《大学物理期末考试复习课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理期末考试复习课件.ppt（91页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、2、一运动电荷q，质量为m，进入均匀磁场中(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,2 在均匀磁场中，有两个平面线圈，其面积 A1=2A2，通有电流 I1=2I2，它们所受到的最大磁力矩之比 M1/M2等于（A）1（B）2（C）4（D）1/4,例题、把轻的导线圈用线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且与线圈在同一平面内，如图所示当线圈内通以如图所示方向的电流时，线圈将(A)不动(B)发生转动，同时靠近磁铁(C)发生转动，同时离开磁铁(D)不发生转动，只靠近磁铁(E)不发生转动，只离开磁铁,4.四条平行的载流无限长直导线,垂直的
2、通过一边长为a的正方形顶点,每条导线中的电流都是I，方向如附图所示.(1)求正方形中心的磁感应强度B;(2)当a=20厘米，I=20安时,B=?,I,I,I,I,a,a,a,a,解：(1)依题意可知,四电流的磁场B方向如图,5如图，矩形区域为均匀稳恒磁场，半圆形闭合导线回路在纸面内绕轴O作逆时针方向匀角速转动，O点是圆心且恰好落在磁场的边缘上，半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时图（A）-（D）的E-t函数图像中哪一条属于半圆形导线回路中产生的感应电动势？,6圆铜盘水平放置在均匀磁场中，B的方向垂直盘面向上，当铜盘绕通过中心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时，（A）铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转
3、动的相反方向流动（B）铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的方向流动（C）铜盘上产生涡流（D）铜盘上有感应电动势产生，铜盘边缘处电势最高（E）铜盘上有感应电动势产生，铜盘中心处电势最高,由右手螺旋法则知，电子向O移动，故铜盘边缘电位高于中心。,A,7如图，导体棒AB在均匀磁场B中绕通过C点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO转动（角速度w与B同方向），BC的长度为棒长的1/3，则(A)A点比B点电势高(B)A点与B点电势相等(C)A点比B点电势低(D)有稳恒电流从A点流向B点,1载流为I、磁矩为Pm的线圈，置于磁感应强度为B的均匀磁场中。若Pm与B方向相同，则通过线圈的磁通量与线圈所受的磁力矩M的大
4、小为,B,C,D,A,A.,2在磁感应强度为 均匀磁场中作一半径为r半球面S，S边线所在平面法线方向单位矢量 与 夹角为,则通过半球面S的磁通量为,B.,C,D,3如图，两根直导线ab和cd 沿半径方向被接到一个截面处处相等铁环上，稳恒电流I从a 端流入而从d 端流出，则磁感应强度沿图中闭合路径L,的积分 等于,C.,B,D,A,4两个共面同心的圆形电流I1和I2，其半径分别为R1和R2，当电流在圆心处产生总的磁感强度,A.R1:R2 B.R2:R1 C.R21:R22 D.R22:R21,为零时，则二者电流强度之比I1：I2为(),5.一无限长通有电流I、宽度a、厚度不计扁平铜片，电流在铜片
5、上均匀分布，铜片外与铜片共面，离铜片右边缘b处P点磁感应强度 大小为,A,B,C,以P为原点，向左建立OX轴如图,在坐标x处取宽dx的电流,6.磁介质有三种，用相对磁导率 表征它们各自的特性时,A.顺磁质，抗磁质，铁磁质,B.顺磁质，抗磁质，铁磁质,C.顺磁质，抗磁质，铁磁质,D.顺磁质，抗磁质，铁磁质,7如图，一半径为R圆线圈通有电流I1,在圆线圈轴线上有一长直导线通有电流I2，则圆形电流受到的作用力,A.沿半径向外 B.沿半径向里,C.沿I1方向 D.沿I2方向 E.无作用力,8.电流由长直导线1沿切向经由a点流入一个电阻均匀分布的圆环，再由b点沿切向从圆环流出，经长直导线2返回电源（如图
