武汉工业学院大学物理I磁学1试题及答案
大学物理(电磁学)试卷1
大学物理（电磁学）试卷1（考试时间 120分钟 考试形式闭卷）年级专业层次 姓名 学号注意：请将所有答案写在专用答题纸上，并注明题号。
答案写在试卷和草稿纸上一律无效。
一．选择题：（共30分 每小题3分）1．如图所示，两个“无限长”的共轴圆柱面，半径分别为R 1和R 2，其上均匀带电，沿轴线方向单位长度上的带电量分别为1λ和2λ，则在两圆柱面之间，距离轴线为r 的P 点处的场强大小E 为：（A ）r 012πελ． （B ）r 0212πελλ+． （C ）)(2202r R -πελ． （D ）)(2101R r -πελ．2．如图所示，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 ＝ 0．3．一带电体可作为点电荷处理的条件是（A ）电荷必须呈球形分布． （B ）带电体的线度很小． （C ）带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计． （D ）电量很小．4．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 ）场强方向可由q F E /=定出，其中q 为试探电荷的电量，q 可正、可负，F 为试探电荷所受的电场力．（D ）以上说法都不正确．5．在图（a ）和（b ）中各有一半径相同的圆形回路1L 、2L ，圆周内有电流1I 、2I ，其分布相同，且均在真空中，但在（b ）图中2L 回路外有电流3I ，P 1、P 2为两圆形回路上的对应点，则：（A ）2121,d d P P L L B B l B l B =⋅=⋅⎰⎰ （B ）2121,d d P P L L B B l B l B =⋅≠⋅⎰⎰（C ）2121,d d P P L L B B l B l B ≠⋅=⋅⎰⎰ （D ）2121,d d P P L L B B l B l B ≠⋅≠⋅⎰⎰6．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 ）E R 2π．（B ）E R 221π． （C ）E R 22π． （D ）07．在静电场中，有关静电场的电场强度与电势之间的关系，下列说法中正确的是： （A ）场强大的地方电势一定高． （B ）场强相等的各点电势一定相等． （C ）场强为零的点电势不一定为零． （D ）场强为零的点电势必定是零．8．正方形的两对角上，各置点电荷Q ，在其余两对角上各置电荷q ，若Q 所受合力为零，则Q 与q 的大小关系为（A ）q Q 22-=． （B ）q Q 2-=． （C ）q Q 4-=． （D ）q Q 2-=．9．在阴极射线管外，如图所示放置一个蹄形磁铁，则阴极射线将 （A ）向下偏． （B ）向上偏． （C ）向纸外偏． （D ）向纸内偏．10．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．二．填空题：（共30分 每小题3分）1．一平行板电容器，两板间充满各向同性均匀电介质，已知相对电容率为r ε，若极板上的自由电荷面密度为σ，则介质中电位移的大小D ＝ ，电场强度的大小E ＝ ．2．一空气平行板电容器，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 ，极板上的电荷量大小为 ．3．在相对介电常数4=r ε的各向同性均匀电介质中，与电能密度36J/cm 102⨯=e w 相应的电场强度的大小E= .（ε0＝8.85×10-12C 2N -1m -2）4．平行板电容器，充电后与电源保持连接，然后使两极板间充满相对电容率为0ε的各向同性均匀电介质，这时两极板上的电量是原来的 倍，电场强度是原来的 倍；电场能量是原来的 倍．5．真空中，半径为R 1和R 2的两个导体球，相距很远，则两球的电容之比C 1:C 2＝ ．当用细长导线将两球相连后，电容C ＝ ，今给其带电，平衡后两球表面附近场强之比E l ／E 2＝ .6．电量为C 1059-⨯-的试探电荷放在电场中某点时，受到N 10209-⨯向下的力，则该点的电场强度大小为 ，方向 .7．当带电量为q 的粒子在场强分布为E的静电场中从a 点到b 点作有限位移时，电场力对该粒子所作功的计算式为A ＝ ．8．图示为某静电场的等势面图，在图中画出该电场的电力线．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 ．10．面积为S 的平面，放在场强为E 的均匀电场中，已知E 与平面间的夹角为)21(πθ<，则通过该平面的电场强度通量的数值=Φe ．三．计算题：（共40分 每小题10分）1、两个点电荷，电量分别为+q 和-3q ，相距为d ，试求：（l ）在它们的连线上电场强度0=E的点与电荷量为+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的点与电荷量为+q 的点电荷相距多远？2、无限长直导线折成V 形，顶角为 θ，置于X —Y 平面内，且一个角边与X 轴重合，如图．当导线中通有电流I 时，求Y 轴上一点P （0，a ）处的磁感应强度大小．3、电量Q 均匀分布在半径为a 、长为L （L ＞＞a ）的绝缘薄壁长圆筒表面上，圆筒以角速度ω绕中心轴线旋转．一半径为2a 、电阻为R 的单匝圆形线圈套在圆筒上（如图所示）．若圆筒转速按照)/1(00t t -=ωω的规律（0ω和0t 是已知常数）随时间线性地减小，求圆形线圈中感应电流的大小和流向．4、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 ．dq +q 3-大学物理（电磁学）试卷1答案一．选择题：（共30分，每小题3分） 1．（A ）2．（D ）3．（C ）4．（C ）5．（C ） 6．（D ） 7．（C ） 8．（A ） 9．（B ） 10．（A ） 二．填空题：(共30分）l ． σ 2分)/(0r εεσ1分 2． C Fd /2 3分FdC 22分3． 3.36×1011V ／m 4．r ε 1分 1 1分r ε1分 5． R 1／R 2l 分)(4210R R +πε 2分 R 2／R 12分 6． 4N/C2分 向上1分 7． ⎰⋅b al E qd3分8．9． B r 2π 3分 10．)21cos(θπ-ES 3分三．计算题：（共40分）l ．解：设点电荷q 所在处为坐标原点O ，X 轴沿两点电荷的连线．（l ）设0=E的点的坐标为x ′，则E0)'(43'42020=--=i d x qi x q E πεπε3分可得 0'2'222=-+d dx x 解出 d x )31(21'1+-=和 d x )13(21'2-= 2分其中'1x 符合题意，'2x 不符合题意，舍去． （2）设坐标x 处 U ＝ 0，则)(43400x d qx q U --=πεπε0])(4[40=--=x d x xd q πε3分得 4/04d x x d ==-2分2．解：如图所示，将V 形导线的两根半无限长导线分别标为1和2。
大学电磁学考试题及答案
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。
物理磁学试题及解析答案
