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文档简介
填空题1、在正q的电场中,把一个试探电荷由a点移到b点如图如示,电场力作的功( )2、一无限长均匀带电直线(线电荷密度为)与另一长为L,线电荷密度为的均匀带电直线AB共面,且互相垂直,设A端到无限长均匀带电线的距离为,带电线AB所受的静电力为( )。3、导体在静电场中达到静电平衡的条件是( )。4、电流的稳恒条件的数学表达式是( )。5、一长螺线管通有电流I,若导线均匀密绕,则螺线管中部的磁感应强度为( )端面处的磁感应强度约为( )6、设想存在一个区域很大的均匀磁场,一金属板以恒定的速度V在磁场中运动,板面与磁场垂直。(1)金属板中( )感应电流。磁场对金属板的运动( )阻尼作用。(2)金属板中( )电动势。(3)若用一导线连接金属两端,导线中()电流。括号内填“无”或“有”7、若先把均匀介质充满平行板电容器,(极板面积为S,极反间距为L,板间介电常数为)然后使电容器充电至电压U。在这个过程中,电场能量的增量是( )。8、一无限长的载流圆柱体浸在无限大的各向同性的均匀线性的相对磁导率的的磁介质中,则介质中的磁感应强度与真空中的磁感强度之比是( )。9、电偶极子在外电场中的能量( )。10、R,L,C串联接到一交流电机上,若发电机的频率增加,将会使感抗( )。11、 一无限长均匀带电直线,电荷线密度为,则离这带电线的距离分别为和的两点之间的电势差是( )。12、在一电中性的金属球内,挖一任意形状的空腔,腔内绝缘地放一电量为q的点电荷,如图所示,球外离开球心为r处的P点的场强( )。 13、在金属球壳外距球心O为d处置一点电荷q,球心O处电势( )。14、有三个一段含源电路如图所示,在图(a)中=( )。在图(b)中=( )。在图(C)中=( )。15、载流导线形状如图所示,(虚线表示通向无穷远的直导线)O处的磁感应强度的大小为( )16、在磁感应强度为的水平方向均匀磁场中,一段质量为,长为的载流直导线沿竖直方向从静止自由滑落,其所载电流为,滑动中导线与正交,且保持水平。则导线下落的速度是( )17、一金属细棒OA长为L,与竖直轴OZ的夹角为,放在磁感应强度为B的均匀磁场中,磁场方向如图所示,细棒以角速度绕OZ轴转动(与OZ轴的夹角不变),O、A两端间的电势差( )。18、若先把均匀介质充满平行板电容器,(极板面积为S,极反间距为L,板间介电常数为)然后使电容器充电至电压U。在这个过程中,电场能量的增量是( )。19、 只适用于( )介质。20、讨论暂态过程应抓住的两个关键是( )。 21、带电粒子受到加速电压作用后速度增大,把静止状态下的电子加速到光速需要电压是( )。22、一无限长均匀带电直线(线电荷密度为)与另一长为L,线电荷密度为的均匀带电直线AB共面,且互相垂直,设A端到无限长均匀带电线的距离为,带电线AB所受的静电力为( )。23、如图所示,金属球壳内外半径分别为a和b,带电量为Q,球壳腔内距球心O为r处置一电量为q的点电荷,球心O点的电势( )。24、两个同心的导体薄球壳,半径分别为,其间充满电阻率为的均匀介质(1)两球壳之间的电阻( )。(2)若两球壳之间的电压是U,其电流密度( )。25、载流导线形状如图所示,(虚线表示通向无穷远的直导线)O处的磁感应强度的大小为( ),方向为( )26、一矩形闭合导线回路放在均匀磁场中,磁场方向与回路平面垂直,如图所示,回路的一条边ab可以在另外的两条边上滑动,在滑动过程中,保持良好的电接触,若可动边的长度为L,滑动速度为V,则回路中的感应电动势大小( ),方向( )。27、一个同轴圆柱形电容器,半径为a和b,长度为L,假定两板间的电压,且电场随半径的变化与静电的情况相同,则通过半径为r(aR 28、如图,有一均匀极化的介质球,半径为R,极化强度为P,则极化电荷在球心处产生的场强是( )。