6、）。已知直导线上电流强度为I，圆环的半径分别R，且a、b和圆心o在同一直线上，设长直载流导线1、2和圆环分别在O点产生的磁感应强度为、，则圆心处磁感应强度的大小,(A),因为,(B),(C),(D),9、在圆柱形空间内有一磁感应强度为B的均匀磁场，如图所示，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（ab），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,例题、在圆柱形空间内有一磁感受强度为B的均匀磁场，如图所示，B的大小以速率dBdt变化，在磁场中有A、B两点，其间可放直导线AB和弯曲的导线AB弧，则（A）电动势只在直导线AB中产生；（B）电动
7、势只在弯曲弧AB中产生；（C）电动势在直导线和弯曲弧中都产生，且两者大小相等；（D）直导线中的电动势小于弯曲弧中的电动势。,由例题可知，在圆柱内离轴心O点越远，Er越大。,感应电场，A、B两端的电势差与积分路径有关。,1在电场强度E和磁感强度B方向一致的匀强电场和匀强磁场中，有一运动着的电子，某一时刻其强度的方向如图(1)和图(2)所示，则该时刻运动电子的法向和切向加速度的大小分别为（设电子的质量为m，电量为e）an=，at=(图1);an=，at=(图2),x,y,z,1、在一自感线圈中通过的电流I 随时间 t 的变化规律如图 a 所示,若以I 的正方向作为的正方向,则代表线圈内自感 电动势
8、随时间变化规律的曲线为下图中的哪一个?,(1916)例14、真空中两只长直螺线管1和2，长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比d1/d21/4.当它们通以相同电流时，两螺线管储存的磁能为W1/W2=,【1:16】,磁场能量、磁能,17 当惯性系S和S坐标原点O和O重合时，有 一点光源从坐标原点发出一光脉，对S系经 过一段时间t后(对S系经过时间为t)，此 光脉冲的球面方程（用直角坐标系）分别 为：,S系,S 系,18、边长为a的的正方形薄板静止于惯性系K的XOY平 面内，且两边分别与X、Y轴平行，今有惯性系K 以0.8C（C为真空中光速）的速度相对于K系沿X轴 作匀速直线运动，则K测得薄板面积：
9、（A）a2；（B）0.6a2;（C）0.8a2;（D）a2/0.6.答案：,解释：,某微粒子的总能量是它静止时能量的K倍，以C表示 真空中的光速，则其运动速度大小为：（A）；（B）（C）（D）答案：,二、填空题1.一质点带有电荷q，以速度在半径为R的圆周上作匀速圆周运动，该带电质点在轨道中心产生的磁感应强度B=；该带电质点轨道运动的磁矩Pm=。,2.两根长直导线通有电流 I，图示有三种环路；在每种情况下，等于：,(对于环路a)；,(对于环路b)；,(对于环路c)。,3.如图，在真空中有一半径为a 的 3/4 圆弧形的导线，其中通以稳恒电流 I，则O点磁感应强度大小为。,4有一磁矩为Pm的载流线
10、圈，置于磁感应强度为B的均匀磁场中，Pm与B的夹角为，则（1）当 时,线圈处于稳定平衡状态；（2）当 时，线圈所受的力矩最大。,6.一均匀带电圆环，带电量为q，其半径为R，置于均匀磁场 中，的方向与圆环所在平面成60角。使圆环绕通过圆心垂直环面的轴转动,角速度为，则圆环磁矩为，其所受到的磁力矩为。,5半径为R细圆环均匀带电，电荷线密度为。若圆环以角速度绕过环心且垂直于环面转轴作匀速转动，则环心处的磁感应强度 的大小为。,7用均匀细金属丝构成一半径为R圆环C，电流I由导线1流入圆环A点，而后由圆环B流出，进入导线2，设导线1和导线2与圆环共面，则环心O处,的磁感应强度大小,方向。,3（2339）
11、（3分）反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为(1)(2)(3)(4),试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处 变化的磁场一定伴随有电场；_2_；磁感线是无头无尾的_3_；(3)电荷总伴随有电场_1_。,5、如图,平行板电容器(忽略边缘效应)充电时,沿环路L1,L2磁 场强度的环流中,必有:,6、对位移电流,有下数四种说法，请指出哪一种说法正确?,A)位移电流是由变化的电场产生的。B)位移电流是由线性变化的磁场产生的。C)位移电流的热效应服从焦耳-楞次定律。D)位移电流的磁效应不服从安培环路定理。,2.坡印廷矢量 S 的物
