大学物理(下)期末复习题

萌到你眼炸
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2020年08月04日 01:00
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练习 一
一、选择题:
1. 两个均匀带电的同心球面,半径分别为R1
、R
2
(R
1
2
),小球带电Q,大球 带电-Q,
下列各图中哪一个正确表示了电场的分布 ( D )

EEEE

rr
rr

O
R
1
R
2

O

R

1

R

2

O

R

1

R

2

O
R
1
R
2
(A) (B) (C) (D)
2. 如图所示,任一闭合曲面S内有一点电荷q,O为S面上任一点,若将q由闭合曲面内的P点移到T点,且OP=OT,那么
O
( )
(A) 穿过S面的电通量改变,O点的场强大小不变;
T
(B) 穿过S面的电通量改变,O点的场强大小改变;
P
q
(C) 穿过S面的电通量不变,O点的场强大小改变;
(D) 穿过S面的电通量不变,O点的场强大小不变。

S
3. 在边长为a的正立方体中心有一个电量为q的点电荷,则通过该立方体任一面的电
场强度通量为 ( )
(A) q
0
; (B) q2
0
; (C) q4
0
; (D) q6
0

4. 如图所示,a、b、c是电场中某条电场线上的三个点,由此可知 ( )
(A) E
a
>E
b
>E
c
; (B) E
a
b
c

b
c
a
(C) U
a
>U
b
>U
c
; (D) U
a
b
c

5. 关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是 ( )

(A) 如果高斯面内无电荷,则高斯面上
E
处处为零;

(B) 如果高斯面上
E
处处不为零,则该面内必无电荷;
(C) 如果高斯面内有净电荷,则通过该面的电通量必不为零;
(D) 如果高斯面上
E
处处为零,则该面内必无电荷。
二、填空题:
1. 如图 所示,边长分别为a和b的矩形,其A、B、C三
个顶点上分别放置三个电量均为q的点电荷,则中心O 点的
场强为 方向 。

A
a
b
O
60
B
D
C
2. 内、外 半径分别为R
1
、R
2
的均匀带电厚球壳,电荷体密度为

。则,在r1
的区域
精选


内场强大小为 ,在R
1
2
的区域内场强大小
为 ,在r>R
2
的区域内场强大小为 。
3. 在场强为E的均匀电场中取一半球面,其半径为R,电场强度的方向与半球面的对
称轴平 行。则通过这个半球面的电通量为 ,若用半径为R的圆面将半球面
封闭,则通过这个封闭的半球面的电通量为 。
A
4. A、B为真空中两块平行无限大带电平面,已知两平面间的电
场强度大 小为
E
0
,两平面外侧电场强度大小都是
E
0
3,则A、B
两平面上的电荷面密度分别为 和 。

练习一答案:
选择题:D D D C C
填空题:
1、
B
q
4

0
a
2
,由O指向D
2、0,

3

0
r
2
2
(r
3
R
1
3
)


3

0
r
2
3
(R
2
R
1
3
)

3、

RE
,0
4、

24

0
E
0


0
E
0

33
练习 二
一、选择题
1. 电荷分布在有限空间内,则任意两点P
1

P
2
之间的电势差取决于 ( )
(A) 从
P
1
移到
P
2
的试探电荷电量的大小;
(B)
P
1

P
2
处电场强度的大小;
(C) 试探电荷由
P
1
移到
P
2
的路径;
(D) 由
P
1
移到
P
2
电场力对单位正电荷所作的功。
2. 下面说法正确的是 ( )
(A) 等势面上各点的场强大小都相等;
(B) 在电势高处电势能也一定大;
(C) 场强大处电势一定高;
(D) 场强的方向总是从高电势指向低电势。
精选