29、对铁磁性介质三者的关系是( )。30、铁磁质的特点是( )。31、半径为的中性导体球壳内非球心处放置点电荷时,则内球壳带电量为( ),外球壳带电量为( ),分布是否均匀( );取无穷远为参考点,则球壳的电位=( )。32、在非均匀磁场中,有一带电量为的运动电荷,当电荷运动至某点时,其速度为,运动方向与磁场的夹角为,此时测出它所受的磁力为,则该运动电荷所在处的磁感应强度的大小为( ),磁力的方向一定垂直于( )。33、图中的距离为,端有一电子,其初速,若它所处的空间为均匀磁场,它在磁场力作用下沿圆形轨道运动到端,则磁场各点的磁感应强度大小为( ), 的方向为( ),电子通过这段路程所需时间=()。(电子,电子电荷)34、图中检流计电流为零的充要条件是()。35、有一长为载流为的直导线置于轴上,的方向为负方向,均匀磁场的方向为正方向,则安培力大小为(),方向为()。36、电量之比为135的三个同号点电荷、保持在一条直线上,若固定、不 动 ,改变的位置使所受电场力为零时,与的比值为()。37、半径为、载流为的圆形线圈有匝被置于均匀磁场中,线圈的法线方向与磁场方向成任意夹角。线圈所受的合力为(),合力矩为()。38、麦克斯韦在电磁学中的两个基本假设为:(1)( );(2) ( ) 。39、如图,在一长直导线中通有电流,为一矩形线圈,它与皆在纸面内,且边与平行,(1)矩形线圈在纸面内向右移动时,线圈中感应电动势方向为()。(2)矩形线圈绕边旋转,当边已离开纸面正向外运动时,线圈中感应电动势的方向为() 。40、麦克斯韦方程组积分形式为:( ) ( ) 。41、两个点电荷带电2和,相距,第三个点电荷所受合力为零的位置x=()。42、点电荷处在中性导体球壳的中心,壳的内外半径分别为和,则壳外()的电场强度为();取,导体壳的电势为()。43、将平行板电容器两极板接在直流电源上,这时极板上的电量为,极板间的场强数值为,若用相对介电常数为的均匀电介质充满板间,则极板上的电量Q=(),板间场强E=()。44、有一长为载流为的直导线置于轴上,的方向为正方向,均匀磁场的方向为负方向,则安培力大小为(),方向为()。45、电动势为,内阻为r的四个相同的电源相互串联,如右图所示,则电位差=(),电路中电流强度I=()。46、一载流无限长导线弯成如右图的形状,求0点的磁感应强度大小为B=() ;方向为()。47、半径为、载流为的圆形线圈被置于均匀磁场中,线圈的法线方向与磁场方向成任意夹角。线圈所受的合力为(),合力矩为()。48、麦克斯韦在总结前人电磁学全部成就的基础上,提出的两条假设为()49、将平行板电容器两极板接在直流电源上,这时极板上的电量为,极板间的电势差为,现将电源断开,用相对介电常数为的均匀电介质充满板间,则极板上的电量Q =(), 板间电势差U=()。50、讨论暂态过程应抓住的两个关键是:(1) ( ) ;(2) ( ) 。1、一均匀带电球面,电量为,半径为,在球内离球心处放一电量为q的点电荷,假定点电荷的引入并不破坏球面上电荷的均匀分布,整个带电系统在球外点产生的电场强度( )。 2、一无限长均匀带电直线(线电荷密度为)与另一长为L,线电荷密度为的均匀带电直线AB共面,且互相垂直,设A端到无限长均匀带电线的距离为,带电线AB所受的静电力为( )。 3、如图所示,金属球壳内外半径分别为a和b,带电量为Q,球壳腔内距球心O为r处置一电量为q的点电荷,球心O点的电势( )。4、平行板电容器充电后两极板的面电荷密度分别为+与-,极板上单位面积的受力( )5、一电路如图所示,已知 则Uab=( ) 6、两条无限长的平行直导线相距a,当通以相等同向电流时,则距直导线距离都为a的一点P的磁感应强度的大小是( )7、通过回路所圈围的面积的磁通量发生变化时,回路中就产生感应电动势,引起磁通量变化的物理量是( )8、成立的条件是( )。