12、理意义是：其定义式为：,3.在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中,4.电位移矢量的时间变化率 dD/dt 的单位是：A.库仑/米2.B.库仑/秒.C.安培/米2.D.安培 米2.,2（5134）（本题3分）图示为三种不同的磁介质的BH关系曲线，其中虚线表示的是B=m0H的关系说明a、b、c各代表哪一类磁介质的BH关系曲线：a代表_ 铁磁质_的BH关系曲线 b代表_顺磁质_的BH关系曲线 c代表_抗磁质_的BH关系曲线,（1712）例9、无限长直导线在P处弯成半径为R的圆，当通以电流I时，则在圆心O点的磁感应强度大小等于(A)(B)(C)0(D)(E),【E】,毕莎定律（直线、圆环磁场分布),
13、13.（本题10分）（2567）AA和CC为两个正交地放置的圆形线圈，其圆心相重合。AA线圈半径为20.0 cm，共10匝，通有电流10.0 A；而CC线圈的半径为10.0 cm，共20匝，通有电流 5.0 A求两线圈公共中心O点的磁感强度的大小和方向。,2有一长直导体圆管，内外半径分别为R1和R2，如图，它所载的电流I1均匀分布在其横截面上导体旁边有一绝缘“无限长”直导线，载有电流I2，且在中部绕了一个半径为R的圆圈设导体管的轴线与长直导线平行，相距为d，而且它们与导体圆圈共面，求圆心O点处的磁感强度,解:,向外为正时，,例.对于单匝线圈取自感系数的定义式为L=fm/I,当线圈的几何形状、大
14、小及周围介质分布不变，且无铁磁性物质时，若线圈中的电流强度变小，则线圈的自感系数 L,（A）变大，与电流成反比关系。,（B）变小。,（C）不变。,（D）变大，但与电流不成反比关系。,C,3.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，且密绕的螺线环。,(D)适用于自感系数L 一定的任意线圈。,D,9.一自感线圈中,电流强度在0.002s内均匀地由10A增加到12A,此过程中线圈内自感电动势为400V,则线圈的自感系数L H,0.4,10.自感系数L=0.3H的螺线管中通以I=8A的电流时,螺线管存储
15、的磁场能量为:W=J,9.6,习题 通以电流 I 的线圈如图，在图中有四条闭合曲线，则其环流分别为,9.圈中通过的电流I 随时间t变化的曲线如图所示。试定性画出自感电动势 随时间变化的曲线(以I的正向作为 的正向)。,47,习题.如图所示，在一圆形电流I所在的平面内选取一个同心圆形闭合环路L，则由安培环路定理可知,A.且环路上任一点B=0；B.但环路上任一点B0；C.且环路上任一点B0；D.且环路上任一点B=常量.,L,I,B,48,4.在安培环路定理 中,指，B指，B是由 决定的.,49,6.如图所示.在无限长直载流导线的右侧有面积为S1和S2两个矩形回路，两个回路与长直载流导线在同一平面内
16、，且矩形回路的一边与长直载流导线平行，则通过面积为S1的矩形回路的磁通量与通过面积为S2的矩形回路的磁通量之比为。,50,答案 C,51,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Be，则有(A)Bi、Be均与r成正比(B)Bi、Be均与r成反比(C)Bi与r成反比，Be与r成正比(D)Bi与r成正比，Be与r成反比,如图所示，一矩形线圈，以匀速自无场区平移进入均匀磁场区，又平移穿出在(A)、(B)、(C)、(D)各I-t曲线中哪一种符合线圈中的电流随时间的变化关系(取逆时针指向为电流正方向，且不计线圈的自感)？,答案 D,4一根长度为L的铜棒，在均匀磁场 中
17、以匀角速度绕通过其一端O 的定轴旋转着，的方向垂直铜棒转动的平面，如图所示。设t=0时，铜棒与Ob成 角（b为铜棒转动的平面上的一个固定点），则在任一时刻t这根铜棒两端之间的感应电动势是：,取微元dl,速率v=l,它产生的动生电动势为:,整个金属棒产生的动生电动势为,方向:A O.,右手定则判断也可。,(转轴均匀),解1：,均匀金属棒在均匀磁场中旋转(转轴)产生的.,dt内棒转过d,扫过的面积为：,dt内磁通量的改变量为：,解2：,一根长为L的金属细杆ab绕竖直轴O1O2以角速度 在水平面内旋转。O1O2在离细杆a端L/5处。若已知地磁场在竖直方向的分量为。求ab两端间的电势差,解：,间的动生
