电磁学复习练习题作业(答案)
电磁学复习题集及答案
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电磁学复习题集及答案电磁学是物理学的重要分支之一,涉及电场、磁场以及它们之间的相互作用。
为了帮助大家复习电磁学知识,本文将提供一系列电磁学的复习题及答案。
希望通过这些题目的练习,能够加深对电磁学概念和原理的理解。
一、选择题1. 电场是指:A. 带电粒子所在空间B. 带电物体周围决定其它带电敏感物体运动状态的场C. 带电物体周围由于电介质作用而存在的场答案:B2. 磁感应强度的单位是:A. 特斯拉B. 高斯C. 法拉第答案:A3. 电路中最基本的电路元件是:A. 电源B. 电容器C. 电阻器答案:C4. 以下哪个物理量与电势差有关:A. 电场强度B. 电荷量C. 电容答案:A5. 以下哪个式子描述了法拉第电磁感应定律:A. U = IRB. F = maC. ε = -dφ/dt答案:C二、填空题1. 应用安培环路定理,计算通过一圈电流为2A的闭合回路的磁场的磁感应强度,如果这一圈回路的面积为0.5平方米,则磁感应强度大小为_________.答案:4特斯拉2. 自感系数也被称为________,单位是亨利。
答案:互感系数3. 电感为0.1亨的线圈通以频率为50Hz的交流电流,求其电感应电动势的峰值_________.答案:31.4伏三、解答题1. 一个长直导线中传过电流I,求与这根导线距离为r处点的磁感应强度B。
导线的长度为L。
解答:根据比奥-萨伐尔定律,磁感应强度B与电流I、距离r和导线长度L的关系为:B = (μ0 * I)/(2πr)其中,μ0 为真空中的磁导率,其数值为4π*10^(-7) 特斯拉·米/安培。
2. 有一个平行板电容器,两个平行金属板之间的空气介电常数为ε,两板间的距离为d,面积为A。
如果在这个电容器中加上电压U,求电场强度大小E以及电场能量密度u。
解答:电场强度E与电压U和板间距离d的关系为:E = U/d电场能量密度u与介质电容率ε、电场强度E的关系为:u = ε * E^2 / 2根据上述关系,将U和d代入公式可得到答案。
高考物理电磁学练习题库及答案
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高考物理电磁学练习题库及答案一、选择题1. 在电场中,带电粒子的运动路径称为()A. 轨道B. 轨迹C. 路径D. 脉冲2. 下列哪项不是电磁感应现象中主要的应用?A. 电动机B. 发电机C. 变压器D. 电吹风3. 在电磁波中,波长越小,频率越()A. 大B. 小C. 相等D. 不确定4. 电流大小与导线截面积之间的关系是()A. 正比例B. 反比例C. 平方反比D. 指数关系5. 下列哪个现象与电磁感应无关?A. 磁铁吸引铁矿石B. 手持电磁铁吸附铁钉C. 相机闪光灯工作D. 电动车行驶二、填空题1. 电流的单位是()2. 电阻的单位是()3. 电势差的单位是()4. 电功的单位是()5. 法拉是电容的单位,它的符号是()三、简答题1. 什么是电磁感应?2. 什么是洛仑兹力?3. 简述电阻对电流的影响。
4. 电势差与电压的关系是什么?5. 什么是电容?四、计算题1. 一根导线质量为0.5kg,长度为2m,放在匀强磁场中,当磁感应强度为0.4T时,该导线受到的洛仑兹力大小为多少?(设导线的电流为2A)2. 一台电视机的功率为200W,使用时电流为2A,求电源的电压是多少?3. 一个电容器带电量为5μC,电容为10μF,求该电容器的电势差。
4. 一台电脑的电压为110V,电流为2A,求功率是多少?5. 一根电阻为10欧姆的导线通过电流2A,求该导线两端的电压。
五、综合题1. 请解释什么是电磁感应现象,并列举两个具体的应用。
2. 电流和电势差之间的关系是什么?请给出相关公式并解释其含义。
3. 请计算一个电感为2H的线圈,通过电流为5A,求该线圈的磁场强度。
4. 一个电容器的电容为20μF,通过电流为0.5A,求该电容器两端的电压。
5. 请简述电阻、电容和电感的区别与联系。
答案及解析如下:一、选择题1. B. 轨迹解析:带电粒子在电场中的运动路径称为轨迹。
2. C. 变压器解析:变压器是电磁感应现象的一种重要应用。
高中物理电磁学综合复习 题集附答案
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高中物理电磁学综合复习题集附答案高中物理电磁学综合复习题集附答案一、选择题1.下列说法中,关于静电场的描述正确的是:A. 静电场只存在于导电体表面B. 静电场无法通过真空传播C. 静电场是由带电粒子形成的D. 静电场是一种宏观电现象答案:B2.下列哪个物理量不是电场强度的量纲?A. N/CB. V/mC. C/VD. N·m/C答案:D3.一匀强电场的电场强度大小为E,两个面积分别为S1和S2的平行金属板之间的电势差为U。
若将电容器接入电源恒流充电,在充电过程中两板间的电势差和电场强度的关系是:A. U一定,E增大B. U增大,E一定C. U增大,E也增大D. U和E都不变答案:A4.下列哪个说法关于电位移矢量D的描述是正确的?A. D在导体内的路径无关紧要,只与导体的几何形状有关B. D只存在于介质中,不存在于真空中C. D的方向与电场强度E的方向相同D. D的方向指向电场正传播的方向答案:D5.下列哪个物理量与电感的量纲相同?A. H/mB. V·s/AC. J/CD. N/A答案:A二、简答题1.电路中的欧姆定律是什么?写出它的数学表达式并说明其中各个符号的含义。
答:欧姆定律是指在一些电阻均匀分布的导体内,电流和电压之间满足线性关系的规律。
其数学表达式为:I = U/R,其中I表示电流强度,U表示电压,R表示电阻。
电流强度与电压成正比,与电阻成反比。
2.什么是磁感应强度?它的单位是什么?答:磁感应强度是指单位面积垂直于磁感应线的平面上,单位长度磁感应线通过该面积时的磁通量。
它的单位是特斯拉(T)。
三、计算题1.一根长度为L的导线匀速以v速度穿过一个与导线垂直且大小为B的磁感应强度的匀强磁场,导线两端之间的电压为多少?答案:由电磁感应定律可知,导线两端的电压与导线长度、磁感应强度、导线速度之间的关系为:U = BvL。
所以导线两端的电压为BvL。
(完整版)电磁学题库(附答案)
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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。
电磁学试题(含答案)