9、铁介质的主要特征是( )。60、位移电流密度=( ),电流强度=( )。61、把一个均匀带电Q的球形肥皂泡由半径为r1吹到r2 ,则半径为r (r1RR2)的高斯面上任一点场强大小由( )变为( )。 62、通常电介质的极化分为两类,其中无极分子的极化称为( )。 63、已知一段含源电路如图3所示,则UAUB等于( )。 A R B I (1,r1) (2,r2)64、电量为q,质量为m的粒子,以初速v0进入匀强 磁场B中,如果 v0与B垂直,则带电粒子受到的洛仑兹力大小为 ( ),带电粒子将作( ) 运动。6 5、长为L,半径为,总匝数为的长直螺线管内充满 磁导率为的磁介质(设为常量)则该螺线管的自感系数大小为( ) 。66、一切磁现象,其本质起源于( )。67、线电荷密度为的无限长直带电线外一点P,距直线为r,则 的方向是( ),大小( )。68、如图一所示,圆心处的B0=( )69、两线圈L1和L2在无漏磁的情况下,即:时,则M与L的关系为M=( )。70、如图二所示:两个结构相同的平行板电容器,仅电介质的填充方式不同,则C1与C2的关系为( )。71、一电子在与均匀磁场垂直的平面内做半径为R的圆周运动,设电子的速度为V,则通过圆轨道的磁通是( )。72、判断图1、图2中的两个球形电容器是串连还是并联,图1是_联,图2是_联. 73、如图3所示,水平放置的平行电容器,极板长为L,二极板间距为d,电容器两极板间加有电压,据板右端L处放置一个荧光屏S。有一个质量为m,电量为q的粒子,从电容器左端的中央以速度水平射入电场,粒子穿过电容器后(两板间距离d的大小能满足粒子穿过电容器),要求以水平速度打在荧光屏S上,则加在电容器两极板间电压的大小应为_ 74、在图4所示的电路中,_75、如图5所示,两条光滑的金属导轨放置在同一水平面上,导体AB、CD可以在导轨上自由滑动,磁场方向如图所示,当AB在外力的作用下向左滑动时,CD将向_滑动,磁场对AB的作用力方向_ 76、.正方形边长为a,体心有一点电荷q,则通过每个面的电通量为 。77、已知某电场中电势为,其中A、a为常数,则x=b处的电场强度E= 78、导体静电平衡的必要条件为 。79、电介质中无极分子的极化称为 ,有极分子的极化称为 。80.产生动生电动势的非静电力是 ,相应的非静电场强为 。81、两个点电荷2q和q,相距l,将第三个点电荷放在 处所受合力为零。82、.两根导线沿半径方向被引到铁环上B,C两点,电流方向如图所示,则环中心O处的磁感应强度B0为 83、.麦可斯韦位移电流假设的中心思想是 。84、如图所示,平行板电容器的极板面积为S,间距为d,对此电容器充电之后,拆去电源,再插入相对介电常数为,厚度为的均匀电介质板,设为插入介质前,两极板间的电场为,插入介质后,介质内外的电场分别为和,则:,85、在点电荷的电场中,放一金属导体球,球心到点电荷的距离为r,则导体球上感应电荷在球心处产生的电场强度为:_86、 有一电池组,其内阻可忽略不计,与一个外电阻R相接,产生的电流为0.6安培,再将一个4欧姆的附加电阻串联到电路上,电流就降为0.5安培,则该电池组的电动势等于_, 外电阻R等于_87、均匀磁场B限定在无限长圆柱体内见图4,磁场恒定减小。则位于图中M点的电子从感生电场获得的瞬时加速度方向为 ;大小为 。88、电子以向上速度垂直射入匀强磁场中,已知磁场方向垂直于纸面向外,电子作什么样的运动 (并在图中标出轨迹);电子的动能的变化(填增加或减少或不变)。填 空 题 答 案1. 2. 3. 合场强在导体内部处处为零4.5.6. 无 有 有 有7.8. 9.10. 增加11. 12. 13. 14.图(a): 图(b): 图(c)15.16. 17.18. 19. 各向同性均匀线性非铁磁20.建立微分方程和初始条件。