物理磁学试题及解析答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 磁场中某点的磁感应强度B与该点的磁场方向有关，下列说法正确的是：A. 磁感应强度B是矢量，其方向与磁场方向相同B. 磁感应强度B是标量，其方向与磁场方向相同C. 磁感应强度B是矢量，其方向与磁场方向垂直D. 磁感应强度B是标量，其方向与磁场方向垂直答案：A2. 根据安培环路定理，下列说法正确的是：A. 磁感应强度B沿闭合回路的线积分等于零B. 磁感应强度B沿闭合回路的线积分等于回路所包围的电流C. 磁感应强度B沿闭合回路的线积分等于回路所包围的电流的两倍D. 磁感应强度B沿闭合回路的线积分与回路所包围的电流无关答案：B3. 磁通量Φ的单位是：A. 特斯拉（T）B. 韦伯（Wb）C. 牛顿（N）D. 焦耳（J）答案：B4. 磁铁的南极靠近一个闭合导线时，导线中产生的感应电流方向是：A. 顺时针B. 逆时针C. 不确定D. 不产生感应电流答案：B5. 根据洛伦兹力公式，带电粒子在磁场中受到的力F与以下哪些因素有关：A. 粒子的电荷量qB. 粒子的速度vC. 粒子的速度方向与磁场方向的夹角θD. 以上都有关答案：D6. 磁阻的概念与下列哪个物理量类似：A. 电阻B. 电容C. 电感D. 电势答案：A7. 磁悬浮列车利用了哪种物理原理：A. 磁极间的排斥力B. 磁极间的吸引力C. 洛伦兹力D. 磁通量的变化答案：A8. 磁化电流产生的磁场方向与电流方向的关系遵循：A. 右手定则B. 左手定则C. 右手螺旋定则D. 左手螺旋定则答案：A9. 磁导率μ是描述材料磁化能力的物理量，下列说法正确的是：A. 磁导率μ越大，材料的磁化能力越强B. 磁导率μ越小，材料的磁化能力越强C. 磁导率μ与材料的磁化能力无关D. 磁导率μ与材料的磁化能力成反比答案：A10. 磁滞回线反映了材料的哪些特性：A. 磁化和退磁特性B. 导电性和绝缘性C. 弹性和塑性D. 热胀冷缩性答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 磁感应强度B的单位是________。
物理磁学试题及答案解析
物理磁学试题及答案解析一、选择题（每题2分，共10分）1. 磁感应强度的定义式为B=Φ/S，其中Φ表示磁通量，S表示面积。
下列关于磁感应强度的描述中，正确的是：A. 磁感应强度与磁通量成正比B. 磁感应强度与面积成反比C. 磁感应强度与磁通量和面积均无关D. 磁感应强度与磁通量成正比，与面积成反比答案：C解析：磁感应强度B是一个矢量，其大小和方向由磁场本身决定，与磁通量Φ和面积S的大小无关。
因此，选项C正确。
2. 根据安培环路定理，穿过闭合回路的磁通量变化率与该回路周围的电流之间的关系是：A. 正比关系B. 反比关系C. 无关D. 以上都不对答案：A解析：安培环路定理表明，穿过闭合回路的磁通量变化率与该回路周围的电流成正比。
因此，选项A正确。
3. 磁铁的磁场线分布特点是：A. 从N极出发，回到S极B. 从S极出发，回到N极C. 从N极出发，回到N极D. 从S极出发，回到S极答案：A解析：磁场线是闭合曲线，外部由N极指向S极，内部由S极指向N 极。
因此，选项A正确。
4. 磁通量Φ的计算公式为Φ=BS，其中B表示磁感应强度，S表示面积。
下列关于磁通量的描述中，正确的是：A. 磁通量与磁感应强度成正比B. 磁通量与面积成正比C. 磁通量与磁感应强度和面积均成正比D. 磁通量与磁感应强度和面积均无关答案：C解析：根据公式Φ=BS，磁通量Φ与磁感应强度B和面积S均成正比。
因此，选项C正确。
5. 磁极间的相互作用遵循的规律是：A. 同性相斥，异性相吸B. 同性相吸，异性相斥C. 同性相吸，异性相斥D. 同性相斥，异性相吸答案：A解析：磁极间的相互作用遵循同性相斥，异性相吸的规律。
因此，选项A正确。
二、填空题（每题3分，共15分）1. 磁场中某点的磁感应强度为2T，该点的磁通量为6Wb，则该点的面积为__3m²__。
解析：根据公式Φ=BS，可得S=Φ/B=6Wb/2T=3m²。
2. 一个长直导线通有电流I，距离导线r处的磁感应强度为B，则距离导线2r处的磁感应强度为__B/4__。
物理磁学考试题及答案
物理磁学考试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 磁感应强度的定义是：A. 磁场中某点的磁力线密度B. 磁场中某点的磁力线方向C. 磁场中某点的磁力线数量D. 磁场中某点的磁力线强度答案：A2. 磁通量的变化率与感应电动势的关系是：A. 无关B. 正比C. 反比D. 无关答案：B3. 洛伦兹力的方向总是垂直于磁场方向，下列说法正确的是：A. 洛伦兹力的方向与电荷运动方向相同B. 洛伦兹力的方向与电荷运动方向相反C. 洛伦兹力的方向与电荷运动方向垂直D. 洛伦兹力的方向与电荷运动方向平行答案：C4. 磁铁的南极和北极相互吸引，下列说法正确的是：A. 同极相斥，异极相吸B. 同极相吸，异极相斥C. 同极相吸，异极相斥D. 同极相斥，异极相吸答案：D5. 磁化电流产生的磁场方向与电流方向的关系是：A. 垂直B. 平行C. 无关D. 相反答案：A二、填空题（每题2分，共10分）1. 磁感应强度的单位是______。
答案：特斯拉（T）2. 磁场中某点的磁感应强度为B，通过该点的面积为S，且磁场与面积垂直，则通过该面积的磁通量Φ=______。
答案：BS3. 磁通量的变化率与感应电动势的关系是感应电动势E=______。
答案：dΦ/dt4. 洛伦兹力的大小F=qvB，其中q是电荷量，v是电荷速度，B是磁场强度，洛伦兹力的方向总是______。
答案：垂直于磁场方向5. 磁铁的南极和北极相互吸引，同极之间的作用力是______。
答案：排斥三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述磁感应强度的定义及其物理意义。
答案：磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，其定义为在磁场中某点放置一个小磁针，小磁针受到的磁力与磁针磁矩的比值即为该点的磁感应强度。
磁感应强度的物理意义是表示磁场在该点的强弱和方向，其单位为特斯拉（T）。
2. 描述洛伦兹力的产生条件及其方向。
答案：洛伦兹力是带电粒子在磁场中运动时受到的力，其产生条件是带电粒子在磁场中运动，且运动方向与磁场方向不平行。
大学物理电磁学考试试题及答案
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，RQ U 04επ=． (B)E =0，rQ U 04επ=． (C)204r Q E επ=，rQ U 04επ=． (D)204r Q E επ=，R Q U 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 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 ?．［］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)DSIBV ． (C)IBD VS ．(D)BDIVS ． (E)IB VD ．［］ 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．［］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)R Iπ20μ．(B)R I40μ．(C)0．(D))11(20π-R Iμ． (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 1.0T ，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)3.98×102(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))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2S 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．［］ 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 的环流与沿环路L 2的磁场强度H 的环流两者，必有： (A)>'⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H . (B)='⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H . (C)<'⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H . (D)0d 1='⎰⋅L l H .