 T . (B) 6×10-3 T .(C) ×10-2T . (D) T .(已知真空的磁导率μ0 =4π×10-7 T ·m/A) [ B ]27、在图(a)和(b)中各有一半径相同的圆形回路L 1、L 2,圆周内有电流I 1、I 2,其分布相同,且均在真空中,但在(b)图中L 2回路外有电流I 3,P 1、P 2为两圆形回路上的对应点,则: (A) =⎰⋅1d L l B ⎰⋅2d L l B , 21P P B B =(B)≠⎰⋅1d L l B ⎰⋅2d L l B , 21P P B B =. (C) =⎰⋅1d L l B ⎰⋅2d L l B , 21P P B B ≠. (D) ≠⎰⋅1d L l B ⎰⋅2d L l B , 21P P B B ≠. [ C ]28、如图,一个电荷为+q 、质量为m 的质点,以速度v 沿x 轴射入磁感强度为B 的均匀磁场中,磁场方向垂直纸面向里,其范围从x = 0延伸到无限远,如果质点在x = 0和y = 0处进入磁场,则它将以速度v -从磁场中某一点出来,这点坐标是x = 0 和 (A) qB m y v +=. (B) qBm y v 2+=. (C) qB m y v 2-=. (D) qBm y v -=. [ B ]29、一运动电荷q ,质量为m ,进入均匀磁场中,(A) 其动能改变,动量不变. (B) 其动能和动量都改变.(C) 其动能不变,动量改变. (D) 其动能、动量都不变. [ C ]L 1 2I 3 (a) (b) ⊙30、A 、B 两个电子都垂直于磁场方向射入一均匀磁场而作圆周运动.A 电子的速率是B 电子速率的两倍.设R A ,R B 分别为A 电子与B 电子的轨道半径;T A ,T B 分别为它们各自的周期.则(A) R A ∶R B =2,T A ∶T B =2. (B) R A ∶R B 21=,T A ∶T B =1. (C) R A ∶R B =1,T A ∶T B 21=. (D) R A ∶R B =2,T A ∶T B =1. [ D ]31、一铜条置于均匀磁场中,铜条中电子流的方向如图所示.试问下述哪一种情况将会发生?(A) 在铜条上a 、b 两点产生一小电势差,且U a > U b . (B) 在铜条上a 、b 两点产生一小电势差,且U a < U b . (C) 在铜条上产生涡流. (D) 电子受到洛伦兹力而减速. [ A ]32、一电荷为q 的粒子在均匀磁场中运动,下列哪种说法是正确的?(A) 只要速度大小相同,粒子所受的洛伦兹力就相同.(B) 在速度不变的前提下,若电荷q 变为-q ,则粒子受力反向,数值不变.(C) 粒子进入磁场后,其动能和动量都不变.(D) 洛伦兹力与速度方向垂直,所以带电粒子运动的轨迹必定是圆.[ B ]33、一电子以速度v 垂直地进入磁感强度为B 的均匀磁场中,此电子在磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量将 (A) 正比于B ,反比于v 2. (B) 反比于B ,正比于v 2. (C) 正比于B ,反比于v . (D) 反比于B ,反比于v .[ B ]34、图为四个带电粒子在O 点沿相同方向垂直于磁感线射入均匀磁场后的偏转轨迹的照片.磁场方向垂直纸面向外,轨迹所对应的四个粒子的质量相等,电荷大小也相等,则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是(A) Oa . (B) Ob .(C) Oc . (D) Od . [ C ] O×× ×35、如图所示,在磁感强度为B 的均匀磁场中,有一圆形载流导线,a 、b 、c 是其上三个长度相等的电流元,则它们所受安培力大小的关系为(A) F a > F b > F c . (B) F a < F b < F c .(C) F b > F c > F a . (D) F a > F c > F b . [ C ]36、如图,长载流导线ab 和cd 相互垂直,它们相距l ,ab 固定不动,cd 能绕中点O 转动,并能靠近或离开ab .当电流方向如图所示时,导线cd 将 (A) 顺时针转动同时离开ab .(B) 顺时针转动同时靠近ab .(C) 逆时针转动同时离开ab .(D) 逆时针转动同时靠近ab . [ D ]37、两个同心圆线圈,大圆半径为R ,通有电流I 1;小圆半径为r ,通有电流I 2,方向如图.若r << R (大线圈在小线圈处产生的磁场近似为均匀磁场),当它们处在同一平面内时小线圈所受磁力矩的大小为 (A) R r I I 22210πμ. (B) Rr I I 22210μ. (C) rR I I 22210πμ. (D) 0. [ D ]38、两根平行的金属线载有沿同一方向流动的电流.这两根导线将:(A) 互相吸引. (B) 互相排斥.(C) 先排斥后吸引. (D) 先吸引后排斥. [ A ]39、有一N 匝细导线绕成的平面正三角形线圈,边长为a ,通有电流I ,置于均匀外磁场B 中,当线圈平面的法向与外磁场同向时,该线圈所受的磁力矩M m 值为(A) 2/32IB Na . (B) 4/32IB Na .(C) ︒60sin 32IB Na . (D)0. [ B ]O r R I 1 I 240、有一矩形线圈AOCD ,通以如图示方向的电流I ,将它置于均匀磁场B 中,B 的方向与x 轴正方向一致,线圈平面与x 轴之间的夹角为α,α < 90°.若AO 边在y 轴上,且线圈可绕y 轴自由转动,则线圈将 (A) 转动使α 角减小. (B) 转动使α角增大. (C) 不会发生转动.(D) 如何转动尚不能判定. [ D ]41、若一平面载流线圈在磁场中既不受力,也不受力矩作用,这说明:(A) 该磁场一定均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行.(B) 该磁场一定不均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行.(C) 该磁场一定均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直.(D) 该磁场一定不均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直.[ A ]42、图示一测定水平方向匀强磁场的磁感强度B (方向见图)的实验装置.位于竖直面内且横边水平的矩形线框是一个多匝的线圈.线框挂在天平的右盘下,框的下端横边位于待测磁场中.线框没有通电时,将天平调节平衡;通电后,由于磁场对线框的作用力而破坏了天平的平衡,须在天平左盘中加砝码m 才能使天平重新平衡.若待测磁场的磁感强度增为原来的3倍,而通过线圈的电流减为原来的21,磁场和电流方向保持不变,则要使天平重新平衡,其左盘中加的砝码质量应为(A) 6m . (B) 3m /2.(C) 2m /3. (D) m /6.(E) 9m /2. [ B ]43、如图,无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内,若长直导线固定不动,则载流三角形线圈将(A) 向着长直导线平移. (B) 离开长直导线平移. (C) 转动. (D) 不动. [ A ]BI 144、四条皆垂直于纸面的载流细长直导线,每条中的电流皆为I .这四条导线被纸面截得的断面,如图所示,它们组成了边长为2a 的正方形的四个角顶,每条导线中的电流流向亦如图所示.则在图中正方形中心点O 的磁感强度的大小为 (A) I aB π=02μ. (B) I a B 2π=02μ. (C) B = 0. (D) I aB π=0μ. [C ]45、一载有电流I 的细导线分别均匀密绕在半径为R 和r 的长直圆筒上形成两个螺线管,两螺线管单位长度上的匝数相等.设R = 2r ,则两螺线管中的磁感强度大小B R 和B r 应满足:(A) B R = 2 B r . (B) B R = B r .