21. 22. 23. 24. 25.方向垂直于纸面向里26. BLV 27.28. 29.30.高磁导率,非线性,有磁滞,有居里温度。31、-q;+q,均匀分布; 。32、, 运动电荷速度矢量与该点磁感应强度矢量所组成的平面。 33、mv/(eR)=1.1410-3 T, (垂直纸面向里),R/v=1.5710-8 s; 34、35、 方向为+Z方向 ; 36、1/; 37、0; 38、一是涡旋电场的假设,二是位移电流的假设。(或:变化的磁场产生感生电场,二是变化的电场产生感生磁场)39、ADCBA绕向 ADCBA绕向40、; 41、 ;42、;43、; ; 4 4、 方向为+Z方向 ;45、0; 46、 ,垂直纸面向 外 47、0; 48、一是涡旋电场的假设,二是位移电流的假设。(或:变化的磁场产生感生电场,二是变化的电场产生感生磁场)49、; ; 50、一是微分方程,二是初始条件。1. 2. 3. 4.5. 1V6. 7. 磁感应强度、圈围的面积及二者夹角8. 介质为均匀介质9. 高值、非线性、磁滞。、,61. , 062. 位移极化63. 64. qV0B,匀速圆周65.66. 电流或电荷的运动67、沿矢径的方向;。 68、。、 69、70、。 71、。6、90072、图1是并联,图2是串联;73、2mgd/q;74、10欧;75、CD向左滑动,磁场对AB作用力方向向右;76、 , 77、, 78、导体内E处处为零, 79、位移极化,取向极化。 80、 洛仑兹力,。81、 (1+)l, 82、, 0 83、, b变化的电场产生变化的磁场。84、, 1, 85. (的方向由点电荷指向导体球的球心) 86120 伏 ,20欧; 87、 方向向左88、匀速圆周运动,动能不变 选择题选 择 题1、将一带电量为Q的金属小球靠近一个不带电的金属导体时,则有( )(A)金属导体因静电感应带电,总电量为-Q;(B)金属导体因感应带电,靠近小球的一端带-Q,远端带+Q;(C)金属导体两端带等量异号电荷,且电量qQ; (D)当金属小球与金属导体相接触后再分离,金属导体所带电量大于金属小球所带电量。2、静电场中P、Q两点的电势差( )(A)与试探电荷的正负有关; (B)与试探电荷的电量有关;(C)与零势点的选择有关; (D)与P、Q两点的位置有关。3、关于导体有以下几种说法:( )(A)接地的导体都不带电; (B)接地的导体可带正电,也可带负电;(C)一导体的电势零,则该导体不带电; (D)任何导体,只要它所带的电量不变,则其电势也是不变的。4、一电源电动势为,内阻为r,与外电阻R连接,则:( )(A)在任何情况下,电源端电压都小于; (B)断路时,端电压等于;(C)短路时,端电压等于; (D)在任何情况下,端电压都不等于。5、把一电流元依次放置在无限长的栽流直导线附近的两点A和B,如果A点和B点到导线的距离相等,电流元所受到的磁力大小:( )(A)一定相等; (B)一定不相等; (C)不一定相等; (D)A、B、C都不正确。6、如果电容器两极间的电势差保持不变,这个电容器在电介质存在时所储存的自由电荷与没有电介质(即真空)时所储存的电荷相比:( )(A)增多; (B)减少; (C)相同; (D)不能比较。7、一细导线弯成直径为d的半圆形状,位于水平面内(如图)均匀磁场竖直向上通过导线所在平面,当导线绕过A点的竖直轴以匀速度 逆时针方向旋转时,导体AC之间的电动势为:( )(A)。 ;(B) ;(C)1/2 ;(D)1/2 。8、在一无限长螺线管中,充满某种各向同性的均匀线性介质,介质的磁化率为设螺线管单位长度上绕有N匝导线,导线中通以传导电流I,则螺线管内的磁场为:( )(A); (B);(C) ;(D)。9、两块无限大平行面上的电荷面密度分别为,图中所示的三个区域的电场强度大小为:( )(A) ;(B) ;(C) ;(D) 。