电磁学复习2
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电磁学基本知识复习题一、判断题1.磁体上的两个极,一个称为N极,另一个称为S极,若把磁体截成两段,则一段为N极,另一段为S极。
(×)2.磁感应强度是矢量,但磁场强度是标量,这是两者之间的根本区别。
(×)3.通电导体周围的磁感应强度只决定于电流的大小和导体的形状,而与媒介质的性质无关。
(×)4.通电导线在磁场中某处受到的磁场力为零,但该处的磁感应强度不一定为零。
(√)5.两根靠得很近的平行直导线,若通以相反方向的电流,则它们互相吸引。
(×)二、填空题1.通电直导线周围的磁场方向跟_电流_的方向有关。
判断直线电流磁场方向跟电流方向的关系可以用_安培定则_来判定。
2.通电螺线管外部的磁场和_条形磁铁_的磁场一样,通电螺线管的两端相当于_条形磁铁_的_两_极。
判断通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系,可以用_安培定则_来判断。
3.磁感线的方向:在磁体外部由 N极指向 S极;在磁体内部由 S极指向 N极。
4.如果在磁场中每一点的磁感应强度大小相等,方向相同,这种磁场叫做匀强磁场。
5.描述磁场的四个物理量是磁感应强度、磁通、磁导率、磁场强度;它们的符号分别为 B、Φ、μ、 H;它们的国际单位分别是: T、 Wb、 H/m 、 A/m。
6.磁极间相互作用的规律是同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
7.载流导线与磁场平行时,导线所受的磁场力为 0 ;载流导线与磁场垂直时,导线所受的磁场力为ILB 。
8.如果环形线圈的匝数和流过它的电流不变,只改变线圈中的媒质,则线圈内磁场强度将保持不变,而磁感应强度将改变。
9.两根相互平行的直导线中通以相反方向的电流时,它们相互排斥;若通以相同方向的电流,则相互吸引。
三、选择题1.如下左图所示,甲、乙、丙是软铁片,电键闭合后,则(AD )A.甲的左端出现N极B.丙的左端出现N极C.乙的左端出现N极D.乙的右端出现N极a bB2.通电螺线管中有如上中图所示方向的电流,其中各小磁针N极所指方向向左的是 ( B ) A.甲 B.乙 C.丙 D.丁3.在上右图所示磁场中,ab是闭合电路的一段导体,ab中的电流方向为a→b,则ab受到的安培力的方向为 ( C ) A.向上 B.向下 C.向里 D.向外4.下图表示一条放在磁场里的通电直导线,导线与磁场方向垂直,图中分别标明电流、磁感应强度和安培力这三个物理量的方向,关于三者方向的关系,下列选项中正确的是 ( D )5.下图中通电导线均处于匀强磁场中,其中通电导线不受安培力的是( C )6.如下左1图所示,有铜线圈自图示A位置落至B位置,在下落过程中,自上向下看,圈中的感应电流方向是( C )A. 始终顺时针B. 始终逆时针C. 先顺时针再逆时针D. 先逆时针再顺时针7.一水平放置的矩形线圈abcd,在细长的磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,这三个位置都靠得很近,在这个过程中,线圈中感应电流( A )A. 沿abcd流动B. 沿dcba流动C. 由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ沿dcba流动D. 由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动8.如上左3图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则( BC)A.若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→dB.若线圈竖直向下平动,无感应电流产生C.当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d9.当闭合线圈abcd在磁场中运动到如上右图所示位置时,ab边受到竖直向上的磁场力作用,则可判断此时线圈的运动情况是 ( B ) A.向左运动,移进磁场 B.向右运动,移出磁场C.以ad边为轴转动 D.以ab边为轴转动10.如下左1图所示,要使Q线圈产生图示方向的电流,可采用的方法有( D )A.闭合电键KB.闭合电键K后,把R的滑片向右移C.闭合电键K后,把P中的铁心从左边抽出D.闭合电键K后,把Q靠近P11.如下左2图所示,光滑导轨MN水平放置,两根导体棒平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中,导体P、Q的运动情况是( B )A.P、Q互相靠扰 B.P、Q互相远离C.P、Q均静止 D.因磁铁下落的极性未知,无法判断12.某实验小组用如上左3图所示的实验装置来验证楞次定律,当条形磁铁自上而下穿过固定线圈时,通过电流计的感应电流方向是 ( D )A .a →G →bB .先a →G →b ,后b →G →aC .b →G →aD .先b →G →a ,后a →G →b13.如上右图所示,当穿过闭合回路的磁通量均匀增加时,内外两金属环中感应电流的方向为(B )A .内环逆时针,外环顺时针B .内环顺时针,外环逆时针C .内环逆时针,外环逆时针D .内环顺时针,外环顺时针14.根据楞次定律知感应电流的磁场一定是 ( C )A.增强引起感应电流的磁通量的变化B.与引起感应电流的磁场反向C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同15.