［］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=0.53×10-10 m ，绕核运动速度大小v =2.18×108m/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?×10-7T ·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 =1T 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20.0?F ，两板上的电压变化率为d U /d t =1.50×105V ·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 =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 0/q F E =,1分l E q W U a a ⎰⋅==00d /(U 0=0)1分 4.C Fd /22分5.<3分6. 12.4T3分FdC 21分 7.π200q ωμ3分 参考解：由安培环路定理⎰⋅⎰⋅+∞∞-=l B l B d d I 0μ= 而π=20ωq I ，故⎰⋅+∞∞-l B d =π200q ωμ 8. 3.08×10-13J3分 参考解∶r m B q 2v v ===mqBr v 1.92×107 m/s 质子动能==221v m E K 3.08×10-13J 9.1∶163分参考解：02/21μB w =10.3 A3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 200π1分 积分： ⎰ππ-=20200d s co 2φφεσx E ＝002εσ2分 0)d (s i n s i n 22000=π-=⎰πφφεσy E 2分 ∴ i i E E x 002εσ-==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 x)(20a b -=εσ3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r E 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==⎰⎰⋅ 解得120ln 2R R U r εελπ=3分 于是可求得Ａ点的电场强度为A E )/ln(12R R R U = =998V/m 方向沿径向向外2分 A 点与外筒间的电势差：⎰⎰=='22d )/ln(d 12R R R Rr r R R U r E U R R R R U 212ln )/ln(==12.5V3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 r r a r x axbr a b I x x y I d )(2d 200μμ)ln (20r r a a br b I +-π=μ6分 tr r a a r r a a Ib t d d )(ln 2d d 0+-+π=Φ-=μ☜3分 当r =d 时，v )(ln 20d a a dd a a Ib +-+π=μ☜ 方向：ACBA (即顺时针)1分。
武汉工业学院大学物理I磁学1-答案
大 学 物 理 试 卷 解 答 磁学1一 选择题 (共30分) 1. (本题 3分)(2553)(D)2. (本题 3分)(5121)(C)3. (本题 3分)(2048)(D)4. (本题 3分)(2061)(B)5. (本题 3分)(2293)(C)6. (本题 3分)(2608)(C)7. (本题 3分)(2494)(A)8. (本题 3分)(2504)(D)9. (本题 3分)(2315)(B)10. (本题 3分)(2183)(D)二 填空题 (共26分)11. (本题 3分)(2549)1.26×10-5 Wb3分 12. (本题 3分)(2554)30d 4d r r l I B vvv ×⋅π=μ3分 13. (本题 4分)(2053))2/(210R rI πμ2分 02分 14. (本题 3分)(2378)e m eB R /)(23分 15. (本题 3分)(2584)aIB3分16. (本题 3分)(2615) t a nI m ωωμcos 20π− 3分17. (本题 3分)(2133) b a b a I −+πln 20vμ3分18. (本题 4分)(2159) 小于 2分有关 2分三 计算题 (共44分)19. (本题 8分)(2106) 解：圆电流产生的磁场 )2/(201R I B μ= ⊙ 2分长直导线电流的磁场 )2/(202R I B π=μ ⊙ 2分导体管电流产生的磁场 )](2/[103R d I B +π=μ ⊗ 2分圆心Ｏ点处的磁感强度 321B B B B −+=)()1)((2120d R R RI d R I +−π++⋅π=μ ⊙ 2分20. (本题 8分)(2307) 解：(1) S = ab =5×10-3 m 2p m = SI =1×10-2 (A ·m 2)，°=60sin B p M m =4.33×10-2 N ·m 2分 βJ M =，β/M J ==2.16×10-3 kg ·m 2 2分 (2) 令从B v 到m p v 的夹角为θ，∵ M v 与角位移d θ 的正方向相反=−=∫°°060d θM A ∫°°−060d sin θθB p m =2.5×10-3 J 4分21. (本题10分)(2277) 解：取d l 段，其中电流为π=π=π21=θθd 2d 2d d I R IR R l I I 2分 在P 点 θμθμμd d 222d d 2000R I I R R I B π=π⋅π=π= 2分 选坐标如图R I B x 20d sin d π−=θθμ, RI B y 20d cos d π−=θθμ ∫ππ−=2/020d sin θθμR I B x R I 20π−=μ 2分 ∫ππ−=2/020d cos θθμRI B y R I 20π−=μ 2分 =+=2/122)(y x B B B =πR I 202μ 1.8×10-4 T 方向 1/tg ==x y B B α， α =225°，α为 B v 与x 轴正向的夹角． 2分 x y d l ⊗ d θθB v d22. (本题 8分)(2137) 解：建立坐标(如图)则： 21B B B v v v += x I B π=201μ， )(202a x I B −π=μ 2分x I a x I B π−−π=2)(200μμ， B v 方向⊙ 1分d E x xa x I x B d )11(2d 0−−π==v v μ 2分E ∫∫−−π==+x x a x Ib a d )11(2d 202av μE b a b a I ++π=2)(2ln 20v μ 2分感应电动势方向为C →D ，D 端电势较高．1分 2a x +d x 2a +b I I C D v v x O x23. (本题10分)(2742) 解：由问题的轴对称性和轴向的无限长条件可知，感生涡漩电场的场强E v 在垂直轴线的平面内，且与径向相垂直． 3分 如图所示，选取过轴线而平行给定的无限长直导线的一条无限长直导线，与给定的无限长直导线构成闭合回路(在无限远闭合)，则在过轴线的长直导线上，因E v 处处与之垂直，∴电动势为零．又在无限远处0=E v ，故此回路中的电动势就是给定的无限长直导线中的电动势E ．3分 该回路的磁通量 B R 221π=Φ 1分 由电磁感应定律有： t B R t /d d 21/d d 2π−=−=ΦE 2分 E 的正方向如图所示．1分。
大学电磁学试题及答案
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。
大物磁学考试题及答案
