大学物理试卷 - 副本 (8)

大学物理模拟试卷八
一、判断正误题（你认为正确的，在【】内填入【√】，你认为错误的填入【×】。

每小题2分，共10小题20分）
1．电场强度的定义式为E=F/q，其中q为试验电荷的电量，F为试验电荷在某点受到的电场力，由此可知：电场中某点场强的大小，与试验电荷的电量成反比。

【】2．静电场高斯定理中，表示高斯面内的电荷的代数和，E为高斯面内的电荷在高斯面上产生的电场强度。

【】
3．一试验电荷q0在静电场中从A点沿任意路径运动到B点时,静电场力对它所作的功,仅与试验电荷q0及路径的起点和终点的位置有关,而与该路径的形状无关。

【】4．当空气平行板电容器中充电后，断开电源，然后充满相对电容率为εr的电介质，其电容增大为原来的εr倍，电容器极板之间的电场
强度也增大为原来的εr倍。

【】
5．当一带电粒子在磁场中某点沿着磁感应强度
的方向运动时，在该点受到的磁场力等于
零。

【】
6．在如图所示霍耳效应中,如果霍耳电压U H的
极性为A端电势高,则霍耳元件中的载流子为带负电
的载流子。

【】
7．当静质量为m0的质点以0.4c的速率运动时,其动能为该质点以0.2c的速率运动动能的4倍(其中c为真空中的光速).【】
8．黑体的温度越高,其单色辐出度的峰值相对应的波长会变短. 【】
9．在康普顿效应中，在散射X射线中除了有与入射波长相同的射线外,还有频率比入射波频率更高的射线。

----------------------------------------- 【】
10．对于微观粒子也可以像宏观粒子一样同时精确地确定其位置坐标和动量。

【】
二、填空题（每小题2分，共10小题20分）
11．一个边长为a的正方形，四个顶点ABCD上分别固定放置电量分别为+q，-2q，-3q，+4q的电荷，则正方形中心O点的电势为 V.
12．有一类磁介质，它的附加磁感强度B′方向和原磁感强度B0的方向相同，但B′的值比B0大得多,并且不是常量。

这类磁介质叫做 .
13．一个自感为L=0.50H的线圈，当通过它的电流在0.20s内从零均匀增加到0.80A时,在该线圈中引起的自感电动势为 V.
14．麦克斯韦提出：变化的磁场在其周围空间要激发一种电场，这个电场叫做 .
15．狭义相对论的两条基本原理:一是爱因斯坦相对性原理,另一个是原理.
16．一高速火箭,相对地球以0.6c的速率作匀速直线运动,若以地球为参考系测得火箭的长度为10m,则以火箭为参考系测得火箭的长度为 m.
17．一黑体的热力学温度为T时,其辐出度为,当其热力学温度变为3T时,其辐出度为,则/= .
18．电子第一个轨道半径（玻尔半径）为r1，则电子的第三条轨道半径为r3= r1.
19．氢原子中的电子从能量为E i的状态跃迁到能量为E f的状态（E i>E f），向外辐射出的光子的频率为。

20．德布罗意提出：任何实物粒子具有波粒二象性。

若一粒子的质量为m，运动速率为v （已知v<<c），则该粒子的德布罗意波的波长为。

三、计算题（共4小题， 60分）
21．（14分）由一段圆心在O点、圆
心角为、半径为R的圆弧和两段半无
限长的直导线组成的如图形状的载流导线，
通有电流I，电流的方向如图，求圆心O点
的磁感应强度B的大小和方向。

22．（20分）如图所示，一个总带电量为Q2的厚导体球壳，其内外半径分别为R1和R2，球壳中心有一个点电荷,其带电量为Q1，其余为真空。

设无限远处电势为零。

求：
（1）导体球壳内外表面分别带多少电荷？（4分）
（2）各区域的电场强度分布规律；（6分）
（3）各区域的电势分布规律。

（7分）
（4）画出电势分布示意图。

（3分）
23．（12分）如图所示，长为l=1.0m的导体棒AB
以匀速率v=5.0m/s平行于一长直导线移动，此导体棒垂直于载流长直导线，且导体棒近端距载流长直导线d=0.20m，载流长直导线中通有电流I=10.0A，电流方向如图所示。

(1)求导体棒AB中产生的动生电动势。

（8分）
(2)导体棒AB哪端电势高？（4分）
（本题可能用到的数据：
ln2=0.7,ln3=1.1,ln5=1.6）
24．（14分）如图所示，一根长直导线载有
电流I1，与矩形回路ABCD共面，矩形回路ABCD
载有电流I2，且长直导线平行于AB。

计算长直导线作用在矩形回路ABCD上的合力大小和方向。

大学物理模拟试卷八参考答案及评分
标准
一、判断正误题（你认为正确的，在【】内填入【√】，
你认为错误的填入【×】。

每小题2分，共10小题20
分）
1．×
2．×
3．√
4．×
5．√
6．√
7．×
8．√
9．×
10．×
二、填空题（每小题2分，共10小题20分）
11． 0
12．铁磁质
13． 2.0
14．感生电场 .
15．光速不变 .
16． 12.5 .
17． 81：1 .
18． 9 .
19．（E i-E f）/h
20．h/(mv)
三、计算题（共4小题， 60分）
21．（14分）
解：两根半无限长的载流直导线在半圆圆心产生的磁感应强度大小均为：
，（4分）
方向均为：垂直纸面向里。

（2分）
圆弧导线在圆心产生的磁感应强度大小为：
，（2分）
方向为：垂直纸面向里。

（1分）
所以，圆心O点的磁感应强度B的大小为：
（3分）
方向为：垂直纸面向里。

（2分）
22．（20分）如图所示，一个总带电量为Q2的厚导体球壳，其内外半径分别为R1和R2，球壳中心有一个点电荷,其带电量为Q1，其余为真空。

设无限远处电势为零。

解：由静电平衡条件得，导体球壳内表面带电荷为：-Q1，（2分）
由电荷守恒得：导体球壳外表面带电荷为：Q2+Q1（2分）
由对称性分析得：各点电场强度具有球对称性，即距球心相等距离处各点电场强度大小相等，方向均沿着径向。

由高斯定理得：各区域的电场强度分布规律如下：
(r<R1) （2分）
(R1<r< R2) （2分）
(r>R2) （2分）
各区域的电势分布规律。

(r>R2) （2分）
(R1<r< R2) （2分）
（3分）
（5）电势分布示意图。

（3分）
23．（12分）
解：（1）建立如图所示x坐标轴，在导体棒上取如图所示的一段线元d l，d l距长直导线为x，则此处磁感应强度大小为
，（1分）
方向垂直于直面向里。

（1分）
的方向为：沿x轴正方向（1分）
故导体棒AB中产生的动生电动势为：
=100ln6=180V （5分）
（2）由得：导体棒AB中的电动势方向为由A指向B,所以B端电势高.（4分）
24．（14分）如图所示，一根长直导线载有电流I1，与共面，矩形回路ABCD载有电流
I2，且长直导线平行于AB。

计算长直导线作用在矩形回
路ABCD上的合力大小和方向。

解：AB段所受的力大小为
（2分）
方向为：图上水平向左；（1分）
CD段所受的力大小为
（2分）
方向为：图上水平向右；（1分）
AD段所受的力与BC段所受的力大小相等，（1分）
方向相反。

（1分）
所以，矩形回路ABCD所受合力的大小为
（4分）
方向为：图上水平向左；（2分）。