大学物理试题

大学物理（二）综合复习题一．选择题1．如图所示，两个“无限长”的共轴圆柱面，半径分别为R1和R2，其上均匀带电，沿轴线方向单位长度上的带电量分别为1和2，则在两圆柱面之间，距离轴线为r的P点处的场强大小E为：（A）r012．（B）r0212．（C）)(2202rR．（D）)(2101Rr．2．如图所示，直线MN长为l2，弧OCD是以N点为中心，l为半径的半圆弧，N点有正电荷+q，M点有负电荷-q．今将一试验电荷+q0从O点出发沿路径OCDP移到无穷远处，设无穷远处电势为零，则电场力作功（A）A＜0且为有限常量．（B）A＞0且为有限常量．（C）A＝∞．（D）A＝0．3．一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．4．下列几个说法中哪一个是正确的？（A）电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向．（B）在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的场强处处相同．（C）场强方向可由qFE/定出，其中q为试探电荷的电量，q可正、可负，F为试探电荷所受的电场力．（D）以上说法都不正确．5．在图（a）和（b）中各有一半径相同的圆形回路1L、2L，圆周内有电流1I、2I，其分布相同，且均在真空中，但在（b）图中2L回路外有电流3I，P1、P2为两圆形回路上的对应点，则：（A）2121,ddPPLLBBlBlB（B）2121,ddPPLLBBlBlB（C）2121,ddPPLLBBlBlB（D）2121,ddPPLLBBlBlB6．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q的数值（A）q＞0．（B）q＝0．（C）q＜0．（D）无法确定．7．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．8．如图所示，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）,0dLlB且环路上任意一点B＝0．（B）,0dLlB且环路上任意一点0B．（C）,0dLlB且环路上任意一点0B．（D）,0dLlB且环路上任意一点B=常量．9．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x＝0延伸到无限远，如果质点在x＝0和y＝0处ILO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x＝0和（A）qBmvy．（B）qBmvy2．（C）qBmvy2.（D）qBmvy.10、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．（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．[]11、如图所示，螺线管内轴上放入一小磁针，当电键K闭合时，小磁针的N极的指向（A）向外转90O．（B）向里转90O．（C）保持图示位置不动．（D）旋转180O．（E）不能确定．[]12．将一个试探电荷0q（正电荷）放在带有负电荷的大导体附近P点处，测得它所受的力为F．若考虑到电量0q不是足够小，则[]（A）0/qF比P点处原先的场强数值大．（B）0/qF比P点处原先的场强数值小．（C）0/qF等于原先P点处场强的数值．（D）0/qF与P点处场强数值关系无法确定．13、图示为一具有球对称性分布的静电场的E～r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的、电荷体密度为Ar（A为常数）的非均匀带电球体．（D）半径为R的、电荷体密度为rA/（A为常数）的非均匀带电球体．[]14、电荷面密度为和的两块“无限大”均匀带电的平行平板，放在与平面相垂直的X轴上的+a和-a位置上，如图所示．设坐标原点O处电势为零，则在-a＜x＜+a区域的电势分布曲线为[]15、静电场中某点电势的数值等于（A）试探电荷q0置于该点时具有的电势能．（B）单位试探电荷置于该点时具有的电势能．（C）单位正电荷置于该点时具有的电势能．（D）把单位正电荷从该点移到电势零点外力所作的功．[]二．填空题1．一平行板电容器，两板间充满各向同性均匀电介质，已知相对电容率为r，若极板上的自由电荷面密度为，则介质中电位移的大小D＝，电场强度的大小E＝．2．一空气平行板电容器，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，极板上的电荷量大小为．3．在相对介电常数4r的各向同性均匀电介质中，与电能密度36J/cm102ew相应的电场强度的大小E=.（ε0＝8.85×10-12C2N-1m-2）4．平行板电容器，充电后与电源保持连接，然后使两极板间充满相对电容率为0的各向同性均匀电介质，这时两极板上的电量是原来的倍，电场强度是原来的倍；电场能量是原来的倍．