(C) 2B R = B r . (D) B R= 4 B r . [ B ]46、四条平行的无限长直导线,垂直通过边长为a =20 cm 的正方形顶点,每条导线中的电流都是I =20 A ,这四条导线在正方形中心O 点产生的磁感强度为 (μ0 =4π×10-7 N ·A -2)(A) B =0. (B) B = ×10-4 T . (C) B = ×10-4 T. (D) B =×10-4 T . [ C ]47、有一半径为R 的单匝圆线圈,通以电流I ,若将该导线弯成匝数N = 2的平面圆线圈,导线长度不变,并通以同样的电流,则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的(A) 4倍和1/8. (B) 4倍和1/2.(C) 2倍和1/4. (D) 2倍和1/2. [ B ]48、关于稳恒电流磁场的磁场强度H ,下列几种说法中哪个是正确的? (A) H 仅与传导电流有关. (B) 若闭合曲线内没有包围传导电流,则曲线上各点的H 必为零. (C) 若闭合曲线上各点H 均为零,则该曲线所包围传导电流的代数和为零. (D) 以闭合曲线L为边缘的任意曲面的H 通量均相等. [ C ]I I aa49、图示载流铁芯螺线管,其中哪个图画得正确?(即电源的正负极,铁芯的磁性,磁力线方向相互不矛盾.)[ C ]50、附图中,M 、P 、O 为由软磁材料制成的棒,三者在同一平面内,当K 闭合后,(A) M 的左端出现N 极. (B) P 的左端出现N 极.(C) O 的右端出现N 极. (D) P 的右端出现N 极.[ B ]51、如图所示的一细螺绕环,它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成,每厘米绕10匝.当导线中的电流I 为2.0 A 时,测得铁环内的磁感应强度的大小B 为 T ,则可求得铁环的相对磁导率μr 为(真空磁导率μ 0 =4π×10-7 T ·m ·A -1)(A) ×102 (B) ×102 (C) ×102 (D) [ B ]52、磁介质有三种,用相对磁导率μr 表征它们各自的特性时,(A) 顺磁质μr >0,抗磁质μr <0,铁磁质μr >>1.(B) 顺磁质μr >1,抗磁质μr =1,铁磁质μr >>1.(C) 顺磁质μr >1,抗磁质μr <1,铁磁质μr >>1.(D) 顺磁质μr <0,抗磁质μr <1,铁磁质μr >0. [ C ]53、顺磁物质的磁导率:(A) 比真空的磁导率略小. (B) 比真空的磁导率略大.(C) 远小于真空的磁导率. (D) 远大于真空的磁导率. [ B ]54、用细导线均匀密绕成长为l 、半径为a (l >> a )、总匝数为N 的螺线管,管内充满相对磁导率为μr 的均匀磁介质.若线圈中载有稳恒电流I ,则管中任意一点的(A) 磁感强度大小为B = μ0 μ r NI .(B) 磁感强度大小为B = μ r NI / l .(C) 磁场强度大小为H = μ 0NI / l .(D) 磁场强度大小为H = NI / l . [ D ]M O P55、一闭合正方形线圈放在均匀磁场中,绕通过其中心且与一边平行的转轴OO ′转动,转轴与磁场方向垂直,转动角速度为ω,如图所示.用下述哪一种办法可以使线圈中感应电流的幅值增加到原来的两倍(导线的电阻不能忽略)?(A) 把线圈的匝数增加到原来的两倍.(B) 把线圈的面积增加到原来的两倍,而形状不变.(C) 把线圈切割磁力线的两条边增长到原来的两倍.(D) 把线圈的角速度ω增大到原来的两倍.[ D ]56、一导体圆线圈在均匀磁场中运动,能使其中产生感应电流的一种情况是(A) 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向平行.(B) 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向垂直.(C) 线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向平移.(D) 线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向平移.[ B ]57、如图所示,一矩形金属线框,以速度v 从无场空间进入一均匀磁场中,然后又从磁场中出来,到无场空间中.不计线圈的自感,下面哪一条图线正确地表示了线圈中的感应电流对时间的函数关系?(从线圈刚进入磁场时刻开始计时,I 以顺时针方向为正)[ C ]58、两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I ,并各以d I /d t 的变化率增长,一矩形线圈位于导线平面内(如图),则:(A) 线圈中无感应电流. (B) 线圈中感应电流为顺时针方向.(C) 线圈中感应电流为逆时针方向.(D) 线圈中感应电流方向不确定. [ B ]59、将形状完全相同的铜环和木环静止放置,并使通过两环面的磁通量随时间B I O (D)I O (C)O (B)I I的变化率相等,则不计自感时(A) 铜环中有感应电动势,木环中无感应电动势.(B) 铜环中感应电动势大,木环中感应电动势小.(C) 铜环中感应电动势小,木环中感应电动势大.(D) 两环中感应电动势相等. [ D ]60、在无限长的载流直导线附近放置一矩形闭合线圈,开始时线圈与导线在同一平面内,且线圈中两条边与导线平行,当线圈以相同的速率作如图所示的三种不同方向的平动时,线圈中的感应电流(A) 以情况Ⅰ中为最大. (B) 以情况Ⅱ中为最大.(C) 以情况Ⅲ中为最大. (D) 在情况Ⅰ和Ⅱ中相同. [ B ]61、一个圆形线环,它的一半放在一分布在方形区域的匀强磁场B 中,另一半位于磁场之外,如图所示.磁场B 的方向垂直指向纸内.欲使圆线环中产生逆时针方向的感应电流,应使(A) 线环向右平移. (B) 线环向上平移.(C) 线环向左平移. (D) 磁场强度减弱. [C ]62、如图所示,一载流螺线管的旁边有一圆形线圈,欲使线圈产生图示方向的感应电流i ,下列哪一种情况可以做到? (A) 载流螺线管向线圈靠近.(B) 载流螺线管离开线圈. (C) 载流螺线管中电流增大.(D) 载流螺线管中插入铁芯. [ B ]63、如图所示,闭合电路由带铁芯的螺线管,电源,滑线变阻器组成.问在下列哪一种情况下可使线圈中产生的感应电动势与原电流I的方向相反. (A) 滑线变阻器的触点A 向左滑动. (B) 滑线变阻器的触点A 向右滑动. (C) 螺线管上接点B 向左移动(忽略长螺线管的电阻).(D) 把铁芯从螺线管中抽出. [ A ]b d bcd c d v I64、 一矩形线框长为a 宽为b ,置于均匀磁场中,线框绕OO ′轴,以匀角速度ω旋转(如图所示).设t =0时,线框平面处于纸面内,则任一时刻感应电动势的大小为(A) 2abB | cos ω t |. (B) ω abB(C)t abB ωωcos 21. (D) ω abB | cos ω t |. (E) ω abB | sin ω t |. [ D ]65、一无限长直导体薄板宽为l ,板面与z 轴垂直,板的长度方向沿y 轴,板的两侧与一个伏特计相接,如图.整个系统放在磁感强度为B 的均匀磁场中,B 的方向沿z 轴正方向.如果伏特计与导体平板均以速度v 向y 轴正方向移动,则伏特计指示的电压值为(A) 0. (B) 21v Bl . (C) v Bl . (D) 2v Bl . [ A ]66、一根长度为L 的铜棒,在均匀磁场 B 中以匀角速度ω绕通过其一端O 的定轴旋转着,B 的方向垂直铜棒转动的平面,如图所示.设t =0时,铜棒与Ob 成θ 角(b 为铜棒转动的平面上的一个固定点),则在任一时刻t 这根铜棒两端之间的感应电动势是:(A) )cos(2θωω+t B L . (B) t B L ωωcos 212. (C) )cos(22θωω+t B L . (D) B L 2ω.