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2010-2011第1学期大学物理A2半期考试试卷

2010-2011第1学期大学物理A2半期考试试卷

一、判断题(每题2分,共4分)

1.高斯定理在对称分布和均匀分布的电场中才能成立。 ( ) A 、不正确 B 、正确

2.若库仑定律的分母中的r 指数不是2而是其它数,那么高斯定理将不成立。 ( ) A 、不正确 B 、正确

二、选择题(每题3分, 共36分)

1.如图所示,用电源对平板电容器充电,然后断开电键,再将电容器的两极板移近,在此过程中 ( )

A 、 外力作正功,电容器内电能增加

B 、外力作负功,电容器内电能减少

C 、 外力作正功,电容器内电能减少

D 、外力作负功,电容器内电能增加 2.一平板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P 点,如图所示。以

E 表示两极板间场强,V 表示电容器的电压,W 表示正电荷在P 点的电势能。若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示位置,则( )

A 、 V 变小,E 不变,W 不变

B 、 V 变大,E 不变,W

不变 C 、 V 不变,E 变大,W 变大 D 、 V 不变,E 变小,W 变小

3.如图所示,两半径为R 的相同的金属圆环,

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相互垂直放置,圆心重合与0点,并在a 、b 两点相接触。电流I 沿直导线由a 点流入金属环,

而从b 流出,则环心0点的磁感应强度B

的大

小为:( )

A 、 0

B 、

R

I

0μ C 、

R I

220μ D 、 R

04.真空中两平行带电平板相距为d (很小),两面积为S ,带电量分别为Q +与Q -,

则两板间的作用力大小为(忽略边缘效应)( )

A 、2

02d π4εQ F = B 、 S Q F 02ε= C 、 S Q F 022ε= D 、 S Q F 02

2ε=

K

5.下述关于某点的电位的正负的陈述哪一条是正确的( )

A 、 电位的正负决定于试探电荷的正负

B 、 电位的正负决定于外力对试探电荷的作功的正负

C 、 空间某点的电位的正负是不确定的,可正可负,决定于电位零点的选取

D 、 电位的正负决定于带电体的正负,带正电的物体周围的电位一定是正的,带负电的物体的周围的电位一定为负

6.在均匀磁场中放置三个面积相等并且通过相同电流的线圈;一个是矩形,一个正方形,

另一个是三角形。下列哪一个叙述是正确的 ( )

A 、线圈受到的合磁力为零,矩形线圈受到的合磁力最大

B 、三角形线圈所受到的最大磁力矩为最小

C 、三线圈所受的合磁力和最大磁力矩均为零

D 、三线圈所受的最大磁力矩均相等

7.在xy 平面内,有一带电粒子,电荷为q ,质量为m ,以速度v 通过坐标原点,v 和正

x 轴的夹角为θ。沿正x 轴方向有一均匀磁场B

,带电粒子运动的周期T 为( )

A 、 mq

B B 、 B mq π2

C 、 )(π2qB /m

D 、2qmB

E 、 Bq π2

8.四条相互平行的载流长直导线如图所示放置,电流均为

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I ,正方形的连长为a 2,正方形中心的磁感应强度B 为

( )

A 、 I a

B π20μ=

B 、 I a

B π220

μ= C 、 0=B D 、a I B π0μ= 9.在失重的情况下(0=g ),使单摆的摆球带正电,在平面地板上均匀分布负电,它对带

正电的摆球有引力,若摆球所受的电力为恒力F ,摆球质量为m ,摆长为l ,则此单摆振动(可视作甚小角度的摆动)的周期为( )

A 、Fm l π

2 B 、 Fl m π2 C 、 F ml π2 D 、 F ml 2

π4 E 、ml

F π2

10.在一均匀外场0E

中,放入一均匀各向同性的长方体介质板。介质板上极化电荷分布

为图中的中哪一幅( )

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11.图中实线为某电场中的电力线,虚线表示等势(位)面,由图可看出:( )

A 、C

B A

C B A U U U E E E >>>>,

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B 、

C B A C B A U U U E E E <<<<,

C 、C B A C B A U U U E E E <<>>,

D 、C B A C B A U U U

E E E >><<,

12.如图所示,在一无限长的均匀带电的细棒旁垂直放一均匀带电的的细棒MN ,且二细棒共面,若二棒的电荷线密度为λ+,细棒MN 长为l ,且M 端距长直细棒也为l ,那么细棒MN 受到的电场力为( )

A 、02π22ln ελ,沿MN 方向

B 、0

2π22ln ελ,垂直于纸面向里

C 、02πελ,沿MN 方向

D 、0

2

πελ,垂直于纸面向里

三、填空题(每题3分,共30分)

1.一电子以速率v 绕原子核旋转,电子旋转的等效轨道半径为0r ,如果将电子绕原子核运动等效为一圆电流,则等效电流=I ____________,在等效轨道中心处产生的磁感应强度大小=B ____________

2.一载有电流的1/4圆周回路abca (电流I ,圆弧部分

的半径为R ),置于磁感应强度为B

的均匀磁场中,如图所示,则外磁场B 作用于回路各段的安培力F

、回路的

磁矩m P 及回路所受的磁力矩m M

的大小分别为

=ab F ________; =m P _______, =m M ________,

3.电流元l Id

在磁场中某处沿直角坐标系的X 轴方

向放置时不受力,把电流元转到Y 轴正方向时受到的

力沿Z 轴反方向,该处磁感应强度B

指向 方向。

4.有一边长为a 的正方形平面,在其中垂线上距中心O点2/a 处,有一电量为q 的正点电荷,如图所示,则通过该平面的电场强度通量为______________。

5.

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0极板之间充满相对介电常数为r ε的各向同性均匀电介质,则该电容器中储存的能量W 为

l l M

N

λ+

λ+

Y

Z

X

O

a

________________。

6.两个同心球壳.内球壳半径为1R ,均匀带有电量Q ;外球壳半径为2R ,如图所示,壳的厚度忽略,原先不带电,但与地相连接.设地为电势零点,则在两球之间、距离球心为r 的P点处电场强度的大小______,电势为__________。

7.

在一个孤立的导体球壳内,若在偏离球中心处放一个点电荷,则在球壳内、外表面上将出现感应电荷,其分布将是内表面__________,外表面_____________

(均匀或不均匀)

8.如图所示,在磁感应强度为B

的均匀磁

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场中,有一圆形载流导线,a 、b 、c 是其上三个长度相等的电流元,则它们所受安培力a F 、b F 、c F 的大小关系为 __________。

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9.流过每条导线的电流i 则在______区域中某些点的磁感应强度B 可能为零。 10.相对介电常数为r ε的各向同性的电介质中是 。

四、计算题(每题10分,共30分)

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1.如图所示,一无限长直导线通有电流I ,旁边放有一直角

三角形回路,回路与长直导线共面。 求:通过三角形回路的磁通量m φ。

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2.如图是一电荷量为Q ,半径为R 的均`匀带电球体。 用高斯定理计算电场强度在球内外空间的分布,

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3.如图所示,一根半径为1R 的无限长圆柱形导体棒,棒内有半径为2R 的圆柱状空腔,空腔的轴线与导体棒的轴线平行,两轴间距为a ,且2R a >。现有电流I 沿导体棒的轴向流动,电

流均匀分布在棒的横截面上,求:导体棒轴线上的磁感应强度大小0B

a

b