大物磁学考试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 磁感应强度B与磁场强度H的关系是：A. B = μHB. B = μ₀H + MC. B = μ₀(H + M)D. B = μ₀H答案：C2. 以下哪个不是磁介质的性质？A. 顺磁性B. 抗磁性C. 铁磁性D. 导电性答案：D3. 磁通量ΦB的单位是：A. 特斯拉B. 韦伯C. 安培D. 欧姆答案：B4. 磁感应强度B与磁场强度H的关系中，μ₀代表：A. 真空的磁导率B. 真空的电容率C. 真空的电阻率D. 真空的电导率答案：A5. 磁路欧姆定律的公式是：A. Φ = μIB. Φ = μ₀IC. Φ = μ₀HD. Φ = μH答案：D二、填空题（每空1分，共10分）1. 磁感应强度B与磁场强度H的关系式为B = μ₀(H + M)，其中μ₀是真空的磁导率，其值为________。
答案：4π × 10^(-7) T·m/A2. 磁通量ΦB通过一个面积为A的表面，垂直于该表面，其磁感应强度B为1T，则ΦB = ________。
答案：A3. 磁介质的磁化率χ定义为χ = M/H，其中M是磁介质的磁化强度，H是磁场强度。
对于顺磁性物质，χ为________。
答案：正4. 磁路中的磁阻Rm与磁路的长度l和截面积A的关系为Rm =l/(μA)，其中μ是磁路材料的磁导率。
若磁路材料的磁导率μ增大，则磁阻Rm将________。
答案：减小5. 磁感应强度B和磁场强度H的单位分别是特斯拉(T)和安培每米(A/m)。
1特斯拉等于________安培每米。
答案：1 × 10^3三、简答题（每题5分，共10分）1. 简述磁滞回线的特点。
答案：磁滞回线是描述铁磁材料在外加磁场作用下磁化强度M与磁场强度H之间关系的曲线。
它具有以下特点：在外加磁场增加时，磁化强度随之增加，但存在滞后现象；当外加磁场减小时，磁化强度减小速度慢于外加磁场的减小速度；材料内部存在磁滞损耗和磁滞后现象；磁滞回线的形状和面积与材料的性质有关。
大学物理电磁学练习题及答案
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。
物理磁学考试题及答案
物理磁学考试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 磁感应强度B与磁场强度H的关系是：A. B = μHB. B = μ₀H + MC. B = μ₀(H + M)D. B = μ₀H答案：C2. 磁通量Φ的单位是：A. 特斯拉（T）B. 韦伯（Wb）C. 安培（A）D. 欧姆（Ω）答案：B3. 以下哪个现象不是由磁场引起的？A. 指南针指向北B. 电流产生磁场C. 磁铁吸引铁钉D. 光的折射答案：D4. 磁化率χm是描述材料磁性质的物理量，其定义是：A. χm = M/HB. χm = B/HC. χm = B/μ₀HD. χm = M/μ₀H答案：A5. 磁滞回线是描述材料磁性质的曲线，其横坐标是：A. 磁感应强度BB. 磁通密度ΦC. 磁场强度HD. 磁化强度M答案：C二、填空题（每空1分，共10分）1. 地球的磁场是由地球内部的______产生的。
答案：液态外核2. 电流通过导线时，导线周围会产生______。
答案：磁场3. 磁铁的两极分别是______和______。
答案：南极、北极4. 磁感应强度B与磁场强度H的关系可以表示为B = μ₀(H + M)，其中μ₀是______。
答案：真空的磁导率5. 磁通量Φ的计算公式为Φ = B·A，其中A是______。
答案：磁感线穿过的面积三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述磁感应强度B和磁场强度H的区别。
答案：磁感应强度B是描述磁场本身性质的物理量，与磁场源无关，单位是特斯拉（T）。
磁场强度H是描述磁场源的物理量，与磁场源有关，单位是安培每米（A/m）。
B和H的关系为B = μ₀(H + M)，其中μ₀是真空的磁导率，M是材料的磁化强度。
2. 什么是磁滞现象？答案：磁滞现象是指铁磁材料在磁化过程中，当外磁场移除后，材料内部的磁化强度M不会立即消失，而是保持一定的剩余磁化强度，这种现象称为磁滞现象。
磁滞现象的产生是由于材料内部磁畴的重新排列需要一定的能量。
大学物理第章-磁场题库（含标准答案）
⼤学物理第章-磁场题库（含标准答案）⼤学物理第章-磁场题库(含答案)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————⽇期：第⼋章磁场填空题（简单）1、将通有电流为I的⽆限长直导线折成1/4圆环形状，已知半圆环的半径为R，则圆⼼O点的磁感应强度⼤⼩为08IRµ。
2、磁场的⾼斯定理表明磁场是⽆源场。
3、只要有运动电荷，其周围就有磁场产⽣；4、（如图）⽆限长直导线载有电流I1，矩形回路载有电流I2，I2回路的AB边与长直导线平⾏。
电流I1产⽣的磁场作⽤在I2回路上的合⼒F的⼤⼩为01201222()I I L I I La a bµµππ-+，F的⽅向⽔平向左。
（综合）5、有⼀圆形线圈，通有电流I，放在均匀磁场B中，线圈平⾯与B垂直，则线圈上P点将受到安培⼒的作⽤，其⽅向为指向圆⼼，线圈所受合⼒⼤⼩为 0 。
（综合）6、∑==niilIl dBµ是磁场中的安培环路定理，它所反映的物理意义是在真空的稳恒磁场中，磁感强度B沿任⼀闭合路径的积分等于0µ乘以该闭合路径所包围的各电流的代数和。
7、磁场的⾼斯定理表明通过任意闭合曲⾯的磁通量必等于 0 。
8、电荷在磁场中不⼀定（填⼀定或不⼀定）受磁场⼒的作⽤。
9、磁场最基本的性质是对运动电荷、载流导线有⼒的作⽤。
10、如图所⽰，在磁感强度为B的均匀磁场中，有⼀半径为R的半球⾯，B与半球⾯轴线的夹⾓为α。
求通过该半球⾯的磁通量为2cosB Rπα-g。
（综合）4题图5题图12、⼀电荷以速度v 运动，它既产⽣电场，⼜产⽣磁场。
(填“产⽣”或“不产⽣”) 13、⼀电荷为+q ，质量为m ，初速度为0υ的粒⼦垂直进⼊磁感应强度为B 的均匀磁场中，粒⼦将作匀速圆周运动，其回旋半径R=0m Bqυ，回旋周期T=2mBq π。
14、把长直导线与半径为R 的半圆形铁环与圆形铁环相连接（如图a 、b 所⽰），若通以电流为I ，则 a 圆⼼O 的磁感应强度为___0__________；图b 圆⼼O 的磁感应强度为04IRµ。
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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
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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(磁学)试卷