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电磁学试题(含答案)⼀、单选题1、如果通过闭合⾯S 的电通量e Φ为零,则可以肯定A 、⾯S 内没有电荷B 、⾯S 内没有净电荷C 、⾯S 上每⼀点的场强都等于零D 、⾯S 上每⼀点的场强都不等于零 2、下列说法中正确的是 A 、沿电场线⽅向电势逐渐降低 B 、沿电场线⽅向电势逐渐升⾼ C 、沿电场线⽅向场强逐渐减⼩ D 、沿电场线⽅向场强逐渐增⼤3、⾼压输电线在地⾯上空m 25处,通有A 1023的电流,则该电流在地⾯上产⽣的磁感应强度为A 、T 104.15-? B 、T 106.15-? C 、T 1025-? D 、T 104.25-? 4、载流直导线和闭合线圈在同⼀平⾯内,如图所⽰,当导线以速度v 向左匀速运动时,在线圈中 A 、有顺时针⽅向的感应电流B 、有逆时针⽅向的感应电C 、没有感应电流D 、条件不⾜,⽆法判断 5、两个平⾏的⽆限⼤均匀带电平⾯,其⾯电荷密度分别为σ+和σ-,则P 点处的场强为A 、02εσ B 、0εσ C 、02εσ D 、0 6、⼀束α粒⼦、质⼦、电⼦的混合粒⼦流以同样的速度垂直进⼊磁场,其运动轨迹如图所⽰,则其中质⼦的轨迹是 A 、曲线1 B 、曲线2C 、曲线3D 、⽆法判断7、⼀个电偶极⼦以如图所⽰的⽅式放置在匀强电场E中,则在电场⼒作⽤下,该电偶极⼦将A 、保持静⽌B 、顺时针转动C 、逆时针转动D 、条件不⾜,⽆法判断 8、点电荷q 位于边长为a 的正⽅体的中⼼,则通过该正⽅体⼀个⾯的电通量为 A 、0 B 、εqC 、04εq D 、06εq 9、长直导线通有电流A 3=I ,另有⼀个矩形线圈与其共⾯,如图所⽰,则在下列哪种情况下,线圈中会出现逆时针⽅向的感应电流? A 、线圈向左运动 B 、线圈向右运动 C 、线圈向上运动 D 、线圈向下运动10、下列说法中正确的是A 、场强越⼤处,电势也⼀定越⾼σ+ σ-P3IB 、电势均匀的空间,电场强度⼀定为零C 、场强为零处,电势也⼀定为零D 、电势为零处,场强⼀定为零11、关于真空中静电场的⾼斯定理0εi Sq S d E ∑=??,下述说法正确的是:A. 该定理只对有某种对称性的静电场才成⽴;B. i q ∑是空间所有电荷的代数和;C. 积分式中的E⼀定是电荷i q ∑激发的;D. 积分式中的E是由⾼斯⾯内外所有电荷激发的。
2024年初中物理电磁学练习题及答案
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2024年初中物理电磁学练习题及答案一、选择题1.下列哪个选项中的物质具有最好的导电性能?A.木材B.塑料C.铜D.玻璃答案:C.铜2.电流的单位是什么?A.焦耳B.欧姆C.安培D.瓦特答案:C.安培3.下列哪个选项中的电器是以电磁感应原理工作的?A.洗衣机B.电风扇D.电熨斗答案:D.电熨斗4.导线中通电产生磁场,磁场的方向是怎样的?A.沿着导线方向形成一个环状B.沿着导线方向形成一个直线C.垂直于导线方向D.无法确定答案:C.垂直于导线方向5.以下哪个选项汇集了一个家庭电路系统中的电能转换器?A.电风扇B.微波炉C.插座D.开关答案:B.微波炉二、填空题1.电流强度的单位是__________。
2.利用导线构成的通电回路叫做__________。
答案:电路3.如果两个磁铁的南极相朝,它们之间的磁力是__________。
答案:排斥力4.一台电视机的工作电压是220V,接入电路的电阻是5欧姆,计算通过电视机的电流强度。
答案:I = U/R = 220V/5Ω = 44安培5.利用电磁感应原理,可以实现__________。
答案:发电三、解答题1.电路中的串联和并联有什么区别?请举例说明。
答:串联是指将电器依次连接在同一条电路中,电流只有一条路径可走。
并联是指将电器同时连接在电路中,电流有多条路径可走。
例如,家庭中的灯泡串联连接在同一排总开关下,当总开关关闭时,所有灯泡都会同时熄灭。
而如果将灯泡并联连接,其中一个灯泡坏掉或开关关闭也不会影响其他灯泡的工作。
2.请解释电磁感应的原理,并说明其在日常生活中的应用。
答:电磁感应是指当导体处于变化的磁场中时,会产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁场变化的速率成正比。
电磁感应在日常生活中有很多应用,其中包括:- 发电机原理:通过旋转磁场通过线圈,产生感应电动势,将机械能转化为电能。
- 电磁炉原理:利用交变磁场产生感应电流,通过导体中的电阻产生热量,实现加热效果。
电磁学练习题(含答案)
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一、选择题1、在磁感强度为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与的夹角为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 ]2、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,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上电流为I ,.若载流长直导线1、2以及圆环中的电流在圆心O 点所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 1 = B 3 = 0,但B 2≠ 0.(E ) B ≠ 0,因为虽然B 2 = B 3 = 0,但B 1≠ 0. [ D ]3、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. [ D ]4、无限长直圆柱体,半径为R ,沿轴向均匀流有电流.设圆柱体内( r < R )的磁感强度为B i ,圆柱体外( r > R )的磁感强度为B e ,则有(A) B i 、B e 均与r 成正比.(B) B i 、B e 均与r 成反比.(C) B i 与r 成反比,B e 与r 成正比.(D) B i 与r 成正比,B e 与r 成反比. [ D ]5、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) ⎰=⋅0l d B ,且环路上任意一点B = 0.(B) ⎰=⋅0l d B ,且环路上任意一点B ≠0.(C) ⎰≠⋅0l d B ,且环路上任意一点B ≠0.(D) ⎰≠⋅0l d B ,且环路上任意一点B =常量. [ B ]6、按玻尔的氢原子理论,电子在以质子为中心、半径为r 的圆形轨道上运动.如果把这样一个原子放在均匀的外磁场中,使电子轨道平面与垂直,如图所示,则在r 不变的情况下,电子轨道运动的角速度将:(A) 增加. (B) 减小.(C) 不变. (D) 改变方向. [ A ]7、如图所示,一根长为ab 的导线用软线悬挂在磁感强度为的匀强磁场中,电流由a 向b 流.此时悬线张力不为零(即安培力与重力不平衡).欲使ab 导线与软线连接处张力为零则必须:(A) 改变电流方向,并适当增大电流.(B) 不改变电流方向,而适当增大电流.(C) 改变磁场方向,并适当增大磁感强度的大小. (D) 不改变磁场方向,适当减小磁感强度的大小. [ B ]8、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 ]9、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μr 为(真空磁导率μ0 =4π×10-7 T ·m ·A -1)(A) 7.96×102 (B) 3.98×102(C) 1.99×102 (D) 63.3 [ B ]10、半径为a 的圆线圈置于磁感强度为的均匀磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,线圈电阻为R ;当把线圈转动使其法向与的夹角α =60°时,线圈中通过的电荷与线圈面积及转动所用的时间的关系是(A) 与线圈面积成正比,与时间无关.(B) 与线圈面积成正比,与时间成正比.(C) 与线圈面积成反比,与时间成正比.(D) 与线圈面积成反比,与时间无关. [ A ]11、如图所示,直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中,磁场平行于ab 边,bc 的长度为l .