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复旦大学大学物理A电磁学期末试卷及答案

复旦大学大学物理A电磁学期末试卷及答案
复旦大学大学物理A电磁学期末试卷及答案

复旦大学大学物理 A 电磁学

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P1

P2 之间的电势差决定于:

(A)P1 和 P2 两点的位置。

(B)P1 和 P2 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) E

A E

B E C, U A U B U C

(B) E A E B E C, U A U B U C

(C) E A E B E C, U A U B U C

(D) E A E B E C, U A U B U C[]

4.如图,平行板电容器带

电,

左、右分别充满相对介电常

数为

ε 1与ε 2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 (B) IR

(C

)IR (D)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)1 a2 BI

(B

) 1 3a 2(C) a 2 BI (D) 0 [ ]

BI 2 4

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 10 ,自感系数为 0.4H ,电阻 R 为 90 ,电源电动势为 40V ,电源内阻可忽略。将电键接通,待电路中电 流稳定后,把电键断开,断开后经过 0.01 秒,这是流过电阻 R 的电流为:

(A) 4A 。 (B) 0.44A 。

(C) 0.33 A 。 (D) 0

[ ]

9. 在感应电场中电磁感应定律可写成 E K dl d ,式中 E K 为感应电场的电场强度。此式表明: dt l

(A)在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念。

(B)闭合曲线 l 上 E K 处处相等。

(C)感应电场是保守力场。

(D)感应电场的电力线不是闭合曲线。 [ ]

10. 顺磁物质的磁导率: (A)比真空的磁导率略小。

(B)比真空的磁导率略大。

(C)远小于真空的磁导率。

(D)远大于真空的磁导率。 [ ]

二、填空题

(共

30 分) 1. (3 分)M 、N

为静电场中邻近两点,

场强由 M 指向 N ,则 M 点的电位 于 N 点的电位,负检验电荷在

M 点的

电位能

于在 N 点的电位能。

2. ( 5 分)电容为 C 的电容器浸没在相对介电常数为

压 U ,则它充有电量 ,若电压增至

ε 的油中,在两极板间加上电

5U ,这时充满油电容器的电容 为 。

3. ( 3 分)如图,无限大带电平板厚度为 d ,电荷体密度为

(设均匀带电) ,则

在板内距中心 O 为 x 处的 P 点的场强 E =

4. ( 3 分)当电源

时,端电压大于电动势;当电源

时,端电压小于电动势;当电源

既不充电,也不放

电时,端电压等于电动势。

5. ( 3 分)半径为R 的圆柱体上载有

电流

I ,电流在其横截面上均匀分布,一

L 通过圆柱体内部将圆柱体横截面分为两部分,其面积大小分别为

S1 、 S2 ,如图所示,则

H dl

L

= 。

6. (5 分)如图所示,一半

径为

r 的很小的金属圆环,在初始时刻与

一半径为a

(a r )的大金属圆环共面且同心,在大圆环中通以恒

定的电流I

,方

如图,如果小圆环以匀角速度绕其任一方向的直径转动,并设小圆环的电

阻为 R ,则任一时刻t 通过小圆环的磁通量= ;小圆环中的感应电流 i = 。

7. (5 分) A 、 B 、 C 为三根共面的长直导线,各通有10A 的同方向电流,导线间距

d 10cm ,那么每根导线每厘米所受的力的大小为:dF A = ;

dl

dFB = ;dFC = 。(

0 4 10 7 N / A2)

dl dl

8.( 3 分)包含下列意义的麦克斯韦方程是:

⑴ 静电场是有势场。

⑵ 磁力线总是无头无尾。

三、计算题(共40 分)

1. (10 分)一电荷面密度为的“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。

2. ( 10 分)二薄金属圆筒长为L ,内外圆筒的半径分

别为

R1、R3,且 L>>R ,内筒电荷线密度η,二圆筒间

充满了相

对介电常数分别为ε 1与ε 2的两层同轴圆筒状均

匀介质(ε1是内层),分界面距轴为 R2。

⑴用高斯定理求电介质

中的 D 。

⑵外层介质内界面。

2 0 L

试证明此圆柱形电容器电容为: C

ln R3 R2

ln R2 R1

1 2

3. ( 10 分)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 ,求正三角形中心点O 处的磁感应强度 B 。

4.( 10分)水平金属框架串联

C 和 R,其上置放长为 L 的

金属杆

ab,OP 左方为均匀磁场区,磁感应强度为B 且垂直纸面向

内,

ab 以速度 V 右滑足够长时间后越过OP 继续以 V 右滑,且

当它

与 OP 重合之瞬时开始计时,在t 时刻:

⑴电容器上的电压 U c t 。

⑵线框上的电流 i t 。

《电磁学》试卷004 号

一、填空题(除第 6 题外,每空格 4 分)

1.总电量为 Q,半径为 R 的均匀带电薄球壳,球壳内的电

场强度 E= ,球壳内电位 U= 。

2.两块平行的金属平板,左金属板的电荷面密度为左,右

金属板的电荷密度为右,则金属板相向的两面电荷面密度

2

、 3 大小相等,符号相反;相背两面电荷密度 1 、 4 大小

相等,符号相同。其值分别为 2 3 ;14。3.两长度相同,截面不同(S A S B)的铜杆 A 和 B,并联接在一直流电源上,

则两铜杆中电流密度之比j

A

,两铜杆中电子定向漂移速率之比j B

v A。

v B

4.有一很长的载流直导体管,内半径为 a , 外半径为 b ,电流强度为 I ,沿

轴线均匀分布在管壁的横截面上,空间一点离管轴垂直距离为r 。则当 r

5.一线圈的电感 L=3.0 亨利,电阻 R=10 欧姆,把 U=3.0 伏特的恒定电压加在其两端,经过0.3 秒以后,线圈中的电流 I= ,电阻 R 消耗的热功率 P= 。

6.一广播电台的平均辐射功率为10 千瓦,假定辐射的能流均匀分布在以电台为中心的半球面上,则在

距电台发射天线r =10 千米处的能流密度平均值S ,再将该电磁波看作为平面波,则

该处的电场强度的振幅E0,磁场强度的振幅H 0。(本题10 分)二、计算题(每题10 分)

1.一平行板电容器极板面积为S,极板间距为d,带电Q ,将极板的距离拉开一倍。(1)静电能改变多少?( 2)抵抗电场力作了多少功?

