电磁学典型题
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长沙理工大学考试试卷一、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。
《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。
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。
大学电磁学测试题及答案一、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. 300,000 km/sB. 299,792 km/sC. 299,792 km/s(光速)D. 299,792 km/s(电磁波速度)答案:C2. 法拉第电磁感应定律描述了什么现象?A. 磁场对电流的作用B. 电流对磁场的作用C. 变化的磁场产生电场D. 变化的电场产生磁场答案:C3. 根据麦克斯韦方程组,以下哪项不是电磁场的基本方程?A. 高斯定律B. 高斯磁定律C. 法拉第电磁感应定律D. 欧姆定律答案:D4. 电容器的电容与哪些因素有关?A. 电容器的面积B. 电容器的间距C. 电介质材料D. 所有以上因素答案:D5. 以下哪种介质不能增强电场?A. 电介质B. 导体C. 真空D. 磁介质答案:B6. 洛伦兹力定律描述了什么?A. 磁场对运动电荷的作用B. 电场对静止电荷的作用C. 重力对物体的作用D. 摩擦力对物体的作用答案:A7. 电磁波的频率和波长之间有什么关系?A. 频率与波长成正比B. 频率与波长成反比C. 频率与波长无关D. 频率与波长成正比(错误选项)答案:B8. 根据楞次定律,当线圈中的磁通量增加时,感应电流的方向如何?A. 与磁通量增加的方向相同B. 与磁通量增加的方向相反C. 与磁通量增加的方向垂直D. 与磁通量增加的方向无关答案:B9. 什么是自感?A. 电路中由于电流变化而产生的电磁感应B. 电路中由于电压变化而产生的电流C. 电路中由于电阻变化而产生的电压D. 电路中由于电感变化而产生的电流答案:A10. 以下哪种材料不是超导体?A. 汞B. 铅C. 铜D. 铝答案:C二、填空题(每空1分,共10分)1. 电场强度的国际单位是_______。
答案:伏特/米2. 电容器储存电荷的能力称为_______。
答案:电容3. 磁场强度的国际单位是_______。
答案:特斯拉4. 麦克斯韦方程组包括_______个基本方程。
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∴。
电磁学考试题库及答案高中电磁学是物理学中的一个重要分支,它研究的是电荷、电场、电流、磁场以及它们之间的相互作用。
以下是一份高中电磁学考试题库及答案,供同学们学习和练习。
一、选择题1. 电荷间的相互作用遵循以下哪条定律?A. 牛顿第一定律B. 牛顿第二定律C. 库仑定律D. 欧姆定律答案:C2. 以下哪个单位是用来测量电流的?A. 伏特(V)B. 安培(A)C. 欧姆(Ω)D. 法拉(F)答案:B3. 一个电路中,电阻为10Ω,通过它的电流为0.5A,根据欧姆定律,该电路两端的电压是多少伏特?A. 2VB. 5VC. 10VD. 20V答案:B4. 电磁波的传播速度在真空中是多少?A. 299,792,458 m/sB. 300,000 km/sC. 3×10^8 m/sD. 3×10^11 m/s答案:C5. 法拉第电磁感应定律表明什么?A. 电流的产生与磁场的变化有关B. 电流的产生与电场的变化有关C. 磁场的产生与电流的变化有关D. 电场的产生与磁场的变化有关答案:A二、填空题6. 电场强度的定义式是 \( E = \frac{F}{q} \),其中 \( E \) 表示电场强度,\( F \) 表示电荷所受的电场力,\( q \) 表示电荷量。
答案:电场强度7. 电流的国际单位是安培,用符号 \( A \) 表示。
答案:安培8. 一个闭合电路的总电阻为 \( R \),电源的电动势为 \( E \),电路中的电流 \( I \) 可以通过欧姆定律计算,即 \( I = \frac{E}{R} \)。
答案:欧姆定律9. 电磁波的三个主要特性包括:波长、频率和速度。
答案:波长、频率10. 法拉第电磁感应定律表明,当磁场变化时,会在导体中产生感应电动势。