当金属框架绕ab 边以匀角速度ω转动时,abc 回路中的感应电动势 和a 、c 两点间的电势差U a –U c 为(A) =0,221l B U U b a ω=-. (B) =0,221l B U U b a ω-=-. (C) =2l B ω,221l B U U b a ω=- (D) =2l B ω,221l B U U b a ω-=-. [ B ]12、有两个长直密绕螺线管,长度及线圈匝数均相同,半径分别为r 1和r 2.管内充满均匀介质,其磁导率分别为μ1和μ2.设r 1∶r 2=1∶2,μ1∶μ2=2∶1,当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后,其自感系数之比L 1∶L 2与磁能之比W m 1∶W m 2分别为:(A) L 1∶L 2=1∶1,W m 1∶W m 2 =1∶1.(B) L 1∶L 2=1∶2,W m 1∶W m 2 =1∶1.(C) L 1∶L 2=1∶2,W m 1∶W m 2 =1∶2.(D) L 1∶L 2=2∶1,W m 1∶W m 2 =2∶1. [ C ]13、用导线围成的回路(两个以O 点为心半径不同的同心圆,在一处用导线沿半径方向相连),放在轴线通过O 点的圆柱形均匀磁场中,回路平面垂直于柱轴,如图所示.如磁场方向垂直图面向里,其大小随时间减小,则(A)→(D)各图中哪个图上正确表示了感应电流的流向?[ B ]二、填空题 14、如图,一个均匀磁场B 只存在于垂直于图面的P 平面右侧,B 的方向垂直于图面向里.一质量为m 、电荷为q 的粒子以速度射入磁场.在图面内与界面P 成某一角度.那么粒子在从磁场中射出前是做半径为______________的圆周运动.如果q > 0时,粒子在磁场中的路径与边界围成的平面区域的面积为S ,那么q < 0时,其路径与边界围成的平面区域的面积是_________________.答案:)(qB mv15、若在磁感强度B =0.0200T 的均匀磁场中,一电子沿着半径R = 1.00 cm 的圆周运动,则该电子的动能E K =________________________eV .(e =1.6 ×10-19 C, m e = 9.11×10-31 kg)答案: 3.51×103参考解: mR B q mv E K 2212222== =5.62×10-16 J=3.51×103 eV16、氢原子中电子质量m ,电荷e ,它沿某一圆轨道绕原子核运动,其等效圆电流的磁矩大小p m 与电子轨道运动的动量矩大小L 之比=Lp m ________________. 答案:me 217、载有恒定电流I 的长直导线旁有一半圆环导线cd ,半圆环半径为b ,环面与直导线垂直,且半圆环两端点连线的延长线与直导线相交,如图.当半圆环以速度沿平行于直导线的方向平移时,半圆环上的感应电动势的大小是____________________.答案:ba b a Iv -+ln 20πμ 18、如图所示,一段长度为l 的直导线MN ,水平放置在载电流为I 的竖直长导线旁与竖直导线共面,并从静止由图示位置自由下落,则t 秒末导线两端的电势差=-N M U U ______________________.答案:al a Igt +-ln 20πμ 19、位于空气中的长为l ,横截面半径为a ,用N匝导线绕成的直螺线管,当符 合________和____________________的条件时,其自感系数可表成V I N L 20)/(μ=,其中V 是螺线管的体积.20、一线圈中通过的电流I 随时间t 变化的曲线如图所示.试定性画出自感电动势 L 随时间变化的曲线.(以I 的正向作为 的正向)答案:21、真空中两条相距2a 的平行长直导线,通以方向相同,大小相等的电流I ,O 、P 两点与两导线在同一平面内,与导线的距离如图所示,则O 点的磁场能量密度w m o =___________,P 点的磁场能量密度w mr =__________________.答案: 022、一平行板空气电容器的两极板都是半径为R 的圆形导体片,在充电时,板间电场强度的变化率为d E /d t .若略去边缘效应,则两板间的位移电流为 ________________________.答案:dt dE R /20πε三、计算题23、如图所示,一无限长直导线通有电流I =10 A ,在一处折成夹角θ =60°的折线,求角平分线上与导线的垂直距离均为r =0.1 cm 的P 点处的磁感强度.(μ0 =4π×10-7 H ·m -1)解:P 处的可以看作是两载流直导线所产生的,与的方向相同.)]60sin(90[sin 4)]90sin(60[sin 400 --+--=rI r I πμπμ ]90sin 60[sin 420 +=rI πμ=3.73×10-3 T 方向垂直纸面向上.24、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)解:在距离导线中心轴线为x 与dx x +处,作一个单位长窄条,其面积为dx dS ⋅=1.窄条处的磁感强度所以通过d S 的磁通量为 dx R Ix BdS d r 202πμμ==Φ 通过1m 长的一段S 平面的磁通量为Wb I dx R Ix r R r 600201042-===Φ⎰πμμπμμ 25、 一通有电流I 1 (方向如图)的长直导线,旁边有一个与它共面通有电流I 2 (方向如图)每边长为a 的正方形线圈,线圈的一对边和长直导线平行,线圈的中心与长直导线间的距离为a 23 (如图),在维持它们的电流不变和保证共面的条件下,将它们的距离从a 23变为a 25,求磁场对正方形线圈所做的功.解:如图示位置,线圈所受安培力的合力为方向向右,从x = a 到x = 2a 磁场所作的功为26、螺绕环中心周长l = 10 cm ,环上均匀密绕线圈N = 200匝,线圈中通有电流I = 0.1 A .管内充满相对磁导率μr = 4200的磁介质.求管内磁场强度和磁感强度的大小.解: 200===l NI nI H A/mH H B r μμμ0===1.06 T27、如图所示,有一矩形回路,边长分别为a 和b ,它在xy 平面内以匀速沿x 轴方向移动,空间磁场的磁感强度与回路平面垂直,且为位置的x 坐标和时间t 的函数,即kx t B t x B sin sin ),(0ω =,其中0B ,ω,k 均为已知常数.设在t =0时,回路在x =0处.求回路中感应电动势对时间的关系.解:选沿回路顺时针方向为电动势正方向,电动势是由动生电动势 1和感生电动势 2组成的.设回路在x 位置:∴ kkx a x k t bB cos )(cos cos 02-+=ωωε 设总感应电动势为 ,且 x =v t ,则有∴。
电磁学练习题积累(含部分答案)
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一.选择题(本大题15小题,每题2分)第一章、第二章1.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,其电位一定是正值(B)等位面上各点的场强一定相等(C)场强为零处,电位也一定为零(D)场强相等处,电位梯度矢量一定相等2.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) 应用高斯定理求得的场强仅是由面内电荷所激发的(D) 应用高斯定理求得的场强仅是由面外电荷所激发的3.关于静电场下列说法中正确的是 [ ](A)电场和试探电荷同时存在和消失(B)由E=F/q知道,电场强度与试探电荷成反比(C)电场强度的存在与试探电荷无关(D)电场是试探电荷和场源电荷共同产生的4.下列几个说法中正确的是: [ ](A)电场中某点场强的方向,就是将点电荷放在该点所受电场力的方向(B)在以点电荷为中心的球面上,由该点电荷所产生的场强处处相同(C)场强方向可由E=F/q定出,其中q为试验电荷的电量,q可正、可负,F为试验电荷所受的电场力(D)以上说法全不对。