2.一平行板电容器,极板面积为S,间距为 d,中间有两层厚度各为d1、 d2 (d1d2 d ) ,介

电常数各为的 1 , 2电介质层。求:

(1)电容 C;

(2)当极板上带自由电荷面密度0 时,两层介质分界面上的极化电荷面密度。

3.在右图所示电路中,已知1 1.0伏, 2 2.0伏,

3 3.0伏, r1r2r3 1.0欧 , R1 1.0欧 , R23.0欧,

求通过电源 3 的电流和 R2 消耗的功率。

4.一半径为 R 的塑料圆盘,电荷 q 均匀分布于表面,圆盘绕通过圆心垂直于盘面的轴转动,角速度为。求圆盘中心的磁感应强度B。

5.在一半径为 R 的均匀圆柱体内充满磁感应强度为 B 的均匀磁场,这磁场以速率dB

dt

在减小,求如图放置的金属棒ab(ab l 2R) 两端的感生电动势ab ,又问:哪端电位

高?

复旦大学

大学物理 A 电磁学

一、选择题:(每题 3

分,共 30 分)

1. 设源电荷与试探电荷分

别为 Q 、 q ,则定义式 E F 对 Q 、 q 的要求为:

q (A)二者必须是点电荷。 (B) Q 为任意电荷, q 必须为正电荷。 (C) Q 为任意电荷, q 是点电荷,且可正可负。

(D) Q 为任意电荷, q 必须是单位正点电荷。

[ ]

2. 一均匀带电球面,电荷面密度为 ,球面内电场强度处处为零,球面上

面元 dS 的一个带电量为 dS 的电荷元,

在 球面内各点产生的电场强度:

(A)处处为零。

(B)不一定都为零。

(C)处处不为零。 (D)无法判定。

[ ] 3. 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 ( A 为常数)的非均匀带电

球体。

(D)半径为 R 的、电荷体密度为

A / r ( A 为常数)的非均匀带

电球体。

[ ]

4. 当一个带电体达到静电平衡时: (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。

[ ]

5. 在如图所示的电路中, 两电源的电动势分别为

1 ,

2 ,内阻分别为

r 1 , r 2 。三个负载电阻阻值分别为 R 1 , R 2 ,

R 。

电流分别为 I 1, I 2, I 3,方向如图。则由A 到

B

的电势增量 U

B U A为:

(A)(B)(C)(D)2 1 I 1 R1I 2 R2I 3 R

2 1

I 1

(R1r1 )I 2 (R2

r2

) I 3 R

2 1

I 1

(R1r1 )I 2 (R2

r2

)

2 1

I 1

(R1r1 )I 2 (R2

r2

) []

6.均匀磁场的磁感应强

B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:

(A)2 r 2 B 。

(B) r 2

B 。

(C)

0 。(D)无法确定的量。[ ]

7.一载有电流 I 的细导线分别均匀密绕

在半径

R 和 r 的长直圆筒上形成两个

螺线管(

R 2r ),两螺线管单位

长度上

的匝数相等,两螺线管中的磁感应强度

大小B R和 B r应满足:

(A) B R2B r

(B)

B R B r

(C) 2B R B r

(D)

B R4B r[ ]

8.已知园环式螺线管的自感系数为L ,若将该螺线管锯成两个半环式的螺线管,则两个半环螺线管的自感

系数:

(A)都等于 1 L

2 (C)都大于 1 L

2 。(B)有一个大于 1 L ,另一个小于1 L 。

2 2

。(D)都小于 1 L 。[ ]

2

9.将形状完全相同的铜环和木环静止放置,并使通过两环面的磁通量随时间的变

化率相等,则:(A)铜环中有感应电动势,木环中无感应电动势。

(B)铜环中感应电动势大。木环中感应电动势小。

(C)铜环中感应电动势小。木环中感应电动势大。

(D)两环中感应电动势相等。[ ]

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)

1. (3 分 )。一电量为 5 10 9 C 的试验电荷放在电场中某点时,受到20 10 9 N 向下的力,则该点的电场强度大小

为,方向。

2.( 5 分) AC 为一根长为 2l 的带电细棒,左半部均匀带有负电,右半

部均匀带有正电荷,电荷线密度分别为和,如图所示。 O 点

在棒的延长线上,距 A 端的距离为

l ,P 点在棒的垂直平分线上,到棒的垂直距离为

l 。以棒的中点 B 为电势的

零 点,则 O 点的电势 U O = , P 点的电势 U

P = 。 3. ( 3 分)一“无限大”空气平板电容器,极板 A 和 B 的面积都是 S ,两 极板间距离为 d ,连接电源后, A 板电势 U A V , B 板电势 U B

0 。 现将一带电量为 q ,面积也是 S 而厚度可忽略不计的导体片 C 平行地插 在 两 极 板 中 间 位 置 ( 如 图 所 示 ), 则 导 体 片 C 的 电 势 U C = 。

4. ( 3 分)如图所示的电路的回路电压方程为 。

5. ( 5 分 ) 在 安 培 环 路 定 理 B dl 0 I i 中 , I i 是

L 指

; B 是指

,它是由

决定的。

6. ( 3 分)一根无限长直导线

通有电流

I ,在 P 点处被弯成了一个半径为 R 的圆,且 P 点处无交叉和接触,则圆心 O 处的磁感应强度大小为 ,方向为 。 7. ( 5 分)在磁感应强度为 B 的磁场中,以速率 v 垂直切割磁力线运动的一长度为 L 的金属杆,相当于 ,它

的电动势 = ,产生此电动势的非静电

力是 。 8. ( 3 分)铜的相对磁导率 ,其磁化率 m ,它是 磁性磁介质。 r 0.9999912 三、计算题

(共

40 分) 1. ( 10 分)一锥顶角为 的圆台,上下底面半径分别为

R 1 和 R 2 ,在它的 侧面上均匀带电,电荷面密度为 ,求顶点 O 的电势。(以无穷远处为 电势零点)