判断通电导线或通电线圈产生磁场的方向用 ( C )A .左手定则B .右手定则C .右手螺旋定则D .楞次定律16.判断磁场对通电导线的作用力的方向用 ( A )A .左手定则B .右手定则C .右手螺旋定则D .安培定则17.铁、钴、镍及其合金的相对磁导率是 ( D )A .略小于1B .略大于1C .等于1D .远大于118.如下左图所示,直线电流与通电矩形线圈同在纸面内,线框所受磁场力的方向为 ( C )A .垂直向上B .垂直向下C .水平向左D .水平向右19.如上中图所示,处在磁场中的载流导线,受到的磁场力的方向应为 ( A )A .竖直向上B .竖直向下C .水平向左D .水平向右20.两条导线互相垂直,但相隔一个小的距离,其中一条AB 是固定的,另一条CD 可以自由活动,如上右图所示,当按图所示方向给两条导线通入电流,则导线CD 将 ( B )A .顺时针方向转动,同时靠近导线ABB .逆时针方向转动,同时靠近导线ABC .顺时针方向转动,同时离开导线ABD .逆时针方向转动,同时离开导线AB21.在匀强磁场中,原来载流导线所受的磁场力为F ,若电流增加到原来的两倍,而导线的长度减少一半,这时载流导线所受的磁场力为 ( A )A .FB .C .F 2D .F 422.如果线圈的形状、匝数和流过它的电流不变,只改变线圈中的媒质,则线圈内 ( A )A .磁场强度不变,而磁感应强度变化;B .磁场强度变化,而磁感应强度不变;B C DAC.磁场强度和磁感应强度均不变化;D.磁场强度和磁感应强度均要改变。
题8-12图8-12 两个无限大的平行平面匀带电,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)(21210σσε+-= 2σ面外, n E)(21210σσε+=n:垂直于两平面由1σ面指为2σ面.8-13 半径为R 的均匀带电球体的电荷体密度为ρ,若在球挖去一块半径为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'dπ4π3430320OO r E ερ= ∴ O 点电场'd33030OO r E ερ= ; (2) ρ+在O '产生电场'dπ4d 3430301OO E ερπ=' ρ-球在O '产生电场002='E∴ O ' 点电场 003ερ='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 03ερr E PO=,3ερr E O P '-=' ,∴ 0003'3)(3ερερερd OO r r E E E OP PO P=='-=+='∴腔场强是均匀的.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: ⎰⎰==⋅=22210212021π4π4d d r r r r q q r r q q r F A εε )11(21r 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0π41ε=O U 0)(=-R q Rq0π41ε=O U )3(R q R q -R q0π6ε-=∴ Rqq U U qA o C O 00π6)(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Ed 如图,由于对称性,O 点场强沿y 轴负方向题8-17图θεθλππcos π4d d 2220⎰⎰-==R R E E yR0π4ελ=[)2sin(π-2sin π-]R0π2ελ-=(2) AB 电荷在O 点产生电势,以0=∞U⎰⎰===AB200012ln π4π4d π4d RRx x xxU ελελελ 同理CD 产生 2ln π402ελ=U 半圆环产生 0034π4πελελ==R R U∴ 0032142ln π2ελελ+=++=U U U U O8-18 一电子绕一带均匀电荷的长直导线以2×104m ·s -1的匀速率作圆周运动.求带电直线上的线电荷密度.(电子质量0m =9.1×10-31kg ,电子电量e =1.60×10-19C) 解: 设均匀带电直线电荷密度为λ,在电子轨道处场强 rE 0π2ελ=电子受力大小 re eE F e0π2ελ==∴ rv mr e 20π2=ελ得 1320105.12π2-⨯==emv ελ1m C -⋅8-19 空气可以承受的场强的最大值为E =30kV ·cm -1,超过这个数值时空气要发生火花放电.今有一高压平行板电容器,极板间距离为d =0.5cm ,求此电容器可承受的最高电压. 解: 平行板电容器部近似为均匀电场 ∴ 4105.1d ⨯==E U V8-20 根据场强E与电势U 的关系U E -∇= ,求下列电场的场强:(1)点电荷q 的电场;(2)总电量为q ,半径为R 的均匀带电圆环轴上一点;*(3)偶极子ql p =的l r >>处(见题8-20图).解: (1)点电荷 rqU 0π4ε=题 8-20 图∴ 0200π4r r q r r U E ε=∂∂-= 0r为r 方向单位矢量. (2)总电量q ,半径为R 的均匀带电圆环轴上一点电势220π4x R qU +=ε∴ ()ix R qxi xU E2/3220π4+=∂∂-=ε (3)偶极子l q p=在l r >>处的一点电势200π4cos ])cos 21(1)cos 2(1[π4r ql llr qU εθθθε=+--=∴ 30π2cos r p r U Erεθ=∂∂-=30π4sin 1r p U r E εθθθ=∂∂-=8-21 证明:对于两个无限大的平行平面带电导体板(题8-21图)来说,(1)相向的两面上,电荷的面密度总是大小相等而符号相反;(2)相背的两面上,电荷的面密度总是大小相等而符号相同. 