5．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)21(，则通过该平面的电场强度通量的数值e。6．电介质在电容器中的作用是：（l），（2）．7．软磁材料的特点是，它们适于用来制造等．8．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．9．两个点电荷在真空中相距为1r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2r时的相互作用力，则该电介质的相对电容率r.10、一半径为R的均匀带电球面，其电荷面密度为．该球面内、外的场强分布为（r表示从球心引出的矢径）：)(rE)(Rr，)(rE)(Rr．11、在静电场中，电势不变的区域，场强必定为．12、如图所示，在边长为a的正方形平面的中垂线上，距中心O点a21处，有一电量为q的正点电荷，则通过该平面的电场强度通量为．13、电量分别为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＝14、在静电场中，场强沿任意闭合路径的线积分等于零，即0dLlE，这表明静电场中的电力线.15、一“无限长”均匀带电的空心圆柱体，内半径为a，外半径为b，电荷体密度为．若作一半径为r（a＜r＜b），长度为L的同轴圆柱形高斯柱面，则其中包含的电量q＝．16、一静止的质子，在静电场中通过电势差为100V的区域被加速，则此质子的末速度是．（leV＝1.6×10-19J，质子质量mP＝1.67×l0-27kg）17、两个电容器1和2，串联以后接上电动势恒定的电源充电．在电源保持联接的情况下，若把电介质充入电容器2中，则电容器1上的电势差电容器1极板上的电量．（填增大、减小、不变）18．电量为C1059的试探电荷放在电场中某点时，受到N10209向下的力，则该点的电场强度大小为，方向.三．计算题1、电量Q均匀分布在半径为a、长为L（L＞＞a）的绝缘薄壁长圆筒表面上，圆筒以角速度绕中心轴线旋转．一半径为2a、电阻为R的单匝圆形线圈套在圆筒上（如图所示）．若圆筒转速按照)/1(00tt的规律（0和0t是已知常数）随时间线性地减小，求圆形线圈中感应电流的大小和流向．2．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21RR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．3、一无限长直导线通有电流teII30．一矩形线圈与长直导线共面放置，其长边与导线平行，位置如图所示．求：（l）矩形线圈中感应电动势的大小及感应电流的方向4、如图所示，一内半径为a、外半径为b的金属球壳，带有电量Q，在球壳空腔内距离球心r处有一点电荷q．设无限远处为电势零点，试求：（l）球壳内、外表面上的电荷．（2）球心O点处，由球壳内表面上电荷产生的电势．（3）球心O点处的总电势．大学物理（二）综合复习题参考答案一．选择题：1．（A）2．（D）3．（C）4．（C）5．（C）6．（C）7．（C）8．（B）9．（B）10．（D）11．（C）12．（A）13．（B）14．（C）15．（C）二．填空题：l．)/(0r2．CFd/2FdC23．3.36×1011V／m4．r1r5．)21cos(ES6．增大电容提高电容器的耐压能力7．磁导率大，矫顽力小，磁滞损耗低．变压器，交流电机的铁芯等．8．从上向下mg/(Ne)9．2221/rr10．0rrR30211．零12．)6/(0q13．)22(813210qqqR14．不可能闭合15．)(22arL16．1.38×105m17．增大增大18．4N/C向上三．计算题：1．解：圆筒以旋转时，相当于表面单位长度上有环形电流2LQ，它和通电流螺线管的nI等效．按长螺线管产生磁场的公式，筒内均匀磁场的磁感应强度为：LQB20（方向沿筒的轴向）筒外磁场为零．所以穿过线圈的磁通量为：LaQBa2202在单匝线圈中产生感生电动势为0020202)dd(2ddLtQatLQat感应电流i为00202RLtQaRii的方向与转向一致．2．解：（l）102010444RIRIRIB4)1(012112IRRRRRIB的方向垂直纸面向外2分（2）由（1）结果：4)(021212IRRRRRB可以看出，当212)(RRR时104RIB3．解：（1）SBddrIB20abIlrlrIbaln2d200tIabltidd)(ln2dd0teablI300)(ln23感应电流方向为顺时针方向．4．解：（l）由静电感应，金属球壳的内表面上有感应电荷-q，外表面上带电荷q+Q．2分（2）不论球壳内表面上的感应电荷是如何分布的，因为任一电荷元离O点的距离都是a，所以由这些电荷在O点产生的电势为aqaqUq0044d（3）球心O点处的总电势为分布在球壳内外表面上的电荷和点电荷q在O点产生的电势的代数和qQqqoUUUUbqQaqrq000444bQbarq004)111(4