2. ( 10 分)一平行板电容器极板面积为 S ,间距为 d ,接在电源上以维持其电压为 U 。将一块厚度为 d 、介电常数为

r 的均匀电介质板插入极板间空隙。计算:

⑴ 静电能的改变; ⑵ 电场对电源所作的功; ⑶ 电场对介质板作的功。

3. ( 10 分)电流均匀地流过宽为 2a 的无穷长平面导体薄板,电流强度为 I ,通过板的中线并与板面垂直的平面上有一

点 P , P 到板的垂直距离为 x (见附图),设板厚可略去不计,求 P 点的磁感应强度 B 。

4. ( 10 分)两根平行导线,横截面的半径都是 a ,中心相距为 d ,载有大小相等而方向相反的电流。设 d a ,且两

导线内部的磁通量都可略去不计。求这样一对导线长为 l 段的自感系数 L 。

《大学物理 A 》 ( 下 ) 考试试卷 ( A 卷 )

1.图 1 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)

y 和 - ( x

< 0) ,则 xOy 平面上 (0, a)点处的场强为 :

(0, a)

(A ) i (B) 0 2 0 a

(C) i (D) 2 j 2 0 a 0 a

2.在电场强度为 E 的匀强电场中 ,有一如图 2 所示的三棱柱 ,取表面的法线向外 ,

过面 AA CO,面 B BOC,面 ABB A 的电通量为

1, 2, 3,

则 (A) 1=0, 2=Ebc, 3= Ebc. (B) 1 = Eac , 2 =0, 3=Eac. (C) 1 = Eac

, 2 = Ec a 2

b (D) 1=Eac, 2=E

c a 2 b 2 3.如图 3 所示 ,两个同心的均带电球面

为 R 2,

带电

为 Q2.设无穷远处为电势零

点 ,则内球面上的电势为:- + x

O

图 1

C z

B

A

c

O b y

a B

x A

E

图 2

Q1Q2

R1

O

r

P

R2

Q 1 Q 2 (B) Q 1

Q 2

(A) 4 0 r

4 0 R1 4 0 R2

(C) Q 1 Q 2 (D)

Q 1 Q 2

4 0 R 1 4 0 r

4 0 r 4 0 R 2

4.如图 4 所示,三条平行的无限长直导线,垂直通

过边长为

a 的正三角形顶点,每条导线中的电流都是

I ,这三条导线在正

三 I 角形中心 O 点产生的磁感强

度为:

I (A) B = 0 (B) B = 3 0I /( a) O a

(C) B = 3 0I/(2 a) (D) B = 3 0I/(3 a

) I

5.无限长直圆柱体,半径为 图 4

B 1,圆柱体外 (r >R)的

磁感 R ,沿轴向均匀流有电流 . 设圆柱体内 (r < R)的磁感强度为

强度为 B 2,则

有:

(A) B 1、 B 2 均与 r 成正比

(B) B 1、 B 2 均与 r 成

反比 (C) B 1 与 r 成正比 , B 2 与 r 成反比

(D) B 1 与 r 成反比 , B 2 与 r 成

正比 6.如图 5 所示 .匀强磁场中有一矩形通电线圈,它的平面与磁场平行, 在磁场作用下, 线

圈发

d B c 生转动,其方向是:

(A) ad 边转入纸内, bc 边转出纸外 . (B) ad 边转出纸外, cd 边转入纸内 .

(C) ab 边转入纸内,

I cd 边转出纸外 . (D) ab 边转出纸外, cd 边转入纸内 .

7.图 6

中 , M 、 、 ,三者在同一 M a b P O 为软磁材料制成的棒

平面内 ,当 K 闭合后

P O 图 5

(A) P 的左端出现 N 极 (B) M 的左端出现 N 极

K (C) O 的右端出现 N 极 (D) P 的右端出现 N

极 图 6

O 8.如图 7 所示,导体棒 AB 在均匀磁场中绕通过 C 点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴

B C OO 转动 (角速度 与 B 同方向 ), BC 的长

度为棒长的 1/3. 则 :

A B (A) A 点比 B 点电势

(B) A 点与 B 点电势相等 O 图 7 (C) A 点比 B 点电势

(D) 有电流从 A 点流向 B 点 9.已知钠的逸出功是 2 .46 eV ,那么钠的红限波

长是 :

E (A) 540nm ( B )505nm

(C) 435nm (D) 355nm . 10.在加热黑体过程中,其最大单色辐出度对应的波长由 0.8 m 变到 0.4 m ,则其温

A d B

增大为原来的

图 8 (A)16 倍 (B)8 倍 (C) 4 倍 (D)2 倍

二 . 填空题 ( 每空 2 分,共

30 分 ).

1. 如图 8 所示,在场强为 E 的均匀电场中, A 、B 两点间距离为 d ,AB 连线方向与 E 的夹角为 30° , 从 A 点经任 意路径到 B 点的场强线

积分

E dl = AB

2. 一平行板电容器, 极板面积为 S ,相距为 d. 若 B 板接地, 且保持 A 板的电势 UA = U0

U 0

d/3 Q A UC 不变,如图 9 所示 . 把一块面积相同的带电量为 Q 的导体薄板 C 平行地插入两板之间,

2d/3 C 导体薄板 C 的电势 U C = B

9 3.一平行板电容器两极板间电压为 U ,其间充满相对电容率

为 r 的各向同性均匀电介

1 R

质,电介质厚度为

d . 则电介质中的电场能量密度

w = I O a b

4.如图 10 所示 , 在真空中 , 电流由长直导线 1 沿切向经

a

L I 2a 2

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 电

流 I 图

a

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 , S1 10 截

S2 O O aob=180 . 则圆心 O 点处的磁感强度

的大小

B = 面 图

11 图 12

5.圆柱体上载有电流 I ,电流在其横截面上均匀分布

回路 L(顺时针绕向 )通过圆柱内部,将圆柱体横截面分为两部分,其面积大小分别为 S 1 和 S 2 ,

如图 11 所示则 B d l

L

6.在磁感强度为 B=a i+b j+c k (T) 的均匀磁场中,有一个半径为 R 的半球面形碗,碗口开口沿 x 轴正方向 .则通过此半球形碗的磁通量为

7. 边长为 a 和 2a 的两正方形线圈 A 、B, 如图 12 所示地

同轴放置

,通有相同的电流 I, 线圈 B 中的电流产生的磁场通过线圈 A 的磁通量用 A 表示 , 线圈 A 中的电流产生的磁场通过线圈 B 的

磁通量用 B 表示 ,则二者大小关系式为

8.矩形线圈长为 a 宽为 b,置于均匀磁场 B 中 .线圈以角速度 旋转 ,如图 13 所示 ,当 t=0 时线圈平面处于纸面 ,且 AC 边向外 ,DE 边向里 .设回路正向 ACDEA . 则任一时刻线圈内感应电动势为

