2014-2015大学物理半期考试试题(答案)

西南科技大学2014-2015-1学期
《大学物理B2》本科期中测试试卷
一、选择题（共45分）
1、如图所示，真空中电流由长直导线1沿切向经a 点流入一电阻均匀分布的圆环，再由b 点沿切向流出，经长直导线2返回电源。

已知直导线上的电流强度为I ，圆环半径为R ，ab 为直径，
则圆心O 点处的磁感应强度B
的大小（ ）。

(A) R I πμ40 (B) R I πμ20 (C) R
I
R I 2400μ+πμ (D) 0
2、在图（a ）和（b ）中21L L 、回路的圆周半径相同， 无限长直电流21I I 、， 在21L L 、
内的位置一样，但在 (b) 图中外又有一无限长直电流
，
为两圆上的对应点，在以下结论中
正确的结论是( )。

(A) 211
2
P P L L B B ,l d B l d B =⋅=⋅⎰
⎰且
(B) 212
1P P L L B B ,l d B l d B =⋅≠⋅⎰⎰且
(C) 212
1P P L L B B ,l d B l d B ≠⋅=⋅⎰⎰且
(D) ⎰⎰≠⋅≠⋅1
212
L P P L B B ,l d B l d B 且
3、如图S 为磁场中的一袋形曲面，曲面的边缘为一半径等于R 的圆，此圆面
的平面和磁感应强度B 的方向成
30角，则此袋形曲面的磁通量m Φ（设袋形
曲面的法线向外）为（ ）。

(A) B R 2
π (B)
232/B R π
(C) 22/B R π (D) 22
/B R π-
4、如图在均匀磁场中，放置面积均为S ，通有电流均为I （其方向见图），其中一个是正三角形，另一个是正方形，线圈平面都和磁感线平行，则它所受的( )。

（A ） 磁力矩不同，磁场力的合力等于零 （B ） 磁力矩相同，磁场力的合力不等于零 （C ） 磁力矩不同，磁场力的合力不等于零 （D ） 磁力矩相同，磁场力的合力等于零
5、有两个载有相同电流的通电导线，彼此之间的斥力为F ，如果它们的电流均加倍，相互之间的距离也加倍，则彼此之间的斥力将为( )。

（A ）4F （B ）2F （C ）F （D ）2F 6、图中三条线分别表示不同的磁介质B H -的关系。

下列判断正确的是（ ）。

课程代码
1 6 1 9 9 0 1 1 2
命题单位
理学院：大学物理教研室
I I S
S
B
⎝
30° S
B
O
a
b 1
2
R
I
I
（A ） 曲线1表示顺磁质，曲线2表示抗磁质，曲线3表示铁磁质 （B ） 曲线1表示铁磁质，曲线2表示顺磁质，曲线3表示抗磁质 （C ） 曲线1表示抗磁质，曲线2表示铁磁质，曲线3表示顺磁质 （D ） 曲线1表示抗磁质，曲线2表示顺磁质，曲线3表示铁磁质
7、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 和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 点和B 点电势相等 （C ） A 点比B 点电势低 （D ）有稳恒电流从A 点流向B 点
8、一长直螺线管，单位长度匝数为n 电流为I ，其中部放一面积为A ，总匝数为N ，电阻为R 的测量线圈，如图所示，开始时螺线管和测量线圈的轴线平行，若将测量线圈翻转180°，则通过测量线圈某导线截面上的电量∆q 为（ ）。

（A ）2μ0nINA /R （B) μ0nINA /R (C) μ0NIA /R (D) μ0nIA /R
9、如图，当无限长直电流旁的边长为l 的正方形回路abcda （回路和I 共面且bc 、da 和I 平行）以速率v 向右运动时，则某时刻（此时ad 距I 为r ）回路的感应电动势的大小及感应电流的流向是（ ）。

(A)r Ivl πμε20=，电流流向d →c →b →a
(B))
(22
0l r r Ivl
+=πμε，电流流向d →c →b →a.
(C)r
Ivl
πμε20=，电流流向a →b →c →d (D))(220l r r Ivl +=πμε，电流流向a →b →c →d
10、若尺寸相同的铁环和铜环所包围的面积中穿过相同变化率的磁通量，则两环中（ ）。

(A)感应电动势不同，感应电流相同 (B) 感应电动势相同，感应电流相同 (C) 感应电动势不同，感应电流不同 (D) 感应电动势相同，感应电流不同 11、自感系数的定义式为I
L Φ
=。

