大学物理(电磁学)复习题1

大学物理（电磁学）综合复习资料一．选择题： l ．真空中一“无限大”均匀带负电荷的平面如图所示，其电场的场强分布图应是（设场强方向向右为正、向左为负） [ ]2．在静电场中，下列说法中哪一个是正确的 （A ）带正电荷的导体，其电势一定是正值． }（B ）等势面上各点的场强一定相等． （C ）场强为零处，电势也一定为零．（D ）场强相等处，电势梯度矢量一定相等． [ ] 3．电量之比为1：3：5的三个带同号电荷的小球A 、B 、C ，保持在一条直线上，相互间距离比小球直径大得多．若固定A 、C 不动，改变B 的位置使B 所受电场力为零时，AB 与BC 比值为（A ）5．（B ）l ／5． （C ）5．（D ）5/1[ ]4． ^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．[ ]5．对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确． （A ）位移电流是由变化电场产生的． "（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． 6．将一个试验电荷q 0（正电荷）放在带有负电荷的大导体附近P 点处，测得它所受的力为F ．若考虑到电量q 0不是足够小，则 （A ）0/q F 比P 点处原先的场强数值大． （B ）0/q F 比P 点处原先的场强数值小． （C ）0/q F 等于原先P 点处场强的数值．（（D ）0/q F 与P 点处场强数值关系无法确定．[ ]7．图示为一具有球对称性分布的静电场的E ～r 关系曲线．请指出该静电场是由下列哪种带电体产生的．（A ）半径为R 的均匀带电球面． （B ）半径为R 的均匀带电球体．（C ）半径为R 的、电荷体密度为Ar =ρ（A 为常数）的非均匀带电球体． （D ）半径为R 的、电荷体密度为r A /=ρ（A 为常数）的非均匀带电球体．[ ]8． 、电荷面密度为σ+和σ-的两块“无限大”均匀带电的平行平板，放在与平面相垂直的X 轴上的+a 和-a 位置上，如图所示．设坐标原点O 处电势为零，则在-a ＜x ＜+a 区域的电势分布曲线为 [ ]9．静电场中某点电势的数值等于（A ）试验电荷q 0置于该点时具有的电势能． （B ）单位试验电荷置于该点时具有的电势能． （C ）单位正电荷置于该点时具有的电势能． )（D ）把单位正电荷从该点移到电势零点外力所作的功． 10．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 ）2121,P P L L B B l d B l d B =⋅=⋅⎰⎰．（B ）2121,P P L L B B l d B l d B =⋅≠⋅⎰⎰.（C ）2121,P P L L B B l d B l d B ≠⋅=⋅⎰⎰.（D ）2121,P P L L B B l d B l d B ≠⋅≠⋅⎰⎰.[ ]|11．电位移矢量的时间变化率dt dD /的单位是 （A ）库仑／米2． （B ）库仑/秒． （C ）安培／米2． （D ）安培·米2． [ ]L2． 有四个等量点电荷在OXY 平面上的四种不同组态，所有点电荷均与原点等距．设无穷远处电势为零，则原点O 处电场强度和电势均为零的组态是 [ ]13．如图示，直线MN 长为l 2，弧OCD 是以N 点为中心，l 为半径的半圆弧，N 点有正电荷+q ，M 点有负电荷-q ．今将一试验电荷+q 0从O 点出发沿路径OCDP 移到无穷远处，设无穷远处电势为零，则电场力作功 @（A ） A ＜0且为有限常量． （B ） A ＞0且为有限常量．（C ） A ＝∞．（D ） A ＝0．[ ]14．一电偶极子放在均匀电场中，当电偶极矩的方向与场强方向不一致时，其所受的合力F和合力矩M为：（A ）0,0==M F． （B ）0,0≠=M F． （C ）0,0=≠M F ． （D ）0,0≠≠M F ．[ ]15．》当一个带电导体达到静电平衡时：（A ）表面上电荷密度较大处电势较高． （B ）表面曲率较大处电势较高．（C ）导体内部的电势比导体表面的电势高．（D ）导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零． [ ] 16．如图所示，螺线管内轴上放入一小磁针，当电键K 闭合时，小磁针的N 极的指向 （A ）向外转90O ． （B ）向里转90O ． %（C ）保持图示位置不动． （D ）旋转180O ． （E ）不能确定．[ ]17．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 ）,0=⋅⎰Ll d B且环路上任意一点 B ＝0．（B ）,0=⋅⎰L l d B且环路上任意一点0≠B ．（C ）,0≠⋅⎰Ll d B且环路上任意一点 0≠B ．，（D ）,0≠⋅⎰Ll d B且环路上任意一点B=常量．[ ]18．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 右端出现N 极．（D ）P 的右端出现N 极．[ ]二．填空题：1．如图所示，在边长为a 的正方形平面的中垂线上，距中心O 点a 21处，有一电量为q 的正点电荷，则通过该平面的电场强度通量为 ．2．电量分别为q 1，q 2，q 3的三个点电荷分别位于同一圆周的三个点上，如图所示．设无穷远处为电势零点，圆半径为R ，则b 点处的电势U ＝ ;•ILO3．在静电场中，场强沿任意闭合路径的线积分等于零，即0=⋅⎰Ll d E，这表明静电场中的电力线 .4．空气的击穿电场强度为m V /1026⨯，直径为的导体球在空气中时的最大带电量为 ．（22120/1085.8m N C ⋅⨯=-ε）~5．