大学物理下册期中试卷

《大学物理》第1页共8页天津工业大学（2011-2012学年第一学期）《大学物理》期中试卷（A）(2011.10理学院)特别提示：请考生在密封线左侧的指定位置按照要求填写个人信息，若写在其它处视为作弊。本试卷共有四道大题，请认真核对后做答，若有疑问请与监考教师联系。满分2711101185题目一1～9二10～12二13～15二16～18三19三20得分评阅人满分58105总分复核题目三21三22三23四24得分评阅人一、选择题（每小题3分，请将答案写在括号处）1．设有一“无限大”均匀带正电荷的平面。取x轴垂直带电平面，坐标原点在带电平面上，则其周围空间各点的电场强度E随距离平面的位置坐标x变化的关系曲线为（规定场强方向沿x轴正向为正）：［］OxE(A)OxE(C)OxE(B)OxE(D)E∝1/|x|E∝x-------------------------------密封线----------------------------------------密封线----------------------------------------密封线---------------------------------------学院专业班学号姓名-------------------------------装订线----------------------------------------装订线-----------------------------------------装订线---------------------------------------满分27得分《大学物理》第2页共8页2．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)01211()4Qrr；(B)01211()4qQrr；(C)01211()4qQrr；(D)0214()qQrr。［］3．右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)EA＞EB＞EC，UA＞UB＞UC；(B)EA＜EB＜EC，UA＜UB＜UC；(C)EA＞EB＞EC，UA＜UB＜UC；(D)EA＜EB＜EC，UA＞UB＞UC。［］4．在带有电荷+Q的金属球产生的电场中，为测量某点场强E，在该点引入一电荷为+Q/3的点电荷，测得其受力为F。则该点场强E的大小(A)3FEQ；(B)3FEQ；(C)3FEQ；(D)无法判断。［］5．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，U0。(B)E=0，U0。(C)E=0，U=0。(D)E0，U0。［］6．当一个带电导体达到静电平衡时：(A)表面上电荷密度较大处电势较高。(B)表面曲率较大处电势较高。CBAPAabr1r2《大学物理》第3页共8页(C)导体内部的电势比导体表面的电势高。(D)导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零。［］7．将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压后，断开电源。再将一块与极板面积相同的各向同性均匀电介质板平行地插入两极板之间，如下图所示。则由于介质板的插入及其所放位置的不同，对电容器储能的影响为：(A)储能减少，但与介质板相对极板的位置无关。(B)储能减少，且与介质板相对极板的位置有关。(C)储能增加，但与介质板相对极板的位置无关。(D)储能增加，且与介质板相对极板的位置有关。［］8．真空中有“孤立的”均匀带电球体和一均匀带电球面，如果它们的半径和所带的电荷都相等。则它们的静电能之间的关系是(A)球体的静电能等于球面的静电能。(B)球体的静电能大于球面的静电能。(C)球体的静电能小于球面的静电能。(D)球体内的静电能大于球面内的静电能，球体外的静电能小于球面外的静电能。［］9．在一个长直圆柱形导体外面套一个与它共轴的导体长圆筒，两导体的电导率可以认为是无限大。在圆柱与圆筒之间充满电导率为的均匀导电物质，当在圆柱与圆筒间加上一定电压时，在长度为l的一段导体上总的径向电流为I，如图所示。则在柱与筒之间与轴线的距离为r的点的电场强度为：(A)22πrIl；(B)2πIrl；(C)22πIlr；(D)2πIrl。［］介质板《大学物理》第4页共8页二、填空题（共32分）10．（本题5分）两个平行的“无限大”均匀带电平面，其电荷面密度分别为＋和＋2，如右图所示，则A、B、C三个区域的电场强度分别为：EA＝__________________，EB＝__________________，EC＝_______________（设方向向右为正）。11．（本题3分）一均匀带正电的导线，电荷线密度为，其单位长度上总共发出的电场线条数(即电场强度通量)是__________________。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，如下图所示。设无穷远处为电势零点，圆半径为R，则b点处的电势U＝___________。满分10得分13．（本题4分）如下图所示，试验电荷q，在点电荷+Q产生的电场中，沿半径为R的整个圆弧的3/4圆弧轨道由a点移到d点的过程中电场力作功为_______________________；从d点移到无穷远处的过程中，电场力作功为__________________。++2ABCq2q1bq3O+QRqad∞满分11得分《大学物理》第5页共8页14．（本题3分）一均匀静电场，电场强度jiE600400V·m-1，则点a（3，2）和点b（1，0）之间的电势差Uab＝__________________。（点的坐标x，y以米计）15．（本题3分）如下图所示，将一负电荷从无穷远处移到一个不带电的导体附近，则导体内的电场强度____________，导体的电势____________。（填增大、不变、减小）满分11得分16．（本题3分）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，则该电介质的相对介电常量r=_____________。17．（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______________。18．（本题4分）1、2是两个完全相同的空气电容器。将其充电后与电源断开，再将一块各向同性均匀电介质板插入电容器1的两极板间，如下图所示。则电容器2的电压U2，电场能量W2如何变化？（填增大，减小或不变）U2_________，W2_____________。12《大学物理》第6页共8页三、计算下列各题（共36分）19．一段半径为a的细圆弧，对圆心的张角为0，其上均匀分布有正电荷q，如图所示。试以a，q，0表示出圆心O处的电场强度。20．若电荷以相同的面密度均匀分布在半径分别为r1＝10cm和r2＝20cm的两个同心球面上，设无穷远处电势为零，已知球心电势为300V，试求两球面的电荷面密度的值。（0＝8.85×10-12C2/N·m2）满分5得分Oa0q满分8得分《大学物理》第7页共8页21．一带有电荷q＝3×10-9C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5cm时，外力作功6×10-5J，粒子动能的增量为4.5×10-5J。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？满分5得分22．半径分别为1.0cm与2.0cm的两个球形导体，各带电荷1.0×10-8C，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。（901910NmC422/）满分8得分Eq《大学物理》第8页共8页23．一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R1=2cm，R2=5cm，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=32V的电源上（如图所示），试求距离轴线R=3.5cm处的A点的电场强度和A点与外筒间的电势差。满分10得分四、回答问题（共5分）24．下列关于高斯定理0/dqSES的各说法是否正确？如有错误请改正。（1）∑q为闭合面内所有电荷的代数和。（2）闭合面上各点场强E仅由面内电荷决定，与面外电荷无关。（3）闭合面的电场强度通量仅取决于面内电荷，与面外电荷无关。AR1R2RrU满分5得分