中国石油大学09-10大物下册期中题目和答案说课讲解

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1、09-10学年大学物理下期中考试(q zhn ko sh)题目解答第一页，共20页。1、如图所示，在坐标、如图所示，在坐标(a，0)处放置一点电荷处放置一点电荷(dinh)+q，在，在坐标坐标(-a，0)处放置另一点电荷处放置另一点电荷(dinh)-qP点是点是x轴上的一点，轴上的一点，坐标坐标为为(x，0)当当xa时，该点场强的大小为：时，该点场强的大小为：(A)(B)(C)(D)第二页，共20页。2、图示为一具有球对称性分布的静电场的、图示为一具有球对称性分布的静电场的Er关系曲关系曲线请指出该静电场是由下列哪种带电体产生的线请指出该静电场是由下列哪种带电体产生的(选选球心球心O处为坐标原

2、点处为坐标原点)(A)半径半径(bnjng)为为R的均匀带电球面的均匀带电球面 (B)半径半径(bnjng)为为R的均匀带电球体的均匀带电球体 (C)半径半径(bnjng)为为R、电荷体密度、电荷体密度rAr(A为常为常数）的非数）的非 均匀带电球体均匀带电球体 (D)半径半径(bnjng)为为R、电荷体密度、电荷体密度rA/r(A为常为常数数)的非的非 均匀带电球体均匀带电球体第三页，共20页。3、在点电荷、在点电荷+q 的电场中若取图中的电场中若取图中P 点为电势零点，则点为电势零点，则 M点的点的电电势为势为+qPMaaD第四页，共20页。4、两块面积均为、两块面积均为S的金属平板的金属

3、平板A和和B彼此平行放置彼此平行放置(fngzh)，板间距离为，板间距离为d(d远小于板的线度远小于板的线度)，设，设A板带有电荷板带有电荷q1，B板板带有电荷带有电荷q2，则，则AB两板间的电势差两板间的电势差UAB为为 (A)(B)(C)(D)第五页，共20页。5、如图所示，在真空中半径分别为、如图所示，在真空中半径分别为R和和2R的两个同心的两个同心(tngxn)球面，球面，其上分别均匀地带有电荷其上分别均匀地带有电荷+q和和-3q今将一电荷为今将一电荷为+的带电粒子从内的带电粒子从内球面处由静止释放，则该粒子到达外球面时的动能为：球面处由静止释放，则该粒子到达外球面时的动能为：(A)(

4、B)(C)(D)6、一个大平行板电容器水平放置，两极板间的一半空间充有各向同性、一个大平行板电容器水平放置，两极板间的一半空间充有各向同性均匀电介质，另一半为空气，如图当两极板带上恒定的等量异号电均匀电介质，另一半为空气，如图当两极板带上恒定的等量异号电荷时，有一个质量为荷时，有一个质量为m、带电荷为、带电荷为+q的质点，在极板间的空气区域中的质点，在极板间的空气区域中处于处于(chy)平衡此后，若把电介质抽去，则该质点平衡此后，若把电介质抽去，则该质点 (A)保持不动 (B)向上运动 (C)向下(xin xi)运动 (D)是否运动不能确定 第六页，共20页。7、一平行、一平行(pngxng)

5、板电容器充电后仍与电源连接，若用绝缘板电容器充电后仍与电源连接，若用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大，则极板上的电荷手柄将电容器两极板间距离拉大，则极板上的电荷Q、电场强度、电场强度的大小的大小E和电场能量和电场能量W将发生如下变化将发生如下变化 (A)Q增大，增大，E增大，增大，W增大增大 (B)Q减小，减小，E减小，减小，W减小减小 (C)Q增大，增大，E减小，减小，W增大增大 (D)Q增大，增大，E增大，增大，W减小减小 8、在磁感强度为、在磁感强度为 S边线所在平面的法线方向单位矢量边线所在平面的法线方向单位矢量 与与 的夹角为的夹角为a，的均匀磁场中作一半径为的均匀磁场中作一半径为r

6、的半球面的半球面S，则通过半球面则通过半球面S的磁通量的磁通量(取弯面向外为正取弯面向外为正)为为 A)R2 B.B)2R2 B.C)-R2 B sin.D)-R2 B cos.第七页，共20页。9、如图，在一固定的载流大平板附近有一载流小线框能自由、如图，在一固定的载流大平板附近有一载流小线框能自由(zyu)转动或平动线框平面与大平板垂直大平板的电流与转动或平动线框平面与大平板垂直大平板的电流与线框中电流方向如图所示，则通电线框的运动情况对着从大平线框中电流方向如图所示，则通电线框的运动情况对着从大平板看是：板看是：(A)靠近大平板靠近大平板 (B)顺时针转动顺时针转动 (C)逆时针转动逆时