证: 如题8-21图所示,设两导体A 、B 的四个平面均匀带电的电荷面密度依次为1σ,2σ,3σ,4σ题8-21图(1)则取与平面垂直且底面分别在A 、B 部的闭合柱面为高斯面时,有0)(d 32=∆+=⋅⎰S S E sσσ∴ +2σ03=σ说明相向两面上电荷面密度大小相等、符号相反;(2)在A 部任取一点P ,则其场强为零,并且它是由四个均匀带电平面产生的场强叠加而成的,即222204321=---εσεσεσεσ 又∵ +2σ3=σ∴ 1σ4σ=说明相背两面上电荷面密度总是大小相等,符号相同.8-22 三个平行金属板A ,B 和C 的面积都是200cm 2,A 和B 相距4.0mm ,A 与C 相距2.0 mm .B ,C 都接地,如题8-22图所示.如果使A 板带正电3.0×10-7C ,略去边缘效应,问B 板和C 板上的感应电荷各是多少?以地的电势为零,则A 板的电势是多少?解: 如题8-22图示,令A 板左侧面电荷面密度为1σ,右侧面电荷面密度为2σ题8-22图(1)∵ AB AC U U =,即 ∴ AB AB AC AC E E d d = ∴ 2d d21===ACAB AB AC E E σσ 且 1σ+2σSq A =得 ,32Sq A =σ Sq A 321=σ而 7110232-⨯-=-=-=A Cq S qσCC10172-⨯-=-=S q B σ (2)301103.2d d ⨯===AC AC AC A E U εσV8-23 两个半径分别为1R 和2R (1R <2R )的同心薄金属球壳,现给球壳带电+q ,试计算:(1)外球壳上的电荷分布及电势大小;(2)先把外球壳接地,然后断开接地线重新绝缘,此时外球壳的电荷分布及电势;*(3)再使球壳接地,此时球壳上的电荷以及外球壳上的电势的改变量.解: (1)球带电q +;球壳表面带电则为q -,外表面带电为q +,且均匀分布,其电势题8-23图⎰⎰∞∞==⋅=22020π4π4d d R R R q rr q r E U εε (2)外壳接地时,外表面电荷q +入地,外表面不带电,表面电荷仍为q -.所以球壳电势由球q +与表面q -产生:0π4π42020=-=R q R q U εε(3)设此时球壳带电量为q ';则外壳表面带电量为q '-,外壳外表面带电量为+-q q ' (电荷守恒),此时球壳电势为零,且π4'π4'π4'202010=+-+-=R q q R q R q U A εεε 得 q R R q 21=' 外球壳上电势()22021202020π4π4'π4'π4'R q R R R q q R q R q U B εεεε-=+-+-=8-24 半径为R 的金属球离地面很远,并用导线与地相联,在与球心相距为R d 3=处有一点电荷+q ,试求:金属球上的感应电荷的电量.解: 如题8-24图所示,设金属球感应电荷为q ',则球接地时电势0=O U8-24图由电势叠加原理有:=O U 03π4π4'00=+RqR q εε 得 -='q 3q8-25 有三个大小相同的金属小球,小球1,2带有等量同号电荷,相距甚远,其间的库仑力为0F .试求:(1)用带绝缘柄的不带电小球3先后分别接触1,2后移去,小球1,2之间的库仑力; (2)小球3依次交替接触小球1,2很多次后移去,小球1,2之间的库仑力. 解: 由题意知 202π4r q F ε=(1)小球3接触小球1后,小球3和小球1均带电2q q =',小球3再与小球2接触后,小球2与小球3均带电q q 43=''∴ 此时小球1与小球2间相互作用力00220183π483π4"'2F rqr q q F =-=εε (2)小球3依次交替接触小球1、2很多次后,每个小球带电量均为32q. ∴ 小球1、2间的作用力00294π432322F r q q F ==ε*8-26 如题8-26图所示,一平行板电容器两极板面积都是S ,相距为d ,分别维持电势A U =U ,B U =0不变.现把一块带有电量q 的导体薄片平行地放在两极板正中间,片的面积也是S ,片的厚度略去不计.求导体薄片的电势.解: 依次设A ,C ,B 从上到下的6个表面的面电荷密度分别为1σ,2σ,3σ,4σ,5σ,6σ如图所示.由静电平衡条件,电荷守恒定律及维持U U AB =可得以下6个方程题8-26图⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧++++==+=+-==+=+===+65432154326543002101σσσσσσσσσσεσσσσεσσd U S qSq d U U C S S q B A解得 Sq 261==σσ Sq dU2032-=-=εσσ Sq dU2054+=-=εσσ所以CB 间电场 S qd U E00422εεσ+==)2d(212d 02Sq U E U U CB C ε+===注意:因为C 片带电,所以2U U C ≠,若C 片不带电,显然2U U C =8-27 在半径为1R 的金属球之外包有一层外半径为2R 的均匀电介质球壳,介质相对介电常数为r ε,金属球带电Q .试求: (1)电介质、外的场强;(2)电介质层、外的电势; (3)金属球的电势.