3. 如图所示,绝缘的带电导体上a、b、c三点,
电荷密度( )
电势( )
c
(A)a点最大; (B)b点最大; (C)c点最大; (D)
一样大。
4. 一个带正电的点电荷飞入如图所示的电场中,它在电场中
的运动轨迹为 ( )
(A)沿a; (B)沿b; (C) 沿c;(D) 沿d。
二、填空题
1. 边长为a的正六边形每个顶点处有一个点电荷,取无限远
处作为参考点,则o点电势为 ,o点的场强大小
为 。
b
a
q
d
a
c
b
q
q
o
q
q
q
q
2. 一个半径为R的均匀带电的薄圆盘,电荷面密度为

。在圆盘上挖去一个半径为 r
的同心圆盘,则圆心处的电势将 。(变大或变小)
3. 真空中 一个半径为R的球面均匀带电,面电荷密度为

0
,在球心处有一个带电
量 为q的点电荷。取无限远处作为参考点,则球内距球心r的P点处的电势
为 。
4. 半径为r的均匀带电球面1,带电量为
q
1
,其外有一同心的半径 为R的均匀带电球
面2,带电量为
q
2
,则两球面间的电势差为 。
5. 两个同心的薄金属球壳,半径分别为
R
1

R
2

R
1
>
R
2
),带电量分别为
q
1

q
2

将二球用导线联起来,(取无限远处作为参考点)则它 们的电势
为 。
6. 两段形状相同的圆弧 如图所示对称放置,圆弧半径为
R
,圆心
角为

,均匀带电,线密度 分别为





,则圆心
O
点的场强< br>大小为 。电势
为 。

练习二答案:
选择题:D D A D D
填空题:
1、0,0
2、变小



R
O


精选


3、
R


0
q
1

q< br>
4

0
r
1
4、
11
()

4

0
rR
q
1
q
2

4

0
R
1
1
5、
6、
1
4

0
4

sin
R

2
,0
练习 三
一、选择题
1. 一个中性空腔导体,腔内有一个带正 电的带电体,当另一中性导体接近空腔导体时,
(1)腔内各点的场强 ( )
(A) 变化; (B) 不变; (C) 不能确定。
(2)腔内各点的电位 ( )
(A) 升高; (B) 降低; (C) 不变; (D) 不能确定。
2. 对于带电的孤立导体球 ( )
(A) 导体内的场强与电势大小均为零。
(B) 导体内的场强为零,而电势为恒量。
(C) 导体内的电势比导体表面高。
(D) 导体内的电势与导体表面的电势高低无法确定。
3. 忽略重力作用,两个电子在库仑力作用 下从静止开始运动,由相距r
1
到相距r
2
,在
此期间,两个电子组 成的系统哪个物理量保持不变 ( )
(A) 动能总和; (B) 电势能总和; (C) 动量总和; (D)电相互作用力。
4. 一个空气平行板电容器,充电后把电源断开,这时电容器中储存的能量为W
0
, 然后
在两极板间充满相对介电常数为ε
r
的各向同性均匀电介质,则该电容器中储存的 能
量为 ( )
(A) 
r
W
0
; (B) W
0

r
; (C) (1+
r
)W
0
; (D)W
0

5. 极板间为真空的 平行板电容器,充电后与电源断开,将两极板用绝缘工具拉开一些
距离,则下列说法正确的是 ( )
(A) 电容器极板上电荷面密度增加;
(B) 电容器极板间的电场强度增加;
(C) 电容器的电容不变;
4

F
2
6

F
(D) 电容器极板间的电势差增大。
3
精选

3

F
4
3

F


二、填空题
1. 如图所示的电容器组,则2、3间的电容为 ,2、4间的电容为 。
2.
平行板电容器极板面积为
S
、充满两种介电常数分别


1


2
的均匀介质,则该电容器的电容为
C= 。
3. 为了把4个点电荷q置于边长为L的正方形的四个顶
点上,外力须做功 。

1
d
1

2
d
2
4. 半 径分别为R和r的两个弧立球形导体(R>r),它们的电容之比
C
R

Cr
为 ,
若用一根细导线将它们连接起来,并使两个导体带电,则两导 体球表面电荷面密度之比

R


r
为 。
5. 一平行板电容器,极板面积为S,极板间距为d,接在电源上,并保持电压恒定为U,
若将极板间距拉大一倍,那么电容器中静电能改变为 ,电源对电场作的功
为 ,外力对极板作的功为 。