当线圈的几何形状不变，周围无铁磁性物质时，若线圈中的电流强度
变小，则线圈的自感系数L （ ）。

(A)变大，和电流成反比关系 (B)变小 (C)不变 (D)变大，但和电流不成反比关系 12、一圆形线圈线圈半径为r ，将此线圈放在另一半径为R (R>>r )的圆形大线圈C 2的中心，两者同轴共面.则此二线圈的互感系数M 为（ ）。

(A) 20/R πμ (B) r /R 22
0πμ (C) R /r 220πμ (D) 20/r πμ
13、电荷激发的电场为1E ，变化磁场激发的电场为2E
，则有（ ）。

(A) 1E 、2E 同是保守场 (B) 1E 、2E
同是涡旋场
I
I A
O
O ′ B B
A
C a b c
v
B
H 1
2
3
(C) 1E 是保守场，2E 是涡旋场 (D) 1E 是涡旋场，2E
是保守场
14、一平板空气电容器的两极板都是半径为r 的圆形导体板，在充电时，板间电场强度的变化率为t
E d d ，若略去边缘效应，则两极板间的位移电流为( )。

（A ）t
E r d d 402ε （B ）t E d d 0ε （C ）t E r d d π20ε （D ）t E r d d π20ε 15、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 和自感磁能之比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
二、填空题（每题4分，共20分）
1、如图，在两条相距为a 2的长直载流导线之间有一点P ，P 点和两导线的距离相等，均为a 。

若两导线均通有相同方向的电流I ,则P 点的磁感应强度的大小为 。

2、如图所示一半径为R 的半圆形闭合矩形线圈，载有电流I ，放在B
的均匀磁场中，磁场的方向和线圈平面平行则线圈所受磁力矩的大小为 。

3、半径为a 的无限长直密绕螺线管，单位长度上的匝数为n , 当通以电流t ωI I sin 0=（其中ω是大于零的常数）时，则在管外的同轴圆形导体回路(半径为a r >)上的感生电动势大小为 。

4、有一半径为a ，流过稳恒电流为I 的1/4圆弧形载流导线bc ，按图示方式置于均匀外磁场B
中，则
该载流导线所受的安培力大小为________。

5、自感为0.25 H 的线圈中，当电流在(1/16) s 内由2A 均匀减小到零时，线圈中自感电动势的大小为 。

三、题目类型（共35分）
1、如图，一宽度为a 的无限长金属板置于真空中，均匀通有电流I 。

P 为薄板边线延长线上的一点，和薄板边缘的距离为b 。

求P 点的磁
感应强度B
的大小和方向。

（12分）
2、如图一无限长直导线1L ，载有电流1I ，旁边有一段和它垂直且共面的导线2L ，2L 的长度为b 载有电流2I ，2L 靠近1L 的一端到1L 的距离为a ,求1L 作用在2L 上的安培力的大小和方向。

（10分）
O
a c a
b
B
I a b
1I 2I
A
B
C
D
b
P
I
a
x
O
I
I
a a
P
3、如图所示，在均匀磁场中有一矩形金属框架oabc ，bc 边可无摩擦自由滑动，已知l oa =，磁场随时间变化规律为2/t B t =。

若0=t 时，bc 边由0=x 处开始以速率v 作平行于x 轴的匀速滑动。

试求任意时刻t 金属框中感应电动势的大小和方向。

（13分）
a
b
o
v
c
B
x
西南科技大学2014-2015-1学期
《大学物理B2》本科期中测试试卷
参考答案及评分细则
一、选择题（共45分）
1-5、DCDDD 6-10、DAADD 11-15、CCCDC
二、填空题（每题4分，共20分）
1、0
2、22/B R I π
3、t cos I a n ωωπμ020
4、BIa
5、8V
三、题目类型（共35分）
1、（12分）解：建立坐标如图所示 x a
I
I d d =
（3分） x ax I
x I B d π2π2d d 00μμ=
=
（4分）
b
b a a I x ax I B B b a b +===⎰⎰
+ln
π2d π2d 00
μμ （4分） 方向垂直纸面向里(1分) 2、（10分）解：（1）x
I
B πμ=
20 （2分） （2） B l Id F d ⨯=
（2分）
dx x
I I dF πμ=21
02
（2分） （3）a
b
a ln I I dx x I I F b
a a
+πμ=πμ=
⎰
+22210210 （3分） 方向竖直于导线向上 （1分） 3、（13分）解：（1）S B ⋅=Φ （3分） υ==l t lx t 2
2Φ2
（3分）
（2）υ-=-
=εtl dt
d Φ
（5分） 方向沿ocba 逆时针 （2分）
注：只算动生或是感生电动势的大小给6分 方向另计
课程代码
1 6 1 9 9 0 1 1 2
命题单位
理学院：大学物理教研室。