河北科技大学凝聚态物理专业电磁学考研真题2018年含标准答案

物理学考研历年真题解析物理学考研是许多理工科学生的选择，但其中的真题解析一直是备考的重要内容。

本文将对物理学考研历年真题进行深入解析，帮助考生更好地备考。

1. 选择题解析选择题是物理学考研中的常见题型，解答这类题目需要对基础知识有深入的理解和记忆。

同时，选择题的解答也需要运用推理和分析能力。

下面我们以近几年的真题为例进行解析。

2018年考研选择题解析：1. 在欧拉角描述的三维旋转变换中，一个外来以角速度ω绕空间坐标轴z做匀速转动的参考系，其与原空间坐标轴的联系是：解析：欧拉角是用来描述物体在三维空间中的旋转变换的一种方法。

根据题目描述，外来参考系以角速度ω绕z轴做转动，那么该参考系相对于原空间坐标轴发生了旋转。

所以正确选项为：D. 不变。

2. 电子从阴极热防微观观察结果，电子的光电发射表现出波动性的解释是：解析：电子的光电发射表现出波动性是根据量子力学理论得出的。

根据波粒二象性理论，光电发射既可以看作是光的波动性，也可以看作是电子的粒子性。

所以正确选项为：C. 光的波动性和电子的粒子性。

2. 填空题解析填空题是物理学考研中另一常见的题型，解答这类题目需要对公式的运用和推导有较好的掌握。

下面我们以近几年的真题为例进行解析。

2019年考研填空题解析：1. 单摆的周期与摆长L和重力加速度g有关，周期T与L、g的关系为T=C√(L/g)，其中C为常数。

当单摆摆长减小到原来的1/n，高出地面的高度H也减少到原来的1/n，则摆弦与地面垂直的时间变为原来的(A)倍。

解析：根据题目描述，当摆长减小到原来的1/n，高度H也减少到原来的1/n。

由于单摆的周期T与摆长L和重力加速度g有关，而摆长减少到原来的1/n，则周期T倍数为√(1/n)，即1/√n。

所以正确答案为：1/√n。

2. 根据玻尔兹曼分布函数的公式，对于自由电子，其激发态e超出费米面逐渐增多，并将出现室温下的(A)。

这一现象被称为费米能级温度效应。

解析：根据题目描述，自由电子的激发态e超出费米面逐渐增多，并在室温下形成费米能级温度效应。

习 题12-1 若电子以速度()()616120103010.m s .m s --=醋+醋v i j 通过磁场()0030.T =-B i ()015.T j 。

(1)求作用在电子上的力；(2)对以同样速度运动的质子重复上述计算。

解：（1）()()kj i j i B v F 136610624.015.003.0100.3100.2-⨯=-⨯⨯+⨯-=⨯-=e e （2）k F 1310624.0-⨯-=12-2 一束质子射线和一束电子射线同时通过电容器两极板之间，如习题12-2图所示。

问偏离的方向及程度有何不同？质子射线向下偏移，偏移量较小；电子射线向上偏移，偏移量较大。

12-3 如习题12-3图所示，两带电粒子同时射入均匀磁场，速度方向皆与磁场垂直。

(1)如果两粒子质量相同，速率分别是v 和2v ；(2)如果两粒子速率相同，质量分别是m 和2m ；那么，哪个粒子先回到原出发点？ 解：qBmT π2=(1)同时回到原出发点；(2) 质量是m 先回到原出发点。

12-4 习题12-4 图是一个磁流体发电机的示意图。

将气体加热到很高温度使之电离而成为等离子体，并让它通过平行板电极1、2之间，在这习题12-2图习题12-3图习题12-4图里有一垂直于纸面向里的磁场B 。

试说明这两极之间会产生一个大小为vBd 的电压（v 为气体流速，d 为电极间距）。

问哪个电极是正极？ 解：qE qvB =，vB E =，vBd Ed U ==，电极1是正极。

12-5 一电子以713010.m s v -=醋的速率射入匀强磁场内，其速度方向与B 垂直，10T B =。

已知电子电荷191610.C e --=-?。

质量319110.kg m -=?，求这些电子所受到的洛仑兹力，并与其在地面上所受重力进行比较。

解：11719108.410100.3106.1--⨯=⨯⨯⨯⨯==evB F N ，3031109.88.9101.9--⨯=⨯⨯==g m G e N18104.5⨯=GF12-6 已知磁场B 的大小为04.T ，方向在xy 平面内，并与y 轴成3p 角。