练习三答案:
选择题:B C B C B D
填空题:
1、
10

F

3.75

F

2、
S

1

2


1
d
2


2
d
1
3、
4
q2
4

0
L
(2
1
2
)

4、
Rr

rR
1

0
S
2< br>1

0
S
2
1

0
S
2< br>U

U

U

22d22d22d
练习 四
5、
一、选择题

1. 空间某点的磁感应强度
B
的 方向,一般可以用下列几种办法来判断,其中哪个是错
误的? ( )
精选


(A)小磁针北(N)极在该点的指向;
(B)运动正电荷在该点所受最大的力与其速度的矢积的方向;
(C)电流元在该点不受力的方向;
(D)载流线圈稳定平衡时,磁矩在该点的指向。
2. 下列关于磁感应线的描述,哪个是正确的? ( )
(A)条形磁铁的磁感应线是从N极到S极的;
(B)条形磁铁的磁感应线是从S极到N极的;
(C)磁感应线是从N极出发终止于S极的曲线;
(D)磁感应线是无头无尾的闭合曲线。
3. 磁场的高斯定理


B

dS0
说明 了下面的哪些叙述是正确的? ( )
a 穿入闭合曲面的磁感应线条数必然等于穿出的磁感应线条数;
b 穿入闭合曲面的磁感应线条数不等于穿出的磁感应线条数;
c 一根磁感应线可以终止在闭合曲面内;
d 一根磁感应线可以完全处于闭合曲面内。
(A)ad; (B)ac; (C)cd; (D)ab。
4. 如图所示,在无限 长载流直导线附近作一球形闭合曲面
S

当曲面
S
向长直导线靠近时 ,穿过曲面
S
的磁通量

和面上各
I
点的磁感应强度
B
将如何变化? ( )
(A)

增大,
B
也增大;
(B)

不变,
B
也不变;
(C)

增大,
B
不变;
(D)

不变,
B
增大。
5. 两个载有相等电流
I
的半径为
R
的圆线圈一个处于水平位置,一
个处于竖直位置,两个线圈的 圆心重合,则在圆心
o
处的磁感应强度
大小为多少? ( )
(A)0; (B)

0
I2R

(C)
2

0
I2R
; (D)

0
IR

S
I
o
I
二、填空题
y
1. 如图所示,均匀磁场的磁感应 强度为B=0.2T,
b
30cm
e
方向沿x轴正方向,则通过abod面的 磁通量为
40cm
_________,通过befo面的磁通量为__________,通
过aefd面的磁通量为_______。
a
o
f
2. 真空中一 载有电流I的长直螺线管,单位长度的
30cm
50cm
线圈匝数为n,管内中段部分 的磁感应强度为
z
d
________,端点部分的磁感应强度为_________ _。

B
x
精选


3. 如图所示,两根 无限长载流直导线相互平行,通过


的电流分别为I
1
和I
2
。则

Bdl
____________,
L
1< br>I
1
L
2
I
2



B dl
__________。
L
2
L
1
z
o
x
4. 如图所示,正电荷 q在磁场中运动,速度沿x轴正方向。若电荷

q不受力,则外磁场
B
的方向 是__________;若电荷q受到沿y轴正

方向的力,且受到的力为最大值,则外磁场 的方向为__________。
v
5. 如图所示,ABCD是无限长导线,通以电流I,B C段被弯成半径
为R的半圆环,CD段垂直于半圆环所在的平面,
AB
的沿长线通过圆 心O和C点。则圆
心O处的磁感应强度大小为_______________,方向________ _________。

练习四答案:












选择题:C D A D C
B
I
b

填空题:






o



d



1、0.024Wb,0,0.024Wb
c
1
2、

0
nI


0
nI

2

q
y
a
l










R
3、< br>
0
(I
2
I
1
)


0
(I
2
I
1
)