10、把一电流元依次放置在无限长的载流直导线附近的两点A和B,如果A点和B点到导线的距离相等,电流元所受到的磁力大小:( )(A)一定相等 ; (B)一定不相等 ;(C)不一定相等 ; (D)A、B、C都不正确。11、在用试探电荷检测电场时,电场强度的定义为: 则( )(A)E与qo成反比(B)如果没有把试探电荷qo放在这一点上,则E=0(C)试探电荷的电量qo应尽可能小,甚至可以小于电子的电量(D)试探电荷的体积应尽可能小,以致可以检测一点的场强12、两个平行放置的带电大金属板A和B,四个表面电荷面密度为如图所示,则有( )(A)(B)(C)(D)13、关于导体有以下几种说法:( )(A)接地的导体都不带电。(B)接地的导体可带正电,也可带负电。(C)一导体的电势零,则该导体不带电。(D)任何导体,只要它所带的电量不变,则其电势也是不变的。14、描写材料的导电性能的物理量是:(A)电导率 (B)电阻R (C)电流强度I (D)电压U15、在均匀磁场中放置两个面积相等而且通有相同电流的线圈,一个是三角形,另一个是矩形,则两者所受到的 ( )(A)磁力相等,最大磁力矩相等(B)磁力不相等,最大磁力矩相等(C)磁力相等,最大磁力矩不相等(D)磁力不相等,最大磁力矩不相等16、一电量为q的点电荷在均匀磁场中运动,下列说法正确的是 ( )(A)只要速度大小相同,所受的洛伦兹力就相同。(B)在速度不变的前提下,电荷q改变为-q,受力方向反向数值不变。(C)电荷q改变为-q速度方向相反,力的方向反向,数值不变。(D)三个矢量,已知任意两个量的大小和方向,就能判断第三个量的方向与大小。17、在电子感应加速器中,如果在任意半径处场B=K/r,则轨道平面上的平均磁感应强度与轨道上的磁感应强度之比是:( )(A)1:1 (B)1:2 (C)2:3 (D)2:118、内外半径为的驻极体球壳被均匀极化,极化强度为的方向平行于球壳直径,壳内空腔中任一点的电场强度是: ( )(A) (B) (C) (D)19、在一无限长螺线管中,充满某种各向同性的均匀线性介质,介质的磁化率为设螺线管单位长度上绕有N匝导线,导线中通以传导电流I,则螺线管内的磁场为:( )(A)(B)(C) (D) 20、下列说法中正确的有( ) (A) 变化的电场所产生的磁场一定也变化; (B) 变化的磁场所产生的电场一定也变化; (C) 变化的电场所产生的磁场不一定变化; (D) 有电流就有磁场,无电流就一定无磁场。21、关于场强线有以下几种说法( )(A)电场线是闭合曲线(B)任意两条电场线可以相交(C)电场线的疏密程度代表场强的大小(D)电场线代表点电荷在电场中的运动轨迹22、对某一高斯面S,如果有则有( )(A)高斯面上各点的场强一定为零(B)高斯面内必无电荷(C)高斯面内必无净电荷(D)高斯面外必无电荷23、将一接地的导体B移近一带正电的孤立导体A时,A的电势。( )(A)升高 (B)降低 (C)不变 (D)无法判断24、一个电容量为C的平行板电容器,两极板的面积都是S,相距为d,当两极板加上电压U时,(略去边缘效应),则两极板间的作用力为:( )(A)排斥力 (B) 排斥力(C)吸引力 (D)吸引力 25、一个功率为45w的电烙铁,额定电压是220/110V,其电阻丝有中心抽头如图(a)所示,当电源是220V时,用A、B两点接电源;当电源是110V时,则将电阻丝并联后接电源如图(b)所示在这两种接法中:( )(A)通过电阻丝的电流相同,电源供应的电流相同(B)通过电阻丝的电流相同,电源供应的电流不相同(C)通过电阻丝的电流不相同,电源供应的电流不相同(D)通过电阻丝的电流不相同,电源供应的电流相同26、如图所示,在载流螺线管的外面环绕闭合路径一周积分等于( )(A)0 (B) (C) (D)27、已知两共轴细长螺线管,外管线圈半径为内管线圈半径为,匝数分别为.