安徽工业大学11级《大学物理B2》(甲卷)及参考答案

大学物理B2甲卷1(反面还有试题)作业序号_________教师姓名__________________专业__________________学号__________________姓名________________注意事项:1.请在本试卷上直接答题.2.密封线下面不得写班级,姓名,学号等.…………………………2012~2013学年第一学期………………………密封装订线…………………2013年1月13日……………………………………………安徽工业大学11级《大学物理B2》期末考试试卷(甲卷)一、填空题:（每空3分，共36分，1~5题共18分，6~10题共18分）.1、如图所示，一电荷线密度为的无限长带电直线垂直通过图面上的A点；一带有电荷Q的均匀带电球体，其球心处于O点．△AOP是边长为a的等边三角形．为了使P点处场强方向垂直于OP，则和Q的数量之间应满足关系Q=_____________，且与Q为_______号电荷．2、在点电荷+q的电场中，若取图中P点处为电势零点，则M点的电势为_____________。3、图示为一边长均为a的等边三角形，其三个顶点分别放置着电荷为q、2q、3q的三个正点电荷，若将一电荷为Q的正点电荷从无穷远处移至三角形的中心O处，则外力需作功A＝______________．4、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______________．(填增大、减小、不变)5、一个带电的金属球，当其周围是真空时，储存的静电能量为We0，使其电荷保持不变，把它浸没在相对介电常量为r的无限大各向同性均匀电介质中，这时它的静电能量We=_____________________．6、将半径为R的无限长导体薄壁管(厚度忽略)沿轴向割去一宽度为h(hR)的无限长狭缝后，再沿轴向流有在管壁上均匀分布的电流，其面电流密度(垂直于电流的单位长度截线上的电流)为i(如图)，则管轴线磁感强度的大小是__________________．7、如图，一根载流导线被弯成半径为R的1/4圆弧，电流方向由a到b，放在磁感强度为B的均匀磁场中，则载流导线ab所受磁场的作用力大小为___________，方向为_________________．8、磁换能器常用来检测微小的振动．如图，在振动杆的一端固接一个N匝的矩形线圈，线圈的一部分在匀强磁场B中，设杆的微小振动规律为x=Acost,线圈随杆振动时，线圈中的感应电动势的大小为_______________．9、一空气平行板电容器，两板相距为d，与一电池连接时两板之间相互作用力的大小为F，在与电池保持连接的情况下，将两板距离拉开到2d，则两板之间的静电作用力的大小是______________________．10、子是一种基本粒子，在相对于子静止的坐标系中测得其寿命为0＝2×10-6s．如果子相对于地球的速度为v0.988c(c为真空中光速)，则在地球坐标系中测出的子的寿命＝____________________．二、选择题:请将你所选的各题答案的序号填入下表(每题3分,共36分)1、如图所示，两个同心的均匀带电球面，内球面半径为R1、带电荷Q1，外球面半径为R2、带电荷Q2.设无穷远处为电势零点，则在两个球面之间、距离球心为r处的P点的电势U为：(A)rQQ0214(B)20210144RQRQ(C)2020144RQrQ(D)rQRQ02101442、真空中有两个点电荷M、N，相互间作用力为F，当另一点电荷Q移近这两个点电荷时，M、N两点电荷之间的作用力：(A)大小不变，方向改变．(B)大小改变，方向不变．(C)大小和方向都不变．(D)大小和方向都改．3、A、B为两导体大平板，面积均为S，平行放置，如图所示．A板带电荷+Q1，B板带电荷+Q2，如果使B板接地，则AB间电场强度的大小E为(A)SQ012．(B)SQQ0212(C)SQ01．(D)SQQ02124、一带电大导体平板，平板二个表面的电荷面密度的代数和为，置于电场强度为0E的均匀外电场中，且使板面垂直于0E的方向．设外电场分布不因带电平板的引入而改变，则板的附近左、右两侧的合场强为：(A)002E，002E．(B)002E，002E．(C)002E，002E．(D)002E，002E．5、一个电流元lId位于直角坐标系原点，电流沿z轴方向，点P(x，y，z)的磁感强度沿x轴的分量是：(A)0．(B)2/32220)/(d)4/(zyxlIy．(C)2/32220)/(d)4/(zyxlIx．(D))/(d)4/(2220zyxlIy6、把轻的正方形线圈用细线挂在载流直导线AB的附近，两者在同一平面内，直导线AB固定，线圈可以活动．当正方形线圈通以如图所示的电流时线圈将(A)发生转动，同时靠近导线AB．(B)发生转动，同时离开导线AB．(C)靠近导线AB．(D)离开导线AB．7、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N=2的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的(A)4倍和1/8．(B)4倍和1/2．(C)2倍和1/4．(D)2倍和1/2．