2009级大学物理A(2)B(2)半期考试试题A卷与解答56270

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

2、强为:(A ) (B) 0 (C) (D) xyzabcEOAA¢BB¢C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AA¢CO,面B¢BOC,面ABB¢A¢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

3、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) aIII· O图4´´´4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B1，圆柱体外(r >R)的磁感强度为B2，则有：(A)

4、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 rU 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

5、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,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，Ðaob=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

6、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

7、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r>b时，；当a<r<b时， ；当r<a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=8.85×10-4C, 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

8、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/s2，0=8.85×10-12C2/（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