大学物理简明教程磁学篇阶段测试题答案

贵州民族大学2015~2016学年第二学期大学物理“磁学篇”单元测验院（系）：专业：年级：班级：姓名：学号：任课教师：题号一二三四总分得分阅卷人一、单项选择题（每小题3分，共30分）。1、半径为R的均匀带电球体的静电场中各点的电场强度的大小E与距球心的距离r的关系曲线为：(B)2、已知一高斯面所包围的体积内电量代数和0iq，则可肯定：(C)A、高斯面上各点场强均为零。B、穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。C、穿过整个高斯面的电通量为零。D、以上说法都不对。3、关于高斯定理0iseqsdE，下列说法中正确的是(B)(1)高斯面上的电场强度只与面内的电荷有关，与面外的电荷无关；(2)高斯面上的电场强度与面内和面外的电荷都有关系；(3)通过高斯面的电通量只与面内的电荷有关，与面外的电荷无关；(4)若正电荷在高斯面之内，则通过高斯面的电通量为正；若正电荷在高斯面之外，则通过高斯面的电通量为负。A、(1)和(4)正确B、(2)和(3)正确C、(1)和(3)正确D、(2)和(4)正确4、半径为R的均匀带电球面，总电量为Q，设无穷远处电势为零，则该带电体所产生的电场的电势U，随离球心的距离r变化的分布曲线为：(A)5、在一静电场中，作一闭合曲面S，若SSD0d（D是电位移矢量），则S面内必定是(D)。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。7、一电流元Idl激发的磁场中，若在距离电流元为r处的磁感应强度为dB。下列叙述哪个是正确的(D)A、dB的方向与r方向相同B、dB的方向与Idl方向相同C、dB的方向平行于Idl与r组成的平面D、dB的指向为Idl叉乘r的方向8、有一半径为R的单匝圆线圈，通以电流I，若将该导线弯成匝数2N的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则该线圈中心的磁感强度和线圈的磁距分别是原来的(B)A、4倍和1/8B、4倍和1/2C、2倍和1/4D、2倍和1/29、产生感生电场的根源是：(D)A、均匀磁场；B、非均匀磁场；C、稳恒电场；D、变化磁场。10、关于感生电场和静电场下列哪一种说法正确(B)。A、感生电场是由变化电场产生的．B、感生电场是由变化磁场产生的，它是非保守场．C、感生电场是由静电场产生的D、感生电场是由静电场和变化磁场共同产生的二、填空题（每小题4分，共20分）。1、由一根绝缘细线围成的边长为l的正方形线框，使它均匀带电，其电荷线密度为，则在正方形中心处的电场强度的大小E＝____0____。2、一半径为R的无限长的均匀带电圆柱面，单位长度的电量为，当Rr时，电场强度为__0__，当Rr时，电场强度为r02。3、若将一平行板电容器放入充满氢气(介电常数为r)的容器中，则电容器的电容变大(填“变小”，“变大”，“不变”)，变为原来的__r倍。4、一平行板电容器充电后切断电源，若使二极板间距离增加，则电场能量__增大__。(填“增大”、“减小”或“不变”)5、由于回路所围面积的变化或面积取向变化而引起的感应电动势称为动生电动势；由于磁感强度变化而引起的感应电动势称为感生电动势。三、计算题（第1、2、3每题题10分，第4题20分，共60分）。1、两无限长同轴圆柱面，半径分别为1R和2R(21RR)，带有等量异号电荷，单位长度的电量为和，求：(1)1Rr；(2)21RrR；(3)rR2处各点的场强。答案：由于电荷分布具有轴对称性，所以电场分布也具有轴对称性．（1）在内圆柱面内做一同轴圆柱形高斯面，由于高斯内没有电荷，所以E=0，（rR1）．（2）在两个圆柱之间做一长度为l，半径为r的同轴圆柱形高斯面，高斯面内包含的电荷为lq，穿过高斯面的电通量为:rlEdSESdESSe2，根据高斯定理0qe，所以rE02，(R1rR2)．（3）在外圆柱面之外做一同轴圆柱形高斯面，由于高斯内电荷的代数和为零，所以E=0，（rR2）．2、在一通有电流为I的长直载流导线旁有一边长为a的正方型，与导线相距为b，如图所示，求通过该正方型面的磁通量。解：导线产生的磁感应强度大小为rIB20，取正方形上一小面元，宽度为dr，长为a，则面元面积为adrds，通过面元的磁通量为BadrBdsd通过正方型磁通量为)1ln(2200abIaadrrIBadrdabaaba3、电流I沿一长直金属薄管壁流动，求该管内、管外的磁场分布。解：设金属薄管半径为R，流过的电流为I取rR的同心圆回路，由安培环路定理有020KIrB得：0B再取rR的同心圆回路，由安培环路定理得IIrBK002得:rIB204、两个同心球面的半径分别为1R和2R(12RR)，各自带有电荷1Q和2Q，求(1)各区域电势的分布；(2)两球面上的电势差为多少。答案：由高斯定理：sqsdE0可知，取半径为r的封闭球面为高斯面当1Rr时，sErEsdE;0,04121当21RrR时，srQEQrEsdE;4,420120122当rR2时，srQQEQQrEsdE;4,42021302123(1).当1Rr时，22113211RRRRrrldEldEldEldEV20210120212011011444440RQRQRQQRQRQV(2)当21RrR时，22322RRrrldEldEldEV20201202120101244444RQrQRQQRQrQV(3).rR2时，rQQldEldEVrr021334由电势定义式可知：两球面上的电势差;101201202101202144)44(422RQRQRQRQRQQVVURR