5.一平行板电容器中充满相对介电常数为的各向同性均匀电介质。
已知介质两表面上极化电荷面密度为,则极化电荷在电容器中产生的电场强度的大小为 [ ](A)0εσ' (B) 02εσ' (C) 0εεσ' (D) εσ'6. 在平板电容器中充满各向同性的均匀电介质,当电容器充电后,介质中 D 、E 、P 三矢量的方向将是 [ ] (A) D 与E 方向一致,与P 方向相反 (B) D 与E 方向相反,与P 方向一致 (C) D 、E 、P 三者方向相同(D) E 与P 方向一致,与D 方向相反7. 在一不带电荷的导体球壳的球心处放一点电荷,并测量球壳内外的场强分布,如果将此点电荷从球心移到球壳内其它位置,重新测量球壳内外的场强分布,则将发现: [ ] (A) 球壳内、外场强分布均无变化 (B) 球壳内场强分布改变,球壳外的不变 (C) 球壳外场强分布改变,球壳内的不变 (D) 球壳内、外场强分布均改变8. 一电场强度为E 的均匀电场,E 的方向与x 轴正向平行,如图所示,则通过图中一半径为R 的半球面的电场强度通量为 [ ](A) 2R E π;(B) 212R E π;(C) 22R E π;(D ) 0。
高三物理电磁学练习题及答案
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高三物理电磁学练习题及答案一、选择题1. 带电粒子在磁场中受力的大小与以下哪个因素无关?A. 粒子的电荷量B. 粒子的速度C. 粒子所受磁场的大小D. 粒子所受磁场的方向2. 一个导线以匀速矩形轨道绕一个垂直于轨道面的固定轴旋转。
导线的两端接有电源,通过导线的电流大小和方向在转过一个周期后是:A. 大小不变,方向也不变B. 大小不变,方向相反C. 大小相反,方向不变D. 大小相反,方向相反3. 两个平行的长直导线之间通过电流会发生什么现象?A. 两导线之间会产生吸引力B. 两导线之间会产生斥力C. 两导线之间会发生磁场D. 两导线之间电流大小会发生变化4. 一根导线形状为正方形,两边的两段导线与均匀磁场垂直并相等。
通过导线的总电流为I,导线所在的平面与磁场之间夹角为θ。
则导线所受力的大小为:A. IθB. Iθ/2C. Iθ^2D. Iθ^2/25. 在变化磁场中一个回路内的感应电动势的大小与以下哪个因素无关?A. 磁场的变化速率B. 回路面积的大小C. 回路的形状D. 磁场的方向二、填空题1. 两根平行导线之间的距离为0.2 m,通过第一根导线的电流为2 A,第二根导线与第一根导线的角度为30°,则在第二根导线上的磁感应强度为_____ T。
2. 一根长直导线通过电流3 A,产生的磁场的磁感应强度为____ T。
3. 一个圆形回路的半径为0.2 m,它所在的平面与一个磁场垂直,磁感应强度为0.5 T,磁场持续变化,则回路内感应电动势的大小为_____ V。
4. 一根导线形状为正方形,两边的两段导线与均匀磁场垂直并相等。
通过导线的总电流为4 A,导线所在的平面与磁场之间夹角为60°。
则导线所受力的大小为_____ N。
三、计算题1. 一条长直导线通过电流I,产生的磁场与另一根平行导线距离为d,并在两导线之间产生一个力作用。
当其中一根导线的电流大小为2I时,两导线之间的力变为原来的几倍?2. 一个包围面积为0.2 m^2的圆形回路,其平面与磁场成60°角,磁感应强度为0.4 T,磁场变化的速率为5 T/s,计算回路中感应电动势的大小。
高三物理电磁学练习题及答案2023
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高三物理电磁学练习题及答案2023一、选择题1. 下列哪个选项最准确地描述了电磁感应的现象?A. 通过一个闭合线圈中的直流电流,可以产生磁场。
B. 一个导体在磁场中运动,会产生感应电动势。
C. 交流电经过变压器后,可以改变电压的大小。
D. 静止的导体不会受到磁场的作用力。
2. 两个相邻的导线,电流方向相同时,它们之间的相互作用力是:A. 引力B. 排斥力C. 无相互作用力D. 无法确定3. 一根导线在垂直于磁场方向以速度v匀速运动,切割磁感线的长度为L,则感应电动势的大小为:A. v/LB. v*LC. v+LD. v-L4. 在电路中,若磁感应强度减小,则感应电动势的方向是:A. 不变B. 没有感应电动势C. 与原来相反D. 无法确定5. 一台发电机将机械能转化为电能的过程属于:A. 电磁感应B. 电阻发热C. 机械运动D. 热传导二、填空题1. 在电磁感应现象中,当磁感应强度发生变化时,产生的电动势的方向满足________法则。
答案:楞次定律2. 单位时间内磁通量的变化率称为________。
答案:感应电动势3. 一台发电机的转子中有1000个磁针,转速为1800转/分,每个磁针的磁连量为0.002Wb。
该发电机输出的交流电频率为________Hz。
答案:60Hz4. 一根导线以速度v绕半径为r的圆周做匀速运动,如果磁感应强度的大小为B,则感应电动势的大小为________。
答案:B*v*r5. 电磁铁的磁感应强度为0.8T,长度为20cm,它在磁场中运动,切割磁感线的速度为10m/s,则感应电动势的大小为________。
答案:1.6V三、解答题1. 一根长直导线$AB$位于均匀磁场中,垂直于纸面向里,如图所示。
当导线以速度$v$向左运动时,求:(1) 导线$AB$之间的感应电动势大小。
(2) 感应电动势的方向。
(3) 当$v=10\ m/s$时,导线$AB$之间的感应电动势大小为0.02 V,请计算磁场的强度。
(完整版)电磁学题库(附答案)
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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。
(完整版)大学物理电磁学练习题及答案
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(C) (D)
2.一个平行板电容器,充电后与电源断开,当用绝缘手柄将电容器两极板的距离拉大,则两极板间的电势差 、电场强度的大小 、电场能量 将发生如下变化:[C]
(A) 减小, 减小, 减小;
(B) 增大, 增大, 增大;
(C) 增大, 不变, 增大;
(D) 减小, 不变, 不变.
3.如图,在一圆形电流 所在的平面内,选一个同心圆形闭合回路
(A)
(B)
(C)
(D)
6.对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确[A]
(A)位移电流是由变化的电场产生的;
(B)位移电流是由线性变化的磁场产生的;
(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.
二、填空题(20分)
1.(本题5分)
若静电场的某个区域电势等于恒量,则该区域的电场强度为处处为零,若电势随空间坐标作线性变化,则该区域的电场强度分布为均匀分布.