4、平行于x轴,沿z轴的反方向
5、

0
I
4R
1
1()
2


练习 五
一、选择题
1. 竖直向下的匀强磁场中,用细线悬挂一条水 平导线。若匀强磁场磁感应强度大小为B,
导线质量为m,导线在磁场中的长度为L,当水平导线内通有 电流I时,细线的张力大小
为 ( )
(A)
(BIL)(mg)
; (B)
(BIL)(mg)

22
(C)
(0.1BIL)(mg)
; (D)
(BIL)(mg)

22
2222
2. 洛仑兹力可以 ( )
(A)改变带电粒子的速率; (B)改变带电粒子的动量;
(C)对带电粒子作功; (D)增加带电粒子的动能。
3. 如图所示,两种形状 的载流线圈中的电流强度相同,则O
1
、O
2
处的磁感应强度大小
关 系是
I

I
( )
R
2
精选
R
2

O
1
R
1
O
2
R
1


(A)
B
O
1
B
O
2
;(B)
B
O
1
B
O
2

(C)
B
O
1
B
O
2< br>;(D)无法判断。
B
r


4. 一质量为m、电量为q 的粒子,以速度
v
垂直射入均匀磁场
B
中,则粒子运动轨道

所包围范围的磁通量与磁场磁感应强度
B
大小的关系曲线是 ( )

m

m

m

m


BBB
B

OOO
O
(A) (B) (C) (D)
5. 一 根很长的电缆线由两个同轴的圆柱面导体组成,若这两个圆柱面的半径分别为R
1
和R
2
(R
1
2
),通有等值反向电流,那么下列哪幅图正确反映了 电流产生的磁感应强度
随径向距离的变化关系? ( )

BBB
B


rrr
r

R
1
R
1
R
1
R
2
R
2
R
2
R
1

(A) (B) (C) (D)
6. 在同一平面上依次有a、b、c三根等距离平行放置的长直导线,通有同方向的电流依次为1A、2A、3A,它们所受力的大小依次为F
a
、F
b
、Fc
,则F
b
F
c
为 ( )
(A)49; (B)815; (C)89; (D)1。
二、填空题
1. 两个电子以相同的速度v并排沿着同一方向运动,它们的距离为r。若在实验室参照
系中进行观测,两个 电子间相互作用的合力为__________________。(不考虑相对论效应
和万有引力作用 )
2. 形状如图所示的导线,通有电流I,放在与磁场垂直的平面内,导线所受的磁场力
F =__________。
3. 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__________________。
A


4. 有一磁矩为
p
m
的载流线圈,置于磁 感应强度为
B
的均匀磁
I
x
2I
I
B
精选

a




场中,
p
m
与< br>B
的夹角为

,那么:当线圈由

=0°转到
=180°时,外力矩作的功为
__________。


551
5. 一个速度
v4.010i7.210 j(ms)
的电子,在均匀磁场中受到的力为



F2. 710
13
i1.510
13
j(N)
。如果
B
x
0
,则
B
=_____________。

练习五答案:
选择题:A B A B C B
填空题:
e
2

0
e
2

2
1、

22
4

0
r
4

r
1< br>2、
BI(l2R)

3、
a

3
4、
2p
m
B


5、
2.3k(T)


练习 六

一、选择题

1. 用细导线均匀密绕成长为
l
、半径为
a

l
>>
a
)、总匝数为
N
的螺线管,通以稳恒
电流
I
,当管内充满相对磁导率为

r
的均匀介质后,管中 任意一点的 ( )
(A)磁感应强度大小为

0

r
NI
; (B)磁感应强度大小为

r
NIl

(C)磁场强度大小为

0
NIl
; (D)磁场强度大小为
NIl


2. 一均匀磁化的磁棒长30cm,直径为10mm,磁化强度为1200
Am
。它的磁矩为
( )
1
精选


(A)1.13
Am
; (B)2.26
Am

(C)
1.1210

二、填空题

1. 磁介质有三种,

r
1
的 称为___________,

r
1
的称为__________,
r
1

称为__________。
2. 有一相对磁 导率为500的环形铁芯,环的平均半径为10cm,在它上面均匀地密绕着
360匝线圈,要使铁芯中 的磁感应强度为0.15T,应在线圈中通过的电流为_____。