答案:感应电动势三、简答题11. 简述电磁波的产生原理。
答案:电磁波是由变化的电场和磁场相互作用产生的,它们以波的形式向外传播,不需要介质,可以在真空中传播。
高考物理电磁学大题练习20题Word版含答案及解析方向与图示一致。
金属棒的质量为m,棒的左端与导轨相接,右端自由。
设金属棒在磁场中的电势能为0.1)当磁场的磁感应强度为B1时,金属棒在匀强磁场区域内做匀速直线运动,求金属棒的速度和通过电阻的电流强度。
2)当磁场的磁感应强度随时间变化时,金属棒受到感生电动势的作用,求金属棒的最大速度和通过电阻的最大电流强度。
答案】(1) v=B1d/2m。
I=B1d2rR/(rL+dR) (2) vmaxBmaxd/2m。
ImaxBmaxd2rR/(rL+dR)解析】详解】(1)由洛伦兹力可知,金属棒在匀强磁场区域内受到向左的洛伦兹力,大小为F=B1IL,方向向左,又因为金属棒在匀强磁场区域内做匀速直线运动,所以受到的阻力大小为F1Fr,方向向右,所以有:B1IL=Fr解得:v=B1d/2m通过电阻的电流强度为:I=B1d2rR/(rL+dR)2)当磁场的磁感应强度随时间变化时,金属棒受到感生电动势的作用,其大小为:e=BLv所以金属棒所受的合力为:F=BLv-Fr当合力最大时,金属棒的速度最大,即:BLvmaxFr=0解得:vmaxBmaxd/2m通过电阻的电流强度为:ImaxBmaxd2rR/(rL+dR)题目一:金属棒在电动机作用下的运动一根金属棒在电动机的水平恒定牵引力作用下,从静止开始向右运动,经过一段时间后以匀速向右运动。
金属棒始终与导轨相互垂直并接触良好。
问题如下:1) 在运动开始到匀速运动之间的时间内,电阻R产生的焦耳热;2) 在匀速运动时刻,流过电阻R的电流方向、大小和电动机的输出功率。
解析:1) 运动开始到匀速运动之间的时间内,金属棒受到电动机的牵引力向右运动,电阻R中会产生电流。
根据欧姆定律和焦耳定律,可以得到电阻R产生的焦耳热为:$Q=I^2Rt$,其中I为电流强度,t为时间。
因此,我们需要求出这段时间内的电流强度。
根据电动机的牵引力和电阻R的阻值,可以得到电路中的总电动势为$E=FL$,其中F为电动机的牵引力,L为金属棒的长度。
高中物理典型例题集锦(电磁学局部)25、如图22-1所示,A、B为平行金属板,两板相距为d,分别与电源两极相连,两板的中央各有小孔M、N。
今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N三点在同一竖直线上),空气阻力不计,到达N点时速度恰好为零,然后按原路径返回。
假设保持两板间的电压不变,则:A.假设把A板向上平移一小段距离,质点自P点下落仍能返回。
B.假设把B板向下平移一小段距离,质点自P点下落仍能返回。
图22-1C.假设把A板向上平移一小段距离,质点自P点下落后将穿过N孔继续下落。
D.假设把B板向下平移一小段距离,质点自P点下落后将穿过N孔继续下落。
分析与解:当开关S一直闭合时,A、B两板间的电压保持不变,当带电质点从M向N运动时,要克制电场力做功,W=qU AB,由题设条件知:带电质点由P到N的运动过程中,重力做的功与质点克制电场力做的功相等,即:mg2d=qU AB假设把A板向上平移一小段距离,因U AB保持不变,上述等式仍成立,故沿原路返回,应选A。
假设把B板下移一小段距离,因U AB保持不变,质点克制电场力做功不变,而重力做功增加,所以它将一直下落,应选D。
由上述分析可知:选项A和D是正确的。
想一想:在上题中假设断开开关S后,再移动金属板,则问题又如何?(选A、B)。
26、两平行金属板相距为d,加上如图23-1(b)所示的方波形电压,电压的最大值为U0,周期为T。
现有一离子束,其中每个离子的质量为m,电量为q,从与两板等距处沿着与板平行的方向连续地射入两板间的电场中。
设离子通过平行板所需的时间恰为T(与电压图23-1图23-1(b)变化周期一样),且所有离子都能通过两板间的空间打在右端的荧光屏上。
试求:离子击中荧光屏上的位置的围。
(也就是与O‘点的最大距离与最小距离)。
重力忽略不计。
分析与解:各个离子在电场中运动时,其水平分运动都是匀速直线运动,而经过电场所需时间都是T ,但不同的离子进入电场的时刻不同,由于两极间电压变化,因此它们的侧向位移也会不同。
