大学物理B下册期末考试A卷题目和答案

第1页共11页**大学2018～2019学年第一学期期末考卷答题卡课程名称大学物理B（下）考试日期2019.1座位号考生姓名学号专业或类别任课教师____________题号一二三四五六七总分累分人签名题分40101010101010100得分考生注意事项：1、本试卷共8页，请检查试卷中是否有缺页。2、第1至第4页是答题卡，将答案填写在答题卡上。最后一张是草稿纸，将其撕下打草稿。得分评卷人3、考试结束后，考生不得将试卷和草稿纸带出考场。一、填空题答题卡（每空2分，共40分）1._____________，2.______________，______________，_______________，3._______________，_______________，_______________4.______________，5._____________，6._______________，_____________，7.______________，8.______________，______________，9.______________，______________，10._____________，11.______________，_____________，______________第2页共11页计算题答题卡（每题10分，共60分）二.三.得分评卷人得分评卷人第3页共11页四.五.得分评卷人得分评卷人第4页共11页六.得分评卷人七.得分评卷人第5页共11页2018～2019学年第一学期大学物理B下期末考卷题目考生姓名______________学号_____________把答案填在前面的答题卡上！！！一、填空题（每空2分，共40分）1.在边长为L的正方形的两个对角上各放一电荷量为Q的粒子，而在另两个对角上各放一电荷量为q的粒子，如果作用在每个Q电荷上的合静电力为零，则Q和q的关系q=_____________Q。2.图中两个金属物带有净电荷+80pC和-80pC，这导致在它们之间产生20V的电势差。该系统电容为__________pF，如果被充电到电荷为+200pC和-200pC，电容为__________pF，此时电势差为_________V。3.如图所示，两块平行的无限大带电平面，其电荷面密度分别为+σ和+2σ，则A、B、C三个区域的电场强度分别为：𝐸𝐴=_______；𝐸𝐵=_______；𝐸C=_______。（设向右为正方向）4.一半径为R的金属球与地相连接，在与球心相距d=2R处有一点电荷，其电荷量为Q(Q0)，则金属球上的感应电荷量为_______________。5.一段长L的导线被弯成一个3匝的圆形线圈，通过此线圈的电流为I，线圈放在磁感应线与线圈平面平行的均匀磁场B中，则作用在线圈上的磁力矩的大小是_________________。第6页共11页6.图中八根导线的每一根都载有2A的电流，电流流入页面或从页面流出，则1LBdlrrÑ__________，2LBdlrrÑ__________。7.如图所示，两无限长直载流导线通有图示电流I，一矩形回路（长L宽2a）与长直载流导线共面，且矩形回路的一边与长直载流导线平行。则通过该矩形回路的磁通量大小为____________。8.如图所示为三个由同心圆弧（半径为r、2r及3r的半圆或1/4圆）及它们的径向线段组成的电路，电路中载有相同的顺时针电流I，则两图中曲率中心（图中小点）处的磁感应强度的大小分别为：aB=_______，bB=________。9.总长为L的导体棒ab在均匀磁场B中，绕通过c点且垂直于棒长的OO轴做角速度为的匀角速转动，磁场方向平行于OO轴，如图所示，bc的长度为棒长的15，则导体棒ab产生的电动势的大小为_________，电动势的方向为___________。10.如果图中圆形导体在均匀磁场中发生热膨胀，则将沿它以顺时针方向感应出一电流，由此可知磁场的方向为垂直纸面________________（填“向里”或“向外”）。第7页共11页11.如图所示，一半径为R的圆柱形区域内存在匀强磁场B，且以恒定变化率k=dB/dt增加，一正方形导体框ACDO置于磁场中，框平面与磁场垂直，如右图所示。则C处感生电场的大小为__________，OD边的感应电动势的大小为OD=__________，CD边的感应电动势的大小CD=__________。计算题（每题10分，共60分）二.如图所示，一个宽度为d的“无限大”带电平板，具有均匀电荷密度0，根据图示坐标给出平板内外电场强度的分布。三.图示塑料杆沿Ox轴固定放置，具有长度2L和非均匀线电荷密度=kx，其中k为正的常量。一带量为+Q的粒子放置在距杆左端为L的P点处，设无穷远为电势零点，求带电粒子的电势能。四.图所示为以半径为a的长圆柱形导体的横截面，其中包含一个半径为b的长圆柱形孔，圆柱体与孔的轴平行，但相距d。电流I均匀分布在图中的阴影区域内。求在孔中心O'处磁感应强度的大小。五．如图所示，一无限长的导体薄片，宽度为d，厚第8页共11页度不计，均匀载有电流I，在距它右边缘为d处平行且共面地放置一条无限长通有同向等值电流的导线。设ox轴如图所示，求导线单位长度受到的磁力，并指出磁力的方向。六.匝数和半径分别为aN、aR和bN、bR的两个圆形线圈a、b共面放置，且aRbR。大线圈的电流在小线圈处产生的磁场近似均匀。（1）求两线圈的互感系数；（2）若a线圈中的电流按0cosIIt的规律变化，其中和0I为常数，求b线圈中的感应电动势。七.如图所示，正方形导线框边长为L。一磁场指向页面外，大小由24B=yt给出。求当t=2秒时，线框的感应电动势，并给出其方向。第9页共11页2018～2019学年第一学期大学物理B（下）期末考卷计算题解答二.由高斯定理0qEdS（1）当x0,xd时，如图建立高斯面qSd02SdESq02dE（2）当0xd时，如图建立高斯面，左底面在板外，右底面在板内x处：()qSdx0()xSdxEdSESES外002xdxExd/2时，E的方向水平向左，xd/2时，E的方向水平向右三.根据图示坐标在距离原点为x处取电荷元dx,则该电荷元电量为dqdxkxdx在P点产生的电势为：004()4()dqkxdxdUxLxL2000(2ln3)4()4LkxdxkLUdUxL0(2ln3)4kLQWQU四.圆柱体中的电流密度为：22()Ijab二、填空题答案（每空2分，共40分）1.24，2.4，4，50，3.032，02，0324.2Q5.212BIL6.02，07.0ln3IL8.06Ir，01124Ir9.2310BL，ab.10.向里，11.24kR，0，218kR第10页共11页孔中心O’处的磁场等效为：半径为a电流密度为j的圆柱电流和半径为b的圆柱电流-j在O’处产生磁场的矢量叠加OaObOBBB由安培环路定理0BdlI可得20022aOjdjdBd0bOB0222(ab)OaOIdBB五.解：根据图示给出的坐标系，分割电流元为无限多宽为dx的无限长载流直导线；电流元电流：dxdIdI在导线处产生的元磁场为：)2(20xddIdB2ln2)2(2000dIxddIdxdBBd20sin1sinln222IFILBIBd方向：垂直导线向左六.（1）设给大线圈通电流I，则大线圈在圆心处产生的磁场为02oaaIBNR大线圈在小线圈处产生的全磁通为第11页共11页202babobabbaINBSNNRR202baabbaNNRMIR（2）200sin2abbaNNRdIMItdtR七.如图所示取逆时针方向为正方向，则线框中的磁通量为2230042LLmBdSBLdyytLdytL34mdtLdt当t=2秒时，380L所以感应电动势的大小为38L方向为：顺时针方向