它们的互感系数是:( )(A) (B) (C) (D)28、在与磁感应强度为B的均匀恒定磁场垂直的平面内,有一长为L的直导线ab,导线绕a点以匀角速度转动,转轴与B平行,则ab上的动生电动势为:( )(A) (B) (C) (D)=029、把一相对介电常数为的均匀电介质球壳套在一半径为a的金属球外,金属球带有电量q,设介质球壳的内半径为a,外半径为b,则系统的静电能为:( )(A) (B)(C) (D)30、一无限长的同轴电缆线,其芯线的截面半径为,相对磁导率为,其中均匀地通过电流I,在它的外面包有一半径为的无限长同轴圆筒(其厚度可忽略不计),筒上的电流与前者等值反向,在芯线与导体圆筒之间充满相对磁导率为的均匀不导电磁介质。则磁感应强度B在区中的分布为:( ) (A)B=0 ; (B) ( C) ; (D)31、在空气平行板电容器中,平行地插上一块各向同性均匀电介质板,如图所示。当电容器充电后,若忽略边缘效应,则电介质中的场强与空气中的场强相比较,应有( )A、,两者方向相同B、,两者方向相同C、,两者方向相同D、,两者方向相反32、图示一测定水平方向匀强磁场的磁感应强度(方向见图)的实验装置。位于竖直面内且横边水平的矩形线框是一个多匝的线圈。线框挂在天平的右盘下,框的下端横边位于待测磁场中,线框没有通电时,将天平调节平衡;通电后,由于磁场对线框的作用力而破坏了天平的平衡,须在天平左盘中加砝码才能使天平重新平衡。若待测磁场的磁感应强度增为原来的3倍,而通过线圈的电流减为原来的一半,磁场和电流方向保持不变,则要使天平重新平衡,其左盘中加的砝码质量应为( )A、 B、 C、 D、 33、在圆柱形空间内有一磁感应强度为的均匀磁场,如图所示。的大小以速率变化。在磁场中有A、B两点,其间可放直导线和弯曲的导线,则( )A、电动势只在导线中产生B、电动势只在导线中产生C、电动势在和中都产生,且两者大小相等D、导线中的电动势小于导线中的电动势 4、两根平行的金属线载有沿同一方向流动的电流,这两根导线将( )A、互相吸引 B、互相排斥C、先排斥后吸引 D、先吸引后排斥 35、两个通有电流的平面圆线圈相距不远,如果要使其互感系数近似为零,则应调整线圈的取向使( )A、两线圈平面都平行于两圆心连线B、两线圈平面都垂直于两圆心连线C、一个线圈平面平行于两圆心连线,另一个线圈平面垂直于两圆心连线D、两线圈中电流方向相反36、半径为rA的导体球带电q ,放在内外半径分别为rB ,rC 的导体球壳内,现以导线连导体球和导体球壳,则导体球的电势为 ( )A 、 0 B、 C、 D、 37、如图,长载流导线ab和cd相互垂直,它们相距l,ab固定不动,cd能绕中点O转动,并能靠近或离开ab。当电流方向如右图所示时,导线cd将( )A、顺时针转动同时离开abB、顺时针转动同时靠近abC、逆时针转动同时离开abD、逆时针转动同时靠近ab38、一平板电容器充电后切断电源,若改变两极板间的距离,则下述物理量中哪个保持不变?( )A、电容器的电容量 B、两极板间的场强C、两极板间的电势差 D、电容器储存的能量 39、一电量为q的粒子在均匀磁场中运动,下列哪种说法是正确的?( )A、只要速度大小相同,粒子所受的洛仑兹力就相同B、在速度不变的前提下,若电荷q变为-q,则粒子受力反向,数值不变C、粒子进入磁场后,其动能和动量都不变D、洛仑兹力与速度方向垂直,所以带电粒子运动的轨迹必定是圆40、在圆柱形空间内有一磁感应强度为B的均匀磁场,如图3所示,B的大小以速率dBdt变化,有一长度为l0的金属棒先后放在两个不同的位置1(ab)和2(a/b/),则金属棒在这两个位置时棒内的感应电动势的大小关系为( )A 、 B、C、 D、选 择 题 答 案1:C ;2:D;3:B;4:B;5:C;6:A;7:C;8:C;9:D;10:C11:D ;12:A;13:B;14:A;15:A;16:B;17:D;18:B;19:C;20:C21:C ;22:C;23:B;24:C;25:B;26:D;27:B;28:A;29:B;30:C31、C; 32、B; 33、D; 34、A; 35、C. 36、D 37、D 38、B 39、B 40、B计算题计 算 题1、半径分别为和的两个同心球面都均匀带电,带电量分别为和,两球面把空间分划为三个区域,求各区域的电势分布并画出曲线。