电磁学考试题库及答案详解一、单项选择题1. 真空中两个点电荷之间的相互作用力遵循()。
A. 牛顿第三定律B. 库仑定律C. 高斯定律D. 欧姆定律答案:B解析:库仑定律描述了真空中两个点电荷之间的相互作用力,其公式为F=k*q1*q2/r^2,其中F是力,k是库仑常数,q1和q2是两个电荷的量值,r是它们之间的距离。
2. 电场强度的方向是()。
A. 从正电荷指向负电荷B. 从负电荷指向正电荷C. 垂直于电荷分布D. 与电荷分布无关解析:电场强度的方向是从正电荷指向负电荷,这是电场的基本性质之一。
3. 电势能与电势的关系是()。
A. 电势能等于电势的负值B. 电势能等于电势的正值C. 电势能等于电势的两倍D. 电势能与电势无关答案:A解析:电势能U与电势V的关系是U=-qV,其中q是电荷量,V是电势。
4. 电容器的电容C与板间距离d和板面积A的关系是()。
A. C与d成正比B. C与d成反比C. C与A成正比D. C与A和d都成反比解析:电容器的电容C与板间距离d成反比,与板面积A成正比,公式为C=εA/d,其中ε是介电常数。
5. 磁场对运动电荷的作用力遵循()。
A. 洛伦兹力定律B. 库仑定律C. 高斯定律D. 欧姆定律答案:A解析:磁场对运动电荷的作用力遵循洛伦兹力定律,其公式为F=qvBsinθ,其中F是力,q是电荷量,v是电荷的速度,B是磁场强度,θ是速度与磁场的夹角。
二、多项选择题1. 以下哪些是电磁波的特性?()A. 传播不需要介质B. 具有波粒二象性C. 传播速度等于光速D. 只能在真空中传播答案:ABC解析:电磁波的传播不需要介质,具有波粒二象性,传播速度等于光速,但它们也可以在其他介质中传播,只是速度会因为介质的折射率而改变。
2. 以下哪些是电场线的特点?()A. 电场线从正电荷出发,终止于负电荷B. 电场线不相交C. 电场线是闭合的D. 电场线的疏密表示电场强度的大小答案:ABD解析:电场线从正电荷出发,终止于负电荷,不相交,且电场线的疏密表示电场强度的大小。
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、 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 4、 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 5、 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1B 、曲线2C 、曲线3D 、无法判断 6、 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7、 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 、0B 、0εqC 、04εqD 、06εq 8、 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9、 关于真空中静电场的高斯定理0εi S q 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;σ-P 3ID. 积分式中的E 是由高斯面内外所有电荷激发的。
10、 下列各图为载流电路,其中虚线部分表示通向“无限远”,弧形部分为均匀导线,点O磁感强度为零的图是A. B.C. D .11、 两个带有同号电荷、形状完全相同的金属小球A 和B ,电量均为q ,它们之间的距离远大于小球本身的直径。
电磁学期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪项是电流的单位?A. 牛顿B. 库仑C. 安培D. 伏特答案:C2. 电磁波的传播速度在真空中是恒定的,其值是:A. 299,792,458 m/sB. 300,000,000 m/sC. 3.00 x 10^8 m/sD. 3.00 x 10^5 m/s答案:C3. 根据麦克斯韦方程组,以下哪项描述了电场与磁场之间的关系?A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 欧姆定律D. 安培环路定理答案:B4. 一个点电荷在电场中受到的力与以下哪个因素无关?A. 电荷量B. 电场强度C. 电荷的正负D. 电荷的质量答案:D5. 以下哪个选项是描述磁场的基本物理量?A. 