(E)B L 221ω. [ E ] 67、如图,长度为l 的直导线ab 在均匀磁场B 中以速度v 移动,直导线ab 中的电动势为 (A) Bl v . (B) Bl v sin α. (C) Bl v cos α. (D)0. [ D ]68、如图所示,导体棒AB 在均匀磁场B 中 绕通过C 点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO ' 转动(角速度ω 与O B ab ω z By l V B ω L O θ bl b a v α O O ′ B BA CB 同方向),BC 的长度为棒长的31,则 (A) A 点比B 点电势高. (B) A 点与B 点电势相等.(B) A 点比B 点电势低. (D) 有稳恒电流从A 点流向B 点.[ A ]69、如图所示,矩形区域为均匀稳恒磁场,半圆形闭合导线回路在纸面内绕轴O 作逆时针方向匀角速转动,O 点是圆心且恰好落在磁场的边缘上,半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时.图(A)—(D)的 --t 函数图象中哪一条属于半圆形导线回路中产生的感应电动势? [ A ]70、如图所示,M 、N 为水平面内两根平行金属导轨,ab 与cd 为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线.外磁场垂直水平面向上.当外力使ab 向右平移时,cd(A) 不动. (B) 转动. (C) 向左移动. (D) 向右移动.[ D ]71、有两个线圈,线圈1对线圈2的互感系数为M 21,而线圈2对线圈1的互感系数为M 12.若它们分别流过i 1和i 2的变化电流且ti t i d d d d 21>,并设由i 2变化在线圈1中产生的互感电动势为 12,由i 1变化在线圈2中产生的互感电动势为 21,判断下述哪个论断正确.(A) M 12 = M 21, 21 = 12.(B) M 12≠M 21, 21 ≠ 12.(C) M 12 = M 21, 21 > 12.(D) M 12 = M 21, 21 < 12. [ C ]72、已知一螺绕环的自感系数为L .若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管,则两个半环螺线管的自感系数(A) 都等于L 21. (B) 有一个大于L 21,另一个小于L 21. (C) 都大于L 21. (D) 都小于L 21. [ D ]t O (A) t O (C) t O (B) tO (D) c a b d N M B73、面积为S 和2 S 的两圆线圈1、2如图放置,通有相同的电流I .线圈1的电流所产生的通过线圈2的磁通用Φ21表示,线圈2的电流所产生的通过线圈1的磁通用Φ12表示,则Φ21和Φ12的大小关系为:(A) Φ21 =2Φ12. (B) Φ21 >Φ12.(C) Φ21 =Φ12. (D) Φ21=21Φ12. [ A ]74、如图所示的电路中,A 、B 是两个完全相同的小灯泡,其内阻r >>R ,L 是一个自感系数相当大的线圈,其电阻与R 相等.当开关K 接通和断开时,关于灯泡A和B 的情况下面哪一种说法正确? (A) K 接通时,I A >I B . (B) K 接通时,I A =I B . (C) K 断开时,两灯同时熄灭.(D) K 断开时,I A =I B . [ C ]75、用线圈的自感系数L 来表示载流线圈磁场能量的公式221LI W m =(A) 只适用于无限长密绕螺线管. (B) 只适用于单匝圆线圈.(C) 只适用于一个匝数很多,且密绕的螺绕环.(D) 适用于自感系数L一定的任意线圈. [ D ]76、两根很长的平行直导线,其间距离d 、与电源组成回路如图.已知导线上的电流为I ,两根导线的横截面的半径均为r 0.设用L 表示两导线回路单位长度的自感系数,则沿导线单位长度的空间内的总磁能W m 为 (A) 221LI . (B) 221LI ⎰∞+π-+0d π2])(2π2[2002r r r r d I r I I μμ (C) ∞.(D) 221LI 020ln 2r d I π+μ [ A ]12S 2 S I IA B I A I B r r L, .R RKI I d 2r 077、真空中一根无限长直细导线上通电流I ,则距导线垂直距离为a 的空间某点处的磁能密度为 (A) 200)2(21a I πμμ (B) 200)2(21a I πμμ (C) 20)2(21Ia μπ (D) 200)2(21a I μμ [ B ]78、电位移矢量的时间变化率t D d /d 的单位是(A )库仑/米2 (B )库仑/秒(C )安培/米2 (D )安培•米2[C]79、对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确.(A) 位移电流是指变化电场.(B) 位移电流是由线性变化磁场产生的.(C) 位移电流的热效应服从焦耳─楞次定律.(D) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理. [ A ]80、在感应电场中电磁感应定律可写成t l E L K d d d Φ-=⎰⋅ ,式中K E 为感应电场的电场强度.此式表明: (A) 闭合曲线L 上K E 处处相等.(B) 感应电场是保守力场.(C) 感应电场的电场强度线不是闭合曲线.(D) 在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念. [ D ]二、填空题(每题4分)81、一磁场的磁感强度为k c j b i a B ++= (SI),则通过一半径为R ,开口向z 轴正方向的半球壳表面的磁通量的大小为πR 2c Wb .82、真空中有一载有稳恒电流I 的细线圈,则通过包围该线圈的封闭曲面S 的磁通量Φ=⎰⋅Ss d B =0.若通过S 面上某面元S d 的元磁通为d Φ,而线圈中的电流增加为2I 时,通过同一面元的元磁通为d Φ',则d Φ∶d Φ'=1:283、在非均匀磁场中,有一电荷为q 的运动电荷.当电荷运动至某点时,其速率为v ,运动方向与磁场方向间的夹角为α ,此时测出它所受的磁力为f m .则该运动电荷所在处的磁感强度的大小为f m /(qvsin α) 磁力f m 的方向一定垂直运动电荷速度矢量与该点磁感应强度矢量所组成的平面84、沿着弯成直角的无限长直导线,流有电流I =10 A .在直角所决定的平面内,距两段导线的距离都是a =20 cm 处的磁感强度B =×10-5T _.(μ0 =4π×10-7 N/A 2)85、在真空中,将一根无限长载流导线在一平面内弯成如图所示的形状,并通以电流I ,则圆心O 点的磁感强度B 的值为μ0I/(4a ).86、电流由长直导线1沿切向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的圆环,再由b 点沿切线流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上的电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 和圆心O 在同一直线上,则O 点的磁感强度的大小为087、在真空中,电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上的电流强度为I ,圆环半径为R .a 、b 和圆心O 在同一直线上,则O 处的磁感强度B 的大小为_μ0I/(4R π)__.88、如图,球心位于O 点的球面,在直角坐标系xOy 和xOz 平面上的两个圆形交线上分别流有相同的电流,其流向各与y 轴和z 轴的正方向成右手螺旋关系.则由此形成的磁场在O 点的方向为两单位矢量j 和k 之和的方面,即(k j +)的方向_. 89、如图,两根导线沿半径方向引到铁环的上A 、A ′两点,并在很远处与电源相连,则环中心的磁感强度为_ B=0__.。