B O

C D

a A b

E

O

图 13

9.一截面为长方形的环式螺旋管共有 N 匝线圈 ,其尺寸如图 14 所示 .则其自感系数为

10.在一通有电流 I 的无限长直导线所在平面内 , 有一半径为

r 、

电阻为 R 的导线环 ,环中心距直导线为 a ,如图 15 所示,且 a r.当直 >> I

导线的电流被切断后 ,沿导线环流过的电量约为

r

h 11.一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

a b

电时,板间电场强度的变化

率为

dE/dt .若略去边缘效应,则两板

间 a

14 的位移电流大小为

__________

图 15

12.在某地发生两件事,静止位于该地的甲测得时间间隔为 10s ,若 相对甲以 3c/5(c 表

示真空

中光速 )的速率作匀速直线运动的乙测得时间

间隔为

13.把一个静止质量为 m 0 的粒子 ,由静止加速到 v=0.6c(c 为真空中的

光速 )需做功为

14. 某微观粒子运动时的能量是静止能量的 k 倍 ,其运动速度的

大小为

15. 波长 =600nm 的光沿 x 轴正向传播,若光的波长的不确定量

=10 4

nm,光子的坐标的不确定量至少为 三 .计算题 (每小题 10

分,共 40 分 )

1.一均匀带电的球层 , 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 , 求球层内外表面的电势 R 3

R2

R 1

I

I

2. 一根同轴线由半径为 R 1 的长导线和套在它外面的

R 2 、外半径为 R 3

内半径为

的同轴导体圆筒组成.中间充满磁导

率为的各向同性均匀非铁磁绝缘材料,如右

图所示.传导电流I 沿导线向上流去,由圆筒向下流回,在它们的截面上电流都是均匀分布的.求同轴线内外的磁感

强度大小 B 的分布.

3. 如右图所示。半径为R 的无限长实心圆柱导体载有电流I,

电流沿轴向流动,并均匀分布在导体横截面

上.一宽为

R ,长为 l

的矩形回路 (与导体轴线同平面

)以速度 v 向导体外运动 (设

导体内 R

有一很小的缝隙,但不影响电流及磁场的分布).设初始时刻矩形

t (t < R

)时刻回路中的感应电

动势. v 回路一边与导体轴线重合,

求 I

v R

2007─2008 学年第二学期

《 大学物理 A 》( 下 )( A 卷 ) 参考答案及评分标准

2008.7.2

一 选择题 ( 每小题 3 分,共 30 分) 题

号 1

2 3 4 5 6

7 8 9 10 答案 C B

B A

C D

A

C

B

D

二 填空题 ( 每空 2 分,共 30

分) .

1) 3

Ed

2) 2U 0 2Qd 3) 0 rU 2/(2d 2

) 4) 0 5) 0IS1/(S1+

S2) 2

3 9 0S

6) R 2a 7) A B 8) abB cos t 9) [ 0 N 2 h / 2 ]In(b / a) 10) 0 Ir

2

2aR

11) 0 R 2

dE 12)12.5 s 13) 0.25m 0 c 2 14) c k 2

1 15) 3.6m dt k 三 计算题( 每小题 10 分,共 40 分) 1.解:因电荷球对称 ,电场球对称 ,作与带电体对称的球形高斯面

,有 E dS 4 r 2 E q i n /t 0

S 球内 r

E =0

球层中 R1 R 2

3 3 3 0 2

2 1

E = ( R R )/3

r 故内球面

U 1 E dl R 2 E 2 dl E d

R 1 R 1

R 2 R 2 r 3

R 13 3 0 r 2 dr

=

R 1

(R 22 R 12 )

2 0

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,R Q U 04επ=. (B) E =0,r Q U 04επ= . (C) 2 04r Q E επ= ,r Q U 04επ= . (D) 2 04r 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 2 B . . (B) 2 r 2B . (C) -r 2B sin . (D) -r 2 B 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 O R r P Q n ?B ?α S D I S V B ?

(A) IB VDS . (B) DS IBV . (C) IBD VS . (D) BD IVS . (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 I π20μ. (B) R I 40μ. (C) 0. (D) )1 1(20π -R I μ. (E) )1 1(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 T ,则可求得铁环的相对磁导率r 为(真空磁导率 =4 ×10-7 T ·m ·A -1 ) (A) ×102 (B) ×102 (C) ×102 (D) [ ] y z x I 1 I 2 O R I

大学物理复习题(电磁学)

【课后习题】 第12章 一、填空题 1、两个大小完全相同的带电金属小球,电量分别为2q 和-1q ,已知它们相距为r 时作用力为F ,则将它们放在相距3r 位置同时其电量均减半,相互作用力大小为____1/36________F 。 2、电场强度可以叙述为电场中某一点上单位正电荷所受的_____电场力___________;电场中某一点的电势可以叙述为:单位正电荷在该点所具有的__电势能_________。 3、真空环境中正电荷q 均匀地分布在半径为R 的细圆环上,在环环心O 处电场强度为____0________,环心的电势为__R q o πε4/_________。 4、高斯定理表明磁场是 无源 场,而静电场是有源场。任意高斯面上的静电场强度通量积分结果仅仅取决于该高斯面内全部电荷的代数和。现有图1-1所示的三个闭合曲面 S 1、S 2、S 3,通过这些高斯面的电场强度通量计算结果分别为: ???=Φ1 1S S E d , ???=Φ2 2S S E d , ???=Φ3 3S S E d ,则 1=___o q ε/_______;2+3=___o q ε/-_______。 5、静电场的场线只能相交于___电荷或无穷远________。 6、两个平行的无限大均匀带电平面,其电荷面密度分别如图所示,则A 、B 、C 三个区域的电场强度大小分别为:E A =_o εσ/4________;E B =_o εσ/________;E C =__o εσ/4_______。