18、电动势：,b点电势高于O点。,间的动生电动势：,a点电势高于O点。,例：如图，长度为l的直导线ab在均匀磁场 中以速度 移动，直导线ab中的电动势为,(A)Blv(B)Blv sina(C)Blv cosa(D)0,面积为S和2S的两圆线圈1、2如图放置，通有相同的电流I线圈1的电流所产生的通过线圈2的磁通用 表示，线圈2的电流所产生的通过线圈1的磁通用 表示，则 和 的大小关系为：(A)=2；(B)；(C)=；(D)=,1.在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5s，则乙相对于甲的运动速度是（c表示真空中的光速）。,提示：,2.一匀
19、质矩形薄板，在它静止时测得其长为a，宽为b，质量为m0。由此可算出面积密度为m0/ab。假设该薄板沿长度方向以接近光速的速度v作匀速直线运动，此时再测算该矩形薄板的面积密度则为,提示：,3(1)对某观察者来说，发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件，对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说，它们是否同时发生？(2)在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，它们在其它惯性系中是否同时发生？关于上述两个问题的正确答案是：(A)(1)同时，(2)不同时(B)(1)不同时，(2)同时(C)(1)同时，(2)同时(D)(1)不同时，(2)不同时,4某核电站年发电量为 100亿
20、度，它等于361015 J的能量，如果这是由核材料的全部静止能转化产生的，则需要消耗的核材料的质量为(A)0.4 kg(B)0.8 kg(C)(1/12)107kg(D)12107 kg,5.根据相对论力学，动能为0.25 MeV的电子，其运动速度约等于(A)0.1c(B)0.5c(C)0.75c(D)0.85c(c表示真空中光速,电子的静止能 m0c2=0.5 MeV),解,相对论的动能表达式为：Ek=mc2m0c2，即：,C,.一物体静质量为m0，当该物体以速率v运动时（v接近光速c），该物体的动能为(A)(B)(C)(D),解,相对论的动能表达式为：Ek=mc2m0c2，（A）为经典力学
21、动能表达式，（B）错误（C）正确（D）为相对论总能量,C,8.一个电子运动速度v=0.99c，它的动能是：(电子的静止能量为0.51 MeV)(A)4.0MeV(B)3.5 MeV 3.1 MeV 2.5 MeV,C,6.狭义相对论的两条基本原理中，相对性原理说的是_；光速不变原理说的是_,7 已知惯性系S相对于惯性系S以0.5c匀速度沿x轴的负方向运动，若从S系的坐标原点O沿x轴的正方向发出一光波，则S系中测得此光波的波速=？,解：,S系中测得此光波的波速,根据光速不变原理，光速与参照系无关。,8、+介子是不稳定的粒子，在它自己的参照系中测得平均寿命是2.610-8 s，如果它相对于实验室以
22、0.8 c(c为真空中光速)的速率运动，那么实验室坐标系中测得的+介子的寿命是_s.,4.3310-8,9.把一个静止质量为m0的粒子，由静止加速到v=0.6c（为真空中光速）需作的功是多少？,解：,10.两个惯性系S与S，沿x（x）轴作相对速度为u的相对运动。设在S系中某点先后发生两个事件，用固定在S系中的钟测出两事件间隔时间为0，而用固定在S系中的钟测出两个事件间隔为；又在S 的x轴上放置一固有长为l0的细杆，从S系中测得其长度为l，则：(A)(B)(C)(D),解,根据相对论有时间膨胀（动钟变慢）、长度收缩（动尺缩短），注意这两个效应都是相对于原时（0）、原长（l0）而言的。（B）正确,
23、B,21.一通有电流 I 的半圆形闭合回路,放在磁感应强度为 B 的均匀磁场中,回路平面垂直于磁场方向,如图所示。求作用在半圆弧 ab 上的磁力及直径 ab 段的磁力。,解：取如图所示,取电流元 Idl,它所受的安培力,ab 受磁力 F=2BIR,沿 y 轴正向.直径ab 受磁力：F=2RBI，沿 y 轴负向.,24.如图所示,为一均匀密绕的环形螺线管,匝数为 N,通电电流为 I,其横截面积为矩形,芯子材料的磁导率为 m,圆环内外半径分别为 R1 和 R2,求：(1)芯子中的B值和芯子截面磁通量。(2)在 r R2 处的 B 值。,解：(1)由安培环流定理,20.一对同轴的无限长空心导体圆筒,
