电学大学物理试卷及答案.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流电学 大学物理试卷及答案.精品文档.（本题3分） 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) (B) (C) (D) 2（本题3分）如图所示，两个同心球壳内球壳半径为R1，均匀带有电荷Q；外球壳半径为R2，壳的厚度忽略，原先不带电，但与地相连接设地为电势零点，则在两球之间、距离球心为r的P点处电场强度的大小与电势分别为： (A) E，U (B) E，U (C) E，U (D) E0，U 3（本题3分） 半径分别为R和r的两个金属球，相距很远用一根细长导线将两球连接在一起并使它们带电在忽略导

2、线的影响下，两球表面的电荷面密度之比sR / sr为 (A) R / r (B) R2 / r2 (C) r2 / R2 (D) r / R 4（本题3分） 一平行板电容器始终与端电压一定的电源相联当电容器两极板间为真空时，电场强度为，电位移为，而当两极板间充满相对介电常量为er的各向同性均匀电介质时，电场强度为，电位移为，则 (A) ， (B) ， (C) ， (D) ， 5（本题3分） 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) ，且环路上任意一点B = 0 (B) ，且环路上任意一点B0 (C) ，且环路上任意一点B0 (D) ，且环路上任

3、意一点B =常量 C, C, D, B, B,1（本题 在电荷为Q的点电荷A的静电场中，将另一电荷为q的点电荷B从a点移到b点a、b两点距离点电荷A的距离分别为r1和r2，如图所示则移动过程中电场力做的功为 (A) (B) (C) (D) 2（本题3分） 一“无限大”均匀带电平面A，其附近放一与它平行的有一定厚度的不带电的“无限大”平面导体板B，如图所示已知A上的电荷面密度为+s ，则在导体板B的两个表面1和2上的感生电荷面密度为： (A) s 1 = - s， s 2 = + s (B) s 1 = ， s 2 = (C) s 1 = ， s 2 = (D) s 1 = - s， s 2 =

4、 0 3（本题3分）在静电场中，作闭合曲面S，若有 (式中为电位移矢量)，则S面内必定 (A) 既无自由电荷，也无束缚电荷 (B) 没有自由电荷 (C) 自由电荷和束缚电荷的代数和为零 (D) 自由电荷的代数和为零 8（本题3分） 粒子在一维无限深方势阱中运动. 图为粒子处于某一能态上的波函数y(x)的曲线粒子出现概率最大的位置为 (A) a / 2 (B) a / 6，5 a / 6 (C) a / 6，a / 2，5 a / 6 (D) 0，a / 3，2 a / 3，a 11（本题3分）已知某静电场的电势函数U6x6x2y7y2 (SI)由场强与电势梯度的关系式可得点(2，3，0)处的电

5、场强度_ +_ +_ (SI)12（本题3分）电荷分别为q1，q2，q3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_ 三、计算题（共40分）21（本题10分）一个细玻璃棒被弯成半径为R的半圆形，沿其上半部分均匀分布有电荷+Q，沿其下半部分均匀分布有电荷Q，如图所示试求圆心O处的电场强度 22（本题10分）一根同轴线由半径为R1的实心长金属导线和套在它外面的半径为R3的同轴导体圆筒组成R1与R2之间充满磁导率为m的各向同性均匀非铁磁介质，R2与R3之间真空，如图传导电流I沿实心导线向上流去，由圆筒向下流回，在它们的截面上电流都是均匀分布的求

6、同轴线内外的磁感强度大小B的分布23（本题10分）如图所示，一根长为L的金属细杆ab绕竖直轴O1O2以角速度w在水平面内旋转O1O2在离细杆a端L /5处若已知地磁场在竖直方向的分量为求ab两端间的电势差 C, B, D, E, D; D, B, C, B, A二、填空题（共30分）11. 66 1分；66 1分；0 1分12. 21.解：把所有电荷都当作正电荷处理. 在q处取微小电荷 dq = ldl = 2Qdq / p 1分它在O处产生场强 2分按q角变化，将dE分解成二个分量： 1分 1分对各分量分别积分，积分时考虑到一半是负电荷0 2分 2分所以 1分22. 解：由安培环路定理： 2

7、分 0 r R1区域： ， 3分 R1 r R2区域： ， 2分 R2 r R3区域： H = 0，B = 0 1分23. 解：间的动生电动势： 4分b点电势高于O点 间的动生电动势： 4分a点电势高于O点 2分图示为一具有球对称性分布的静电场的Er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 、电荷体密度rAr (A为常数）的非均匀带电球体(D) 半径为R 、电荷体密度rA/r (A为常数)的非均匀带电球体答案：D解：解法一：由高斯定理，得当，有，即当，有，即解法二：所以积分得：2. 如图所示，边长为a的等边

8、三角形的三个顶点上，分别放置着三个正的点电荷q、2q、3q若将另一正点电荷Q从无穷远处移到三角形的中心O处，外力所做的功为： (A) (B) (C) (D) 答案：C解：各顶点到中心O的距离相等，均为；O点的电势为所以，将点电荷Q从无穷远处移到O处时，外力所做的功为： 3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它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

9、介质板相对极板的位置有关 答案：C解：电容器的电容：，式中是电容器两极板间为真空（空气）时的电容。总电容可看成是两个电容器和的串联。未插入介质板时：插入一片介质板后，不变，。总电容因 ，所以 。比较可知：。4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，则磁感强度沿图中闭合路径L的积分等于 (A) (B) (C) (D) 答案：D解：，11一均匀带电直线长为d，电荷线密度为l，以导线中点O为球心，R为半径(Rd)作一球面，如图所示，则通过该球面的电场强度通量为_.带电直线的延长线与球面交点P处的电场强度的大小为_，方向_答案：；方向由O指