7、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=____0____________. 8、初速度为零的正电荷在电场力的作用下,总是从__高____电势处向_低____电势处运动。 9、静电场中场强环流为零,这表明静电力是__保守力_________。 10、如图所示,在电荷为q的点电荷的静电场中,将一电荷为q0的试验电荷从a点经任意路径移动到b点,外力所作的功 W=___?? ? ? ? ? - 1 2 1 1 4r r Qq πε ___________. 11、真空中有一半径为R的均匀带电半园环,带电量为Q,设无穷远处为电势零点,则圆心 O处的电势为___ R Q 4πε _________;若将一带电量为q的点电荷从无穷远处移到O点,电场 力所作的功为__ R qQ 4πε __________。 12、电场会受到导体或电介质的影响,通常情况下,导体内部的电场强度__处处为零 _______;电介质内部电场强度将会减弱,其减弱的程度与电介质的种类相关, ____ ε_________越大,其电场场强越小。 13、导体在__电场_______作用下产生电荷重新分布的现象叫做__静电感应___________;而电介质在外电场作用下产生极化面电荷的现象叫做__电介质的极化_________。 14、在静电场中有一实心立方均匀导体,边长为a.已知立方导体中心O处的电势为U0,则 立方体顶点A的电势为____ U________.

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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 234 1 (C)BI a 2 (D)0 [ ]

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与电势为: (A) E =0,R Q U 04επ= . (B) E =0,r Q U 04επ=. (C) 204r Q E επ=,r Q 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. [ ] 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) DS IBV . (C) IBD VS . (D) BD IVS . (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就是 (A) 绕x 轴转动. (B) 沿x 方向平动. (C) 绕y 轴转动. (D) 无法判断. [ ] y z x I 1 I 2

大学物理电磁学练习题及答案

大学物理电磁学练习题 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[ D ] (A) 0 (B) 04πq d ε (C) 04πq R ε- (D) 01 1 () 4πq d R ε- 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12U 、电场强度的大小E 、电场能量W 将发生如下变化:[ C ] (A) 12U 减小,E 减小,W 减小; (B) 12U 增大,E 增大,W 增大; (C) 12U 增大,E 不变,W 增大; (D) 12U 减小,E 不变,W 不变. 3.如图,在一圆形电流I 所在的平面内, 选一个同心圆形闭合回路L (A) ?=?L l B 0d ,且环路上任意一点0B = (B) ?=?L l B 0d ,且环路上 任意一点0B ≠ (C) ?≠?L l B 0d ,且环路上任意一点0B ≠ (D) ?≠?L l B 0d ,且环路上任意一点B = 常量. [ B ] 4.一个通有电流I 的导体,厚度为D ,横截面积为S ,放置在磁感应强度为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[ C ] (A) IB V D S (B) B V S ID (C) V D IB (D) IV S B D 5.如图所示,直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中,磁场B 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ε和a 、 c 两点间的电势差a c U U -为 [ B ] (A)2 0,a c U U B l εω=-= (B) 2 0,/2a c U U B l εω=-=- (C)22 ,/2a c B l U U B l εωω=-= (D)2 2 ,a c B l U U B l εωω=-= 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.

大学物理电磁学部分练习题讲解

大学物理电磁学部分练 习题讲解 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

大学物理电磁学部分练习题 1.在静电场中,下列说法中哪一个是正确的(D ) (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. 2.当一个带电导体达到静电平衡时:D (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. 3. 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): ( 0 r r R 3 02εσ) =)(r E )(R r <, =)(r E )(R r >. 4.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 = )22(813210q q q R ++πε 5.两个点电荷,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? ? ? d q +q 3-

x θ O d E ? .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 0) '(43' 42 02 0=-- = i d x q i x q E πεπε 可得 0'2'222=-+d dx x 解出 d x )31(21'1+-=和 d x )13(21' 2-= 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 q x q U -- = πεπε 0]) (4[ 40 =--= x d x x d q πε 得 4/0 4d x x d ==- 6.一半径为R 的半球壳,均匀地带有电荷,电荷面密度为σ,求球心处电场强度的大小. 解答:将半球面分成由一系列不同半径的带电圆环组成,带电半球面在圆心O 点处的电场就是所有这些带电圆环在O 点的电场的叠加。 今取一半径为r ,宽度为Rd θ的带电细圆环。 带电圆环在P 点的场强为:() 3222 01 ?4qx E r a x πε= + 在本题中,cos x h R θ==,a r =

大学物理电磁学复习题含答案

题8-12图 8-12 两个无限大的平行平面都均匀带电,电荷的面密度分别为1σ和2σ,试求空间各处场强. 解: 如题8-12图示,两带电平面均匀带电,电荷面密度分别为1σ与2σ, 两面间, n E ? ?)(21210σσε-= 1σ面外, n E ? ?)(21210 σσε+-= 2σ面外, n E ?? )(21210 σσε+= n ? :垂直于两平面由1σ面指为2σ面. 8-13 半径为R 的均匀带电球体内的电荷体密度为ρ,若在球内挖去一块半径为r <R 的小球体,如题8-13图所示.试求:两球心O 与O '点的场强,并证明小球空腔内的电场是均匀的. 解: 将此带电体看作带正电ρ的均匀球与带电ρ-的均匀小球的组合,见题8-13图(a). (1) ρ+球在O 点产生电场010=E ? , ρ- 球在O 点产生电场'd π4π34 3 0320 OO r E ερ =? ∴ O 点电场'd 33 030OO r E ερ=?; (2) ρ+ 在O '产生电场'd π4d 34 30301OO E ερπ='? ρ-球在O '产生电场002='E ? ∴ O ' 点电场 0 03ερ= ' E ?'OO 题8-13图(a) 题8-13图(b) (3)设空腔任一点P 相对O '的位矢为r ? ',相对O 点位矢为r ? (如题8-13(b)图) 则 0 3ερr E PO ??= ,