4.(本题5分)
一长直导线旁有一长为 ,宽为 的矩形线圈,线圈与导线共面,如图所示.长直导线通有稳恒电流 ,则距长直导线为 处的 点的磁感应强度 为;线圈与导线的互感系数为.
三、计算题(30分)
1.(本题10分)
一半径为 、电荷量为 的均匀带电球体,设无穷远处为电势零点。
试求:(1)球体内外电场强度的分布;
答案
D
C
B
题号
4
5
6
答案
C
B
A
二、填空题
1.处处为零;均匀分布
2. 0.226T;300AБайду номын сангаасm;
3. ; ;
4.;
三、计算题
电磁学复习题
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电磁学复习题一、 选择1、下列说法正确的是( )(A ) 电场强度为零的点,电势也一定为零 (B ) 电场强度不为零的点,电势也一定不为零 (C ) 电势为零的点,电场强度也一定为零(D ) 电势在某一区域内为常量,则电场强度在该区域内必定为零 正确答案为(D )2、空气平行板电容器保持电压不变,再在两极板内充满均匀介质,则电场强度大小E 、电容C 、极板上电量Q 及电场能量W 四个量与充入介质前比较,变化情况是( )A .E 减小,C 、Q 、W 增大B .E 不变,C 、Q 、W 增大 C .E 、W 减小,C 、W 增大D .E 不变,C 、Q 、W 减小 正确答案是(B )解析:未插入介质前,设平行板电容器电容为C 0,极板上的电量为00Q C U =,插入介质后,电容r 0C C ε=增大,电容器接在电源上,两极板间的电势差0V V =仍不变,极板上的电量r 0r 0Q CU C U Q εε===增大。
未插入介质前,电场强度0V E d=,插入介质后,VE d =,因V ,d 不变,所以0E E =,电场强度不变。
未插入介质前,电场能量20012W C V =,插入介质后,22r 0r 01122W CV C V W εε===增大。
3、电荷面密度均为+σ的两块“无限大”均匀带电的平行平板如图(a )放置,其周围空间各点电场强度E (设电场强度方向向右为正、向左为负)随位置坐标x 变化的关系曲线为图(b )中的( )第3题正确答案为(B )解析:无限大均匀带电平板激发的电场强度为2εσ,方向沿带电平板法向向外,依照电场叠加原理可以求得各区域电场强度的大小和方向。
4、将一带负电的物体M 靠近一不带电的导体N ,在N 的左端感应出正电荷,右端感应出负电荷。
若将导体N 的左端接地(如图所示),则( ) (A )N 上的所有电荷入地 (B )N 上所有的感应电荷入地 (C )N 上的正电荷入地 (D )N 上的负电荷入地 正确答案为(D )解析:导体N 接地表明导体N 为零电势,即与无穷远处等电势,这与导体N 在哪一端接地无关。
(完整版)电磁学练习题及答案

Prλ2λ1R 1 R 21.坐标原点放一正电荷Q ,它在P 点(x =+1,y =0)产生的电场强度为E ρ。
现在,另外有一个负电荷-2Q ,试问应将它放在什么位置才能使P 点的电场强度等于零? (A) x 轴上x >1。
(B) x 轴上0<x <1。
(C) x 轴上x <0。
(D) y 轴上y >0。
(E) y 轴上y <0。
[ C ]2.个未带电的空腔导体球壳,内半径为R 。
在腔内离球心的距离为d 处( d < R ),固定一点电荷+q ,如图所示. 用导线把球壳接地后,再把地线撤去。
选无穷远处为电势零点,则球心O 处的电势为 (A) 0 (B)dq04επ(C)R q 04επ- (D) )11(40Rd q -πε [ D ] 3.图所示,两个“无限长”的、半径分别为R 1和R 2的共轴圆柱面,均匀带电,沿轴线方向单位长度上的所带电荷分别为λ1和λ2,则在外圆柱面外面、距离轴线为r 处的P 点的电场强度大小E 为:(A) r 0212ελλπ+ (B) ()()20210122R r R r -π+-πελελ(C) ()20212R r -π+ελλ(D) 20210122R R ελελπ+π [ A ]4.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 [ C ]5.点电荷+q 的电场中,若取图中P 点处为电势零点 , 则M 点的电势为(A)a q 04επ (B) a q08επ(C) a q 04επ- (D) aq08επ- [ D ]yxO +Q P(1,0)R O d +q+a aO -σ +σO-a +ax U (A)O -a +a xUO -a +a x U (C)O -a +ax U (D)aa+qPM6.图所示,CDEF 为一矩形,边长分别为l 和2l 。
电磁学复习练习题作业(答案)
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第一次作业(库仑定律和电场强度叠加原理)一 选择题[ C ]1下列几个说法中哪一个是正确的?(A) 电场中某点场强的方向,就是将点电荷放在该点所受电场力的方向.(B) 在以点电荷为中心的球面上, 由该点电荷所产生的场强处处相同.(C) 场强可由q F E / 定出,其中q 为试验电荷,q 可正、可负,F 为试验电荷所受的电场力.(D) 以上说法都不正确.[ C ]2 在边长为a 的正方体中心处放置一电荷为Q 的点电荷,则正方体顶角处的电场强度的大小为: (A)2012a Q . (B) 206a Q.(C)203a Q . (D)20a Q.[ B ]3图中所示为一沿x 轴放置的“无限长”分段均匀带电直线,电荷线密度分别为+(x <0)和- (x >0),则Oxy 坐标平面上点(0,a )处的场强E为(A) 0. (B)i a 02 . (C) i a 04 . (D) j i a04 . 【提示】根据)sin (sin 4120 a E x )cos (cos 4210aE y对+ 均匀带电直线2,021对— 均匀带电直线0,221在(0,a )点的场强是4个场强的矢量和[ A ]4电荷面密度分别为+ 和- 的两块“无限大”均匀带电的平行平板,如图放置,则其周围空间各点电场强度随位置坐标x 变化的关系曲线为:(设场强方向 向右为正、向左为负)O +- x y (0, a ) O x -a a y+ -O -a +a 0/x(A)EO E -a +a 02/ x (B)OE -a +a 02/ x(C)-02/OE -a +a2/ x(D)/ 02/【提示】依据02E 及场强叠加 二.填空题5. 电荷为-5×10-9 C 的试验电荷放在电场中某点时,受到 20×10-9 N 的向下的力,则该点的电场强度大小为_____________________,方向____________.4N / C 2分 向上 1分6. 电荷均为+q 的两个点电荷分别位于x 轴上的+a 和-a 位置,如图所示.则y 轴上各点电场强度的表示式为E=j y a qy2/322042 , (j为y 方向单位矢量) ,场强最大值的位置在y =2/a7.两根相互平行的“无限长”均匀带正电直线1、2,相距为d ,其电荷线密度分别为 1和 2如图所示,则场强等于零的点与直线1的距离a 为d 211三计算题8.如图所示,一电荷面密度为 的“无限大”平面,在距离平面a 处的一点的场强大小的一半是由平面上的一个半径为R 的圆面积范围内的电荷所产生的.试求该圆半径的大小.