电势B. 磁通C. 磁感应强度D. 电场强度答案:C6. 一个闭合电路中的感应电动势与以下哪个因素有关?A. 磁场强度B. 导线长度C. 导线运动速度D. 所有以上因素答案:D7. 根据洛伦兹力定律,一个带电粒子在磁场中运动时受到的力与以下哪个因素无关?A. 粒子的电荷量B. 粒子的速度C. 磁场的强度D. 粒子的质量答案:D8. 电磁波的波长与频率的关系是: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. 波长与频率的乘积是常数答案:B9. 以下哪种材料最适合用于制作超导磁体?A. 铁B. 铜C. 铝D. 铌钛合金答案:D10. 电磁感应现象是由以下哪位科学家发现的?A. 牛顿B. 法拉第C. 麦克斯韦D. 欧姆答案:B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. 电流通过导线时,导线周围会产生______。
答案:磁场3. 根据欧姆定律,电流I等于电压V除以电阻R,即I=______。
答案:V/R4. 电荷的定向移动形成了______。
答案:电流5. 电磁波的传播速度在真空中是______。
答案:3.00 x 10^8 m/s6. 电磁波的波长、频率和波速之间的关系是______。
大学物理学业竞赛讲座电磁学例题及解答例 1 一均匀带电线由一半圆和两段直线组成,各尺寸如图所示。
设带电直线单位长度所带的电量为λ,求圆心O 点的电场强度和电势。
解: (1)20044dq d dE R Rλθπεπε== 00cos sin ,44x y d d dE dE R Rλθθλθθπεπε==0000cos sin 0,442x y d d E E R R Rππλθθλθθλπεπεπε====⎰⎰(2)10000444dq d U Rπλθλπεπεε===⎰⎰2200022l n 2442R R d q d x U x x λλπεπεπε===⎰⎰1200ln 224U U U λλπεε=+=+ 例 2 如图一带电球面,电荷面密度分布为σ=σ0cos θ,式中σ0为常数,θ为任一半径与z 轴的夹角,求球心O 的电场强度和电势。
解: (1)223/204()dqxdE x r πε=+θcos R x =,θsin R r =,2022cos sin dq r Rd R d σπθπσθθθ=⋅⋅=20cos sin 2dE d σθθθε= 200000cos sin 23E d πσσθθθεε==⎰(2)001044dq U dq RRπεπε===⎰⎰REyEx例3 一带电球体,半径为R ,电荷体密度与球半径成反比,即ρ=K /r 。
K 为比例常数,求空间的电场和电势的分布。
解:(1)24SE dS r E π⋅=⎰r R >22int42RKqr dr KR r ππ''=⋅='∑⎰r R ≤22int 042rKq r dr Kr r ππ''=⋅='∑⎰22202()42()KR r R r E Kr r R πεππε⎧>⎪⎪=⎨⎪≤⎪⎩ 22()2()2KR r R r E K r R εε⎧>⎪⎪=⎨⎪≤⎪⎩ (2)r R >: 2220022rKR KR U dr r r εε∞'=='⎰r R ≤ 22000(2)222R rR K KR KU dr dr R r r εεε∞''=+=-'⎰⎰例4 两块大导体平板,面积为S ,分别带电q 1和 q 2,两板间距远小于板的线度。
高考物理电磁学专项历年真题2024高考对于学生来说是人生中的重要关卡,而物理作为高考科目之一,电磁学是其中的重要内容。
为了帮助同学们更好地备考电磁学,本文将为大家整理总结高考物理电磁学专项历年真题。
通过学习这些历年真题,同学们可以了解考试的命题特点,掌握解题技巧,提高应试能力。
1. 2019年高考物理电磁学选择题1) 电磁铁能够产生强大的磁场,这是由于电磁铁中的A. 磁感应强度B. 磁通量C. 磁场强度D. 磁介质的磁化强度解析:答案为C。
电磁铁是通过电流在导线中产生磁场,而磁场强度是衡量磁场强弱的物理量。
2) 如图所示,一电磁铁所产生的磁场垂直纸面向内,其状态变化如下:则一个小金属环穿过电磁铁的子午线方向下降。
解析:根据法拉第电磁感应定律,磁场磁通量改变时会在导体中产生感应电动势。
当金属环下降时,穿过导线的磁通量在减小,从而产生的感应电动势方向与电磁铁内部磁场相反,导致金属环向下受力。