大 学 物 理（磁 学） 试 卷一选择题（共24分） 1（本题3分，D ）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． ［ ］ 2（本题3分，C ）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(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、B 1= 0，但B 2≠ 0．(D) B ≠ 0，因为虽然021≠+B B，但3B ≠ 0． ［ ］3（本题3分，B ）磁场由沿空心长圆筒形导体的均匀分布的电流产生，圆筒半径为R ，x 坐标轴垂直圆筒轴线，原点在中心轴线上．图(A)～(E)哪一条曲线表示B －x 的关系？［ ］4（本题3分，C ）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 ． ［ ］BxOR(D )B x OR(C )BxOR(E )电流筒5（本题3分，C ）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)[ ]6（本题3分，D ）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． ［ ］7（本题3分，D ） 圆铜盘水平放置在均匀磁场中，B 的方向垂直盘面向上．当铜盘绕通过中心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时， (A) 铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的相反方向流动． (B) 铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的方向流动． (C) 铜盘上产生涡流． (D) 铜盘上有感应电动势产生，铜盘边缘处电势最高．(E) 铜盘上有感应电动势产生，铜盘中心处电势最高． ［ ］8（本题3分，C ）两个相距不太远的平面圆线圈，怎样可使其互感系数近似为零？设其中一线圈的轴线恰通过另一线圈的圆心． (A) 两线圈的轴线互相平行放置． (B) 两线圈并联．(C) 两线圈的轴线互相垂直放置． (D) 两线圈串联． ［ ］二 填空题（共24分）9（本题3分） 一半径为a 的无限长直载流导线，沿轴向均匀地流有电流I ．若作一个半径为R = 5a 、高为l 的柱形曲面，已知此柱形曲面的轴与载流导线的轴平行且相距3a (如图)．则B在圆柱侧面S 上的积分 =⎰⎰⋅SS Bd ________________．I O O (D )I O (C )O (B I10（本题3分）载有电流I 的导线由两根半无限长直导线和半径为R 的、以xyz 坐标系原点O 为中心的3/4圆弧组成，圆弧在yOz 平面内，两根半无限长直导线与x 轴平行，电流流向如图所示．O 点的磁感强度=B____________________________________．(用坐标轴正方向单位矢量k j i,,表示)11（本题4分）如图，平行的无限长直载流导线A 和B ，电流强度均为I ，垂直纸面向外，两根载流导线之间相距为a ，则(1) AB 中点(P 点)的磁感强度=p B_____________．(2) 磁感强度B沿图中环路L 的线积分=⎰⋅Ll Bd __________________________________．12（本题3分）如图所示，在真空中有一半径为a 的3/4圆弧形的导线，其中通以稳恒电流I ，导线置于均匀外磁场B 中，且B与导线所在平面垂直．则该载流导线bc 所受的磁力大小为_________________．13（本题4分）判断在下述情况下，线圈中有无感应电流，若有，在图中标明感应电流的方向．(1) 两圆环形导体互相垂直地放置．两环的中心重合，且彼此绝缘，当B 环中的电流发生变化时，在A 环中_______________________． (2) 无限长载流直导线处在导体圆环所在平面并通过环的中心，载流直导线与圆环互相绝缘，当圆环以直导线为轴匀速转动时，圆环中__________________．14（本题4分）半径为L 的均匀导体圆盘绕通过中心O 的垂直轴转动，角速度为ω，盘面与均匀磁场B垂直，如图． (1) 图上Oa 线段中动生电动势的方向为_________________． (2) 填写下列电势差的值(设ca 段长度为d )：U a －U O =__________________．U a －U b =__________________．U a －U c =__________________．15（本题分3）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=___________．II(1)a三 计算题（共47分）16（本题5分）一根无限长导线弯成如图形状，设各线段都在同一平面内(纸面内)，其中第二段是半径为R 的四分之一圆弧，其余为直线．导线中通有电流I ，求图中O 点处的磁感强度．17（本题12分）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？18（本题5分）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．19（本题5分）通有电流Ｉ的长直导线在一平面内被弯成如图形状，放于垂直进入纸面的均匀磁场B 中，求整个导线所受的安培力(R 为已知)．20（本题10分）如图所示，两条平行长直导线和一个矩形导线框共面．且导线框的一个边与长直导线平行，他到两长直导线的距离分别为r 1、r 2．已知两导线中电流都为t I I ωsin 0=，其中I 0和ω为常数，t 为时间．导线框长为a 宽为b ，求导线框中的感应电动势．21（本题10分）载有电流的I 长直导线附近，放一导体半圆环MeN 与长直导线共面，且端点MN 的连线与长直导线垂直．半圆环的半径为b ，环心O 与导线相距a ．设半圆环以速度 v 平行导线平移，求半圆环内感应电动势的大小和方向以及MN 两端的电压U M - U N ．四 回答问题（共5分）22（本题5分）用简单例子说明：楞次定律是能量守恒的必然结果．换句话说，如果电磁感应的规律正好与楞次定律相反，则能量守恒定律便不成立． 参考答案一 选择题（共24分） DCBCCDDC二 填空题（共24分） 9（本题3分）0 3分BIIO xr 1r 2ab10（本题3分）i RI k j R I83)(400μμ-+π- 3分11（本题4分）0 2分 I 0μ- 2分12（本题3分）a I B 2 3分13（本题4分）无感应电流 2分无感应电流 2分14（本题4分）Oa 段电动势方向由a 指向O ． 1分221L B ω-1分0 1分 )2(21d L Bd --ω 1分15（本题3分）1∶16 3分参考解：02/21μB w =nI B 0μ=)4(222102220021d lI n V B W π==μμμ)4/(21222202d l I n W π=μ16:1::222121==d d W W三 计算题（共47分）16（本题5分）解：将导线分成1、2、3、4四部份，各部分在O 点产生的磁感强度设为B 1、B 2、B 3、B 4．根据叠加原理O 点的磁感强度为：4321B B B B B+++=∵ 1B 、4B均为0，故 32B B B += 1分)2(4102RI B μ= 方向 ⊗ 1分 242)s i n (s i n 401203RI aIB π=-π=μββμ)2/(0R I π=μ 方向 ⊗ 1分2其中 2/R a =， 2/2)4/sin(sin 2=π=β2/2)4/s i n (s i n 1-=π-=β∴ RIRIB π+=2800μμ)141(20π+=RI μ 方向 ⊗ 2分17（本题12分）解：当只有一块无穷大平面存在时，利用安培环路定理，可知板外的磁感强度值为i B 021μ=4分现有两块无穷大平面，1i 与2i夹角为θ ，因11i B ⊥，22i B ⊥，故1B 和2B 夹角也为θ 或π－θ ．(1) 在两面之间1B 和2B夹角为( π－θ )故2/12122210)c o s 2(21θμi i i i B i -+=2分(2) 在两面之外1B 和2B的夹角为θ ，故2/12122210)c o s 2(21θμi i i i B o ++=2分(3) 当i i i ==21，0=θ时，有=-=θμc o s 12210i B i 0 2分 i i B o 00c o s 1221μθμ=+=2分18（本题5分）解：应用安培环路定理和磁场叠加原理可得磁场分布为，)3(2200x a I xI B -π+π=μμ )252(a x a ≤≤ 4分 B的方向垂直x 轴及图面向里． 1分19（本题5分）解：长直导线AC 和BD 受力大小相等,方向相反且在同一直线上，故合力为零．