(12分)解:根据高斯定理;得三个区域如图所示,场强变化规律是 根据电势与场强的积分关系式得 电势分布曲线如图所示图2、电量为q的点电荷绝缘地放在导体球壳的中心,球壳的内半径为R1,外半径为R2,求球壳的电势。(12分)解:点电荷位于球壳的中心,球壳内表面将均匀带有总电量-q,球壳外表面均匀带有总电量q,电场的分布具有球对称性,此时可用两种方法求球壳的电势。 1)积分法2)叠加法3、同轴电缆由一导体圆柱和一它同轴的导体圆筒所构成。使用时,电流I从一导体流入,从另一导体流出,设导体中的电流均匀地分布在横截面上。圆柱的半径为r1,圆筒的内外半径分别为r2和r3,试求空间各处的磁感应强度。(12分)解:根据对称性和安培环路定理得:当:0rr1当:r1rr2同理:当:r2rr3当:rr3B = 04、一平行的金属导轨上放置一质量为m的金属杆,导轨间距为L。一端用电阻R相连接,均匀磁场B垂直于两导轨所在平面(如图所示),若杆以初速度向右滑动,假定导轨是光滑的,忽略导轨的金属杆的电阻,求:(1)金属杆移动的最大距离;(2)在这过程中电阻R上所发出的焦耳热。 (12分)解 1)当杆A、B以的初速度向历运动,要产生动生电动势,由于它与电阻R组成闭合回路,有感应电流,即载流导体AB在磁场中受与方向相反的安培力作用,即 由牛顿第二定律得金属杆能够移动的最大距离是杆的速度为零,上式积分得2)在此过程中回路的焦耳热是5、两个点电荷,电量分别为和3,相距为,试求:(1)在它们的连线上电场强度的点与电荷量为+的点电荷相距多远?(2)若选无穷远处电势为零,两点电荷之间势的点与电荷量为+的点电荷相距多远?解:设点电荷q所在处为坐标原点O,X轴沿两点电荷的连线。 (1)设E=0的点的坐标为,则 可得 解出 其中符合题意,不符合题意舍去。( (2)设坐标x处U=0,则 得 d-4x=0, x=d/4 (6、两个同心导体球壳,其间充满相对介电常数为的各向同性均匀电介质,外球壳以外为真空,内球壳半径为,带电量为,外球壳内、外半径分别为和,带电量为。求整个空间的电位移、电场强度、电极化强度的表达式。解:空间电场具有球对称,取同心球面为高斯面,由介质中的高斯定理: 求得电位移表示式为: 再据可得: ( 再据可得: 7、金属棒长为,以速率平行于一载流为的长直导线运动。如图所示。求:(1)金属棒中感应电动势 ; (2)棒中哪端电势高。解:建立一维坐标,原点在电流线上,水平向右为x正方向, 则无限长电流产生的磁场为 AB所在处的方向是垂直于纸面向外。= 方向:A指向B。 8、如图6所示,载有电流的长直导线附近,放一导体半圆环与长直导线共面,且端点的连线与长直导线垂直半圆环的半径为,环心与导线相距设半圆环以速度平行导线平移求半圆环内感应电动势的大小和方向及两端的电压 解: 作辅助线,则在回路中,沿方向运动时 即 (1分)又 (5分)所以沿方向,(2分)大小为 点电势高于点电势,即 (1分)9、一平行板电容器,两极板相距为,面积为,其中放有一层厚度为的电介质,相对介电常数为,介质外是空气,两极板的电量分别为、,略去边缘效应。求: (1)、介质中的电位移和电场强度以及电极化强度的大小;(2)、电容。 解:在两板间设介质中电位移、场强分别为D、E;他们的方向都与正极板的法向平行,指向负极板。