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1、大学物理（电磁学）试卷大学物理（电磁学）试卷 2 2（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。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：一选择题： （共（共 3030 分，每小题分，每小题 3 3 分）分）l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（O2+）在同一电场中且通过相同的路径被加
2、速所获速率的：（A）2 倍 （B）2 2倍（C）4 2（D）4 倍.3 同心导体球与导体球壳周围电场的电力线分布如图所示， 由电力线分布情况可知球壳上所带总电量（A）q 0 （B）q 0 （C）q 0 （D）无法确定4 如果在空气平行板电容器的两极板间平行地插入一块与极板面积相同的各向同性均匀电介质板，由于该电介质板的插入和在两极板间的位置不同，对电容器电容的影响为：（A）使电容减小，但与介质板相对极板的位置无关（B）使电容减小，且与介质板相对极板的位置有关（C）使电容增大，但与介质板相对极板的位置无关（D）使电容增大，且与介质板相对极板的位置有关5如图所示，在一圆形电流I 所在的平面内，选取
3、一个同心圆形闭合回路L，则由安培环路定理可知（A）Bdl 0,且环路上任意一点 B 0L（B）Bdl 0,且环路上任意一点B 0LLIOB（C）dl 0,且环路上任意一点B 0L（D）Bdl 0,且环路上任意一点 B = 常量L6如图所示，一个电量为+q、质量为 m 的质点，以速度v沿 x 轴射入磁感应强度为 B 的均匀磁场中，磁场方向垂直纸面向里，其范围从x0 延伸到无限远，如果质点在x0 和 y0 处进入磁场，则它将以速度 v从磁场中某一点出来，这点坐标是x0 和（A）y mv2mvmv2mv （B）y （C）y .（D）y .qBqBqBqB7在点电荷+ q 的电场中，若取图中P 点处为
4、电势零点，则 M 点的电势为（A）q40a（B）q80a(C)q40a.(D)q80a.8半径为 r 的均匀带电球面 1，带电量为 q；其外有一同心的半径为R 的均匀带电球面 2，带电量为 Q，则此两球面之间的电势差U1-U2为：（A）11q111qQq() （B）()（C）() （D）40rR40rR40Rr40rq9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）EA EB EC,UAUBUC（B）EA EB EC,UAUBUC（C）EA EB EC,UAUBUC（D）EA EB EC,UAUBUC.10有两个直径相同带电量不同的金属球，一个是实心的，一个是空心的现使两者相互
5、接触一下再分开，则两导体球上的电荷：（A）不变化（B）平均分配（D）集中到实心导体球上（C）集中到空心导体球上二填空题：二填空题： （共（共 3030 分分 每小题每小题 3 3 分）分）1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(则通过该平面的电场强度通量的数值e。2电介质在电容器中的作用是： （l）， （2）1)，23在相对电容率r 4的各向同性均匀电介质中，与电能密度we 2106J/cm3相应的电场强度的大小 E （0 8.851012C2N1m2）4软磁材料的特点是，它们适于用来制造等5带有N 个电子的一个油液，其质量为m，电子的电量的大小为e在重力场中由
6、静止开始下落（重力加速度为g） ，下落中穿越一均匀电场区域，欲使油滴在该区域中匀速下落，则电场的方向为，大小为6 两个点电荷在真空中相距为r1时的相互作用力等于它们在某一“无限大”各向同性均匀电介质中相距为r2时的相互作用力，则该电介质的相对电容率r.7如图所示，在面电流密度为j的均匀载流无限大平板附近， 有一载流为 I 半径为 R 的半圆形刚性线圈，其线圈平面与载流大平板垂直线图所受磁力矩为，受力为8一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 9平行板空气电容器的两极板都是半径为 R
