大学物理考试试题与解答

西华大学课程考核半期试题卷试卷编号第1页共3页（2011__至2012____学年第__1__学期）课程名称：大学物理A(2)考试时间：80分钟课程代码：7200019试卷总分：100分考试形式：闭卷学生自带普通计算器:题号一二三四五六七八九十十一十二总分得分评卷教师一.（10分）一电子绕一带均匀电荷的长直导线以2×104m·s-1的匀速率作圆周运动．求带电直线上的线电荷密度．(电子质量0m=9.1×10-31kg，电子电量e=1.60×10-19C)解:设均匀带电直线电荷密度为，在电子轨道处场强rE0π2电子受力大小reeEFe0π2∴rvmre20π2得1320105.12π2emv1mC二．（20分）如图所示，有一带电量为Q=8.85×10-4C,半径为R=1.00m的均匀带电细圆环水平放置。在圆环中心轴线的上方离圆心R处，有一质量为m=0.50kg、带电量为q=3.14×10-7C的小球。当小球从静止下落到圆心位置时，它的速率为多少m/s？[重力加速度g=10m/s2，ε0=8.85×10-12C2/（N.m2）]序号:年级专业：教学班号：学号：姓名：装订线第页共3页图11解：设圆环处为重力势能零点，无穷远处为电势能零点。初始状态系统的重力势能为mgR，电势能为RqQ240末状态系统的动能为221mv，电势能为RqQ04整个系统能量守恒，故RqQmvRqQmgR02042124解得：0012(1)22(21)24.13/22QqvgRmRQqgRmsmR三．（20分）一根很长的同轴电缆，由一导体圆柱(半径为a)和一同轴的导体圆管(内、外半径分别为b,c)构成，如图所示．使用时，电流I从一导体流去，从另一导体流回．设电流都是均匀地分布在导体的横截面上，求：(1)导体圆柱内(r＜a),(2)两导体之间(a＜r＜b)，（3）导体圆筒内(b＜r＜c)以及(4)电缆外(r＞c)各点处磁感应强度的大小.解：LIlB0d(1)ar2202RIrrB202RIrB(2)braIrB02第页共3页rIB20(3)crbIbcbrIrB0222202)(2)(22220bcrrcIB(4)cr02rB0B四．（10分）如图所示，两条平行长直导线和一个矩形导线框共面，且导线框的一个边与长直导线平行，到长直导线的距离分别为1r、2r。已知两导线中的电流为I，左边导线电流方向向上，右边导线电流方向向下，其中0I为正常数，t为时间。导线框长为a、宽为b，求任一时刻线圈内所通过的磁通量？解：两个载电流的长直导线在空间任意一点所产生的磁场大小为：])([2210xIrrxIB选逆时针方向为回路正方向，则第页共3页五.（10分）磁场中某点处的磁感应强度B=0.40i－0.20j(T),一电子以速度v=0.50×106i+1.0×106j(m/s)通过该点,求:作用于该电子上的磁场力F(写矢量形式).F=660.510100.5100.40.200ijkevBek六．（10分）如图所示，平行放置在同一平面内的三条载流长直导线，要使导线AB所受的安培力等于零，则x等于______3a.____________。七.（20分）如图14所示，长直电流1I附近有一等腰直角三角形线框，通以电流2I，二者共面．求△ABC的各边所受的磁力？图14解：ABABBlIFd2daIIdIaIFAB22210102方向垂直AB向左III2xaAB第页共3页CAACBlIFd2方向垂直AC向下，大小为addACdadIIrIrIFln22d210102同理BCF方向垂直BC向上，大小addBcrIlIF2d102∵45cosddrl∴adaBCdadIIrrIIFln245cos2d210120