现计算半圆部分受力，取电流元l Id ， B l I F ⨯=d d 即 θd d IRB F = 2分 由于对称性0d =∑xF∴ RIB IRB FF F yy 2d sin d 0====⎰⎰πθθ 3分方向沿y 轴正向20（本题10分）解：两个载同向电流的长直导线在如图坐标x 处所产生的磁场为)11(2210r r x x B +-+π=μ 2分 选顺时针方向为线框回路正方向，则)d d (21111210⎰⎰⎰+++-+π==br r br r r r x x xx Ia BdS μΦ 3分1F)l n (222110r b r r b r Ia+⋅+π=μ 2分 ∴ εtIr r b r b r a td d ]))((ln[2d d 21210++π-=-=μΦ t r r b r b r a I ωωμc o s ]))((ln[2212100++π-= 3分21（本题10分） 解：动生电动势 ⎰⋅⨯=MNd )v (l B MeNε为计算简单，可引入一条辅助线MN ，构成闭合回路MeNM , 闭合回路总电动势0=+=NM MeN εεε总MN NM MeN εεε=-=2分 x xIl B ba ba MNd 2vd )v (0MN⎰⎰⋅+-π-=⨯=μεba b a I -+π-=ln 20vμ负号表示MN ε的方向与x 轴相反． 3分b a b a I M e N -+π-=ln 2v0με 方向N →M 2分ba b a I U U MN N M -+π=-=-ln 2v0με 3分四 回答问题（共5分）22（本题5分）答：例如在磁棒靠近线圈时，线圈中产生感应电流，按楞次定律，线圈电流方向应如图所示，这样线圈阻碍磁棒靠近，使磁棒的动能转化为线圈的磁场能和线圈中因有电流而生的热． 2分如果与楞次定律相反，线圈中感应电流的磁场将吸引磁棒，使磁棒加速，动能增加．这增加的动能、磁场能和线圈中生的热都系无中生有，显然违反能量守恒定律． 3分恒定磁场复习重点（一）要点一.磁感强度B 的定义（略）. 二.毕奥—沙伐尔定律1.电流元I d l 激发磁场的磁感强度 d B =[μ0 /( 4π)]I d l ×r /r 32.运动点电荷q 激发磁场的磁感强度 B =[μ0 /( 4π)]q v ×r /r 3 三.磁场的高斯定理1.磁感线(略)；2.磁通量 Φm =⎰⋅Sd S B3.高斯定理0d =⋅⎰SS B 稳恒磁场是无源场.四.安培环路定理 真空中⎰∑=⋅li I 0 d μl BNSN v稳恒磁场是非保守场,是涡旋场或有旋场.五.磁矩m ： 1.定义 m =IS e n 2. 载流线圈在均匀磁场中受力矩 M=m ×B 六.洛伦兹力1.表达式 F m = q v ×B2.带电粒子在均匀磁场中运动：回旋半径 R =mv sin α / (qB ); 回旋频率 f = qB / (2πm ) 七.安培力 表达式 d F m = I d l ×B ； 八.几种特殊电流的磁场：1.长直电流激发磁场 有限长 B=μ0I (cos θ1－cos θ2)/(4πr )无限长 B=μ0I/(2πr ) 方向都沿切向且与电流成右手螺旋；2. 圆电流在轴线上激发磁场 B=μ0IR 2/[2(x 2+R 2)3/2] , 中心B=μ0I/(2R ) 张角α的园弧电流中心的磁感强度B=[μ0I/(2R )]⋅[α/(2π)], 方向都沿轴向且与电流成右手螺旋；3.无限长密绕载流螺线管激发的磁场 管内 B=μ0nI 管外 B=04.密绕载流螺绕环环内磁场 B=μ0NI //(2π r )5.无限大均匀平面电流激发磁场 B=μ0 j/26.无限长均匀圆柱面电流激发磁场：柱面内 B=0, 柱面外 B=μ0I /(2πr )7.无限长均匀圆柱体电流激发磁场：柱内 B=μ0Ir/(2πR 2) 柱外 B=μ0I /(2πr )（二）试题一、选择题（每题3分）1.电流I 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)．已知直导线上的电流强度I ，圆环的半径R ，且a 、b 和圆心O 在一条直线上，设直电流1、2及圆环电流分别在O 点产生的磁感强度1B 、2B及3B ，则O 点的磁感强度大小 （答案：C ）(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．．2. 边长为l 的正方形线圈，分别用图所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：（答案：C ） (A) B 1 = 0 . B 2 = 0.(B) B 1 = 0 .20/B I l π= (C)10/B I l π=. B 2=0 .(D)10/B I l π=.20/B I l π= .3.如图，无限长载流导线与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（答案：A ） (A) 向着长直导线平移 (B) 离开长直导线平移 (C) 转动 (D) 不动4. 如图两根载流导线相互正交放置，如图所示，1I 沿y的负方向.若载流1I 的导线不能动，载流2I 的导线可以自由运动，的导线开始运动的趋势是（答案：B ）(A) 沿x 方向平动 (B) 绕x 轴转动(C) 绕y 轴转动 (D) 无法判断5. 如图均匀磁场的磁感强度B垂直于半径为r(2)线，作一半球面S ，则通过S 面的磁通量的大小为(答案B) (A) 2πr 2B ． (B) πr 2B ． (C) 0． (D) 无法确定的量． 6. 长直电流I 2与圆形电流I 1共面，并与其一直径相重合如图(但两者间绝缘)，设长直电流不动，则圆形电流将(答案C) (A) 绕I 2旋转 (B) 向左运动(C) 向右运动 (D) 向上运动 (E) 不动. 二、填空题1.沿着图示的两条不共面而彼此垂直的无限长的直导线，通过电流强度13I A =和24I A =的电流. 在距离两导线皆为20d cm =处的A 点处，磁感强度的大小B = . （答案：025/2μπ，3分）2.真空中载有稳恒电流I 的细线圈，则通过包围该线圈的封闭曲面S 的磁通量Φ= .若通过S 面上某面元dS的元磁通d Φ，而线圈中电流增加为2I 时，通过同一面元的元磁通d 'Φ，则/d d 'ΦΦ= . （答案：0，1/2，3分）3.（本题3分）半径为 0.5 cm 的无限长直圆柱形导体上，沿轴线方向均匀地流着I = 3 A 的电流．作一个半径r = 5 cm 、长l = 5 cm 且与电流同轴的圆柱形闭合曲面S ，则该曲面上的磁感强度B沿曲面的积分=⋅⎰⎰S Bd ___________．（答案：0）4.在安培环路定理∑⎰⋅=i LI l B 0d μ 中，∑i I 是指____________；B是指__________，它是由____________决定的．[答案：环路L 所包围的所有稳恒电流的代数和 （1分）；环路L 上的磁感强度（1分）； 环路L 内外全部电流所产生磁场的叠加 （1分）]5. 有一同轴电缆，其尺寸如图所示，它的内外两导体中的电流为I ，且在横截面上均匀分布，但二者电流的流向正相反，则（本题3分）（1）在1r R <处磁感强度大小为 ；（答案： 201/(2)rI R μπ （2）在3r R >处磁感强度大小为 .（0）6.（本题3分）一密绕的细长螺线管，每厘米长度上绕有10匝细导线，螺线管的横截面积为10cm 2，当在螺线管中通入10A 的电流时，它的横截面上的磁通量为 .（真空中磁导率μ0=4π×10-7 T .m/A ）（答案： BS =4π×10-6韦伯）7.（本题3分）如图，一根载流导线被弯成半径为R 的1/4圆弧，放在磁感强度为B 的均匀磁场中，则载流导线ab 所受磁场的作用力的大小为_______，方向________．[答案：BIR 2 (2分) 沿y 轴正向 (1分) ]8.（本题4分）A 、B 、C 为三根平行共面的长直导线，导线间距d =10cm ，它们通过的电流分别为I A =I B =5A ，I C =10A ，其中I C 与I A 、I B 的方向相反，每根导线每厘米所受的力的大小A dF dl = （答案：0）B dF dl= （答案：15×10-7 N/ cm 2）1BCdF dl= （答案：-15×10-7 N/ cm 2）(μ0=4π×10-7 N/A 2)9.