3) 在相距很远的两个点A、B之间,由一根长直导线的电流产生的磁感应强度大小与出发点与点A的距离的关系是A. 成反比关系B. 成正比关系C. 正弦关系D. 无关。
解析:答案为A。
根据毕奥-萨伐尔定律,长直导线产生的磁场强度与距离的平方成反比。
2. 2020年高考物理电磁学解答题1) 一根长直导线中通有电流I,每单位长度的电流强度为i。
若将这根导线从绝缘材料中拉出,形成一个半径为R的圆环,其截面上的总电荷量Q为多少?解析:由电流强度i的定义可知,i = I/πR²,通过整个圆环的电荷量为Q = Q0 = idl = I/πR² × 2πR = 2IR。
2) 光与电磁波属于同一现象,但光在波动和光子两种观点下有不同的解释。
试从波动和光子观点解释光的偏振现象。
解析:从波动观点看,光是电磁波,偏振是光波在传播方向上的振动方向。
光的偏振现象可以通过介质的吸收或者使用偏振片等方式实现。
从光子观点看,光可以看作是由一束以光子为单位的粒子组成的。
电磁学练习题积累(含部分答案)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ε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 ±σ ',则极化电荷在电容器中产⽣的电场强度 [ ](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。
《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。
大学电磁学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 电场强度的定义式是()。
A. E = F/qB. E = FqC. E = qFD. E = F/Q答案:A2. 电势差的定义式是()。
A. U = W/qB. U = WqC. U = qWD. U = W/Q答案:A3. 电容器的电容与两极板间的距离成()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 无法确定答案:B4. 电容器的电容与两极板的面积成()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 无法确定答案:A5. 电容器的电容与两极板间介质的介电常数成()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 无法确定答案:A6. 电容器的储能公式是()。
A. W = 1/2CU^2B. W = 1/2CV^2C. W = 1/2CQ^2D. W = 1/2CVQ答案:B7. 电流强度的定义式是()。
A. I = dQ/dtB. I = Q/dtC. I = dQ/tD. I = Qd/t答案:A8. 欧姆定律的公式是()。
A. U = IRB. U = R/IC. U = I/RD. U = RI答案:A9. 电阻定律的公式是()。
A. R = ρL/AB. R = ρA/LC. R = L/ρAD. R = A/ρL答案:A10. 电感的定义式是()。
A. L = NΦ/IB. L = Φ/NIC. L = I/NΦD. L = N/IΦ答案:A二、填空题(每题2分,共20分)11. 电场强度的方向是________。
答案:电势降低最快的方向12. 电势差的方向是________。
答案:电势高的指向电势低的13. 电容器两极板间的电场强度是________。
答案:E = U/d14. 电容器两极板间的电势差是________。
答案:U = Ed15. 电容器的储能公式是________。
答案:W = 1/2CU^216. 电流强度的方向是________。
答案:正电荷定向移动的方向17. 欧姆定律的公式是________。
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。
(完整版)电磁学试题库试题及答案电磁学试题库试题3⼀、填空题(每⼩题2分,共20分)1、带电粒⼦受到加速电压作⽤后速度增⼤,把静⽌状态下的电⼦加速到光速需要电压是()。