7、针转动(D)离开离开(l ki)大平板向外运动大平板向外运动 10、如图所示的一细螺绕环，它由表面绝缘的导线、如图所示的一细螺绕环，它由表面绝缘的导线(doxin)在在铁环上密绕而成，每厘米绕铁环上密绕而成，每厘米绕10匝当导线匝当导线(doxin)中的电流中的电流I为为2.0 A时，测得铁环内的磁感应强度的大小时，测得铁环内的磁感应强度的大小B为为1.0 T，则可求得，则可求得铁环的相对磁导率为：铁环的相对磁导率为：(真空磁导率真空磁导率0=410-7 TmA-1)(A)7.96102 (B)3.98102 (C)1.99102 (D)63.3第八页，共20页。1111、图图示示BCDBCD

8、是以是以O O点点为圆为圆心，以心，以R R为为半径半径(bnjng)(bnjng)的半的半圆圆弧，在弧，在A A点有点有一一电电荷荷为为+q+q的点的点电电荷，荷，O O点有一点有一电电荷荷为为q q的点的点电电荷荷线线段段现将一单位现将一单位(dnwi)正电荷从正电荷从B点沿半圆弧轨道点沿半圆弧轨道BCD移到移到D点，点，则电场力所作的功为则电场力所作的功为_12、图中所示以、图中所示以O为心的各圆弧为静电为心的各圆弧为静电场场(din chng)的等势（位）线图，已的等势（位）线图，已知知U1U2U3，在图上画出，在图上画出a、b两点两点的电场的电场(din chng)强度的方向，并比强

9、度的方向，并比较它们的大小较它们的大小Ea_ Eb(填、填、)第九页，共20页。13、空气的击穿、空气的击穿(j chun)电场强度为电场强度为 2106 Vm-1，直径为，直径为0.10 m的导的导体球在空气中时最多能带的电荷为体球在空气中时最多能带的电荷为_ (真空(zhnkng)介电常量0=8.8510-12 C2N-1m-2)14、半径为、半径为R1和和R2的两个同轴金属圆筒，其间充满着相对介电的两个同轴金属圆筒，其间充满着相对介电常量为常量为r的均匀介质设两筒上单位长度的均匀介质设两筒上单位长度(chngd)带有的电荷带有的电荷分别为分别为+l和和-l，则介质中离轴线的距离为，则介质

10、中离轴线的距离为r处的电位移矢量的处的电位移矢量的大小大小D=_，电场强度的大小，电场强度的大小 E=_ 5.610-7 C 第十页，共20页。15、在半经为、在半经为R的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为r的长的长直圆柱体，两柱体轴线平行直圆柱体，两柱体轴线平行(pngxng)，其间距为，其间距为a，如图，如图今在此导体上通以电流今在此导体上通以电流I，电流在截面上均匀分布，则空心部，电流在截面上均匀分布，则空心部分轴分轴线上线上O点的磁感强度的大小为点的磁感强度的大小为_ 16、在真空中，电流、在真空中，电流I由长直导线由长直导线1沿垂直沿垂直bc边方边方向

11、经向经a点流入一由电阻均匀的导线构成的正三角形点流入一由电阻均匀的导线构成的正三角形线框，再由线框，再由b点沿平行点沿平行ac边方向流出，经长直导线边方向流出，经长直导线2返回返回(fnhu)电源电源(如图如图)三角形框每边长为三角形框每边长为l，则在该正三角框中心则在该正三角框中心O点处磁感强度的大小点处磁感强度的大小B=_第十一页，共20页。17、半径为、半径为R的空心载流无限长螺线管，单位长度的空心载流无限长螺线管，单位长度有有n匝线圈，导线中电流为匝线圈，导线中电流为I今在螺线管中部以今在螺线管中部以与轴成与轴成a 角的方向发射一个角的方向发射一个(y)质量为质量为m，电荷，电荷为为q

12、的粒子的粒子(如图如图)则该粒子初则该粒子初速速v0必须小于或等于必须小于或等于 ，才能保证它不与螺线管壁相撞才能保证它不与螺线管壁相撞18、电子在磁感强度、电子在磁感强度B=0.1 T的匀强磁场中沿圆周运动，电的匀强磁场中沿圆周运动，电子运动形成的等效圆电流强度子运动形成的等效圆电流强度(din li qin d)I=_ (电子电荷电子电荷e=1.6010-19 C，电子质量，电子质量m=9.1110-31 kg)4.4810-10 A 第十二页，共20页。19、两根无限长直导线互相垂直地放着，相距、两根无限长直导线互相垂直地放着，相距d=2.0102 m，其中一根，其中一根(y n)导线与