7、的圆形导体片，在充电时，板间电场强度的变化率为 dEdt若略去边缘效应，则两极间的位移电流为10一个平行板电容器，充电后与电源断开，当用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大，下列物理 量的 变化是 ：则两极板 间的 电势差U12，电场强 度的大 小E、，电场能量 W （各空选填增大、减小或不变）三计算题：三计算题：( (共共 4040 分分 每小题每小题 1010 分）分）1 图示一厚度为 d 的 “无限大”均匀带电平板， 电荷体密度为 试求板内外的场强分布，并画出场强在 X 轴的投影值随坐标x变化的图线，即E x图线（设原点在带电平板的中央平面上，OX 轴垂直于平板） 2空气平行板电容器，两极板
8、面积均为 S，板间距离为 d（ d 远小于极板线度） ，在两极板间平行地插入一面积也是S、厚度为 t（ d）的金属片试求：（l）电容 C 等于多少？（2）金属片放在两极板间的位置对电容值有无影响？3无限长载流直导线弯成如图形状，图中各段共面，其中两段圆弧分别是半径为R1与 R2的同心半圆弧（l）求半圆弧中心 O 点的磁感应强度B；（2）在R1 R2的情形下半径 R1和 R2满足什么样的关系时，O 点的磁感应强度 B 近似等于距 O 点为 R1的半无限长直导线单独存在时在O 点产生的磁感应强度4两根平行无限长直导线相距为 d，载有大小相等方向相反的电流 I，电流变化率 dIdt0一个边长为 d
9、的正方形线圈位于导线平面内与一根导线相距d，如图所示 求线圈中的感应电动势，并说明线圈中的感应电流是顺时针还是逆时针方向大学物理（电磁学）试卷大学物理（电磁学）试卷 2 2 答案答案一选择题： （共 30 分每小题 3 分）1 （C） 2 （B） 3 （C） 4 （C） 5 （B） 6 （B）7 （D） 8 （A） 9 （D） 10 （B）二填空题：(共 30 分每小题 3 分）1ES cos()3 分2增大电容1 分提高电容器的耐压能力2 分33.361011Vm3 分4磁导率大，矫顽力小，磁滞损耗低2 分变压器，交流电机的铁芯等l 分5从上向下1 分mg/(Ne)2 分6r1/r27008
10、22123 分1 分2 分2 分1 分3 分0rnInI90R2dE/dt10 增大，不变，增大三计算题： （共 40 分 每小题 10 分）1解：因电荷分布对称于中心平面故在中心平面两侧离中心平面相同距离处场强大小相等而方向相反在板内作底面积为 S 的高斯柱面 S1，两底面距离中心平面均为|x|，由高斯定理得E12S 2| x|S/0则得E1| x|/0故E1xx/05 分11(d x d)22在板外作底面积为 S 的高斯柱面 S2两底面距中心平面均为|x|，由高斯定理得E22S Sd /0则得E2d /(20)故E2xd /(20)E2x d /(20)3 分(x 1d)21(x d)2E
11、xX 图线如图所示2 分2解：设极板上分别带电量+q 和-q；金属片与A 板距离为 d1，与B 板距离为 d2；金属片与 A 板间场强为E1 q/(0S)金属板与 B 板间场强为E2 q/(0S)金属片内部场强为E 03 分则两极板间的电势差为UAUB E1d E2d q/(0S)(d1 d2) q/(0S)(d t)2 分由此得C q/(UAUB) 0S/(d t)3 分因 C 值仅与 d、t 有关，与 d1、d2无关，故金属片的安放位置对电容无影响2 分3解： （l）B 0I4R10I4R20IR R110I (2I)4R1R1R2R141 分5 分B的方向垂直纸面向外（2）由（1）结果：B (R2 R1) R20IR1R240I4R14 分可以看出，当(R2 R1) R2时B 4解： （l）载流为 I 的无限长直导线在与其相距为r 处产生的磁感应强度为：B 0I /(2r)2 分以顺时针绕向为线圈回路的正方向，与线圈相距较远的导线在线圈中产生的磁通量为：13d2dd 0IId3dr 0ln2r22与线圈相距较近的导线对线圈的磁通量为：22dd d 0IIddr 0ln22r20Id4ln234 分总磁通量 2 1 感应电动势为： d0d4 d I0d4(ln)lndt23 dt232 分由0 和回路正方向相同，为顺时针方向，线圈中的感应电流亦是顺时针方向2 分