题类,题号填空题选择题计算题1计算题2计算题3计算题4总分累分人复累人得分评阅教师得分(1～5)得分(6～10)得分题号123456789101112选择APaaaOλQaa+qPMO2q3qqaaaxyabOI45°45°B振动杆N匝线圈Bbx××××××+Q1+Q2AB0ErQ1Q2R1R2OPABII＇OO′Rih大学物理B2甲卷28、如图所示，直角三角形金属框架abc放在均匀磁场中，磁场B平行于ab边，bc的长度为l．当金属框架绕ab边以匀角速度转动时，abc回路中的感应电动势和a、c两点间的电势差Ua–Uc为(A)=0，Ua–Uc=221lB．(B)=0，Ua–Uc=221lB．(C)=2lB，Ua–Uc=221lB．(D)=2lB，Ua–Uc=221lB．9、在一自感线圈中通过的电流I随时间t的变化规律如图(a)所示，若以I的正流向作为的正方向，则代表线圈内自感电动势随时间t变化规律的曲线应为图(b)中(A)、(B)、(C)、(D)中的哪一个10、如图所示，两个线圈P和Q并联地接到一电动势恒定的电源上．线圈P的自感和电阻分别是线圈Q的两倍，线圈P和Q之间的互感可忽略不计．当达到稳定状态后，线圈P的磁场能量与Q的磁场能量的比值是(A)4．(B)2．(C)1．(D)2111、在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的？(1)一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速．(2)质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的．(3)在一惯性系中发生于同一时刻，不同地点的两事件在其他一切惯性系中是同时发生的．(4)惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时，会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些．(A)(1)，(3)，(4)．(B)(2)，(3)，(4)．(C)(1)，(2)，(3)．(D)(1)，(2)，(4)．12、根据相对论力学，动能为0.25MeV的电子，其运动速度约等于(A)0.1c(B)0.5c(C)0.75c(D)0.85c(c表示真空中的光速，电子的静能m0c2=0.51MeV)三、计算题（共28分，依次为6分、8分、6分、8分）1、（6分）一匀质矩形薄板，在它静止时测得其长为a，宽为b，质量为m0．由此可算出其面积密度为m0/ab．假定该薄板沿长度方向以接近光速的速度v作匀速直线运动，此时再测算该矩形薄板的面积密度是多少？2、（8分）有一长直导体圆管，内外半径分别为R1和R2，如图，它所载的电流I1均匀分布在其横截面上．导体旁边有一绝缘“无限长”直导线，载有电流I2，且在中部绕了一个半径为R的圆圈．设导体管的轴线与长直导线平行，相距为d，而且它们与导体圆圈共面，求圆心O点处的磁感强度．3、（6分）如图所示，一长直载流导线，其电流I(t)=I0Sin(0t+φ)，一正方形线圈与其共面，尺寸及相对位置如图中所注，求方形线圈中的感应电动势(不计线圈自身的自感)．4、（8分）有一带电球壳，内、外半径分别为a和b，且电荷体密度=A/r，在球心处有一点电荷Q，求球壳内部（ra）、球壳区域（arb）以及球壳外部(rb)的电场强度。abQ……………………………………………………………………………此线以下答题无效………………………………………………………………安徽工业大学11级大学物理B2期末考试答案与评分标准一．填空题（36分，每空3分）得分得分得分得分t0It0t0t0t0(A)(B)(C)(D)(b)(a)PQaaaI(t)Babcl大学物理B2甲卷31.(1)a，异号2.aq08（符号错误扣1分）3.aqQ02334.增大5.reW06.Rih207.BIR2，y轴正向8.tNBbAsin9.F/410.1.29×10-5s二.选择题（36分，每题3分）题号123456789101112甲卷CCCABCBBDDDC乙卷BACDBDDADADC三.计算题（28分）（说明：计算题仅给出一种解题步骤及答案，也可用其他方法解题。）1.（本题6分）解：根据201(/)llc，则该矩形薄板沿运动方向的长度变为21(/)aac2分垂直运动方向上的长度不变：bb该薄板的质量为021(/)mmc2分该薄板的密度为：02[1(/)]mmababc2分2.（本题8分）解：圆电流产生的磁场)2/(201RIB⊙2分长直导线电流的磁场)2/(202RIB⊙2分由安培环路定理，可以求得：导体管电流产生的磁场)](2/[103RdIB2分所以，圆心Ｏ点处的磁感强度321BBBB)()1)((2120dRRRIdRI2分3.（本题6分）解：解：长直带电线的电流为I(t)=I0Sin(0t+φ)．正方形线圈内的磁通量可如下求出0()dd2ItaxaxΦBdS2分000d()()ln222axItaItaaxΦ2分则感应电动势大小为：0dd()ln2d2diaItttΦ00000cos()ln22aIt2分4.（本题8分）解：用高斯定理求场强。1）球壳内部（ra）：由02/4dQrESES，可得：204rQE2分2）球壳区域（arb）：02/d4dVSVQrESE2分而rravrrArrrAV02d4d4d222arA从而，2220202414arArrQE2分3）球壳外部(rb)：同理可得2220202414abArrQE1分电场强度的方向：三个区域的方向均沿径向，E0时，向外；E0时，向内。1分2013-1-10rQab