由D的 高斯定理得 由 得 (2)、两板的电势差为 10、一平行板电容器,两极板相距为d,面积为S,其中充满相对介电常数为的电介质,两极板的电量分别为+Q、-Q,略去边缘效应,如图4。求: (共12分)(1)介质中的电位移D和电场强度E的大小;(6分)(2)两板间的电位差 ;(3分)(3)电容C。 (3分)解:(1)、设介质中电位移、场强分别为D、E;他们的方向都与正极板的法向平行,指向负极板。(1分)由D的 高斯定理得 (3分)由 得 (2分) (2)、 两板的电势差为 (3分)(3)、 (3分) 11、一平行板电容器,两极板相距为d,面积为S,其中放有两层厚度相等的电介质,相对介电常数分别为和,两极板的电量分别为+Q、-Q,略去边缘效应。求:(共18分)(1)两层介质中的电位移D和电场强度E以及电极化强度P的大小;(8分)(2)两板间的电位差 ;(4分)(3)总电容C;(3分) (4)电容器储存的能量。(3分) 解:在两板间设两介质中电位移、场强分别为D1、D2、E1、E2;他们的方向都与正极板的法向平行,指向负极板。由D的 高斯定理得 (3分)由 得 (3分) (2分)两板的电势差为 (4分) (3分) 电容器储存的能量 (3分)2、在磁感应强度为的匀强磁场中,有一长度为的导体棒,导体棒在垂 直于磁场的平面内绕其一端以角速度沿顺时针方向旋转,如图,求:导体棒两端的动生电动势的大小和方向。解:据动生电动势公式 在棒上任取线元, 电动势的方向为O P,P端电势更高。 13、直径为D 的半圆形导线置于与它所在平面垂直的均匀磁场B (见附图),当导线绕着过P点并与B平行的轴以匀角速度逆时针转动时,求其动生电动势。解:在辅助线PQ,与圆弧构成闭合回路,当绕着P点以匀角速度逆时针转动时,封闭曲线的面积不变,因而闭合回路的总电动势,;则沿圆弧的动生电动势为 14、同轴电缆由二无限长空心圆筒组成(厚度不计),半径分别为、,其间充满磁导率为的磁介质,设电流I由内筒流入外筒流回,如图5所示求: (1)内外筒之间的磁场强度H、磁感应强度B和磁化强度M的大小; (2)同轴电缆一段长的自感系数L;(3)同轴电缆一段长内储存的磁能。 解:由安培环路定理 , 又因为,因为三个矢量同方向故 长段的自感: (3)、 另解 15、半径为R1的导体球带有电荷q,球外有一个内、外半径分别为R2,R3的同心等体球壳,壳上带有电荷Q,如果在球壳外再放一个内半径为R4、外半径为R5的同心导体球壳,壳上带有电荷如图20-1所示。试问:(1),和各为多少?(2)内球与最外球壳之间的电势差是多少?(12分)解:(1)根据静电感应知,各球壳内外表面带电量如图所示 (2) 16、在图示电路中,二个理想电压源的电动势分别为(12分)解:设各支路电流如图所示,由基尔霍夫方程得对回路I:对回路: 对回路:由式+式得17、两个均匀带电的金属同心球壳,内球壳半径为,带电,外球壳半径为,带电,试求两球壳之间任一点的场强与电势?(12分) 解: 由高斯定理 ,选择半径为的球面为高斯面, 则 ,当时, ,=。18、一半径为的均匀无限长圆柱载流直导线,设其电流强度为,试计算距轴线为处的磁感应强度。(12分)解: 应用环路定理 , 以轴线为心,为半径选一圆周为积分回路,则在内部, 在外部, , 的方向由右螺旋法则判定。19、如图6所示,一根很长的直导线载有交变电流,它旁边有一长方形线圈ABCD,长为,宽为, 线圈和导线在同一平面内,求:(1) 穿过回路ABCD的磁通量; (2 ) 回路ABCD中的感应电动势。(12分)解: 由毕萨定律知,直线电流产生的磁场为,(1) ,(2) 由法拉第定律: (,20、(10分)均匀磁场限定在无限长圆柱体内,如图五所示,当,且(),MN=R/2时。求:1、梯形各边的感生电动势;2、整个梯形回路的感生电动势。解:由法拉第
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