大学物理电磁学考试试题及答案(总7页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除大学电磁学习题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，rQU 04επ=．(C) 204r QE επ=，r Q U 04επ= ．(D) 204r Q E επ=，RQU 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) 2r 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) DS IBV ．(C) IBD VS ． (D) BD IVS ． (E) IBVD ． ［ ］O R rP Qn Bα SDI S V B5.两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) RI 40μ．(C) 0． (D) )11(20π-R I μ．(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 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0 =4×10-7 T ·m ·A -1) (A) ×102 (B) ×102 (C) ×102 (D) ［ ］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 =212． (B) 21 >12．(C) 21 =12． (D) 21 =2112． ［ ］y z xI 1 I 2O RI B ω LO θ b12S 2 SII10.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 =×10-10 m ，绕核运动速度大小v =×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HL 1L 2____________．(e = ×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 = ×10-19 C ，静止质量m = ×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 F ，两板上的电压变化率为d U /d t =×105 V ·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．zRO ωO R zy xφ 1σd a3. （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 = 32 V 的电源上，(如图所示)，试求距离轴线R = 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)1．0 3分 2. 电场强度和电势 1分 3. q / (40R ) 3分0/q F E=, 1分lE q W U aa ⎰⋅==00d /(U 0=0) 1分AR 1R 2R εrUaaP IIv ABCab c d4. C Fd /2 2分5. < 3分6. T 3分 FdC 2 1分7. π200qωμ 3分参考解：由安培环路定理 ⎰⋅⎰⋅+∞∞-=l B l Bd d I 0μ=而 π=20ωq I ， 故 ⎰⋅+∞∞-l B d =π200q ωμ8. ×10-13 J 3分参考解∶ r m B q 2v v = ==m qBrv ×107 m/s质子动能 ==221v m E K ×10-13 J9. 1∶16 3分参考解：02/21μB w =nI B 0μ=)4(222102220021d l I n V B W π==μμμ)4/(21222202d l I n W π=μ16:1::222121==d d W W10. 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= 0cos R d ， 它在O 点产生的场强为：φφεσελd s co 22d 000π=π=R E 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OxRyφd φd E x d E yd Ed E y =－d E sin =φφφεσd s co sin 20π 1分 积分： ⎰ππ-=2020d s co 2φφεσx E ＝002εσ 2分 0)d(sin sin 2200=π-=⎰πφφεσy E 2分 ∴ i i E E x02εσ-== 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 xx x d b d d d a d 2d 22/2/02/)2/(0⎰⎰+-+-+-=εσεσ)(20a b -=εσ 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 rE 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 Ur εελπ=3分 于是可求得Ａ点的电场强度为 A E )/ln(12R R R U== 998 V/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 rR R U r E U RR R R U212ln )/ln(== V 3分4. （本题5分）解：两折线在P 点产生的磁感强度分别为： 1σd abxO)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 axbra b I x x y I d )(2d 200μμ)ln (20r r a a br b I +-π=μ 6分 trr a a r r a a Ib t d d )(ln 2d d 0+-+π=Φ-=μE 3分 当r =d 时，v )(ln 20da a d d a a Ib +-+π=μE 方向：ACBA (即顺时针) 1分。

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电磁学综合复习卷一、选择题(第1～8小题为单选题，第9~12小题为多选题）1．在如图所示电路中，开始时电键K1、K2均闭合，现先断开电键K1，则电压表与电流表的示数均发生变化，设它们的示数变化量之比为M1=11UI∆∆，再断开电键K2，两电表的示数变化量之比为M2=22UI∆∆,若已知R2<R3，则比较M1与M2的绝对值大小应有A．M1〉M2B．M1=M2C．M1<M2D．无法确定【答案】B2．矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示.下列结论正确的是A．在t=0。

1 s和t=0.3 s时，电动势最大B．在t=0.2 s和t=0.4 s时,电动势改变方向C．电动势的最大值是157 VD．在t=0。

4 s时，磁通量变化率最大，其值为6.28 Wb/s【答案】C3．如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生()2202sin100πVe xt=正弦交变电流,线圈电阻不计。

理想变压器的原、副线圈匝数之比为20:1,C为电容器,L为直流电阻不计的自感线圈，R1、R2均为定值电阻，其中R1=10 ，开关S开始是断开的，则以下说法中错误的是A．线圈的转速为50r/sB．交流电压表的示数为11 VC．电阻R1的功率小于12。