解: 利用有介质时的高斯定理∑⎰=⋅q S D Sd(1)介质)(21R r R <<场强303π4,π4r rQ E r r Q D r εε ==内;介质外)(2R r <场强rd r d ⋅+⋅=⎰⎰∞∞rrE E U 外内303π4,π4r rQ E r Qr D ε==外(2)介质外)(2R r >电势rQ E U 0rπ4r d ε=⋅=⎰∞外介质)(21R r R <<电势2020π4)11(π4R Q R r q rεεε+-=)11(π420R r Q r r-+=εεε (3)金属球的电势r d r d 221⋅+⋅=⎰⎰∞R R R E E U 外内⎰⎰∞+=222020π44πdr R R Rr r Qdr rQ εεε)11(π4210R R Q r r-+=εεε 8-28 如题8-28图所示,在平行板电容器的一半容积充入相对介电常数为r ε的电介质.试求:在有电介质部分和无电介质部分极板上自由电荷面密度的比值.解: 如题8-28图所示,充满电介质部分场强为2E ,真空部分场强为1E,自由电荷面密度分别为2σ与1σ由∑⎰=⋅0d q S D得11σ=D ,22σ=D而 101E D ε=,202E D r εε=d21U E E == ∴r D D εσσ==1212题8-28图 题8-29图8-29 两个同轴的圆柱面,长度均为l ,半径分别为1R 和2R (2R >1R ),且l >>2R -1R ,两柱面之间充有介电常数ε的均匀电介质.当两圆柱面分别带等量异号电荷Q 和-Q 时,求:(1)在半径r 处(1R <r <2R =,厚度为dr ,长为l 的圆柱薄壳中任一点的电场能量密度和整个薄壳中的电场能量;(2)电介质中的总电场能量; (3)圆柱形电容器的电容. 解: 取半径为r 的同轴圆柱面)(S 则rlDSD S π2d )(=⋅⎰当)(21R r R <<时,Q q =∑ ∴ rlQ D π2= (1)电场能量密度 22222π82l r Q D w εε==薄壳中 rlrQ rl r l r Q w Wεευπ4d d π2π8d d 22222===(2)电介质中总电场能量⎰⎰===211222ln π4π4d d R R VR R l Q rl r Q W W εε(3)电容:∵ CQ W 22=∴ )/ln(π22122R R lW Q C ε==*8-30 金属球壳A 和B 的中心相距为r ,A 和B 原来都不带电.现在A 的中心放一点电荷1q ,在B 的中心放一点电荷2q ,如题8-30图所示.试求: (1) 1q 对2q 作用的库仑力,2q 有无加速度;(2)去掉金属壳B ,求1q 作用在2q 上的库仑力,此时2q 有无加速度. 解: (1)1q 作用在2q 的库仑力仍满足库仑定律,即2210π41rq q F ε=但2q 处于金属球壳中心,它受合力..为零,没有加速度. (2)去掉金属壳B ,1q 作用在2q 上的库仑力仍是2210π41rq q F ε=,但此时2q 受合力不为零,有加速度.题8-30图 题8-31图8-31 如题8-31图所示,1C =0.25μF ,2C =0.15μF ,3C =0.20μF .1C 上电压为50V .求:AB U . 解: 电容1C 上电量111U C Q =电容2C 与3C 并联3223C C C += 其上电荷123Q Q = ∴ 355025231123232⨯===C U C C Q U86)35251(5021=+=+=U U U AB V8-32 1C 和2C 两电容器分别标明“200 pF 、500 V”和“300 pF、900 V”,把它们串联起来后等值电容是多少?如果两端加上1000 V 的电压,是否会击穿?解: (1) 1C 与2C 串联后电容1203002003002002121=+⨯=+='C C C C C pF(2)串联后电压比231221==C C U U ,而100021=+U U∴ 6001=U V ,4002=U V 即电容1C 电压超过耐压值会击穿,然后2C 也击穿.8-33 将两个电容器1C 和2C 充电到相等的电压U 以后切断电源,再将每一电容器的正极板与另一电容器的负极板相联.试求:(1)每个电容器的最终电荷; (2)电场能量的损失.解: 如题8-33图所示,设联接后两电容器带电分别为1q ,2q题8-33图则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-=-=+2122112121201021U U U C U C q q U C U C q q q q解得 (1) =1q UC C C C C q U C C C C C 21212221211)(,)(+-=+-(2)电场能量损失W W W -=∆0)22()2121(2221212221C q Cq U C U C +-+= 221212U C C C C +=8-34 半径为1R =2.0cm 的导体球,外套有一同心的导体球壳,壳的、外半径分别为2R =4.0cm 和3R =5.0cm ,当球带电荷Q =3.0×10-8C 时,求:(1)整个电场储存的能量;(2)如果将导体壳接地,计算储存的能量; (3)此电容器的电容值.解: 如图,球带电Q ,外球壳表面带电Q -,外表面带电Q题8-34图(1)在1R r <和32R r R <<区域0=E在21R r R <<时 301π4r r Q E ε =3R r >时 302π4r r Q E ε = ∴在21R r R <<区域⎰=21d π4)π4(21222001R R r r r Q W εε⎰-==21)11(π8π8d 2102202R R R R Q rr Q εε 在3R r >区域⎰∞==32302220021π8d π4)π4(21R R Q r r r Q W εεε ∴ 总能量 )111(π83210221R R R Q W W W +-=+=ε 41082.1-⨯=J(2)导体壳接地时,只有21R r R <<时30π4r r Q E ε =,02=W ∴ 4210211001.1)11(π8-⨯=-==R R Q W W ε J (3)电容器电容 )11/(π422102R R Q W C-==ε 121049.4-⨯=F。