大学物理电磁学基础题目及答案

大学物理电磁学基础题目及答案

大学物理电磁学基础题目及答案一、选择题1. 电荷守恒定律是指:A. 电荷之间相互作用力与电荷互动时间的乘积是一个常数B. 电荷聚集和消散都需要电源的供给C. 一个相对孤立的物体在任何情况下,其电量都保持不变D. 电导率为常数答案:C2. 以下哪种情况下,两个相同物体间的静电力最大?A. 电量相同,距离相同B. 电量减半,距离翻倍C. 电量翻倍,距离减半D. 电量加倍,距离不变答案:D3. 关于电场强度和电势的说法,下列哪个是正确的?A. 电场强度是标量,电势是矢量B. 电场强度和电势都是标量C. 电场强度和电势都是矢量D. 电场强度是矢量,电势是标量答案:D4. 电场线的性质中,下列哪个说法是正确的?A. 电场线可以相交B. 电场线的切线方向与场强方向相同C. 电场线的切线方向与场强方向垂直D. 电场线的切线方向与场强方向相反答案:B5. 两个完全导体平行板之间存在均匀电场,下列哪个说法是正确的?A. 两板之间的电场强度是均匀的B. 两板之间的电势是均匀的C. 两板之间的电势差与电场强度无关D. 两板之间的电势差与电场强度成正比答案:D二、计算题1. 一个带电粒子在电场中的电势能为5J,电量为2C,求该电场的电势差。