3ερr E O P ' - ='??, ∴ 0 003'3)(3ερερερd OO r r E E E O P PO P ? ?????=='-=+=' ∴腔内场强是均匀的. 8-14 一电偶极子由q =1.0×10-6C 的两个异号点电荷组成,两电荷距离d=0.2cm ,把这电偶极子放 在1.0×105N ·C -1 的外电场中,求外电场作用于电偶极子上的最大力矩. 解: ∵ 电偶极子p ? 在外场E ?中受力矩 E p M ? ???= ∴ qlE pE M ==max 代入数字 4536max 100.2100.1102100.1---?=?????=M m N ? 8-15 两点电荷1q =1.5×10-8C ,2q =3.0×10-8C ,相距1r =42cm ,要把它们之间的距离变为2r =25cm ,需作多少功? 解: ? ? == ?=2 2 2 1 0212 021π4π4d d r r r r q q r r q q r F A εε??)11(2 1r r - 61055.6-?-=J 外力需作的功 61055.6-?-=-='A A J 题8-16图 8-16 如题8-16图所示,在A ,B 两点处放有电量分别为+q ,-q 的点电荷,AB 间距离为2R ,现将另一正试验点电荷0q 从O 点经过半圆弧移到C 点,求移动过程中电场力作的功. 解: 如题8-16图示 0π41 ε= O U 0)(=-R q R q 0π41ε= O U )3(R q R q -R q 0π6ε- = ∴ R q q U U q A o C O 00 π6)(ε= -= 8-17 如题8-17图所示的绝缘细线上均匀分布着线密度为λ的正电荷,两直导线的长度和半圆环的半径都等于R .试求环中心O 点处的场强和电势. 解: (1)由于电荷均匀分布与对称性,AB 和CD 段电荷在O 点产生的场强互相抵消,取θd d R l = 则θλd d R q =产生O 点E ? d 如图,由于对称性,O 点场强沿y 轴负方向

大学物理-电磁学部分-试卷及答案word版本

学习资料 大学物理试卷 (考试时间 120分钟 考试形式闭卷) 年级专业层次 姓名 学号 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.

学习资料 (C )场强方向可由q F E /ρρ=定出,其中q 为试探电荷的电量,q 可正、可负,F ρ 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 )212 1 ,d d P P L L B B l B l B =?=???ρρρρ (B )212 1 ,d d P P L L B B l B l B =?≠???ρ ρρρ (C )212 1 ,d d P P L L B B l B l B ≠?=???ρρρρ (D )212 1 ,d d P P L L B B l B l B ≠?≠???ρ ρρρ 6.电场强度为E ρ的均匀电场,E ρ 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 22 1 π. (C )E R 22π. (D )0 7.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.

大学物理电磁学综合复习试题

电学 一、选择题: 1.图中所示曲线表示某种球对称性静电场的场强大小E 随径向距离r 变化的关系,请指出该电场是由下列哪一种带电体产生的: 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 .点电荷; D .外半径为R ,内半径为R /2的均匀带电球壳体。 ( ) 2.如图所示,在坐标( a ,0 )处放置一点电荷+q ,在坐标(a ,0)处放置另一点电荷-q 。P 点是x 轴上的一点,坐标为(x ,0)。当a x >>时,该点场强的大小为: A . x q 04πε ; B . 3 0x qa πε ; C . 3 02x qa πε ; D .2 04x q πε 。 ( ) 3.在静电场中,下列说法中哪一种是正确的? A .带正电的导体,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。 ( ) 4.如图所示为一沿轴放置的无限长分段均匀带电直线,电荷线密度分别为()0<+x λ和 ()0>-x λ,则o — xy 坐标平面上P 点(o ,a ) A .0; B .a i 02πελ?; C .a i 04πελ?; D .a j i 02) (πελ??+。 ( ) -a x -Q +q P

5.如图,两无限大平行平板,其电荷面密度均为+σ,则图中三处的电场强度的大小分别为: A . 0εσ,0,0εσ; B .0,0 εσ,0; C . 02εσ,0εσ,02εσ; D . 0,0 2εσ ,0。 ( ) 6.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 点有点电荷+q ,M 点有点电荷-q 。今将一实验电荷+q ,从O 点 出发沿路径OCDP 移到无穷远处,设无穷远处的电势为零, 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。 ( ) 7.关于静电场中某点电势值的正负,下列说法中正确的是: A .电势值的正负取决于置于该点的实验电荷的正负; B .电势值的正负取决于电场力对实验电荷作功的正负; C .电势值的正负取决于电势零点的选取; D .电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负。 ( ) 8.一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

大学物理”力学和电磁学“练习题附答案

部分力学和电磁学练习题(供参考) 一、选择题 1. 一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O 转动,如图射来两个质量相同,速度大小相同,方向相反并在一条直线上的子弹,子弹射入圆盘并且留在盘内,则子弹射入后的瞬间, 圆盘的角速度ω (A) 增大. (B) 不变. (C) 减小. (D) 不能确定. [ C ] 2. 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(如图),测得它所受的力为F .若考虑到电荷q 0不是足够小,则 (A) F / q 0比P 点处原先的场强数值大. (B) F / q 0比P 点处原先的场强数值小. (C) F / q 0等于P 点处原先场强的数值. (D) F / q 0与P 点处原先场强的数值哪个大无法确定. [ A ] 3. 如图所示,一个电荷为q 的点电荷位于立方体的A 角上,则通过侧面abcd 的电场强度通量等于: (A) 06εq . (B) 0 12εq . (C) 024εq . (D) 0 48εq . [ C ] 4. 两块面积均为S 的金属平板A 和B 彼此平行放置,板间距离为d (d 远小于板 的线度),设A 板带有电荷q 1,B 板带有电荷q 2,则AB 两板间的电势差U AB 为 (A) d S q q 0212ε+. (B) d S q q 02 14ε+. (C) d S q q 021 2ε-. (D) d S q q 02 14ε-. [ C ] 5. 图中实线为某电场中的电场线,虚线表示等势(位)面,由图可看出: (A) E A >E B >E C ,U A >U B >U C . (B) E A <E B <E C ,U A <U B <U C . (C) E A >E B >E C ,U A <U B <U C . (D) E A <E B <E C ,U A >U B >U C . [ D ] 6. 均匀磁场的磁感强度B ? 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 (A) 2πr 2B . (B) πr 2B . (C) 0. (D) 无法确定的量. [ B ] 7. 如图,两根直导线ab 和cd 沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上, 稳恒电流I 从a 端流入而从d 端流出,则磁感强度B ? 沿图中闭合路径L 的积 分??L l B ? ?d 等于 (A) I 0μ. (B) I 03 1 μ. (C) 4/0I μ. (D) 3/20I μ. [ D ] O M m m - P 0 A b c q d A S q 1q 2 C B A I I a b c d 120°