2.用力F 把电容器中的电介质拉出,在图(a )和图(b )两种情况下,电容
器中储存的静电能量将:
A .均减少;
B .均增加;
C .(a )中减少,(b )中增加;
D .(a )中增加,(b )中减少。
3.在静电场中,高斯定理告诉我们:
A .高斯面内不包围电荷,则面上各点E 的大小处处为零;
B .高斯面上各点的E 只与面内电荷有关,与面外电荷无关;
C .穿过高斯面的E 通量,仅与面内电荷有关,但与面内电荷如何分布
无关;
D .穿过高斯面的
E 通量为零,则面上各点的E 必为零。
4.下列说法中,正确的是:
A .初速度为零的点电荷置于静电场中,将一定沿一条电场线运动;
(a)
(b)
F
充电后仍与 电源连接
充电后与 电源断开
第2题图。
高考物理新电磁学知识点之磁场知识点总复习含答案(2)一、选择题1.如图所示,在两个水平放置的平行金属板之间,存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场.一束带电粒子(不计重力)沿着直线通过两板间而不发生偏转,则这些粒子一定具有相同的()A.质量m B.初速度v C.电荷量q D.比荷q m2.如图所示,有abcd四个离子,它们带等量的同种电荷,质量不等.有m a=m b<m c=m d,以不等的速度v a<v b=v c<v d进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出,进入B2磁场,由此可判定( )A.射向P1的是a离子B.射向P2的是b离子C.射到A1的是c离子D.射到A2的是d离子3.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示,下列表述正确的是()A.M带正电,N带负电B.M的速率大于N的速率C.洛伦磁力对M、N做正功D.M的运行时间大于N的运行时间4.如图所示,两相邻且范围足够大的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度方向平行、大小分别为B和2B。
一带正电粒子(不计重力)以速度v从磁场分界线MN上某处射入磁场区域Ⅰ,其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN成60 角,经过t1时间后粒子进入到磁场区域Ⅱ,又经过t2时间后回到区域Ⅰ,设粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分别为ω1、ω2,则()A.ω1∶ω2=1∶1B.ω1∶ω2=2∶1C.t1∶t2=1∶1D.t1∶t2=2∶15.如图所示,回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置。
其核心部分是两个D形金属盒,置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连。
则下列说法正确的是()A.带电粒子从磁场中获得能量B.带电粒子加速所获得的最大动能与加速电压的大小有关C.带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径有关D.带电粒子做圆周运动的周期随半径增大而增大6.下列关于教材中四幅插图的说法正确的是()A.图甲是通电导线周围存在磁场的实验。
高考物理电磁学部分如何复习高考物理中的电磁学部分一直是重点和难点,对于很多考生来说,想要在这部分取得高分并非易事。
但只要掌握了正确的复习方法,就能够提高复习效率,取得理想的成绩。
接下来,我将为大家详细介绍高考物理电磁学部分的复习方法。
一、夯实基础概念和公式电磁学部分涉及到众多的概念和公式,如电场强度、电势、电容、磁感应强度、安培力、洛伦兹力等等。
首先,要对这些概念有清晰、准确的理解。
不能仅仅死记硬背,而是要通过实际例子和物理现象来深入理解其内涵。
例如,对于电场强度的概念,可以想象一个带正电的点电荷周围的电场分布,越靠近电荷,电场强度越大,电场线越密集。
对于公式,不仅要记住公式的形式,更要理解其推导过程和适用条件。
比如库仑定律,要知道它是在真空中两个静止的点电荷之间的作用力规律。
二、构建知识体系电磁学的知识点繁多且相互关联,构建一个完整的知识体系有助于我们更好地理解和记忆。
可以从静电场、恒定电流、磁场、电磁感应等几个大的板块入手,将每个板块中的知识点串联起来。
比如,在静电场中,从电荷的产生、电场的性质、电场中的导体,到电容器的相关知识,形成一个连贯的知识链条。
在磁场部分,从磁感应强度的定义,到安培力、洛伦兹力的计算,再到带电粒子在磁场中的运动,要清晰地理解各个知识点之间的逻辑关系。
三、多做典型例题通过做典型例题,可以加深对知识点的理解和应用能力。
在选择例题时,要注重其代表性和综合性。
可以选择历年高考真题或者权威辅导书中的经典例题。
做题时,不要急于看答案,要先自己思考,尝试运用所学的知识和方法去解决问题。
做完后,对照答案认真分析自己的解题思路和方法是否正确,找出存在的问题和不足之处。