解答:电势能等于电量乘以电势差,即 U = qV。

所以 V = U / q = 5J / 2C = 2.5V。

2. 一匀强电场中,两点之间的电势差为10V,两点之间的距离为5m。

求该电场的电场强度。

解答:电场强度等于电势差除以距离,即 E = V / d。

所以 E = 10V / 5m = 2V/m。

3. 一个带有2μC电荷的点电荷在真空中受到的电场力为4N,求该电场中的电场强度。

解答:电场力等于电荷乘以电场强度,即 F = qE。

所以E = F / q = 4N / 2μC = 2N / μC = 2 * 10^9 N/C。

4. 一电势为100V的点电荷在电场中的位置A处势能为60J,位置B处势能为30J。

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1 / 14习题八8-1 电量都是q 的三个点电荷,分别放在正三角形的三个顶点.试问:(1)在这三角形的中心放一个什么样的电荷,就可以使这四个电荷都达到平衡(即每个电荷受其他三个电荷的库仑力之和都为零)?(2)这种平衡与三角形的边长有无关系? 解: 如题8-1图示(1) 以A 处点电荷为研究对象,由力平衡知:q '为负电荷2220)33(π4130cos π412a q q a q '=︒εε解得 q q 33-=' (2)与三角形边长无关.题8-1图 题8-2图8-2 两小球的质量都是m ,都用长为l 的细绳挂在同一点,它们带有相同电量,静止时两线夹角为2θ ,如题8-2图所示.设小球的半径和线的质量都可以忽略不计,求每个小球所带的电量. 解: 如题8-2图示⎪⎩⎪⎨⎧===220)sin 2(π41sin cos θεθθl q F T mg T e解得 θπεθtan 4sin 20mg l q =8-3 根据点电荷场强公式204rq E πε=,当被考察的场点距源点电荷很近(r →0)时,则场强→∞,这是没有物理意义的,对此应如何理解?解: 020π4r r q E ϖϖε=仅对点电荷成立,当0→r 时,带电体不能再视为点电荷,再用上式求场强是错误的,实际带电体有一定形状大小,考虑电荷在带电体上的分布求出的场强不会是无限大.8-4 在真空中有A ,B 两平行板,相对距离为d ,板面积为S ,其带电量分别为+q 和-q .则这两板之间有相互作用力f ,有人说f =2024d q πε,又有人说,因为f =qE ,Sq E0ε=,所以f =Sq 02ε.试问这两种说法对吗?为什么? f 到底应等于多少?解: 题中的两种说法均不对.第一种说法中把两带电板视为点电荷是不对的,第二种说法把合场强Sq E 0ε=看成是一个带电板在另一带电板处的场强也是不对的.正确解答应为一个板的电场为Sq E 02ε=,另一板受它的作用力Sq Sq qf 02022εε==,这是两板间相互作用的电场力.8-5 一电偶极子的电矩为l q p ϖϖ=,场点到偶极子中心O 点的距离为r ,矢量r ϖ与l ϖ的夹角为θ,(见题8-5图),且l r >>.试证P 点的场强E 在r 方向上的分量r E 和垂直于r 的分量θE 分别为r E =302cos r p πεθ, θE =304sin rp πεθ 证: 如题8-5所示,将p ϖ分解为与r ϖ平行的分量θsin p 和垂直于r ϖ的分量θsin p .2 / 14∵ l r >> ∴ 场点P 在r 方向场强分量30π2cos rp E r εθ=垂直于r 方向,即θ方向场强分量300π4sin r p E εθ=题8-5图 题8-6图8-6 长l =15.0cm 的直导线AB 上均匀地分布着线密度λ=5.0x10-9C ·m -1的正电荷.试求:(1)在导线的延长线上与导线B 端相距1a =5.0cm 处P 点的场强;(2)在导线的垂直平分线上与导线中点相距2d =5.0cm 处Q 点的场强.解: 如题8-6图所示(1)在带电直线上取线元x d ,其上电量q d 在P 点产生场强为20)(d π41d x a x E P-=λε222)(d π4d x a x E E l l P P -==⎰⎰-ελ]2121[π40l a l a +--=ελ )4(π220l al-=ελ用15=l cm ,9100.5-⨯=λ1m C -⋅, 5.12=acm 代入得21074.6⨯=P E 1C N -⋅方向水平向右(2)同理2220d d π41d +=x xE Q λε 方向如题8-6图所示由于对称性⎰=lQxE 0d ,即Q E ϖ只有y 分量,∵ 22222220d d d d π41d ++=x x x EQyλε22π4d d ελ⎰==lQy Qy E E ⎰-+2223222)d (d l l x x2220d 4π2+=l lελ以9100.5-⨯=λ1cm C -⋅, 15=l cm ,5d 2=cm 代入得21096.14⨯==Qy Q E E 1C N -⋅,方向沿y 轴正向8-7 一个半径为R 的均匀带电半圆环,电荷线密度为λ,求环心处O 点的场强.解: 如8-7图在圆上取ϕRd dl =题8-7图3 / 14ϕλλd d d R l q ==,它在O 点产生场强大小为20π4d d R R E εϕλ=方向沿半径向外则 ϕϕελϕd sin π4sin d d 0RE E x==ϕϕελϕπd cos π4)cos(d d 0RE Ey-=-=积分RR Ex000π2d sin π4ελϕϕελπ==⎰0d cos π400=-=⎰ϕϕελπRE y ∴ RE Ex 0π2ελ==,方向沿x 轴正向.8-8 均匀带电的细线弯成正方形,边长为l ,总电量为q .(1)求这正方形轴线上离中心为r 处的场强E ;(2)证明:在l r >>处,它相当于点电荷q 产生的场强E .解: 如8-8图示,正方形一条边上电荷4q在P 点产生物强P E ϖd 方向如图,大小为()4π4cos cos d 22021l r E P +-=εθθλ∵22cos 221l r l+=θ12cos cos θθ-=∴24π4d 22220l r l l r E P ++=ελP E ϖd 在垂直于平面上的分量βcos d d P E E =⊥∴424π4d 2222220l r r l r l r lE +++=⊥ελ题8-8图由于对称性,P 点场强沿OP 方向,大小为2)4(π44d 422220l r l r lrE E P ++=⨯=⊥ελ∵ lq4=λ∴2)4(π422220l r l r qrE P ++=ε 方向沿8-9 (1)点电荷q 位于一边长为a 的立方体中心,试求在该点电荷电场中穿过立方体的一个面的电通量;(2)如果该场源点电荷移动到该立方体的一个顶点上,这时穿过立方体各面的电通量是多少?