大学物理电磁学知识点总结

大学物理电磁学知识点总结 导读:就爱阅读网友为您分享以下“大学物理电磁学知识点总结”资讯,希望对您有所帮助,感谢您对的支持! 大学物理电磁学总结 一、三大定律库仑定律:在真空中,两个静止的点电荷q1 和q2 之间的静电相互作用力与这两个点电荷所带电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向沿着两个点电荷的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。 uuu r q q ur F21 = k 1 2 2 er r ur u r 高斯定理:a) 静电场:Φ e = E d S = ∫ s ∑q i i ε0

(真空中) b) 稳恒磁场:Φ m = u u r r Bd S = 0 ∫ s 环路定理:a) 静电场的环路定理:b) 安培环路定理:二、对比总结电与磁 ∫ L ur r L E dl = 0 ∫ ur r B dl = 0 ∑ I i (真空中) L 电磁学 静电场 稳恒磁场稳恒磁场

电场强度:E 磁感应强度:B 定义:B = ur ur F 定义:E = (N/C) q0 基本计算方法:1、点电荷电场强度:E = ur r u r dF (d F = Idl × B )(T) Idl sin θ 方向:沿该点处静止小磁针的N 极指向。基本计算方法:ur q ur er 4πε 0 r 2 1 r ur u Idl × e r 0 r 1、毕奥-萨伐尔定律:d B = 2 4π r 2、连续分布的电流元的磁场强度: 2、电场强度叠加原理: ur n ur 1 E = ∑ Ei = 4πε 0 i =1

r qi uu eri ∑ r2 i =1 i n r ur u r u r 0 Idl × er B = ∫dB = ∫ 4π r 2 3、安培环路定理(后面介绍) 4、通过磁通量解得(后面介绍) 3、连续分布电荷的电场强度: ur ρ dV ur E=∫ e v 4πε r 2 r 0 ur ? dS ur ur λ dl ur E=∫ er , E = ∫ e s 4πε r 2 l 4πε r 2 r 0 0 4、高斯定理(后面介绍) 5、通过电势解得(后面介绍) 几种常见的带电体的电场强度公式: 几种常见的磁感应强度公式:1、无限长直载流导线外:B = 2、圆电流圆心处:电流轴线上:B = ur 1、点电荷:E = q ur er 4πε 0 r 2 1

大学物理电磁学测试题

大学物理电磁学测试题 舱室姓名 一.选择?1. 一元电流在其环绕的平面内各点的磁感应强度B 【】(A) 方向相同,大小相等;(B) 方向不同,大小不等; (C) 方向相同,大小不等;(D) 方向不同,大小相等。 2. 下列各种场中的保守力场为: 【】 (A) 静电场;(B) 稳恒磁场;(C) 涡旋电场;(D) 变化磁场。 ??3. 一带电粒子以速度v垂直射入匀强磁场B中,它的运动轨迹是半径为R的圆,若要半径变为2R, 磁场B应变为: (A) 【】2B(B)2B(C)1B2(D)2B 2 ?4. 如图所示导线框a,b,c,d置于均匀磁场中(B的方向竖直向上),线框可绕AB轴转动。导线 通电时,转过?角后,达到稳定平衡,如果导线改用密度为原来1/2的材料做,欲保持原来的稳定 平衡位置(即?不变),可以采用哪一种办法?(导线是均匀的) 【】 ? (A) 将磁场B减为原来的1/2或线框中电流强度减为原来的1/2; (B) 将导线的bc部分长度减小为原来的1/2;

(C) 将导线ab和cd部分长度减小为原来的1/2; ?(D) 将磁场B减少1/4,线框中电流强度减少1/4。 5. 如图所示,L1,L2回路的圆周半径相同,无限长直电流I1,I2,在L1,L2内的位置一样,但在(b) 图中L2外又有一无限长直电流I3,P1与P2为两圆上的对应点,在以下结论中正确的结论是 选择题(4) (A) L1????B?dl?B?dl,且BP1?BP2 (B) L2 L2????B?dl?B?dl,且BP1?BP2 L1L2 【】????(C) B?dl?B?dl,且BP1?BP2 (D) L1L1????B?dl?B?dl,且BP1?BP2 L2 1 二.填空 1.两根平行金属棒相距L,金属杆a,b可在其上自由滑动,如图所示在两棒的同一端接一电动势为E,内阻R的电源,忽略金属棒及ab ?B杆的电阻,整个装置放在均匀磁场中,则a,b杆滑动的极限速度。 2. 如图所示,XOY和XOZ平面与一个球心位于O点的球面相交,在得到的两个圆形交线上分别流有强度相同的电流,其流向各与y轴和z轴的正方向成右手螺旋关系,则由此形成的磁场在O点的方向为: 3. 图示为三种不同的磁介质的填空题(2)B-H关系曲线,其中虚线表示的是B??oH关系.说明a, b, c各代表哪一类磁介质的B-H关系曲线: a 代表的B-H关系曲线 b代表的B-H关系曲线

大学物理电磁学部分练习题讲解

大学物理电磁学部分练习题 1.在静电场中,下列说法中哪一个是正确的?(D ) (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. 2.当一个带电导体达到静电平衡时:D (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. 3. 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): ( 0 r r R 3 02εσ) =)(r E )(R r <, =)(r E )(R r >. 4.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 = )22(813210q q q R ++πε 5.两个点电荷,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? .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 d q +q 3-