2、⼀⽆限长均匀带电直线(线电荷密度为λ)与另⼀长为L ,线电荷密度为η的均匀带电直线AB 共⾯,且互相垂直,设A 端到⽆限长均匀带电线的距离为a ,带电线AB 所受的静电⼒为()。
3、如图所⽰,⾦属球壳内外半径分别为a 和b ,带电量为Q ,球壳腔内距球⼼O 为r 处置⼀电量为q 的点电荷,球⼼O 点的电势(4、两个同⼼的导体薄球壳,半径分别为b a r r 和,其间充满电阻率为ρ的均匀介质(1)两球壳之间的电阻()。
(2)若两球壳之间的电压是U ,其电流密度()。
5、载流导线形状如图所⽰,(虚线表⽰通向⽆穷远的直导线)O 处的磁感应强度的⼤⼩为()6、⼀矩形闭合导线回路放在均匀磁场中,磁场⽅向与回路平⾯垂直,如图所⽰,回路的⼀条边ab 可以在另外的两条边上滑动,在滑动过程中,保持良好的电接触,若可动边的长度为L ,滑动速度为V ,则回路中的感应电动势⼤⼩(),⽅向()。
7、⼀个同轴圆柱形电容器,半径为a 和b ,长度为L ,假定两板间的电压t U u m ω=sin ,且电场随半径的变化与静电的情况相同,则通过半径为r (a⼀圆柱⾯的总位移电流是()。
8、如图,有⼀均匀极化的介质球,半径为R ,极化强度为P ,则极化电荷在球⼼处产⽣的场强是()。
9、对铁磁性介质MB H ρρρ、、三者的关系是())。
10、有⼀理想变压器,12N N =15,若输出端接⼀个4Ω的电阻,则输出端的阻抗为()。
⼀、选择题(每⼩题2分,共20分) 1、关于场强线有以下⼏种说法()(A )电场线是闭合曲线(B )任意两条电场线可以相交(C )电场线的疏密程度代表场强的⼤⼩(D )电场线代表点电荷在电场中的运动轨迹R I O a b v ρPzRLI2、对某⼀⾼斯⾯S ,如果有0=??S S d E ρρ则有()(A )⾼斯⾯上各点的场强⼀定为零(B )⾼斯⾯内必⽆电荷(C )⾼斯⾯内必⽆净电荷(D )⾼斯⾯外必⽆电荷3、将⼀接地的导体B 移近⼀带正电的孤⽴导体A 时,A 的电势。
高中物理复习电磁学辅导本讲内容包括静电场、稳恒电流、磁场、电磁感应、交流电、电磁振荡和电磁波。
一、重要概念和规律(一)重要概念1.两种电荷、电量(q)自然界只存在两种电荷。
用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫做正电荷,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒上带的电荷叫做负电荷。
注意:两种物质摩擦后所带的电荷种类是相对的。
电荷的多少叫电量。
在SI制中,电量的单位是C(库)。
2.元电荷、点电荷、检验电荷元电荷是指一个电子所带的电量e=1.6×10-19C。
点电荷是指不考虑形状和大小的带电体。
检验电荷是指电量很小的点电荷,当它放入电场后不会影响该电场的性质。
3.电场、电场强度(E)、电场力(F)电场是物质的一种特殊形态,它存在于电荷的周围空间,电荷间的相互作用通过电场发生。
电场的基本特性是它对放入其中的电荷有电场力的作用。
电场强度是反映电场的力的性质的物理量。
描述电场强度有几种方法。
其一,用公式法定量描述;定义式为E=F/q,适用于任何电场。
真空中的点电荷的场强为E=kq/r2。
匀强电场的场强为E=U/d。
要注意理解:①场强是电场的一种特性,与检验电荷存在与否无关。
②E是矢量。
它的方向即电场的方向,规定场强的方向是正电荷在该点受力的方向。
③注意区别三个公式的物理意义和适用范围。
④几个电场叠加计算合场强时,要按平行四边形法则求其矢量和。
其二,用电场线形象描述:电场线的密(疏)程度表示场强的强(弱)。
电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向。
匀强电场中的电场线是方向相同、距离相等的互相平行的直线。
要注意:a.电场线是使电场形象化而假想的线.b.电场线起始于正电行而终止于负电荷。
c.电场中任何两条电场线都不相交。
电场力是电荷间通过电场相互作用的力。
正(负)电荷受力方向与E的方向相同(反)。
4.电势能(B)、电势(U)、电势差(U AB)电势能是电荷在电场中具有的势能。
理解:①物理意义;电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。
②电势能是相对的,这样,电势能就有正负,通常取电荷在无限远处的电势能为零。
③电场力对电荷所做的正(负)功总等于电荷电势能的减少(增加),即W AB=εA-εB。