10、向P。解：由高斯定理可得，；方向容易判断。12如图所示,两同心带电球面，内球面半径为r15 cm，带电荷q1310-8 C；外球面半径为r220 cm ， 带电荷q2610-8C，设无穷远处电势为零，则空间另一电势为零的球面半径r _ 答案：10cm解：根据题意可知，另一电势为零的球面不可能在外球面之外，而只能在内、外球面之间。设其半径为r，则解得13A、B两个导体球，它们的半径之比为21，A球带正电荷Q，B球不带电，若使两球接触一下再分离，当A、B两球相距为R时，(R远大于两球半径，以致可认为A、B是点电荷)则两球间的静电力F =_ 答案：解：， ；， ；14一平行板电容器，充电后与电源保持

11、联接，然后使两极板间充满相对介电常量为er的各向同性均匀电介质，这时两极板上的电荷是原来的_倍；电场强度是原来的 _倍；电场能量是原来的_倍 答案：；1；。解：U不变，d不变。，21（10分）如图所示，三个“无限长”的同轴导体圆柱面A、B和C，半径分别为Ra、Rb、Rc圆柱面B上带电荷，A和C都接地求的内表面上电荷线密度l1和外表面上电荷线密度l2之比值l1/ l2 答案：解：设B上带正电荷，内表面上电荷线密度为l1，外表面上电荷线密度为l2，而A、C上相应地感应等量负电荷，如图所示则A、B间场强分布为 E1=l1 / 2pe0r，方向由B指向A B、C间场强分布为 E2=l2 / 2pe0r

12、，方向由B指向C B、A间电势差 B、C间电势差 因UBAUBC ,得到 5.（本题8分） 一环形薄片由细绳悬吊着，环的外半径为R，内半径为R/2，并有电荷Q均匀分布在环面上细绳长3R，也有电荷Q均匀分布在绳上，如图所示,试求圆环中心O处的电场强度(圆环中心在细绳延长线上) 解：先计算细绳上的电荷在O点产生的场强选细绳顶端作坐标原点O，x轴向下为正在x处取一电荷元 dq = ldx = Qdx/(3R) 它在环心处的场强为 整个细绳上的电荷在环心处的场强 圆环上的电荷分布对环心对称，它在环心处的场强 E2=0由此，合场强 方向竖直向下.（本题3分） 如图所示，在坐标(a，0)处放置一点电荷q，

13、在坐标(a，0)处放置另一点电荷qP点是y轴上的一点，坐标为(0，y)当ya时，该点场强的大小为： (A) (B) (C) (D) 2.（本题3分）半径为R的均匀带电球面的静电场中各点的电场强度的大小E与距球心的距离r之间的关系曲线为： 3.（本题3分） 如图所示，边长为a的等边三角形的三个顶点上，分别放置着三个正的点电荷q、2q、3q若将另一正点电荷Q从无穷远处移到三角形的中心O处，外力所作的功为： (A) (B) (C) (D) 4.（本题3分） 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) EAEBEC，UAUBUC (B) EAEBEC，UAUBUC (C)

14、EAEBEC，UAUBUC (D) EAEBEC，UAUBUC 11.（本题3分）电荷分别为q1，q2，q3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_ 12.（本题4分） A、B为两块无限大均匀带电平行薄平板，两板间和左右两侧充满相对介电常量为er的各向同性均匀电介质已知两板间的场强大小为E0，两板外的场强均为，方向如图则A、B两板所带电荷面密度分别为 sA =_sB =_ 13.（本题4分）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_ 22.（本题5分） 厚度为d

15、的“无限大”均匀带电导体板两表面单位面积上电荷之和为s 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 1.(C)；2.(B)；3.(C)；4.(D)；5.(D)；6.(A)二 填空题（共38分）11.(本题3分) 12.(本题4分)；13. (本题4分)； 14.(本题3分)22. (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) (板外) 1、2两点间电势差 半径为R的“无限长”均匀带电圆柱面的静电场中各点的电场强度的大小E与距轴线的距离r的关系曲线为： 2.（本题3分）如图所示，边长为a的等边三角形的三个顶点上，分别放置着三个正的点

16、电荷q、2q、3q若将另一正点电荷Q从无穷远处移到三角形的中心O处，外力所作的功为： (A) (B) (C) (D) 3.（本题3分）如图所示，一带负电荷的金属球，外面同心地罩一不带电的金属球壳，则在球壳中一点P处的场强大小与电势(设无穷远处为电势零点)分别为： (A) E = 0，U 0 (B) E = 0，U 0，U 0 (B) E = 0，U 0，U 0 5. C1和C2两空气电容器并联以后接电源充电在电源保持联接的情况下，在C1中插入一电介质板，如图所示, 则 (A) C1极板上电荷增加，C2极板上电荷减少 (B) C1极板上电荷减少，C2极板上电荷增加 (C) C1极板上电荷增加，C2极板上电荷不变 (D) C1极板上电荷减少，C2极板上电荷不变 1. C 2. C 3. B 4.B 5.C三、如图所示，两个同心导体球壳，内球壳半径为R1，均匀带有电荷Q，外球壳半径为R2。，两球壳的厚度均忽略。外球壳与地相连接设地为电势零点。试求外球壳内（0r R2）：1、 场强大小分布；2、 电势分布；3、 电场总能量。解：1、问题具有球对称性，由高斯定理可知2、当各点电势为（也可直接用电势叠加得上解）。当各点电势为3、外球壳内（0r R2）电场总能量为1、一平行板电容器充电后切断电源，若使二极板间距离增加，则二极板间场强（不变），电容（_减小） (填增大或减小或不变)