《2009级大学物理A(2)B(2)半期考试试题A卷与解答.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2009级大学物理A(2)B(2)半期考试试题A卷与解答.doc(6页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、序号: 年级专业: 教学班号: 学号: 姓名:装 订 线( 2010_ 至 2011_ 学年 第_1_学期 )课程名称: 大学物理A(2)/B(2) 考试时间: 110 分钟 课程代码: 7200030/7200050 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.选择题(每小题3分,共15分)题号12345答案CBBAC-l+l (0, a)xyO图11图1所示为一沿x轴放置的“无限长”分段均匀带电直线,电荷线密度分别为+l ( x 0)和-l ( x 0),则xOy平面上(0, a)点处的场强为:(A ) (B) 0 (C
2、) (D) xyzabcEOAABBC图22在电场强度为E的匀强电场中,有一如图2所示的三棱柱,取表面的法线向外,设过面AACO,面BBOC,面ABBA的电通量为F1,F2,F3,则(A) F1=0, F2=Ebc, F3=-Ebc.(B) F1=-Eac, F2=0, F3=Eac.(C) F1=-Eac, F2=-Ec, F3=-Ebc.(D) F1=Eac, F2=Ec, F3=Ebc.OQ1Q2R1R2Pr图32图3如图3所示,两个同心的均匀带电球面,内球面半径为R1,带电量Q1,外球面半径为R2,带电量为Q2.设无穷远处为电势零点,则内球面上的电势为:(A) (B) (C) (D)
3、aIII O图44如图4所示,三条平行的无限长直导线,垂直通过边长为a 的正三角形顶点,每条导线中的电流都是I,这三条导线在正三角形中心O 点产生的磁感强度为:(A) B = 0 (B) B =m0I/(pa) (C) B =m0I/(2pa) (D) B =m0I/(3pa) 5无限长直圆柱体,半径为R,沿轴向均匀流有电流. 设圆柱体内(r R)的磁感强度为B2,则有:(A) B1、B2均与r成正比 (B) B1、B2均与r成反比(C) B1与r成正比, B2与r成反比 (D) B1与r成反比, B2与r成正比EABd图5a二. 填空题(每小题3分,共21分).1) 2) 3) e 0e r
4、U 2/(2d2) 4) 0 5) -m0IS1/(S1+S2)6)-pR2a 7) 1. 如图5所示,在场强为E的均匀电场中,A、B两点间距离为d,AB连线方向与E的夹角为30, 从A点经任意路径到B点的场强线积分= UCU0ABCQd/32d/3图62. 一平行板电容器,极板面积为S,相距为d. 若B板接地,且保持A板的电势UA = U0不变,如图6所示. 把一块面积相同的带电量为Q的导体薄板C平行地插入两板之间,则导体薄板C的电势UC= 3.一平行板电容器两极板间电压为U,其间充满相对电容率为e r的各向同性均匀电介质,电介质厚度为d . 则电介质中的电场能量密度w = 4.如图7所示,
5、在真空中,电流由长直导线1沿切向经a点流入一电阻均匀分布的圆环,再由b点沿切向流出,经长直导线2返回电源.已知直导线上的电流强度为I,圆环半径为R,aob=180.则圆心O点处的磁感强度的大小B = 5.圆柱体上载有电流I,电流在其横截面上均匀分布,一回路L(顺时针绕向)通过圆柱内部,将圆柱体横截面分为两部分,其面积大小分别为S1和S2,如图8所示.a2aOO图9IS2电流截面 图8LS1 则 图7Oab12RII6.在磁感强度为B=ai+bj+ck (T)的均匀磁场中,有一个半径为R的半球面形碗,碗口开口沿x轴正方向.则通过此半球形碗的磁通量为 7. 边长为a和2a的两正方形线圈A、B,如图
6、9所示地同轴放置,通有相同的电流I, 线圈B中的电流产生的磁场通过线圈A的磁通量用FA表示, 线圈A中的电流产生的磁场通过线圈B的磁通量用FB表示,则二者大小关系式为 q OabQ图10三如图10所示,一内半径为a,外半径为b的金属球壳,带有电量Q,在球心处有一点电荷q。设无限远处为电势零点,求:(18分)(1) 空间的电势分布;(2) 球壳内、外表面的电荷分布;(3) 若将球壳接地,求球壳上的电荷分布。解:(1)场强分布具有球对称性,由高斯定理可得 由可得当rb时,;当arb时, ;当ra时,(2)由可得球壳内外表面的电荷分布 内表面:,外表面:, (3)当球壳接地时,球壳电势为零,内表面感
7、应电荷-q,外表面不带电。故内表面电荷分布为四、如图11所示,有一带电量为Q=8.8510-4C, 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=3.1410-7C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/s2,0=8.8510-12C2/(N.m2) (10分)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,电势能为 末状态系统的动能为,电势能为 整个系统能量守恒,故 解得: 五两根平行无限长直导线相距为d,载有大小相等方向相反的电流I,一个边长
8、为d的正方形线圈位于导线平面内与一根导线相距d,如图12所示。求通过矩形面积的磁通量. (10分)图12载流为I的无限长直导线在与其相距为r处产生的磁感应强度为: B=0 I/(2r) 以顺时针绕向为线圈回路的正方向,与线圈相距较远的导线在线圈中产生的磁通量为:1=2d3d (d0 I)/(2r)d r=(0 Id /2)ln(3/2) 与线圈相距较近的导线对线圈的磁通量为:2=d2d (d0 I)/(2r)d r=(0 Id /2)ln2 总磁通量 =1+2=(0 Id /2)ln3 六一根很长的同轴电缆,由一导体圆柱(半径为)和一同轴的导体圆管(内、外半径分别为,)构成,如图13所示使用时,电流从一导体流去,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(),(2)两导体之间(),(3)导体圆筒内()以及(4)电缆外()各点处磁感应强度的大小(18分)图13解: (1) (2) (3) (4) 七如图14所示,长直电流附近有一等腰直角三角形线框,通以电流,二者共面求的各边所受的磁力(10分)图14解: 方向垂直向左 方向垂直向下,大小为同理 方向垂直向上,大小 第 2页 共 4 页