(A点电势高于B点)。
④电场力移动电荷做功,只跟电荷的始、末位置有关,跟具体路径无关。
电势是反映电场的能的性质的物理量.描述电势有几种方法。
其一,用公式法定量描述:电场中某点的电势定义为U=ε/q。
要注意理解:①电势是电场的一种特性,与检验电荷存在与否无关。
②电势是标量。
③在SI制中的单位:1V=1J/C。
④电势是相对的,通常取无限远处(或大地)的电势为零,这样,电势就有正负。
⑤几个电场叠加计算合电势时,只需求各个电场在该点产生的电势的代数和。
其二,用等势面形象描述:任意两个等势面不能相交。
等势面与电力线垂直。
不同等势面的电势沿电力线方向逐渐降低。
任何相邻两等势面间的电势差相等,场强大(小)的地方等势面间的距离小(大)。
在同一等势面上的任何两点间移动电荷时,电场力不做功。
在匀强电场中的等势面是一族限电力线垂直的平面。
电势差指电场中两点间的电势的差值,有时又叫做电压。
表示为U AB=U A-U B。
注意:①电场中两点间的电势差值是绝对的。
电场中某点的电势实际上是指该点与无穷远处间的电势差。
②电势差有正负,U AB=-U BA。
5.电客(C)电容器的电容定义为C=Q/U。
注意理解:①电容是表征电容器特性的物理量。
对于给定的电容器,C一定。
②电容器所带电量指每个导体(或极板)所带电量的绝对值。
③电容器的电容只眼它的结构(两个导体的大小、形状、相对位置)、介质性质有关,而与它所带的电量q和电势差U无关。
④平行板电容器的电容C=εS/4πkd,表示C与介电常数ε成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比。
⑤电容器的额定电压应低于击穿电压。
6.电流强度(I)电流强度是表示电流强弱的物理量。
定义为I=q/t,要注意理解:①电流的形成:电荷的定向移动。
②导体中存在持续电流的条件:一是要有可移动的电荷;二是保持导体两端的电势差(如电源)。
③电流的方向:规定正电荷的移动方向为电流方向。
在外(内)电路电流从电源的正(负)极流向负(正)极。
④导体中自由电子定向移动速率并不快,电流的传导速率即电场的传播速率等于光速。
7.电阻(R)、电阻率(ρ)、超导体电阻是表示导体对电流的阻碍作用的物理量,定义为R=U/I,其单位根据欧姆定律规定是欧姆,即1欧=1伏/安。
电阻是导体的一种特性。
电阻率是反映材料导电性好坏的物理量,根据电阻定律定义为ρ=RS/l,单位是欧姆“Ω·m”,各种材料的电阻率都随温度而变化,金属的电阻率随温度的升高(降低)而增大(减小)。
当温度降低到绝对零度附近时某些金属、合金和化合物的电阻率会突然减小为零,此谓超导现象。
处于这种状态的导体叫做超导体。
超导体的电阻为零。
8.电功(W)电热(Q)、电功率(P)电功是描述电路中电能转化为其它形式的能的物理量。
可表示为W=UIt。
在纯电阻电路中,W=UIt=I2Rt=U2t/R。
电功的实用单位 1干瓦小时(度)=3.6×106焦。
电热指电流通过导体产生的热量。
在纯电阻电路里,W=Q,即电能全部转化为内能。
在非纯电阻(如含电动机、电解槽等用电器)电路里,w>Q;电功率是描述电流做功快慢的物理量,可表示为P=W/t=UI。
在纯电阻电路中,P=UI=I2R=U2/R。
9.电源、电动势(ε)、路端电压(U)电源是把其他形式的能转化为电能的装置。
对于给定的电源,电动势、内电阻和允许通过的最大电流一定。
电动势是表征电源特性的物g量之一。
要注意理解:①S是由电源本身所决定的,跟外电路的情况无关。
②ε的物理意义;电动势在数值上等于路中通过1库仑电量时电源所提供的电能。
③注意区别电动势和电压的概念。
电动势是描述其他形式的能转化成电能的物理量,是反映非静电力做功的特性。
电压是描述电能转化为其他形式的能的物理量,是反映电场力做功的特性。
路端电压是外电路两端的电压。
可表示为:U=ε-U'(U'= Ir)。
要明确:①U随I的变化规律。
当I增大时,U减小;当I=0时,U=ε。
②U随R的变化规律:当R增大(减小)时,U随着增大(减小)当R→∞(断路)时,U=ε(据此原理可用伏特计直接测ε)。
当R→0(短路)时,U→0,此时有I=ε/r,电流很大。
10.磁性、磁体、磁极、磁化磁性指物体能吸引铁、钴、镍等物质的性质。
具有磁性的物体叫磁体。
磁体上最强的部分叫磁极,指南(北)的磁极叫南(北)极,用S(N)表示。