（本题3分）真空中两只长直螺线管1和2，长度相等，单层密绕匝数相等，直径之比d 1/d 2=1/4，当它们通以相同电流时，两螺线管储存的磁能之比W 1/W 2= . （答案：1/16） 三、计算题1.（本题5分）平面闭合回路由半径为R 1及R 2 (R 1 > R 2 )的两个同心半圆弧和两个直导线段组成(如图)．已知两个直导线段在两半圆弧中心O 处的磁感强度为零，且闭合载流回路在O 处产生的总的磁感强度B 与半径为R 2的半圆弧在O 点产生的磁感强度B 2的关系为B = 2 B 2/3，求R 1与R 2的关系． 解：由毕奥－萨伐尔定律可得，设半径为R 1的载流半圆弧在O 点产生的磁感强度为B 1，则 1014R I B μ=(1分) 同理, 2024R I B μ=(1分)∵ 21R R > ∴ 21B B <故磁感强度00021212446I I I B B B R R R μμμ=-=-=1分∴ 213R R = 2分2.（本题5分）如图，1、3为半无限长直载流导线，它们与半圆形载流导线2相连. 导线1在xOy 平面内，导线2、3在Oyz 平面内.试指出电流元123,,Idl Idl Idl 在O 点产生的dB的方向，并写出此载流导线在O 点的总磁感强度（包括大小和方向）.解：电流元1Idl 在O 点产生1d B的方向为↓（-z 方向） 电流元2Id l 在O 点产生2dB的方向为⊗（-x 方向）电流元3Id l 在O 点产生3dB的方向为⊗（-x 方向） 3分00(1)44I I B i k R R μμπππ=-+-2分 3.（本题5分）将通有电流 5.0I A =的无限长导线折成如图形状，已知半圆环的半径为0.10R m =.求圆心O 点的磁感强度解：O 处总磁感强度.ab bc cd B B B B =++，方向垂直向里 1分 而 012(cos cos )4ab IB aμθθπ=- 1210,,2a R θθπ===0/(4)ab B I R μπ∴= 1分又 0/(4)bc B I R μ= 1分 因O 在cd 延长线上 0cd B = 因此 500 2.11044IIB T R Rμμπ=+=⨯ 2分4.（本题10分）横截面为矩形的环形螺线管，高度为b ,芯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 ，求处 （1）芯子中的B 值和芯子截面的磁通量 （2）在r ≤R 1，r ≥R 2处的B 值O解：(1)螺绕环内的磁场具有轴对称性,故在环内作与环同轴的安培环路.有⎰⋅ll B d =2πrB=μ0∑I i =μ0NI B=μ0NI/(2πr )取面积微元b d r 平行与环中心轴, 有d Φm =|B ⋅dS | =[μ0NI/(2πr )]b d r=μ0NIb d r /(2πr )Φm =110021ln22R R N Ib N Ib R dr rR m m p p=ò(2) 根据对称性分析和安培环路定律，可得在r ≤R 1，r ≥R 2处的B 值为零。
物理磁学试题及答案
物理磁学试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 磁体的南极用符号表示为：A. NB. SC. OD. P答案：B2. 奥斯特实验证明了：A. 电流产生磁场B. 磁场产生电流C. 电流与磁场无关D. 磁场与电流无关答案：A3. 磁通量是指：A. 磁场中某点的磁感应强度B. 磁场中某点的磁力线数量C. 磁场中某点的磁力线密度D. 磁场中某点的磁力线方向答案：B4. 磁感应强度的单位是：A. 特斯拉B. 安培C. 伏特D. 欧姆答案：A5. 磁铁的磁性是由：A. 电子的自旋产生的B. 原子核的自旋产生的C. 电子的轨道运动产生的D. 原子核的轨道运动产生的答案：A二、填空题（每题2分，共10分）1. 当磁体的磁极相互靠近时，同名磁极______，异名磁极______。
答案：相互排斥；相互吸引2. 磁场中某点的磁感应强度的方向与该点的磁力线______。
答案：方向一致3. 电流通过导线时，导线周围会产生______。
答案：磁场4. 磁铁的磁性强弱通常用______来表示。
答案：磁感应强度5. 地球的磁场是由地球内部的______产生的。
答案：液态金属流动三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述安培环路定理的内容及其应用。
答案：安培环路定理指出，穿过闭合环路的总磁通量等于环路内通过的总电流乘以真空中的磁导率。
该定理在计算磁场分布和设计电磁设备时具有重要应用。
2. 描述洛伦兹力的公式及其物理意义。
答案：洛伦兹力的公式为F=qvBsinθ，其中F是洛伦兹力，q是电荷量，v是电荷的运动速度，B是磁场强度，θ是速度方向与磁场方向的夹角。
洛伦兹力描述了带电粒子在磁场中运动时受到的力。
3. 什么是磁通量？磁通量的大小与哪些因素有关？答案：磁通量是穿过某一面积的磁力线的数量，其大小与磁场强度、面积以及磁场方向与面积法线的夹角有关。
4. 什么是磁化？磁化过程有哪些特点？答案：磁化是指使原本没有磁性的物体获得磁性的过程。
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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。
物理磁学考试题及答案
物理磁学考试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 磁感应强度的单位是：A. 安培/米（A/m）B. 特斯拉（T）C. 高斯（Gs）D. 奥斯特（Oe）答案：B2. 以下哪种物质是抗磁性的？A. 铁B. 铜C. 铝D. 镍答案：B3. 磁通量Φ与磁场B和面积A的关系是：A. Φ = B × AB. Φ = B × A × cosθC. Φ = B × A × sinθD. Φ = B × A × tanθ答案：B4. 磁化强度M与磁感应强度B的关系是：A. B = μ₀H + MB. B = μ₀(H + M)C. B = μ₀H - MD. B = μ₀(H - M)答案：B5. 磁滞回线描述的是：A. 材料的磁化过程B. 材料的退磁过程C. 材料的磁滞现象D. 材料的磁饱和现象答案：C二、填空题（每题2分，共10分）1. 磁场中某点的磁感应强度B与该点的磁场强度H之间的关系为B = _______ × H，其中μ₀是真空的磁导率。
答案：μ₀2. 磁通量Φ的国际单位是韦伯（Wb），1Wb等于_______特斯拉·平方米。
答案：13. 磁偶极子的磁矩m与电流I和面积A的关系为m = _______ × A，其中n是单位矢量。
答案：I × n4. 磁化电流Jm与磁化强度M的关系为Jm = _______ × M，其中c是光速。
答案：c5. 磁滞系数是描述材料_______的物理量。
答案：磁滞现象三、计算题（每题10分，共20分）1. 一个长方体磁铁，其长、宽、高分别为10cm、5cm、2cm，磁感应强度B=0.2T，求该磁铁的磁矩m。
答案：m = B × V = 0.2T × (0.1m × 0.05m × 0.02m) = 2 × 10⁻⁴ Am²2. 一个圆形线圈，其半径为0.1m，线圈中通有电流I=2A，求线圈中心处的磁感应强度B。
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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。