长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成，两导体中有等值反向均匀电流I 通过，其间充满磁导率为μ的均匀磁介质．介质中离中心轴距离为r 的某点处的磁场强度的大小H ＝ ，磁感应强度的大小B ＝ . 6．一“无限长”均匀带电的空心圆柱体，内半径为a ，外半径为b ，电荷体密度为ρ．若作一半径为r （a ＜r ＜b ），长度为L 的同轴圆柱形高斯柱面，则其中包含的电量q ＝ ．7． 一静止的质子，在静电场中通过电势差为100V 的区域被加速，则此质子的末速度是 ．（leV ＝×10-19J ，质子质量m P ＝×l0-27kg ） 8．两个电容器1和2，串联以后接上电动势恒定的电源充电．在电源保持联接的情况下，若把电介质充入电容器2中，则电容器1上的电势差 …电容器1极板上的电量 ．（填增大、减小、不变） 9．磁场中任一点放一个小的载流试验线圈可以确定该点的磁感应强度，其大小等于放在该点处试验线圈所受的 和线圈的 的比值． 10．在点电荷系的电场中，任一点的电场强度等于 ，这称为场强叠加原理． 11．一半径为R 的均匀带电球面，其电荷面密度为σ．该球面内、外的场强分布为（r表示从球心引出的矢径）： '=)(r E)(R r <，=)(r E)(R r >．12．在静电场中，电势不变的区域，场强必定为 ．三．计算题： l ．一空气平行板电容器，两极板面积均为 S ，板间距离为 d （ d 远小于极板线度），在两极板间平行地插入一面积也是S 、厚度为 t （＜ d ）的金属片．试求： (（l ）电容C 等于多少（2）金属片放在两极板间的位置对电容值有无影响2．计算如图所示的平面载流线圈在P 点产生的磁感应强度，设线圈中的电流强度为I ．3．图中所示为水平面内的两条平行长直裸导线LM 与L ’M ’，其间距离为l 其左端与电动势为0ε的电源连接.匀强磁场B垂直于图面向里.一段直裸导线ab 横放在平行导线间（并可保持在导线间无摩擦地滑动）把电路接通．由于磁场力的作用，ab 将从静止开始向右运动起来．求 ~（1） ab 能达到的最大速度V ．（2） ab 达到最大速度时通过电源的电流I ．4．两电容器的电容之比为2:1:21=C C（l ）把它们串联后接到电压一定的电源上充电，它们的电能之比是多少 （2）如果是并联充电，电能之比是多少（3）在上述两种情形下电容器系统的总电能之比又是多少 ）5．在一平面内有三根平行的载流直长导线，已知导线1和导线2中的电流I 1＝I 2且方向相同，两者相距 3×10-2m ，并且在导线1和导线2之间距导线1为10-2m 处B ＝0，求第三根导线放置的位置与所通电流I 3之间的关系． 6．一圆柱形电容器，内圆柱的半径为R 1，外圆柱的半径为R 2，长为L )]([12R R L ->>，两圆柱之间充满相对介电常数为r ε的各向同性均匀电介质．设内外圆柱单位长度上带电量（即电荷线密度）分别为λ和λ-，求： （l ）电容器的电容；（2）电容器储存的能量． 7． ]从经典观点来看，氢原子可看作是一个电子绕核作高速旋转的体系．已知电子和质子的电量为-e 和e ，电子质量为m e ，氢原子的圆轨道半径为r ，电子作平面轨道运动，试求电子轨道运动的磁矩m p的数值它在圆心处所产生磁感应强度的数值B 0为多少 8．一无限长直导线通有电流te I I 30-=．一矩形线圈与长直导线共面放置，其长边与导线平行，位置如图所示．求：（l ）矩形线圈中感应电动势的大小及感应电流的方向； （2）导线与线圈的互感系数．四．证明题：(共10分） 1．/一环形螺线管，共N 匝，截面为长方形，其尺寸如图，试证明此螺线管自感系数为：ab h N L ln 220πμ=~参考答案 一．选择题： 1．（D ） 2．（D ） 3．（D ） 4．（B ） 5.（A ） ~6．（A ） 7．（B ） 8．（C ） 9．（C ） 10．（C ） 11．（C ） 12．（D ） 13．（D ） 14．（B ） 15．（D ） 16．（C ） 17．（B ） 18．（B ） 二．填空题：(共27分） 1．（本题3分） )6/(0εq2．（本题3分）)22(813210q q q R++πε3．（本题3分） 】不可能闭合 4．(本题3分) ×10-7C 5．（本题3分） )2/(r I π)2/(r I H πμμ=6．（本题3分） )(22a r L -ρπ}7（本题3分） ×105m 8．（本题3分） 增大增大 9．（本题3分） 最大磁力矩 磁矩…10．（本题3分）点电荷系中每一个点电荷在该点单独产生的电场强度的矢量和 11．（本题3分） 0r r R 302εσ12．（本题3分） 零三．计算题： ；1．（本题10分）解：设极板上分别带电量+q 和-q ；金属片与A 板距离为d 1，与B 板距离为d 2；金属片与A 板间场强为 )/(01S q E ε=金属板与B 板间场强为 )/(02S q E ε=金属片内部场强为0'=E 则两极板间的电势差为 )dE d E U U B A 21+=-))](/([210d d S q +=ε))](/([0t d S q -=ε 由此得)/()/(0t d S U U q C B A -=-=ε因C 值仅与d 、t 有关，与d 1、d 2无关，故金属片的安放位置对电容无影响．2．（本题10分）解：如图，CD 、AF 在P 点产生的 B ＝0(EF DE BC AB B B B B B+++=)sin (sin 4120ββπμ-=aIB AB ，方向⊗其中0sin ,2/1)2/(sin 12===ββa a aIB AB 240μ=∴，同理：aIB BC 240μ=，方向⊗．同样 aIB B EF DE 280μ==，方向⊙．a IaI a I B 8224242000μμμ=-=∴3．解：（1）导线ab 运动起来时，切割磁感应线，产生动生电动势。