3. 用一根很细的线 把一根未经磁化的针在其中心处悬挂起来,当加上与针成锐角的磁
场后,顺磁质针的转向使角_____ _______;抗磁质针的转向使角___________。(选取:
增大、减少或不变填入。)

4. 图示为三种不同磁介质的B~H关系曲线,其中虚线表示的是
B

0
H
的关系。说
明a、b、c各代表哪一类磁介质的B~H关系曲线:
a代表 B~H关系曲线。
b代表 B~H关系曲线。
c代表 B~H关系曲线。
2
22
Am
2
; (D)
2.8310
2
Am
2

B
a
b
c
o
H

5. 一个半径为R的圆 筒形导体,筒壁很薄,可视为无限长,通以电流I,筒外有一层厚
为d、磁导率为

的 均匀顺磁性介质,介质外为真空,画出此磁场的H~r图及B~r图。(要
求在图上标明各曲线端点的坐 标及所代表的函数值,不必写出计算过程。)

B
H




oo
rr

练习六答案:
选择题:D D
精选


填空题:
1、顺磁质、抗磁质、铁磁质
2、0.417A
3、减少,增大
4、铁磁质、顺磁质、抗磁质
5、

B

I

I

2

r
2

R


0
I

0
I
2

(Rd)
2

r< br>

o
R
Rd
r

I
2

R
H
I
2

r
o
R
r
练习 七
一、选择题
z
1. 如图所示,有一边长为1m的立方体,处于沿y轴指
向的强度为0.2T的均匀磁场中,导线a、b、c都以50cms
b

的速 度沿图中所示方向运动,则 ( )
B
(A)导线a内等效非静电性场强的大小为0.1Vm;
c
(B)导线b内等效非静电性场强的大小为零;
y
(C)导线c内等效非静电性场强的大小为0.2Vm;
a
(D)导线c内等效非静电性场强的大小为0.1Vm。
x
2. 如图所 示,导线AB在均匀磁场中作下列四种运动,
(1)垂直于磁场作平动;(2)绕固定端A作垂直于磁场 转动;(3)绕其中心点O作垂直
于磁场转动;(4)绕通过中心点O的水平轴作平行
B
B
B
B
于磁场的转动。关于导线AB的感应电动势哪个结
论是错误的? ( )
O
O
(A)(1)有感应电动势,A端为高电势;
A
(B)(2)有感应电动势,B端为高电势;
AA
A
(C)(3)无感应电动势;
(1) (2) (3) (4)
(D)(4)无感应电动势。
3. 一“探测线圈”由50匝导线组成,截面积S= 4cm
2
,电阻R=25。若把探测线圈在
磁场中迅速翻转
90
,测得通过线圈的电荷量为
q410
5
C
,则磁感应强度B的大小为 ( )
(A)0.01T; (B)0.05T; (C)0.1T; (D)0.5T。
4. 如图所示,一根长为1m的细直棒ab,绕垂直于棒且过其一端a的轴以每秒 2转的
角速度旋转,棒的旋转平面垂直于0.5T的均匀磁场,则
b
在棒的中点,等效 非静电性场强的大小和方向为( )
(A)314Vm,方向由a指向b;
a
精选