*(3)如题8-9(3)图所示,在点电荷q 的电场中取半径为R 的圆平面.q 在该平面轴线上的A4 / 14点处,求:通过圆平面的电通量.(xRarctan=α) 解: (1)由高斯定理0d εqS E s⎰=⋅ϖϖ立方体六个面,当q 在立方体中心时,每个面上电通量相等 ∴ 各面电通量06εq e =Φ.(2)电荷在顶点时,将立方体延伸为边长a 2的立方体,使q 处于边长a 2的立方体中心,则边长a 2的正方形上电通量06εqe=Φ对于边长a 的正方形,如果它不包含q 所在的顶点,则024εq e =Φ,如果它包含q 所在顶点则0=Φe .如题8-9(a)图所示.题8-9(3)图题8-9(a)图 题8-9(b)图 题8-9(c)图 (3)∵通过半径为R 的圆平面的电通量等于通过半径为22x R +的球冠面的电通量,球冠面积*]1)[(π22222x R x x R S +-+=∴ )(π42200x R Sq +=Φε02εq =[221xR x+-]*关于球冠面积的计算:见题8-9(c)图ααα⎰⋅=0d sin π2r r Sααα⎰⋅=02d sin π2r)cos 1(π22α-=r8-10 均匀带电球壳内半径6cm ,外半径10cm ,电荷体密度为2×510-C ·m -3求距球心5cm ,8cm ,12cm 各点的场强.解: 高斯定理0d ε∑⎰=⋅q S E sϖϖ,02π4ε∑=q r E 当5=r cm 时,0=∑q ,0=E ϖ8=r cm 时,∑q 3π4p =3(r )3内r - ∴ ()2023π43π4r r r Eερ内-=41048.3⨯≈1C N -⋅, 方向沿半径向外.12=r cm 时,3π4∑=ρq -3(外r )内3r ∴ ()420331010.4π43π4⨯≈-=r r r Eερ内外 1C N -⋅ 沿半径向外.8-11 半径为1R 和2R (2R >1R )的两无限长同轴圆柱面,单位长度上分别带有电量λ和-λ,试求:(1)r <1R ;(2) 1R <r <2R ;(3) r >2R 处各点的场强.5 / 14解: 高斯定理0d ε∑⎰=⋅qS E sϖϖ取同轴圆柱形高斯面,侧面积rl S π2=则 rl E S E Sπ2d =⋅⎰ϖϖ对(1) 1R r < 0,0==∑E q (2) 21R r R << λl q =∑∴ r E 0π2ελ= 沿径向向外(3) 2R r > 0=∑q ∴ 0=E题8-12图8-12 两个无限大的平行平面都均匀带电,电荷的面密度分别为1σ和2σ,试求空间各处场强.解: 如题8-12图示,两带电平面均匀带电,电荷面密度分别为1σ与2σ,两面间, n E ϖϖ)(21210σσε-= 1σ面外, n E ϖϖ)(21210σσε+-= 2σ面外, n E ϖϖ)(21210σσε+= n ϖ:垂直于两平面由1σ面指为2σ面.8-13 半径为R 的均匀带电球体内的电荷体密度为ρ,若在球内挖去一块半径为r <R 的小球体,如题8-13图所示.试求:两球心O 与O '点的场强,并证明小球空腔内的电场是均匀的.解: 将此带电体看作带正电ρ的均匀球与带电ρ-的均匀小球的组合,见题8-13图(a).(1) ρ+球在O 点产生电场010=E ϖ,ρ- 球在O 点产生电场'd π4π3430320OO r E ερ=ϖ ∴ O 点电场d33030r E ερ=ϖ; (2) ρ+在O '产生电场'd π4d 3430301E ερπ='ϖρ-球在O '产生电场002='E ϖ∴ O ' 点电场 003ερ='Eϖ'OO6 / 14题8-13图(a) 题8-13图(b)(3)设空腔任一点P 相对O '的位矢为r ϖ',相对O 点位矢为r ϖ (如题8-13(b)图)则 03ερr E POϖϖ=, 03ερr E O P '-='ϖϖ,∴ 0003'3)(3ερερερd OO r r E E EO P PO Pϖϖϖϖϖϖ=='-=+=' ∴腔内场强是均匀的.8-14 一电偶极子由q =1.0×10-6C的两个异号点电荷组成,两电荷距离d=0.2cm ,把这电偶极子放在1.0×105N ·C -1的外电场中,求外电场作用于电偶极子上的最大力矩.解: ∵ 电偶极子p ϖ在外场E ϖ中受力矩E p M ϖϖϖ⨯=∴ qlE pE M ==max 代入数字4536max 100.2100.1102100.1---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=M m N ⋅8-15 两点电荷1q =1.5×10-8C ,2q =3.0×10-8C ,相距1r =42cm ,要把它们之间的距离变为2r =25cm ,需作多少功?解: ⎰⎰==⋅=22210212021π4π4d d r r r r q q r r q q r F A εεϖϖ)11(21r r - 61055.6-⨯-=J外力需作的功 61055.6-⨯-=-='A A J题8-16图8-16 如题8-16图所示,在A ,B 两点处放有电量分别为+q ,-q 的点电荷,AB 间距离为2R ,现将另一正试验点电荷0q 从O 点经过半圆弧移到C 点,求移动过程中电场力作的功.解: 如题8-16图示0π41ε=O U 0)(=-R q Rq0π41ε=O U )3(R q R q -Rq0π6ε-=∴ Rqq U U qA o C O 00π6)(ε=-=8-17 如题8-17图所示的绝缘细线上均匀分布着线密度为λ的正电荷,两直导线的长度和半圆环的半径都等于R .试求环中心O 点处的场强和电势.解: (1)由于电荷均匀分布与对称性,AB 和CD 段电荷在O 点产生的场强互相抵消,取θd d R l =则θλd d R q =产生O 点E ϖd 如图,由于对称性,O 点场强沿y 轴负方向7 / 14题8-17图θεθλππcos π4d d 2220⎰⎰-==R R E E yR0π4ελ=[)2sin(π-2sin π-]R0π2ελ-=(2) AB 电荷在O 点产生电势,以0=∞U⎰⎰===AB200012ln π4π4d π4d RRx x xxU ελελελ 同理CD 产生 2ln π402ελ=U 半圆环产生 0034π4πελελ==R R U∴ 0032142ln π2ελελ+=++=U U U U O8-18 一电子绕一带均匀电荷的长直导线以2×104m ·s -1的匀速率作圆周运动.求带电直线上的线电荷密度.