对于做错的题目,要重点分析错误原因,是概念理解不清,还是公式运用不当,或者是计算错误。
然后,针对问题进行有针对性的复习和强化训练。
四、注重实验复习实验是物理学科的重要组成部分,电磁学部分也有很多重要的实验,如测量电源电动势和内阻、描绘小灯泡的伏安特性曲线、探究电磁感应现象等。
河南省信阳市淮滨县第一中学2020届中考物理复习电磁学训练题一、填空题(14分)1.如图所示,闭合开关S,通电螺线管右侧的小磁针静止时,小磁针的N极指向左。
则电源的右端为_______极。
若要使通电螺线管的磁性增强,滑动变阻器滑片P应向_______(选填“左”或“右”)端移动。
2.如图所示电路中,闭合开关后,电压表测的是灯泡______(填“L1”或“L2”)的电压;若电源电压为8V,电压表示数为5V,电流表的示数为0.3A,那么小灯泡L2的电阻为_______Ω;若此时小灯泡L2正常发光,则它的额定功率为_______W。
3.如图所示的电路中,电源电压不变,开关S闭合,滑动变阻器滑片P在a端时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为6V,则R1=___Ω,1min内电流通过R1产生的热量为Q=___J,若滑片P移动到中点时,R1消耗的功率为P1;滑片P移到b点时,R1消耗的功率为'1P,P1∶'1P=25∶9,则滑片P在中点和在b端时,R2消耗的功率之比为____。4.如图所示,电源电压保持不变,灯丝电阻不随温度的改变而改变。
L 1上标有“1.2V、?W”,L2上标有“9V、?W”。
闭合开关S1后,当开关S接“1”,滑片P在最左端时,电压表示数为5.4V,此时L1的实际功率与额定功率之比为1:4,则电源电压为____________ V。
当开关S接“2”时,P在中点,电压表示数为2V。
若将L1和L2串联后接在该电源上时,电路中电流为0.2A。
则L2的额定功率为____________ W。
5.如图所示电路中,电源电压为18V且保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样,所用安培表量程为“0~0.6A”和“0~3A”,电压表量程为“0~3V”和“0~15V”。
闭合开关S1,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为9V时,电流表示数为0.6A,则电阻R1的阻值为_______Ω;选择合适的电表量程,移动滑片P,使R2的功率占电路总功率的比值最小,此时R2的功率为_____W;在电路安全的前提下,选择合适的电表量程,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表和电压表偏转角度相同,则此时电路总功率的大小为________W。
2021届高考物理一轮复习电磁学专项特训(2)电场能的性质1.如图,一带正电的点电荷固定于O 点,两虚线圆均以O 为圆心,两实线分别为不同带电粒子M 和N 仅在电场力作用下先后在该点电荷形成的电场中运动的轨迹,a b c d 、、、为运动轨迹和虚线圆的交点,e 为两轨迹的交点。
不计粒子重力,下列说法正确的是( )A.M 带负电荷,N 带正电荷B.M 在b 点的动能大于它在a 点的动能C.N 在d 点的电势能等于它在c 点的电势能D.两带电粒子分别从a c 、运动到e 的过程中,电场力对两带电粒子所做的功一定相等 2.如图所示,直线a b 、和c d 、是处于匀强电场中的两组平行线,M N P Q 、、、是它们的交点,四点处的电势分别为M ϕ、N ϕ、P ϕ、Q ϕ,一电子由M 点分别运动到N 点和P 点的过程中,电场力所做的负功相等,则( )A.直线a 位于某一等势面内,M Q ϕϕ>B.直线c 位于某一等势面内,M N ϕϕ>C.若电子由M 点运动到Q 点,电场力做正功D.若电子由P 点运动到Q 点,电场力做负功3.如图所示,实线表示某电场中的电场线,但方向未知,虚线是某一带负电的粒子通过该电场区域的运动轨迹。
A B 、是运动轨迹上的两点。
若带电粒子在运动中只受电场力作用,在A B 、两点的电势分别为A B ϕϕ、,加速度大小分别为A B a a 、,速度大小分别为A B v v 、,电势能大小分别为P P A B E E 、,则下列说法正确的是( )A.,A B A B v v a a <>B.,A B A B v v ϕϕ><C.P P ,A B A B a a E E ><D.P P ,A B A B E E ϕϕ<>4.在两个等量正电荷形成的电场中,一不计重力的带负电的粒子以某初速度在该电场中运动。
粒子在某段运动过程中,下列情况不可能存在的是( ) A.动能不变B.电势能减小C.动量不变D.加速度增大5.如图所示,虚线为电场中一簇水平的等间距的等差等势面,实线为一带正电的质点通过该区域时的运动轨迹,P Q 、是这条轨迹上的两点。
电磁学试题库电磁学第二章试题(含答案)一、填空题1、一面积为S 、间距为d 的平行板电容器,若在其中插入厚度为2d 的导体板,则其电容为 ;答案内容:;20d Sε2、导体静电平衡必要条件是 ,此时电荷只分布在 。
答案内容:内部电场处处为零,外表面;3、若先把均匀介质充满平行板电容器,(极板面积为S ,极反间距为L ,板间介电常数为r ε)然后使电容器充电至电压U 。
