石大大学物理（二）期末复习题及参考答案

大学物理（二）第14页共14页《大学物理（二）》课程综合复习资料一、单选题1.如图所示，两个“无限长”的共轴圆柱面，半径分别为R1和R2，其上均匀带电，沿轴线方向单位长度上的带电量分别为和，则在两圆柱面之间，距离轴线为r的P点处的场强大小E为（）。A.B.C.D.答案：A2.在图a和b中各有一半径相同的圆形回路、，圆周内有电流、，其分布相同，且均在真空中，但在b图中回路外有电流，P1、P2为两圆形回路上的对应点，则（）。A.B.C.D. 答案：C3.在点电荷+q的电场中，若取图中P点处为电势零点，则M点的电势为（）。A.B.C.D.答案：D4.电荷面密度为和的两块“无限大”均匀带电平行平面，放在与平面相垂直的轴上的，和，位置，如图所示。设坐标原点O处电势为零，在-a＜x＜+a区域的电势分布曲线为（）。答案：C5.边长为的正方形线圈，分别用图示两种方式通以电流I（其中ab、cd与正方形共面），在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感应强度的大小分别为（）。A.B.C.D.答案：C6.一空气平行板电容器，极板间距为d，电容为C，若在两板中间平行地插入一块厚度为d/3的金属板，则其电容值变为（）。A.CB.2C/3C.3C/2D.2C答案：C7.真空中一“无限大”均匀带负电荷的平面如图所示，其电场的场强分布图应是（设场强方向向右为正、向左为负）（）。答案：D8.如图所示，空气中有一无限长金属薄壁圆筒，在表面上沿圆周方向均匀地流着一层随时间变化的面电流,则（）。A.圆筒内均匀地分布着变化磁场和变化电场B.任意时刻通过圆筒内假想的任一球面的磁通量和电通量均为零C.沿圆筒外任意闭合环路上磁感应强度的环流不为零D.沿圆筒内任意闭合环路上电场强度的环流为零答案：B9.用线圈的自感系数L来表示载流线圈磁场能量的公式，（）。A.只适用于无限长密绕螺线管B.只适用于单匝圆线圈C.只适用于一个匝数很多,且密绕的螺线管D.适用于自感系数L一定的任意线圈答案：D10.如图所示，螺线管内轴上放入一小磁针，当电键K闭合时，小磁针的N极的指向（）。A.向外转90OB.向里转90OC.保持图示位置不动D.旋转180O答案：C11.有一接地的金属球，用一弹簧吊起，金属球原来不带电，若在它的下方放置一电量为q的点电荷，则（）。A.只有当q＞0时，金属球才下移B.只有当q＜0时，金属球才下移C.无论q是正是负金属球都下移D.无论q是正是负金属球都不动答案：C12.有四个等量点电荷在OXY平面上的四种不同组态，所有点电荷均与原点等距。设无穷远处电势为零，则原点O处电场强度和电势均为零的组态是（）。答案：D13.取一闭合积分回路L，使三根载流导线穿过它所围成的面。现改变三根导线之间的相互间隔，但不越出积分回路，则（）。A.回路L内的∑I不变，L上各点的不变B.回路L内的∑I不变，L上各点的改变C.回路L内的∑I改变，L上各点的不变D.回路L内的∑I改变，L上各点的改变答案：B14.运动电荷q，质量为，以初速进入均匀磁场中，若与磁场的方向夹角为，则（）。A.其动能改变，动量不变B.其动能和动量都改变C.其动能不变，动量改变D.其动能、动量都不变答案：C15.正方形的两对角上，各置点电荷Q，在其余两对角上各置电荷q，若Q所受合力为零，则Q与q的大小关系为（）。A.B.C.D.答案：A16.半径为r的均匀带电球面1，带电量为q；其外有一同心的半径为R的均匀带电球面2，带电量为Q，则此两球面之间的电势差U1-U2为（）。A.B.C.D.答案：A二、填空题1.图示为某静电场的等势面图，在图中画出该电场的电力线。答案：2.如图所示，在面电流密度为的均匀载流无限大平板附近，有一载流为I半径为R的半圆形刚性线圈，其线圈平面与载流大平板垂直。线图所受磁力矩为0，受力为（）。答案：03.在点电荷系的电场中，任一点的电场强度等于（），这称为场强叠加原理。答案：点电荷系中每一个点电荷在该点单独产生的电场强度的矢量和4.如下图所示，在边长为a的正方形平面的中垂线上，距中心O点处，有一电量为q的正点电荷，则通过该平面的电场强度通量为（）。答案：5.电量分别为q1，q2，q3的三个点电荷分别位于同一圆周的三个点上，如图所示。设无穷远处为电势零点，圆半径为R，则b点处的电势U＝（）。答案：6.空气的击穿电场强度为，直径为0.10m的导体球在空气中时的最大带电量为（）。（）答案：5.6×10-7C7.