解:电荷面密度为 的无限大均匀带电平面在任意点的场强大小为E = / (2 0) 2分以图中O 点为圆心,取半径为r →r +d r 的环形面积,其电量为d q = 2 r d r 2分它在距离平面为a 的一点处产生的场强+q +q -a+aO xy12a daR O E2/32202d ra ardrE2分则半径为R 的圆面积内的电荷在该点的场强为R r a r r a E 02/3220d 222012R a a 2分 由题意,令E = / (40),得到R =a 32分9.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.解:设杆的左端为坐标原点O ,x 轴沿直杆方向.带电直杆的电荷线密度为 =q / L ,在x 处取一电荷元d q = d x = q d x / L ,它在P 点的场强: 204d d x d L q E204d x d L L xq 2分总场强为 Lx d L xL q E 020)(d 4- d L d q 043分 方向沿x 轴,即杆的延长线方向.10.一个细玻璃棒被弯成半径为R 的半圆形,沿其上半部分均匀分布有电荷+Q ,沿其下半部分均匀分布有电荷-Q ,如图所示.试求圆心O 处的电场强度. 解:把所有电荷都当作正电荷处理.在 处取微小电荷 d q = d l = 2Q d /它在O 处产生场强d 24d d 20220RQR q E2分按 角变化,将d E 分解成二个分量:d sin 2sin d d 202RQ E E xOd cos 2cos d d 202R Q E E y3分对各分量分别积分,积分时考虑到一半是负电荷2/2/0202d sin d sin 2R QE x =0 2分 2022/2/0202d cos d cos 2R QR Q E y2分 所以j RQ j E i E E y x2021分 第三次作业答案(高斯定理和电势2)1. 以下各种说法是否正确?(回答时需说明理由)(1)场强为零的地方,电势也一定为零。
电磁学复习题答案
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电磁学复习题答案一、填空题(每小题3分)1、如图一边长为a 的等边三角形两顶点A ,B 上分别放电量为+q 的两点电荷,问顶点C 处的电场强度大小为 2043a q πε 。
2、如图边长为L 的等边三角形的三个顶点,若在A 、B 、C 三个顶点处分别放置带电量为q 的正点电荷,则A 、B 、C 三点电荷在等边三角形三条中线交点上产生的合场强的大小为 0 。
3、两无限大的带电平面,其电荷密度均为+σ,则两带电平面之间的场强为 0 。
4、均匀带电(电荷面密度为σ)无限大均匀带电平板,距平板距离为r 处一点平p 处的电场强度大小为 02εσ 。
5、一无限大均匀带电平面,电荷面密度为σ,则带电平面外任一点的电场强度的大小为 02εσ 。
6、两无限大的带电平面,其电荷密度分别为+σ,-σ,则两带电平面之间的场强为 0εσ 。
7、均匀带电圆环带电量q ,圆环半径为R ,则圆环中心点处的电场强度大小为 0 。
8、ABCD 是边长为L 的正方形的四个顶点,若在A 、B 、C 、D 四个顶点处分别放置带电量为q 的正点电荷,则A 、B 、C 、D 四点电荷在正方形对角线交点上产生的合场强的大小为 0 。
9、静电场力做功的特点:静电场力做功与路径 无关 (填“有关”或“无关” ) 10、如图所示,一点电荷q +位于立方体的中心,则通过abcd 面的E 的电通量φ大小为06εq 。
11、静电平衡导体的表面电荷面密度为α,则表面处的电场强度E =0εα 。
12、半径为R 的球壳均匀带电荷q ,电场中球面处的电势为 Rq04πε 。
13、半径为R 的球面均匀带电荷q ,在真空中球心处的电势为 R q04πε 。
14、设点电荷q 的电场中的某一点距电荷q 的距离为处r 的电场强度的大小为 204r qπε ,该点的电势为 r q 04πε 。
15、通过磁场中某一曲面的磁场线叫做通过此曲面的磁通量,则通过任意闭合曲面的磁通量为 0 。
初中物理电磁学基础复习 题集附答案
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初中物理电磁学基础复习题集附答案1. 选择题:(1) 电流的单位是:A. 伏特B. 法拉C. 欧姆D. 安培答案:D. 安培(2) 超导体的特点是:A. 导电性很好B. 电阻为零C. 导体结构松散D. 电阻很大答案:B. 电阻为零(3) 电阻对电流的影响可以用下列哪个物理关系进行描述:A. U = RIB. I = U/RC. R = U/ID. U = I/R答案:A. U = RI(4) 磁场是由()产生的。
A. 静电B. 磁铁C. 电流D. 温度答案:C. 电流(5) 电磁铁的磁化方式是:A. 通电磁铁B. 恒温磁铁C. 永久磁铁D. 常温磁铁答案:A. 通电磁铁2. 填空题:(1) 电路中总电流I和电阻R的关系可以用()进行描述。
答案:U = IR(2) 感生电动势的大小与()和线圈的匝数有关。
答案:磁场的变化速率(3) 电流的方向由正()流向负()。
答案:极(4) 磁场的方向由()示意图标示。
答案:磁力线(5) 法拉第电磁感应定律可以用下列公式表达:()答案:ε = -ΔΦ/Δt3. 解答题:(1) 电流的定义是什么?以常用电器为例,说明电流的作用。
答案:电流是单位时间内通过导体横截面的电荷数量。
以电灯为例,电流通过灯丝时,灯丝产生热量,并发光。
这就是电流的作用。
(2) 什么是磁感强度?请解释其物理意义。
答案:磁感强度是磁场中某一点单位面积上受力的大小。
物理意义是描述了单位面积上受到的磁力大小,对磁场的强弱进行量化。
(3) 请解释什么是电磁感应现象,并举例说明。
答案:电磁感应现象指的是通过磁场的变化产生感生电动势的现象。
例如,将一个线圈放置在磁铁附近,当磁铁靠近或离开线圈时,线圈内将会产生电流。
4. 计算题:(1) 一个电阻为8欧姆的电路中通过电流为2安培,则该电路两端的电压为多少伏特?答案:U = IR = 8Ω * 2A = 16V(2) 一个线圈的磁感应强度为0.5特斯拉,线圈的面积为0.2平方米,则通过该线圈的磁通量为多少韦伯?答案:Φ = B * A = 0.5T * 0.2m² = 0.1Wb(3) 一个电磁铁的线圈中通过电流为4安培,线圈的匝数为2000匝,则该电磁铁的磁感强度为多少特斯拉?答案:B = μ₀ * (N * I) / l = 4π * 10^-7T * (2000 * 4A) / 1m = 0.032T通过以上题目的复习,相信您对初中物理电磁学的基础知识已经有了一定了解。
高中物理《电磁学》练习题(附答案解析)
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高中物理《电磁学》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.下列哪种做法不属于防止静电的危害()A.印染厂房中保持潮湿B.油罐车的尾部有一铁链拖在地上C.家用照明电线外面用一层绝缘胶皮保护D.在地毯中夹杂一些不锈钢丝纤维2.避雷针能起到避雷作用,其原理是()A.尖端放电B.静电屏蔽C.摩擦起电 D.同种电荷相互排斥3.2022年的诺贝尔物理学奖同时授予给了法国物理学家阿兰•阿斯佩、美国物理学家约翰•克劳泽及奥地利物理学家安东•蔡林格,以表彰他们在“纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面所做出的杰出贡献。