在这个过程中,电场能量的增量是 ;答案内容:202U L sr εε4、在一电中性的金属球内,挖一任意形状的空腔,腔内绝缘地放一电量为q 的点电荷,如图所示,球外离开球心为r 处的P 点的场强 ; 答案内容:r r qE e ∧=204πε ;5、 在金属球壳外距球心O 为d 处置一点电荷q ,球心O 处电势 ;答案内容:d q04πε;6、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 。
答案内容:⎪⎭⎫ ⎝⎛++-πεb q Q aq r q 0417、导体静电平衡的特征是 ,必要条件是 。
答案内容:电荷宏观运动停止,内部电场处处为零;8、判断图1、图2中的两个球形电容器是串连还是并联,图1是_________联,图2是________联。
答案内容:并联,串联;9、在点电荷q +的电场中,放一金属导体球,球心到点电荷的距离为r ,则导体球上感应电荷在球心处产生的电场强度大小为: 。
答案内容:2014qr πε ;10、 一平板电容器,用电源将其充电后再与电源断开,这时电容器中储存能量为W 。
然后将介电常数为ε的电介质充满整个电容器,此时电容器内存储能量为 。
答案内容:0W εε; 11、半径分别为R 及r 的两个球形导体(R >r ),用一根很长的细导线将它们连接起来,使二个导体带电,电势为u ,则二球表面电荷面密度比/R r σσ= 。
答案内容:/r R ;12、一带电量 为Q 的半径为r A 的金属球A ,放置在内外半径各为r B 和r C 的金属球壳B 内。
电磁学考试范围(磁学部分)1、稳恒磁场磁感强度[1] 毕-萨定律[1] 磁感应线[2] 磁通量[2] 磁场高斯定理[1] 安培环路定理[1] 安培定律[1] 磁场对载流导线和载流线圈的作用[1] 载流线圈的磁矩[2] 洛伦兹力[1] 带电粒子在磁场中的运动[1] 霍耳效应[2]2、磁介质顺磁性与抗磁性[3] 铁磁性与铁磁质[3] 磁畴[3] 磁介质的磁化[2] 磁化强度[2] 磁化电流[2] 磁场强度[2] 磁介质中的磁场高斯定理和安培环路定理[2]3、电磁感应电磁感应现象[1] 楞次定律[1] 法拉第电磁感应定律[1] 动生电动势[1] 感生电动势[1] 感生电场[1] 自感和互感[2] 自感磁能和互感磁能[1] 磁场的能量和磁场能量密度[1]4、交流电路简谐交流电矢量表示法[2] 纯电阻、纯电容、纯电感电路[2] 用矢量法解串、并联电路[2] 复数法[2] 交流电路定律(欧姆定律、基尔霍夫定律)的复数形式[2] 5、电磁场和电磁波位移电流[1] 麦克斯韦方程组的积分形式[1]和微分形式[2] 平面电磁波的基本性质[2] 电磁波的能量、能流和能流密度[2]一、选择题(30分)1、一载有电流I的细导线分别均匀密绕在半径为R和r的长直圆筒上形成两个螺线管,两螺线管单位长度上的匝数相等.设R = 2r,则两螺线管中的磁感强度大小B R和B r应满足:(A) B R = 2 B r.(B) B R = B r.(C) 2B R = B r(D) B R = 4 B r.[]2、四条皆垂直于纸面的载流细长直导线,每条中的电流皆为I .这四条导线被纸面截得的断面,如图所示,它们组成了边长为2a 的正方形的四个角顶,每条导线中的电流流向亦如图所示.则在图中正方形中心点O 的磁感强度的大小为(A) I a B π=02μ. (B) I a B 2π=02μ.(C) B = 0.(D)I a B π=0μ. [ ]3、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μ 0 =4π×10-7 T ·m ·A -1)(A) 7.96×102 (B) 3.98×102(C) 1.99×102(D) 63.3 [ ]I Ia4、如图所示,电流I 由长直导线1经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正方形线框,由b 点流出,经长直导线2返回电源(导线1、2的延长线均通过O 点).设载流导线1、2和正方形线框中的电流在框中心O 点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,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0、B 3≠ 0,但0321=++B B B.(C) B ≠ 0,因为虽然021=+B B,但B 3≠ 0.(D) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . [ ]5、两根很长的平行直导线,其间距离d 、与电源组成回路如图.已知导线上的电流为I ,两根导线的横截面的半径均为r 0.设用L 表示两导线回路单位长度的自感系数,则沿导线单位长度的空间内的总磁能W m为(A) 221LI .(B) 221LI ⎰∞+π-+0d π2])(2π2[2002r r r r d I r I I μμ (C) ∞.(D) 221LI 020ln 2r d I π+μ6、 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 和a 、c 两点间的电势差U a – U c 为(A) =0,U a – U c =221l B ω. (B) =0,U a – U c =221l B ω-. (C) =2l B ω,U a – U c =221l B ω. (D) =2l B ω,U a – U c =221l B ω-.[ ]7、 A 、B 两个电子都垂直于磁场方向射入一均匀磁场而作圆周运动.A 电子的速率是B 电子速率的两B a b cl ω倍.设R A ,R B 分别为A 电子与B 电子的轨道半径;T A ,T B 分别为它们各自的周期.