磁化指使原来没有磁性的物体得到磁性的过程。
11.磁场、磁感强度(B)磁场是一种特殊形态的物质,它存在于磁体周围的空间,磁体间的相互作用通过磁场发生。
磁场的基本特性是它对放入其中的电流(或磁极)有磁场力的作用。
磁感强度是反映磁场的力的性质的物理量。
描述磁感强度有几种方法。
其一,用公式定量描述。
定义式为B=F/Il。
要注意理解:①B是磁场的一种特性,与磁场力F、电流强度I、导线长度l无关。
B不是电流I所产生的磁场。
②B是矢量。
它的方向即围场的方向,规定B的方向是磁针N极在该点受力的方向。
③在SI制中,B的单位为(T)特斯拉。
其二,用磁感线描述:磁感线的密(疏)程度表示磁场的强弱。
磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向.匀强磁场中的磁感线是方向相同的距离相等的互相平行的直线;直线电流磁场的磁力线是以导线上各点为圆心的在限导线垂直的平面上的同心圆,通电螺线管磁场的磁力线与条形磁铁相似。
要注意:a.磁感线是使磁场形象化而假想的线。
b.磁感线是闭合曲线,在磁体外(内)部,从N(S)极到S(N)极。
③磁场中任何两条磁力线都不相交。
12.磁通量(Φ)为了研究穿过某一个面上的磁场,定义磁通量Φ=BScosθ要理解:①适用于匀强磁场。
②物理意义:穿过磁场中某个面的磁感线条线。
③θ为所研究的平面的法线与B的夹角。
④磁通量有正负。
⑤在SI制中的单位为韦伯(Wb),⑤由B=Φ/S,常称磁通密度。
13.电磁感应、感应电动势(ε)、感应电流(I)电磁感应是指利用磁场产生电流的现象。
所产生的电动势叫感应电动势。
所产生的电流叫感应电流。
要注意理解;①产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
②产生感应电动势与电路是否闭合无关,而产生感应电流必需闭合电路。
③产生感应电流的两种叙述是等效的,即闭合电路的一部分导体作切割磁力线运动与穿过闭合电路中的磁通量发生变化等效。
14.自感现象、自感电动势、自感系数(L)自感现象是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
饰产生的感应电动势叫自感电动势。
自感系数简称自感或电感,它是反映线圈特性的物理量。
线图越长,单位长度上的匝数越多,截面积越大,它的自感系数越大。
另外,有铁心的线囵的自感系数比没有铁心时要大得多。
15.交流电、表征交流电的物理量交流电是指电流强度和方向都随时间作周期性变化的电流。
交流电有单相和三相之分。
中学所研究的是正弦交流电. 最大值交流电的最大值是交流电在一周期内所能达到的最大值.有效值交流电的有效值是根据电流热效应规定的,即如果在相同时间内交流电和直流电通过相同的电阻所产生的热量相等,则把这直流电的数值叫做这交流电的有效值。
有效值=最大值/。
注意:①该关系式适用于按正弦现律变化的交流电。
②电气设备上所标的额定电压和额定充流以及电表测量的数值一般指有效值。
③我国的交流电,照明电路电压为220伏,动力电路电压为380伏。
周期(T)和频率(f)都是表征交流电变化快慢的物理量.其关系为:T=1/f。
我国的交流电的周期为0.02S,频率是50Hz,电流方向每秒改变100次。
16.振荡电流、电磁振荡振荡电流指大小和方向都作周期性变化的电流。
通常由自感线圈和电容器组成的振荡电路(称LC 回路)产生。
电磁振荡是一种物理现象;在振荡电路里产生振荡的过程中,电容器极板上的电荷、回路中的电流以及与它们相联系的磁场和电场都在作周期性变化。
电磁有无阻尼振荡(等幅振荡)和阻尼振荡(减幅振荡)之分。
电磁振荡的过程可与简谐振动相类比。
17.电磁场、电磁波电磁场是指由变化的电场和磁场组成的不可分离的统一的场。
电磁场由近及远地传播形成电磁波。
要注意理解:①没有静止的电磁场。
②电磁波是横波,它的传播方向、电场方民_磁场方向互相会直。
③传播电磁波不需要介质。
(二)、重要规律1.电荷守恒定律电荷守恒定律揭示了在电荷的分离和转移的过程冲总量保持不变的规律。
要注意它在中和现象、三种起电(接触起电、摩擦起电、感应起电)过程、静电感应现象中的应用。
2.库仑定律库仑定律反映了电荷间相互作用力的规律。
可表示F=kQ1Q2/r2,其中静电力恒星k=9X109N·m2/C2.要注意:①适用于真空中的点电荷。