许多科学家相信量子科技将改变我们未来的生活,下列物理量为量子化的是()A.一个物体带的电荷量B.一段导体的电阻C.电场中两点间的电势差D.一个可变电容器的电容4.关于电流,下列说法中正确的是()A.电流跟通过截面的电荷量成正比,跟所用时间成反比B.单位时间内通过导体截面的电量越多,导体中的电流越大C.电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向D.国际单位制中,其单位“安培”是导出单位5.转笔(Pen Spinning)是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图所示。
转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动,下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是()A.笔杆上的点离O点越近的,做圆周运动的向心加速度越大B.若该同学使用中性笔,笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动而被甩走C.若该同学使用的是金属笔杆,且考虑地磁场的影响,由于笔杆中不会产生感应电流,因此金属笔杆两端一定不会形成电势差D.若该同学使用的是金属笔杆,且考虑地磁场的影响,那么只有在竖直平面内旋转时,金属笔杆两端才会形成电势差6.关于电场力做功与电势差的关系,下列说法正确的是()A.M、N两点间的电势差等于将单位电荷从M点移到N点电场力做的功B.不管是否存在其他力做功,电场力对电荷做多少正功,电荷的电势能就减少多少C.在两点间移动电荷电场力做功为零,则这两点一定在同一等势面上,且电荷一定在等势面上移动D.在两点间移动电荷,电场力做功的多少与零电势的选取有关7.图甲和乙是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。
大学电磁学测试题及答案
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大学电磁学测试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪个选项是麦克斯韦方程组中描述磁场变化产生电场的方程?A. ∇·E = ρ/ε₀B. ∇×E = -∂B/∂tC. ∇·B = 0D. ∇×B = μ₀J + ε₀μ₀∂E/∂t答案:B2. 在真空中,电磁波的传播速度是多少?A. 2.998×10^8 m/sB. 3.0×10^8 m/sC. 3.3×10^8 m/sD. 3.0×10^5 km/s答案:B3. 以下哪个物理量是标量?A. 电场强度B. 磁场强度C. 电荷D. 电流答案:C4. 根据洛伦兹力公式,当一个带电粒子垂直于磁场方向运动时,它受到的力的方向是?A. 与磁场方向相同B. 与磁场方向相反C. 与磁场方向垂直D. 与带电粒子运动方向相同答案:C5. 以下哪种情况会导致电磁波的偏振?A. 电磁波在真空中传播B. 电磁波在介质中传播C. 电磁波通过偏振片D. 电磁波通过非均匀介质答案:C6. 电磁感应定律表明,当磁场变化时,会在导体中产生什么?A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电场答案:B7. 根据法拉第电磁感应定律,感应电动势与以下哪个因素成正比?A. 磁场强度B. 磁通量的变化率C. 导体长度D. 导体电阻答案:B8. 以下哪个选项不是电磁波的特性?A. 传播速度B. 波长C. 频率D. 质量答案:D9. 电磁波的波速、波长和频率之间的关系是什么?A. v = λfB. v = 1/(λf)C. v = λ/fD. v = f/λ答案:A10. 以下哪种介质对电磁波的传播速度影响最大?A. 真空B. 空气C. 水D. 玻璃答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 电磁波的传播不需要______。
答案:介质2. 根据麦克斯韦方程组,电场的散度等于电荷密度除以______。
答案:真空电容率3. 电磁波的波长、频率和波速之间的关系可以用公式______表示。
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电磁学复习练习题作业(答案)第一次作业一选择题[ C ]1下列几个说法中哪一个是正确的?(A) 电场中某点场强的方向,就是将点电荷放在该点所受电场力的方向. ???(C) 场强可E?F/q定出,其中q为试验电荷,q可正、可负,F为(B) 在以点电荷为中心的球面上,该点电荷所产生的场强处处相同.试验电荷所受的电场力.(D) 以上说法都不正确.[ C ]2 在边长为a的正方体中心处放置一电荷为Q的点电荷,则正方体顶角处的电场强度的大小为:(A) QQ.(B) .12??0a26??0a2Q 3??0a2.(D) (C) Q.??0a2 [ B ]3图中所示为一沿x轴放置的“无限长”分段均匀带电直线,电荷线密度分别为+??(x<0)和-? (x>0),则Oxy坐标平面上点(0,a)处的场强E为y??(0, a)??????i?j?.(A) 0.(B) i.(C) i.(D) 2??0a4??0a4??0a?(sin?2?sin?1) 【提示】根据Ex?4??0a?Ey?(cos?1?cos?2) 4??0a?对+?均匀带电直线?1?0,?2? 2?对—?均匀带电直线?1?,?2?0 2+?-?Ox 在点的场强是4个场强的矢量和[ A ]4电荷面密度分别为+?和-?的两块“无限大”均匀带电的平行平板,如图放置,则其周围空间各点电场强度随位置坐标x变化的关系曲线为:(设场强方向向右为正、向左为负)yE -?+?E ?/?0 ?/2?0(B)(A) -a O +a x -aO+ax-aO a x E(C) E?/2?0-aO+a-?/2?0x(D)?/2?0?/?0+ax-aO??/2?0 1 【提示】依据E??及场强叠加2?0二.填空题--5. 电荷为-5×109 C的试验电荷放在电场中某点时,受到20×109 N的向下的力,则该点的电场强度大小为_____________________,方向____________.4N / C 2分向上1分6. 电荷均为+q的两个点电荷分别位于x轴上的+a和-a位置,如图所示.则y轴上各点电场强度的表示式为y ?E=2qy4??0?a2?y2?3/2??j,(j为y方向单位矢量) ,场强最大+q-aO+q+ax 值的位置在y=?a/27.两根相互平行的“无限长”均匀带正电直线1、2,相距为d,其电荷线密度分别为?1和?2如图所示,则场强等于零的点与直线1 ?1?2的距离a为?1?1??2da d 12 三计算题8.如图所示,一电荷面密度为?的“无限大”平面,在距离平面? a 处的一点的场强大小的一半是平面上的一个半径为R的圆面O R 积范围内的电荷所产生的.试求该圆半径的大小. a 解:电荷面密度为?的无限大均匀带电平面在任意点的场强大小为E=? / (2?0)2分以图中O点为圆心,取半径为r→r+dr 的环形面积,其电量为dq = ?2?rdr2分它在距离平面为a的一点处产生的场强?E 2 dE??ardr2?0a?r?223/2?2分则半径为R的圆面积内的电荷在该点的场强为dr ?aRrdrO r E? 2?0?0?a2?r2?3/2 ??2?0??1????? 