(B)6.28 Vm,方向由a指向b;
(C)3.14 Vm,方向由b指向a;
(D)628 Vm,方向由b指向a。

二、填空题
1. 电阻R=2Ω的闭合导体回路置于变 化磁场中,通过回路包围面的磁通量与时间的关
23
系为

m
( 5t8t2)10(Wb)
,则在t=2s至t=3s的时间内,流过回路导体横截
面的 感应电荷
q
i

C。
2. 半径为a的无限 长密绕螺线管,单位长度上的匝数为n,螺线管导线中通过交变电流
iI
0
sin< br>
t
,则围在管外的同轴圆形回路(半径为r)上的感生电动势为 V。
3. 半径r=0.1cm的圆线圈,其电阻为R=10,匀强磁场垂直于线圈,若使线圈中有稳定电流i=0.01A,则磁场随时间的变化率为
dB


dt
4. 为了提高变压器的效率,一般变压器选用叠片铁芯,这样可以减少 损耗。
5. 感应电场是由 产生的,它的电场线是 。
6. 引起动生电动势的非静电力是 力,引起感生电动势的非静电力
是 力。

练习七答案:
选择题:D B B C
填空题:
1、
1.6510

2
2、


0
n

aI
0

cos

t

2
3、1

10
5
3.1810
6
(Ts)

4、涡流
5、变化的磁场,闭合曲线
6、洛仑兹,感生电场
练习 八
一、选择题
1. 如图所示,两个圆环形导体a、b互相垂直地放置,且圆心重
合,当它们的电流I
1
、和I
2
同时发生变化时,则 ( )
(A)a导体产生自感电流,b导体产生互感电流;
(B)b导体产生自感电流,a导体产生互感电流;

a
I
1
b
I
2
精选


(C)两导体同时产生自感电流和互感电流;
(D)两导体只产生自感电流,不产生互感电流。
2. 长为l的单层密绕螺线管,共绕有N匝导线,螺线管的自感为L,下列那种说法是错
误的? ( )
(A)将螺线管的半径增大一倍,自感为原来的四倍;
(B)换用直径比原来导线直径大一倍的导线密绕,自感为原来的四分之一;
(C)在原来密绕的情况下,用同样直径的导线再顺序密绕一层,自感为原来的二倍;
(D)在原来密绕的情况下,用同样直径的导线再反方向密绕一层,自感为零。
3. 有一长为l截面积为A的载流长螺线管绕有N匝线圈,设电流为I,则螺线管内的磁
场能量近似为 ( )
222222
(A)

0
AINl
; (B)

0
AIN(2l)

2222
(C)

0
AINl
; (D)

0
AIN(2l)

4. 下列哪种情况的位移电流为零? ( )
(A)电场不随时间而变化;(B)电场随时间而变化;
(C)交流电路; (D)在接通直流电路的瞬时。
二、填空题
1. 一根长为l的直螺线管,截面积为S,线圈匝数为N,管内充满磁导率为
μ
的均匀磁
介 质,则该螺线管的自感系数L= ;线圈中通过电流I时,管内的磁感应强
度的大小B= 。
2. 一自感系数为0.25H的线圈,当线圈中的电流在0.01s内由2A均匀地减小到零。线
圈中的自感 电动势的大小为 。
3. 一个薄壁纸筒,长为30cm、截面直径为3c m,筒上均匀绕有500匝线圈,纸筒内充
满相对磁导率为5000的铁芯,则线圈的自感系数为 。
4. 平行板电容器的电容为
C20

F
,两极板上电压变化 率为
dU
1.510
5
Vs
1

dt若忽略边缘效应,则该电容器中的位移电流为 。
5. 半 径为R的无限长柱形导体上流过电流I,电流均匀分布在导体横截面上,该导体材
料的相对磁导率为1, 则在导体轴线上一点的磁场能量密度为 ,在与导
体轴线相距为r处(r6. 麦克斯韦关于电磁场理论的两个基本假设是______________________ ___________;
__________________________________ __________________。

精选



练习八答案;
选择题:D C D A
填空题:
2
1、

0
NSl


0
NSl

2、50V
3、3.70H
4、3A
5、0,
1Ir
2

0
()

2
2

R
2
6、变化的磁场激发涡旋电场,变化的电场激发涡旋磁场(位移电流 )

三、计算题(课本作业)

第十章:10;13;14;16;21;24;25;26;27;30;32;33;36;37;

第十一章:10;11;14;15;18;19;24;25;31;

第十二章:8;9;10;11;


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