(电子质量0m =9.1×10-31kg ,电子电量e =1.60×10-19C)解: 设均匀带电直线电荷密度为λ,在电子轨道处场强rE 0π2ελ=电子受力大小 re eE Fe0π2ελ==∴ rv mr e 20π2=ελ得 1320105.12π2-⨯==emv ελ1m C -⋅8-19 空气可以承受的场强的最大值为E =30kV ·cm -1,超过这个数值时空气要发生火花放电.今有一高压平行板电容器,极板间距离为d =0.5cm ,求此电容器可承受的最高电压. 解: 平行板电容器内部近似为均匀电场 ∴ 4105.1d ⨯==E U V8-20 根据场强E ϖ与电势U 的关系U E -∇=ϖ,求下列电场的场强:(1)点电荷q 的电场;(2)总电量为q ,半径为R 的均匀带电圆环轴上一点;*(3)偶极子ql p =的l r >>处(见题8-20图).解: (1)点电荷 rqU 0π4ε=题 8-20 图∴ 0200π4r rq r r U E ϖϖϖε=∂∂-= 0r ϖ为r 方向单位矢量. (2)总电量q ,半径为R 的均匀带电圆环轴上一点电势220π4x R qU +=ε∴ ()ix R qxi xU E ϖϖϖ2/3220π4+=∂∂-=ε(3)偶极子l q p ϖϖ=在l r >>处的一点电势8 / 14200π4cos ])cos 21(1)cos 2(1[π4r ql llr qU εθθθε=+--=∴ 30π2cos r p r U Erεθ=∂∂-=30π4sin 1r p U r E εθθθ=∂∂-=8-21 证明:对于两个无限大的平行平面带电导体板(题8-21图)来说,(1)相向的两面上,电荷的面密度总是大小相等而符号相反;(2)相背的两面上,电荷的面密度总是大小相等而符号相同.证: 如题8-21图所示,设两导体A 、B 的四个平面均匀带电的电荷面密度依次为1σ,2σ,3σ,4σ题8-21图(1)则取与平面垂直且底面分别在A 、B 内部的闭合柱面为高斯面时,有0)(d 32=∆+=⋅⎰S S E sσσϖϖ∴ +2σ03=σ说明相向两面上电荷面密度大小相等、符号相反;(2)在A 内部任取一点P ,则其场强为零,并且它是由四个均匀带电平面产生的场强叠加而成的,即222204321=---εσεσεσεσ 又∵ +2σ3=σ∴ 1σ4σ=说明相背两面上电荷面密度总是大小相等,符号相同.8-22 三个平行金属板A ,B 和C 的面积都是200cm 2,A 和B 相距4.0mm ,A 与C 相距2.0 mm .B ,C 都接地,如题8-22图所示.如果使A 板带正电3.0×10-7C ,略去边缘效应,问B 板和C 板上的感应电荷各是多少?以地的电势为零,则A 板的电势是多少?解: 如题8-22图示,令A 板左侧面电荷面密度为1σ,右侧面电荷面密度为2σ题8-22图(1)∵ AB AC U U =,即 ∴ AB AB AC AC E E d d = ∴ 2d d21===ACAB AB AC E E σσ 且 1σ+2σSq A =得 ,32Sq A=σ Sq A 321=σ而 7110232-⨯-=-=-=A Cq S qσCC10172-⨯-=-=S q B σ9 / 14(2) 301103.2d d ⨯===AC AC AC AE U εσV8-23 两个半径分别为1R 和2R (1R <2R )的同心薄金属球壳,现给内球壳带电+q ,试计算:(1)外球壳上的电荷分布及电势大小;(2)先把外球壳接地,然后断开接地线重新绝缘,此时外球壳的电荷分布及电势;*(3)再使内球壳接地,此时内球壳上的电荷以及外球壳上的电势的改变量.解: (1)内球带电q +;球壳内表面带电则为q -,外表面带电为q +,且均匀分布,其电势题8-23图⎰⎰∞∞==⋅=22020π4π4d d R R R q rr q r E U εεϖϖ (2)外壳接地时,外表面电荷q +入地,外表面不带电,内表面电荷仍为q -.所以球壳电势由内球q +与内表面q -产生:0π4π42020=-=R q R q U εε(3)设此时内球壳带电量为q ';则外壳内表面带电量为q '-,外壳外表面带电量为+-q q ' (电荷守恒),此时内球壳电势为零,且0π4'π4'π4'202010=+-+-=R q q R q R q U A εεε 得 q R R q 21='外球壳上电势()22021202020π4π4'π4'π4'R q R R R q q R q R q U B εεεε-=+-+-=8-24 半径为R 的金属球离地面很远,并用导线与地相联,在与球心相距为R d 3=处有一点电荷+q ,试求:金属球上的感应电荷的电量. 解: 如题8-24图所示,设金属球感应电荷为q ',则球接地时电势0=O U8-24图由电势叠加原理有:=O U 03π4π4'00=+RqR q εε 得 -='q 3q8-25 有三个大小相同的金属小球,小球1,2带有等量同号电荷,相距甚远,其间的库仑力为0F .试求:(1)用带绝缘柄的不带电小球3先后分别接触1,2后移去,小球1,2之间的库仑力;(2)小球3依次交替接触小球1,2很多次后移去,小球1,2之间的库仑力.10 / 14解: 由题意知 202π4r q Fε=(1)小球3接触小球1后,小球3和小球1均带电2q q =',小球3再与小球2接触后,小球2与小球3均带电q q 43=''∴ 此时小球1与小球2间相互作用力0220183π483π4"'2F rq r q q F =-=εε (2)小球3依次交替接触小球1、2很多次后,每个小球带电量均为32q . ∴ 小球1、2间的作用力00294π432322F r q q F ==ε*8-26 如题8-26图所示,一平行板电容器两极板面积都是S ,相距为d ,分别维持电势A U =U ,B U =0不变.现把一块带有电量q 的导体薄片平行地放在两极板正中间,片的面积也是S ,片的厚度略去不计.求导体薄片的电势.解: 依次设A ,C ,B 从上到下的6个表面的面电荷密度分别为1σ,2σ,3σ,4σ,5σ,6σ如图所示.由静电平衡条件,电荷守恒定律及维持U U AB =可得以下6个方程题8-26图⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧++++==+=+-==+=+===+65432154326543002101σσσσσσσσσσεσσσσεσσd U S qSq d U U C S S q B A解得 Sq 261==σσ Sq dU2032-=-=εσσ Sq dU2054+=-=εσσ所以CB 间电场 S qd U E00422εεσ+==)2d(212d 02Sq U E U U CB C ε+===注意:因为C 片带电,所以2U U C ≠,若C 片不带电,显然2U U C =8-27 在半径为1R 的金属球之外包有一层外半径为2R 的均匀电介质球壳,介质相对介电常数为r ε,金属球带电Q .