2分22?a?R?a 题意,令E=? / (4?0),得到R=3a2分9.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.解:设杆的左端为坐标原点O,x轴沿直杆方向.带电直杆的电荷线密度为?=q / L,在x处取一电荷元x(L+d-x) dq dE dq = ?dx = qdx / L,它在P点的场强:PO x L d dqqdxdE?? 224??0?L?d?x?4??0L?L?d?x?dx2分总场强为E?q4??0LL?(L?d-x)02?q4??0d?L?d?3分方向沿x轴,即杆的延长线方向.y y 10.一个细玻璃棒被弯成半径为R的半圆形,dq 沿其上半部分均匀分布有电荷+Q,沿其下半+Q R 部分均匀分布有电荷-Q,如图所示.试求??圆心O处的电场强度.O x d ??x -Q R O ??解:把所有电荷都当作正电荷处理. 在?处取微小电荷dq = ?dl = 2Qd? / ? 它在O处产生场强dE?dq4??0R2?Q2??0R22d?2分按?角变化,将dE分解成二个分量:dEx?dEsin??Q2??0R22sin?d?3 dEy??dEco?s??Q2?2?0R2co?sd? 3分对各分量分别积分,积分时考虑到一半是负电荷???/2?sin?d??sin?d?Ex???=02分?2?2?0R2??0?/2?Q???/2?Qcos?d??cos ?d???Ey?2分??22?2?2?0R2????R00?/2?????Q?所以E?Exi?Eyj?2j1分2??0R?Q 第三次作业答案 1. 以下各种说法是否正确?(回答时需说明理) (1)场强为零的地方,电势也一定为零。
电势为零的地方,场强一定为零。
(2)电势较高的地方,电场强度一定较大。
电场强度较小的地方,电势也一定较低。
(3)场强大小相等的地方,电势相同。
电势相等的地方,场强也都相等。
(4)带正电的物体,电势一定是正的;带负电的物体,电势一定是负的。
(5)不带电的物体,电势一定等于零。
电势为零的物体,一定不带电。
(6)在静电场中,任一导体都是等势体。
【解】是正确的 2. 在均匀电场中各点,下列物理量中:(1)电场强度;(2)电势;(3)电势梯度,哪些是相等的?(A)1 ; 3(B) 1 ; 2(C) 3(D) 2 ; 3 【解】是正确的3. 在一个平面上各点的电势满足下式:U?ax(x?y)22?b(x?y)2212 x和y为这点的直角坐标,a和b为常数。
求任一点电场强度的Ex和Ey两个分量。
(A)?a?x2?y2??bx?x2?y2?1/2??x2?y22?222 ,y2ax?b?x?y??1/2??x2?y2?2 22??ax?y (B)22?ax?y (C) ?x?y???x?y?22222 ,2axy?x?y2 ?21/2222??y2ax?bx?y,???x2?y2?2 【解】Ex?? 4 ?U?x Ey???U?y 知正确的答案是 4. 两个带等量异号电荷的均匀带电同心球面,半径分别为R1=m和R2=m.已知两者的电势差为450 V,求内球面上所带的电荷.【解】:设内球上所带电荷为Q,则两球间的电场强度的大小为E?两球的电势差U12?Q(R1<r <R2) 24??0rEdr?Q4??0?R2R1?R2R1Qdr?4??0r2-?11???? ?R??1R2?∴Q?4??0R1R2U12R2?R1=×109 C 5. .图示为一个均匀带电的球层,其电荷体密度为?,球层内表面半径为R1,外表面半径为R2.设无穷远处为电势零点,求空腔内任一点的电势.【提示】高斯定理可知空腔内E=0,故带电球层的空腔是等势区,各点电势均为U。
在球层内取半径为r→r+dr的薄球层.其电荷为dq = ? 4?r2dr 该薄层电荷在球心处产生的电势为R 1 dU?dq/?4??0r???rdr/?0O 整个带电球层在球心处产生的电势为R 2 ?U0??dU0??0 U?U0??R2R1rdr???R22?R12?2?0 因为空腔内为等势区所以空腔内任一点的电势U为??U?E 另外:根据场强的分布及电势定义。
??dl计算,也可 3. 教科书P95-----1-52 ??R22?R12? 2?0 第四次作业答案一.选择题[ C ]1如图所示,一封闭的导体壳A内有两个导体B和C.A、C不带电,B带正电,则A、B、C三导体的电势UA、UB、UC的大小关A系是CB(A) UA = UB = UC.(B) UB > UA = UC.(C) UB > UC > UA.(D) UB > UA > UC.【提示】首先根据静电感应确定空间电荷的分布;再电荷的分布画出电场线的分布,依电场线判断电势的高低。
[ C ]2半径为R的金属球与地连接。
在与球心O相距d =2R R d 处有一电荷为q 的点电荷。
如图所示,设地的电势为零,则球上的感生O q 电荷q?为:(A) 0.(B) q2.(C) -q2.(D) ?q. 5【提示】静电平衡以后金属球是等势体,且于接地球体上电势处处为零。
依据球心电势为零有:q??4??0dq?oR?q4??o2R?0q?dq?q???4??oR4??o2Roq?qq?q??? ??R2R2 [B]3一“无限大”均匀带电平面A,其附近放一与它平行的有一定厚度的“无限大”平面导体板B,如图所示.已知A上的电荷面密度+?????为+? ,则在导体板B的两个表面1和2上的感生电荷面密度为:(A) ? 1 = -??,? 2 = +??.(B) ? 1 =??(C) ? 1 =??12 ? 2 =??.?,1212?,? 1 =???.(D) ? 1 = -??,?2 = 0.2AB1【提示】静电平衡以后,平面导体板B内部的场强为零,则有关系式????1?2?0?????????????? ?????????? 2?02?02?0又电荷守恒定律,根据原平面导体板B电量为零有关系式? 1S+? 2S=0?联立便得二.填空题 4.地球表面附近的电场强度约为100 N /C,方向垂直地面向下,假设地球上的电荷都均匀分布在地表面上,则地面带__负___电,电荷面密度? =________.-(真空介电常量?0 = ×1012 C2/(N·m2) ) 【提示】根据电场方向,判断地球表面带负电;静电平衡以后,地表面附近的A?BSd 场强为E??,此得出电荷面密度? ?05.在一个不带电的导体球壳内,先放进一电荷为+q的点电荷,点电荷不与球壳内壁接触。
然后使该球壳与地接触一下,再将点电荷+q取走。
此时,球壳的电荷为__-q ________,电场分布的范围是______球壳外的整个空间_______________________。
6.一孤立带电导体球,其表面处场强的方向___垂直于_________表面;当把另一带电体放在这个导体球附近时,该导体球表面处场强的方向__仍垂直于_______________表面。
三计算题7.两金属球的半径之比为1∶4,带等量的同号电荷.当两者的距离远大于两球半径时,有一定的电势能.若将两球接触一下再移回原处,则电势能变为原来的多少倍?6 【提示】因两球间距离比两球的半径大得多,这两个带电球可视为点电荷. 设两球各带电荷Q, 若选无穷远处为电势零点, 则两带电球之间的电势能为当两球接触时,电荷将在两球间重新分配。