13、导线与z轴重合，轴重合，另一根另一根(y n)导线与导线与x轴平行且在轴平行且在Oxy平面内平面内设两导线中皆通过设两导线中皆通过I=10 A的电流，则在的电流，则在y轴上离轴上离两根导线等距的点两根导线等距的点P处的磁感强度的大小为处的磁感强度的大小为B=_ (m0=4p10-7 NA-2)20、在一个带负电荷的金属、在一个带负电荷的金属(jnsh)球附近，放一个带正电球附近，放一个带正电的点电荷的点电荷q0，测得，测得q0所受的力为所受的力为F，则，则F/q0的值一定的值一定_ 于不放于不放q0时该点原有的场强大小时该点原有的场强大小(填大、等、小填大、等、小)2.8210-8 T 大大第

14、十三页，共20页。21、一半径为、一半径为R的带电的带电(di din)球体，其电荷体密度分布为球体，其电荷体密度分布为 r=Ar (rR)，r=0 (rR)A为一常量试求球体内外的场强分布为一常量试求球体内外的场强分布 解：在球内取半径解：在球内取半径(bnjng)为为r、厚为、厚为dr的薄球壳，的薄球壳，(rR)以该球面以该球面(qimin)为高斯面，按高斯定理有为高斯面，按高斯定理有 (rR)同理在球体外作一半径为同理在球体外作一半径为r的同心高斯球面，的同心高斯球面，(r R)方向沿径向，方向沿径向，A0时向外，时向外，A0时向里时向里 第十四页，共20页。22、如图所示，半径为、如图

15、所示，半径为R的均匀的均匀(jnyn)带电球面，带有电荷带电球面，带有电荷q沿某一半径方向上有一均匀沿某一半径方向上有一均匀(jnyn)带电细线，电荷线密度为带电细线，电荷线密度为l，长度为长度为l，细线左端离球心距离为，细线左端离球心距离为r0设球和线上的电荷分布不受设球和线上的电荷分布不受相互作用影响，试求细线所受球面电荷的电场力和细线在该电场相互作用影响，试求细线所受球面电荷的电场力和细线在该电场中的电势能中的电势能(设无穷远处的电势为零设无穷远处的电势为零)解：设解：设x轴沿细线方向，原点在球心轴沿细线方向，原点在球心(qixn)处，处，在在x处取线元处取线元dx，其上电荷为，其上电荷

16、为 线元在带电线元在带电(di din)球面的电场中所受电场力为：球面的电场中所受电场力为：方向沿方向沿x正方向正方向 整个细线所受电场力为：整个细线所受电场力为：第十五页，共20页。电荷元在球面电荷电场中具有电荷元在球面电荷电场中具有(jyu)电势能：电势能：整个线电荷在电场中具有整个线电荷在电场中具有(jyu)电势能：电势能：第十六页，共20页。23、一无限长圆柱形铜导体、一无限长圆柱形铜导体(磁导率磁导率m0)，半径，半径(bnjng)为为R，通，通有均匀分布的电流有均匀分布的电流I今取一矩形平面今取一矩形平面S(长为长为1 m，宽为，宽为2 R)，位，位置如右图中画斜线部分所示，求通过

17、该矩形平面的磁通量置如右图中画斜线部分所示，求通过该矩形平面的磁通量 解：在圆柱体内部与导体中心轴线相距为解：在圆柱体内部与导体中心轴线相距为r处的处的磁感强度的大小，由安培磁感强度的大小，由安培(npi)环路定理：环路定理：穿过导体内画斜线部分穿过导体内画斜线部分(b fen)平面的磁通为平面的磁通为 在圆形导体外，与导体中心轴线相距在圆形导体外，与导体中心轴线相距r处的磁感强度大小为处的磁感强度大小为 第十七页，共20页。穿过导体外画斜线部分穿过导体外画斜线部分(b fen)平面的磁通量平面的磁通量 穿过整个矩形穿过整个矩形(jxng)平面的磁通量平面的磁通量 第十八页，共20页。24、（

18、本、（本题题10分）（分）（2471）如如图图所示，所示，载载有有电电流流I1和和I2的的长长直直导线导线ab和和cd相互平行，相距相互平行，相距(xingj)为为3r，今有，今有载载有有电电流流I3的的导线导线MN=r，水平放置，且其两，水平放置，且其两端端MN分分别别与与I1、I2的距离都是的距离都是r，ab、cd和和MN共面，求共面，求导线导线MN所受的磁力大小和方向所受的磁力大小和方向解：解：导线导线(doxin)MN上距上距M为为 x 处处的磁感的磁感强强度大小度大小为为：MN上电流元上电流元I3dx所受磁力所受磁力(cl)：第十九页，共20页。若若 ，则则的方向向下的方向向下，则则的方向向上的方向向上 第二十页，共20页。