24、内、外半径分别为 R1 和 R2(筒壁厚度可以忽略不计),电流 I 沿内筒流去,沿外筒流回,如图所示。(1)计算两圆筒间的磁感应强度；(2)求通过长度为 l 的一段截面(图中的斜线部分)的磁通量。,解:(1)由安培环路定理,(2)在截面上 r 处,取宽为 dr,长 l 的窄条,其面积,dS=ldr,则,例电量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 绕中心转轴旋转。一半径为 2a、电阻为R 的单匝圆形线圈套在圆筒上。若圆筒转速按 照=0(1 t/t0)的规律随时间线性减小，求圆形线圈中 感应电流的大小和方向。,解：薄壁长圆筒表面的电荷旋转时等效 于密绕螺线管
25、：。式中nI 为单位长度上的圆电流的电流强度。,单位长度带电：,单位长度的电流：,故圆筒内：,单匝圆线圈的磁通量：,电流方向：与长圆筒电荷运动的绕向一致。,解：(1)利用安培环路定理可求得1导线在P点产生的磁感强度的大小为：,2导线在P点产生的磁感强度的大小为：,由此可得：x=0处，B有最大值,由对称性知P 点总场沿x轴正向,时，B(x)最大,例133：如图所示，一长直导线通有电流I,其旁共面放置一匀质金属梯形线框abcda,已知da=ab=bc=L,两斜边与下底边夹角均为,d点与导线相距为l。今线框从静止开始自由下落H高度,且保持线框平面始终与长直导线共面,求：,(1)下降高度H后瞬间,线框
26、中的感应电流为多少？(2)该瞬间线框中电势最高处与电势最低处间电势差为多少？解(1)由于线框垂直下落,线框所包围的磁通量无变化,故感应电流为0。(2)设dc边长为l,则由图可见,取d c的方向为dc边内感应电动势的正向,则,说明cd段内电动势的方向中d c。由于回路中无电流,因为c点电势最高，d点电势最低，故 即为所求。,（本题3分）（5120）载流的圆形线圈(半径a1)与正方形线圈(边长a2)通有相同电流I若两个线圈的中心O1、O2处的磁感强度大小相同，则半径a1与边长a2之比a1a2为,(A)11,(B),(C),(D),（本题3分）（2448）磁场由沿空心长圆筒形导体的均匀分布的电流产生
27、，圆筒半径为R，x坐标轴垂直圆筒轴线，原点在中心轴线上图(A)(E)哪一条曲线表示Bx的关系？,（本题3分）（2059）一匀强磁场，其磁感强度方向垂直于纸面(指向如图)，两带电粒子在该磁场中的运动轨迹如图所示，则(A)两粒子的电荷必然同号(B)粒子的电荷可以同号也可以异号(C)两粒子的动量大小必然不同(D)两粒子的运动周期必然不同,（本题3分）（2609）用细导线均匀密绕成长为l、半径为a(l a)、总匝数为N的螺线管，管内充满相对磁导率为r 的均匀磁介质若线圈中载有稳恒电流I,则管中任意一点的(A)磁感强度大小为B=0 r NI(B)磁感强度大小为B=r NI/l(C)磁场强度大小为H=0
28、NI/l(D)磁场强度大小为H=NI/l,（本题3分）（2387）已知面积相等的载流圆线圈与载流正方形线圈的磁矩之比为21，圆线圈在其中心处产生的磁感强度为B0，那么正方形线圈(边长为a)在磁感强度为 的均匀外磁场中所受最大磁力矩为_,（本题3分）（2401）长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成，两导体中有等值反向均匀电流I通过，其间充满磁导率为的均匀磁介质介质中离中心轴距离为r的某点处的磁场强度的大小H=_，磁感强度的大小B=_,（本题10分）（2471）如图所示，载有电流I1和I2的长直导线ab和cd相互平行，相距为3r，今有载有电流I3的导线MN=r，水平放置，且其两端MN分别与I1、I2的距离都是r，ab、cd和MN共面，求导线MN所受的磁力大小和方向,解：导线MN上距M为 x 处的磁感强度大小为：,MN上电流元I3dx所受磁力：,15、如图所示，有一根长直导线，载有直流电流 I，近旁有一个两条对边与它平行并与它共面的矩形线圈，以匀速度 沿垂直于导线的方向离开导线设t=0时，线圈位于图示位置，求(1)在任意时刻t通过矩形线圈的磁通量；(2)在图示位置时矩形线圈中的电动势,解：(1),(2),