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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武 汉 工 业 学 院 大 学 物 理 试 卷 磁学 1一 选择题 (共30分)1. (本题 3分)(2553) 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)R140πμ． (B)R 120πμ．(C) 0． (D) R140μ． ［ ］2. (本题 3分)(5121) 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 v v ∫⋅2d L l B vv , 21P P B B =(B)≠∫⋅1d L l B vv ∫⋅2d L l B v v , 21P P B B =． (C)=∫⋅1d L l B v v ∫⋅2d L l B v v , 21P P B B ≠．(D) ≠∫⋅1d L l B vv ∫⋅2d L l B vv , 21P P B B ≠． ［ ］L 12I 3(a)(b)⊙3. (本题 3分)(2048) 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． ［ ］4. (本题 3分)(2061) 一个动量为p 的电子，沿图示方向入射并能穿过一个宽度为D 、磁感强度为B v(方向垂直纸面向外)的均匀磁场区域，则该电子出射方向和入射方向间的夹角为(A) p eBD 1cos −=α． (B) peBD 1sin −=α． (C) ep BD 1sin −=α． (D) epBD1cos −=α． ［ ］5. (本题 3分)(2293) 三条无限长直导线等距地并排安放，导线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别载有1 A ，2 A ，3 A 同方向的电流．由于磁相互作用的结果，导线Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ单位长度上分别受力F 1、F 2和F 3，如图所示．则F 1与F 2的比值是：(A) 7/16． (B) 5/8．(C) 7/8． (D) 5/4． ［ ］F 1F 2F 31 A2 A3 A ⅠⅡⅢ6. (本题 3分)(2608) 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． ［ ］7. (本题 3分)(2494) 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． ［ ］8. (本题 3分)(2504) 圆铜盘水平放置在均匀磁场中，B v的方向垂直盘面向上．当铜盘绕通过中心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时，(A) 铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的相反方向流动． (B) 铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的方向流动． (C) 铜盘上产生涡流． (D) 铜盘上有感应电动势产生，铜盘边缘处电势最高． (E) 铜盘上有感应电动势产生，铜盘中心处电势最高． ［ ］9. (本题 3分)(2315) 如图所示，直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中，磁场B v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E 和a 、c 两点间的电势差U a– U c 为(A) E =0，U a – U c =221l B ω．(B) E =0，U a – U c =221l B ω−．(C) E =2l B ω，U a – U c =221l B ω．(D) E =2l B ω，U a – U c =221l B ω−． ［ ］Bv a b clω10. (本题 3分)(2183) 在感应电场中电磁感应定律可写成t l E LK d d d Φ−=∫⋅v v ，式中K E v 为感应电场的电场强度．此式表明：(A) 闭合曲线L 上K E v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 (共26分)11. (本题 3分)(2549) 一个密绕的细长螺线管，每厘米长度上绕有10匝细导线，螺线管的横截面积为10 cm 2．当在螺线管中通入10 A 的电流时，它的横截面上的磁通量为 _________________________．(真空磁导率μ0 =4π×10-7 T ·m/A)12. (本题 3分)(2554) 真空中有一电流元l I v d ，在由它起始的矢径r v的端点处的磁感强度的数学表 达式为_______________．13. (本题 4分)(2053) 有一同轴电缆，其尺寸如图所示，它的内外两导体中的电流均为I ，且在横截面上均匀分布，但二者电流的流向正相反，则(1) 在r < R 1处磁感强度大小为________________． (2) 在r > R 3处磁感强度大小为________________．14. (本题 3分)(2378) 电子在磁感强度为B v的匀强磁场中垂直于磁力线运动．若轨道的曲率半径为 R ，则磁场作用于电子上力的大小F =________________________．15. (本题 3分)(2584) 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 v中，则该载流导线所受的 安培力大小为_______________________．16. (本题 3分)(2615) 半径为a 的无限长密绕螺线管，单位长度上的匝数为n ，通以交变电流i =I m sin ωt ，则围在管外的同轴圆形回路(半径为r )上的感生电动势为______________．17. (本题 3分)(2133) 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v v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___________．Iv的方向18. (本题 4分)(2159) 无铁芯的长直螺线管的自感系数表达式为V n L 20μ=，其中n 为单位长度上 的匝数，V 为螺线管的体积．若考虑端缘效应时，实际的自感系数应___________ (填：大于、小于或等于)此式给出的值．若在管内装上铁芯，则L 与电流__________ (填：有关，无关)．三 计算题 (共44分)19. (本题 8分)(2106) 有一长直导体圆管，内外半径分别为R 1和R 2，如图，它所载的电流I 1均匀分布在其横截面上．导体旁边有一绝缘“无限长”直导线，载有电流I 2，且在中部绕了一个半径为R 的圆圈．设导体管的轴线与长直导线平行，相距为d ，而且它们与导体圆圈共面，求圆心O 点处的磁感强度B v．20. (本题 8分)(2307) 一矩形线圈边长分别为a =10 cm 和b =5 cm ，导线中电流为I = 2 A ，此线圈可绕它的一边OO ＇转动，如图．当加上正y方向的B =0.5 T 均匀外磁场B v，且与线圈平面成30°角时，线圈的角加速度为β = 2 rad/s 2，求∶(1) 线圈对OO ＇轴的转动惯量J =？(2) 线圈平面由初始位置转到与B 垂直时磁力所做的功？O xyz I30° B vO ′ ab21. (本题10分)(2277) 一半径R = 1.0 cm 的无限长1/4圆柱形金属薄片，沿轴向通有电流I = 10.0 A 的电流，设电流在金属片上均匀分布，试求圆柱轴线上任意一点P的磁感强度．22. (本题 8分)(2137) 两相互平行无限长的直导线载有大小相等方向相反的电流，长度为b 的金属杆CD 与两导线共面且垂直，相对位置如图．CD 杆以速度v v平行直线电流运动，求CD 杆中的感应电动势，并判断C 、D 两端哪端电势较高？a a bII CDvv23. (本题10分)(2742) 在半径为R 的圆柱形空间内，存在磁感强度为B v的均匀磁场，B v的方向与圆柱的轴线平行．有一无限长直导线在垂直圆柱中心轴线的平面内，两线相距为a ，a>R ，如图所示．已知磁感强度随时间的变化率为d B /d t ，求长直导线中的感应电动势E ，并说明其方向．B v O R a⊗。