则(A) R A ∶R B =2,T A ∶T B =2.(B) R A ∶R B 21=,T A ∶T B =1. (C) R A ∶R B =1,T A ∶T B 21=.(D) R A ∶R B =2,T A ∶T B =1. [ ]8、 在匀强磁场中,有两个平面线圈,其面积A 1 = 2 A 2,通有电流I 1 = 2 I 2,它们所受的最大磁力矩之比M 1 / M 2等于(A) 1. (B) 2.(C) 4. (D) 1/4. [ ]9、如图,无限长直载流导线与正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(A) 向着长直导线平移. (B) 离开长直导线平移.(C) 转动. (D) 不动. [ ]I 110、一铜条置于均匀磁场中,铜条中电子流的方向如图所示.试问下述哪一种情况将会发生?(A) 在铜条上a 、b 两点产生一小电势差,且U a > U b .(B) 在铜条上a 、b 两点产生一小电势差,且U a < U b .(C) 在铜条上产生涡流.(D) 电子受到洛伦兹力而减速. [ ]二.填空题 (30分)1、写出麦克斯韦方程组的积分形式: _____________________________,_____________________________,_____________________________,_____________________________.2、一个单位长度上密绕有n 匝线圈的长直螺线管,每匝线圈中通有强度为I 的电流,管内充满相对磁导率为 r 的磁介质,则管内中部附近磁感强度B=__________________,磁场强度H=__________________.× × ×3、平行板电容器的电容C 为20.0 μF ,两板上的电压变化率为dU/dt =1.50×105 V ·s -1,则该平行板电容器中的位移电流为____________.4、一磁场的磁感强度为k c j b i a B ++= (SI),则通过一半径为R ,开口向z 轴正方向的半球壳表面的磁通量的大小为____________Wb .5、有两个长度相同,匝数相同,截面积不同的长直螺线管,通以相同大小的电流.现在将小螺线管完全放入大螺线管里(两者轴线重合),且使两者产生的磁场方向一致,则小螺线管内的磁能密度是原来的__________倍;若使两螺线管产生的磁场方向相反,则小螺线管中的磁能密度为____________(忽略边缘效应).6、均匀磁场B 被限制在半径R =10 cm的无限长圆柱空间内,方向垂直纸面向里.取一固定的等腰梯形回路abcd ,梯形所在平面的法向与圆柱空间的轴平行,位置如图所示.设磁感强度以dB /dt =1 T/s 的匀速率增加,已知π=31θ,cm 6==Ob Oa ,则等腰梯形回路中感生电动势的大小为__________________,方向为____________.7、坡印廷矢量S 的物理意义是:_____________________________________________________________; 其定义式为_____________________ .8、如图,半圆形线圈(半径为R)通有电流I .线圈处在与线圈平面平行向右的均匀磁场B 中.线圈所受磁力矩的大小为__________,方向为____________.把线圈绕OO '轴转过角度____________时,磁力矩恰为零. O O ′ R I Bc9、在如图所示的回路中,两共面半圆的半径分别为a和b,且有公共圆心O,当回路中通有电流I时,圆心O处的磁感强度B0 =________________________,方向______________________.10、一长直导线旁有一长为b,宽为a的矩形线圈,长度为b的边与导线平行且与直导线相距为d,如图.线圈与导线的互感系数为______________________.11、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 mo =___________,P点的磁场能量密度w mr=__________________.Iab O三.计算题1、在一无限长的半圆筒形的金属薄片中,沿轴向流有电流,在垂直电流方向单位长度的电流为i = ksinθ,其中k 为常量, 如图所示.求半圆筒轴线上的磁感强度.x x2、如图所示,长直导线中电流为i ,矩形线框abcd 与长直导线共面,且ad ∥AB ,dc 边固定,ab 边沿da 及cb 以速度v无摩擦地匀速平动.t = 0时,ab 边与cd 边重合.设线框自感忽略不计.(1) 如i =I 0,求ab 中的感应电动势.ab 两点哪点电势高?(2)如i =I 0cos t ,求ab 边运动到图示位置时线框中的总感应电动势.il 2b cA B3、一根同轴线由半径为R 1的长导线和套在它外面的内半径为R 2、外半径为R 3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,如图.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(1)同轴线内外的磁场强度大小H 和磁感强度大小B 的分布.(2)磁介质内、外表面的磁化面电流密度的大小。
4、半径为R 的半圆线圈ACD 通有电流I 2,置于电流为I 1的无限长直线电流的磁场中,直线电流I 1恰过半圆的直径,两导线相互绝缘.求半圆线圈受到长直线电流I 1的磁力.II 2I 1AD C。