试求:rd r d ϖϖϖϖ⋅+⋅=⎰⎰∞∞rrE E U 外内11 / 14(1)电介质内、外的场强; (2)电介质层内、外的电势; (3)金属球的电势.解: 利用有介质时的高斯定理∑⎰=⋅q S D Sϖϖd(1)介质内)(21R r R <<场强303π4,π4r rQ E r r Q D r εεϖϖϖϖ==内;介质外)(2R r <场强303π4,π4r rQ E r Qr D εϖϖϖ==外(2)介质外)(2R r >电势rQ E U 0rπ4r d ε=⋅=⎰∞ϖϖ外介质内)(21R r R <<电势2020π4)11(π4R Q R r q rεεε+-=)11(π420R r Q r r-+=εεε (3)金属球的电势r d r d 221ϖϖϖϖ⋅+⋅=⎰⎰∞R R R E E U 外内⎰⎰∞+=222020π44πdr R R Rr r Qdr r Q εεε)11(π4210R R Q r r-+=εεε 8-28 如题8-28图所示,在平行板电容器的一半容积内充入相对介电常数为r ε的电介质.试求:在有电介质部分和无电介质部分极板上自由电荷面密度的比值.解: 如题8-28图所示,充满电介质部分场强为2E ϖ,真空部分场强为1E ϖ,自由电荷面密度分别为2σ与1σ 由∑⎰=⋅0d q S D ϖϖ得11σ=D ,22σ=D而 101E D ε=,202E D r εε=d21UE E == ∴r D D εσσ==1212题8-28图 题8-29图8-29 两个同轴的圆柱面,长度均为l ,半径分别为1R 和2R (2R >1R ),12 / 14且l >>2R -1R ,两柱面之间充有介电常数ε的均匀电介质.当两圆柱面分别带等量异号电荷Q 和-Q 时,求:(1)在半径r 处(1R <r <2R =,厚度为dr ,长为l 的圆柱薄壳中任一点的电场能量密度和整个薄壳中的电场能量; (2)电介质中的总电场能量; (3)圆柱形电容器的电容. 解: 取半径为r 的同轴圆柱面)(S 则rlDSD S π2d )(=⋅⎰ϖϖ当)(21R r R <<时,Q q =∑ ∴ rlQD π2= (1)电场能量密度 22222π82l r Q D w εε==薄壳中 rlrQ rl r l r Q w Wεευπ4d d π2π8d d 22222===(2)电介质中总电场能量⎰⎰===211222ln π4π4d d R R VR R l Q rl r Q W W εε(3)电容:∵ CQ W 22=∴ )/ln(π22122R R lW Q C ε==*8-30 金属球壳A 和B 的中心相距为r ,A 和B 原来都不带电.现在A 的中心放一点电荷1q ,在B 的中心放一点电荷2q ,如题8-30图所示.试求:(1) 1q 对2q 作用的库仑力,2q 有无加速度;(2)去掉金属壳B ,求1q 作用在2q 上的库仑力,此时2q 有无加速度.解: (1)1q 作用在2q 的库仑力仍满足库仑定律,即2210π41r q q F ε=但2q 处于金属球壳中心,它受合力..为零,没有加速度. (2)去掉金属壳B ,1q 作用在2q 上的库仑力仍是2210π41r q q F ε=,但此时2q 受合力不为零,有加速度.题8-30图 题8-31图8-31 如题8-31图所示,1C =0.25μF ,2C =0.15μF ,3C =0.20μF .1C 上电压为50V .求:AB U . 解: 电容1C 上电量111U C Q =电容2C 与3C 并联3223C C C +=13 / 14其上电荷123Q Q = ∴ 355025231123232⨯===C U C C Q U86)35251(5021=+=+=U U U AB V8-32 1C 和2C 两电容器分别标明“200 pF 、500 V”和“300 pF、900 V”,把它们串联起来后等值电容是多少?如果两端加上1000 V的电压,是否会击穿?解: (1) 1C 与2C 串联后电容1203002003002002121=+⨯=+='C C C C C pF(2)串联后电压比231221==C C U U ,而100021=+U U∴ 6001=U V ,4002=U V 即电容1C 电压超过耐压值会击穿,然后2C 也击穿.8-33 将两个电容器1C 和2C 充电到相等的电压U 以后切断电源,再将每一电容器的正极板与另一电容器的负极板相联.试求: (1)每个电容器的最终电荷; (2)电场能量的损失.解: 如题8-33图所示,设联接后两电容器带电分别为1q ,2q题8-33图则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-=-=+2122112121201021U U U C U C q q U C U C q q q q解得 (1) =1q UC C C C C q U C C C C C 21212221211)(,)(+-=+-(2)电场能量损失W W W -=∆0)22()2121(2221212221C q C q U C U C +-+=221212U C C C C +=8-34 半径为1R =2.0cm 的导体球,外套有一同心的导体球壳,壳的内、外半径分别为2R =4.0cm 和3R =5.0cm ,当内球带电荷Q =3.0×10-8C 时,求:(1)整个电场储存的能量;(2)如果将导体壳接地,计算储存的能量; (3)此电容器的电容值.解: 如图,内球带电Q ,外球壳内表面带电Q -,外表面带电Q题8-34图(1)在1R r <和32R r R <<区域14 / 140=E ϖ在21R r R <<时 301π4r r Q Eεϖϖ=3R r >时 302π4r r Q Eεϖϖ=∴在21R r R <<区域⎰=21d π4)π4(21222001R R r r r Q W εε⎰-==21)11(π8π8d 2102202R R R R Q rr Q εε 在3R r >区域⎰∞==32302220021π8d π4)π4(21R R Q r r r Q W εεε∴ 总能量 )111(π83210221R R R Q W W W+-=+=ε 41082.1-⨯=J(2)导体壳接地时,只有21R r R <<时30π4r r Q E εϖϖ=,02=W∴ 4210211001.1)11(π8-⨯=-==R R Q W Wε J(3)电容器电容 )11/(π422102R R QW C-==ε 121049.4-⨯=F。

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