0)'(43'42 02 0=-- = i d x q i x q E πεπε 可得 0'2'222=-+d dx x 解出 d x )31(21'1+-=和 d x )13(21' 2-= 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 q x q U -- = πεπε 0]) (4[40 =--= x d x x d q πε 得 4/04d x x d ==- 6.一半径为R 的半球壳,均匀地带有电荷,电荷面密度为σ,求球心处电场强度的大小. 解答:将半球面分成由一系列不同半径的带电圆环组成,带电半球面在圆心O 点处的电场就是所有这些带电圆环在O 点的电场的叠加。 今取一半径为r ,宽度为Rd θ的带电细圆环。 带电圆环在P 点的场强为:() 3222 01 ?4qx E r a x πε= + 在本题中,cos x h R θ==,a r = 所以可得:() 33 222 0044hdq hdq dE R r h πεπε= = + 上式中()222sin dq r Rd R d σπθπσθθ== 即:33 00 2sin cos sin cos 42R d dE d R σπθθθσ θθθπεε== 整个半球面为:2000sin cos 24E dE d π σ σθθθεε===????,方向沿半径向外 7. 电荷q 均匀地分布在一半径为R 的圆环上。计算在圆环的轴线上任一给定点 P 的场强。

大学物理电磁学题库及答案

一、选择题:(每题3分) 1、均匀磁场的磁感强度B 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 (A) 2 r 2B . (B) r 2B . (C) 0. (D) 无法确定的量. [ B ] 2、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 . [ D ] 3、有一个圆形回路1及一个正方形回路2,圆直径和正方形的边长相等,二者中通有大小相等的电流,它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为 (A) 0.90. (B) 1.00. (C) 1.11. (D) 1.22. [ C ] 4、如图所示,电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路,汇合于b 点.若ca 、bd 都沿环的径向,则在环形分路的环心处的磁感强度 (A) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内. (B) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外. (C) 方向在环形分路所在平面,且指向b . (D) 方向在环形分路所在平面内,且指向a . (E) 为零. [ E ] 5、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状, 则P ,Q ,O 各点磁感强度的大小B P ,B Q ,B O 间的关系为: (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O . (C) B Q > B O > B P . (D) B O > B Q > B P . [ D ] 6、边长为l 的正方形线圈,分别用图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 (A) 01 B ,02 B . (B) 01 B ,l I B 0222 . (C) l I B 0122 ,02 B . a

大学物理电磁学测试题

大学物理电磁学测试题 舱室________ 姓名__________ ?选择 (A) 方向相同,大小相等; (B) 方向不同,大小不等; (C) 方向相同,大小不等; (D) 方向不同,大小相等。 1 . 元电流在其环绕的平面内各点的磁感应强度B 2.下列各种场中的保守力场为: (A)静电场;(B)稳恒磁场; (C)涡旋电场;(D)变化磁场。 3. 一带电粒子以速度v垂直射入匀强磁场B中,它的运动轨迹是半径为R的圆,若要半径变为2R,磁场B应变为: 1 (A) 、.2B (B ) 2B (C) —B 2 (D)子B 4.如图所示导线框a,b, c, d置于均匀磁场中(B的方向竖直向上),线框可绕AB轴转动。导线 通电时,转过:角后,达到稳定平衡,如果导线改用密度为原来1/2的材料做,欲保持原来的稳定 平衡位置(即〉不变),可以采用哪一种办法?(导线是均匀的) (A) 将磁场B减为原来的1/2或线框中电流强度减为原来的 1/2; (B) 将导线的bc部分长度减小为原来的1/2; (C) 将导线ab和cd部分长度减小为原来的1/2; (D) 将磁场B减少1/4,线框中电流强度减少1/4。 【】选择题⑷ 5.如图所示,L1, L2回路的圆周半径相同,无限长直电流h,l2,在L1, L2内的位置一样,但在(b) 图中L2外又有一无限长直电流13,匕与F2为两圆上的对应点,在以下结论中正确的结论是 【】 (A) [ B dl「B dl ,且B p厂B p2(B) ■ B dl = B dl,且B p厂B p2 1 L 2 L1 L2 (C) CJB dl =?B dl ,且B P^B P2(D) q B dl 护JB dl ,且B p卢B p2 L1 L2 J L2

大学物理电磁学练习题及答案..doc

为 [ ] q (A ) 0(B) 4 兀£(0 q q J _1 (C )4 兀£°R (D )4兀%d (C) 护dlO EL环路上任意一点万。0 (D) 护.d「且环路上任意一点万=常量. IBV (A)DS BVS ID 大学物理电磁学练习题 一、选择题(30分) 题号123 答案 题号456 答案 1.一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(〃

大学物理电磁学练习题及答案

大学物理电磁学练习题 题号 1 2 3 答案 题号 4 5 6 答案 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) 04πq d ε (C) 04πq R ε- (D) 011()4πq d R ε- 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12U 、电场强度的大小E 、电场能量W 将发生如下变化:[ ] (A) 12U 减小,E 减小,W 减小; (B) 12U 增大,E 增大,W 增大; (C) 12U 增大,E 不变,W 增大; (D) 12U 减小,E 不变,W 不变、 3.如图,在一圆形电流I 所在的平面内,选一个同心圆形闭合回路L (A) ?=?L l B 0 d ,且环路上 任意一点0B = (B) ?=?L l B 0 d ,且环路上 任意一点0B ≠ (C) ?≠?L l B 0 d ,且环路上任意一点0B ≠ (D) ?≠?L l B 0 d ,且环路上任意一点B =常量、 [ ] 4.一个通有电流I 的导体,厚度为D ,横截面 积为S ,放置在磁感应强度为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) IBV DS (B) BVS ID (C) VD IB (D) IVS BD 5.如图所示,直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中,磁场 B 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ε与a 、c 两点间的电势差a c U U -为 [ ] (A)2 0,a c U U B l εω=-= (B) 20,/2a c U U B l εω=-=- (C) 22,/2a c B l U U B l εωω=-= (D)22,a c B l U U B l εωω=-= 6、 对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确 [ ] (A) 位移电流就是由变化的电场产生的; (B) 位移电流就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、

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