一半径为R的带有一缺口的细圆环，缺口长度为d（d<<R）环上均匀带正电，总电量为q，则圆心O处的场强大小为E=（）。答案：8.电子质量m，电量e，以速度飞入磁感应强度为的均匀磁场中，与的夹角为θ，电子作螺旋运动，螺旋线的螺距，半径=（）。答案：9.一空气平行板电容器，极板面积为S,极板间距为d，在两极板间加电势差，则不计边缘效应时此电容器储存的能量W=（）。答案：10.在相对电容率的各向同性均匀电介质中，与电能密度相应的电场强度的大小E＝（）。（）答案：11.如图所示，在带电量为q的点电荷的静电场中，将一带电量为的点电荷从a点经任意路径移动到b点，电场力所作的功A＝（）。答案：12.真空中，一边长为a的正方形平板上均匀分布着电荷，总电量为q；在其中垂线上距离平板d处放一电量为的点电荷。在（）条件下，所受的电场力可写成。答案：d＞＞a13.如图所示，一带正电荷的小球，球外有一同心的各向同性均匀电介质球壳，图中画出的一些沿径向的带箭头的线表示（）线。答案：电位移矢量14.电介质在电容器中的作用是：增大电容和（）。答案：提高电容器的耐压能力15.平行板空气电容器的两极板都是半径为R的圆形导体片，在充电时，板间电场强度的变化率为dE/dt，若略去边缘效应，则两极间的位移电流为（）。答案：16.电量为的试探电荷放在电场中某点时，受到向下的力，则该点的电场强度大小为（），方向向上。答案：4N/C17.均匀磁场的磁感应强度垂直于半径为r的圆面。今以该圆周为边线，作一半球面S，则通过S面的磁通量的大小为（）。答案：18.面积为S的平面，放在场强为的均匀电场中，已知与平面间的夹角为，则通过该平面的电场强度通量的数值（）。答案：19.在静电场中，电势不变的区域，场强必定为（）。答案：零20.软磁材料的特点是磁导率大、矫顽力小、磁滞损耗低，它们适于用来制造（）、交流电机的铁芯等。答案：变压器21.两个电容器1和2，串联以后接上电动势恒定的电源充电。在电源保持联接的情况下，若把电介质充入电容器2中，则电容器1上的电势差增大，容器1极板上的电量（）。（填增大、减小、不变）答案：增大22.一空气平行板电容器，电容为C，两极板间距离为d，充电后，两极板间相互作用力为F，则两极板间的电势差为（）。答案：三、综合题1.两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，电流变化率dI／dt＝＞0，一个边长为d的正方形线圈位于导线平面内与一根导线相距d，如图所示。求线圈中的感应电动势，并说明线圈中的感应电流是顺时针还是逆时针方向。答案：解：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：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：与线圈相距较近的导线对线圈的磁通量为：总磁通量感应电动势为：由＞0和回路正方向相同，为顺时针方向，线圈中的感应电流亦是顺时针方向。2.电量Q均匀分布在半径为a长为L（L＞＞a）的绝缘薄壁长圆筒表面上，圆筒以角速度绕中心轴线旋转。一半径为2a、电阻为R的单匝圆形线圈套在圆筒上（如图所示）。若圆筒转速按照的规律（和是已知常数）随时间线性地减小，求圆形线圈中感应电流的大小和流向。答案：解：圆筒以旋转时，相当于表面单位长度上有环形电流，它和通电流螺线管的nI等效，按长螺线管产生磁场的公式，筒内均匀磁场的磁感应强度为：（方向沿筒的轴向）筒外磁场为零。所以穿过线圈的磁通量为：在单匝线圈中产生感生电动势为感应电流i为i的方向与转向一致。3.一空气平行板电容器，两极板面积均为S，板间距离为d（d远小于极板线度），在两极板间平行地插入一面积也是S、厚度为t（＜d）的金属片。试求：（l）电容C等于多少？（2）金属片放在两极板间的位置对电容值有无影响？答案：解：设极板上分别带电量+q和-q；金属片与A板距离为d1，与B板距离为d2；金属片与A板间场强为金属板与B板间场强为金属片内部场强为则两极板间的电势差为由此得因C值仅与d、t有关，与d1、d2无关，故金属片的安放位置对电容无影响。4.电量q均匀分布在长为的细杆上，求在杆外延长线上与杆端距离为a的P点的电势（设无穷远处为电势零点）。答案：解：设坐标原点位于杆中心O点，X轴沿杆的方向，如图所示。细杆的电荷线密度，在x处取电荷元，它在P点产生的电势为整个杆上电荷对P点产生的电势5.一环形螺线管，共N匝，截面为长方形，其尺寸如图所示，试证明此螺线管自感系数为：答案：证：由安培环路定理知：在螺线管内部距环轴线为