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1、2010-2011学年大学物理(下)期中试题解答,1、有两个电荷都是q的点电荷，相距为2a今以左边的点电荷所在处为球心，以a为半径作一球形高斯面 在球面上取两块相等的小面积S1和S2，其位置如图所示 设通过S1和S2的电场强度通量分别为 1和 2，通过整个球面的电场强度通量为 S，则(A)1 2，Sq/0(B)1 2，S2q/0(C)1 2，Sq/0(D)1 2，Sq/0,2、半径为R的均匀带电球面，总电荷为Q设无穷远处电势为零，则该带电体所产生的电场的电势U，随离球心的距离r变化的分布曲线为：,3、已知某电场的电场线分布情况如图所示现观察到一负电荷从M点移到N点有人根据这个图作出下列几点结论
2、，其中哪点是正确的？,(A)电场强度EMEN(B)电势UMUN(C)电势能WMWN(D)电场力的功A0,4、两块面积均为S的金属平板A和B彼此平行放置，板间距离为d(d远小于板的线度)，设A板带有电荷q1，B板带有电荷q2，则AB两板间的电势差UAB为,(A)(B)(C)(D),5、图中实线为某电场中的电场线，虚线表示等势（位）面，由图可看出：,(A)EAEBEC，UAUBUC(B)EAEBEC，UAUBUC(C)EAEBEC，UAUBUC(D)EAEBEC，UAUBUC,6、面积为S的空气平行板电容器，极板上分别带电量q，若不考虑边缘效应，则两极板间的相互作用力为,(A)(B)(C)(D),
3、7、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荷时，有一个质量为m、带电荷为+q的质点，在极板间的空气区域中处于平衡此后，若把电介质抽去，则该质点(A)保持不动(B)向上运动(C)向下运动(D)是否运动不能确定,8、如图，边长为a的正方形的四个角上固定有四个电荷均为q的点电荷此正方形以角速度w 绕AC轴旋转时，在中心O点产生的磁感强度大小为B1；此正方形同样以角速度w 绕过O点垂直于正方形平面的轴旋转时，在O点产生的磁感强度的大小为B2，则B1与B2间的关系为(A)B1=B2(B)B1=2B2(C)B1=B2/2(D)B
4、1=B2/4,9、图中，六根无限长导线互相绝缘，通过电流均为I，区域、均为相等的正方形，哪一个区域指向纸内的磁通量最大？(A)区域(B)区域(C)区域(D)区域(E)最大不止一个,10、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,11、两根相互平行的“无限长”均匀带正电直线1、2，相距为d，其电荷线密度分别为l1和l2如图所示，则场强等于零的点与直线1的距离a为_,12、半径为R的半球面置于场强为的均匀电场中，其对称轴与场强方向一致，如图所示则通过该半球面的电场强度通量为_,13、一空气平行板电容器，两极板间距为d，充电后板间电压为U然后将电源断开，在
5、两板间平行地插入一厚度为d/3的金属板，则板间电压变成U=_,14、两个点电荷在真空中相距为r1时的相互作用力等于它们在某一“无限大”各向同性均匀电介质中相距为r2时的相互作用力，则该电介质的相对介电常量r=_,2U/3,15、设雷雨云位于地面以上500 m的高度，其面积为107 m2，为了估算，把它与地面看作一个平行板电容器，此雷雨云与地面间的电场强度为104 V/m，若一次雷电即把雷雨云的电能全部释放完，则此能量相当于质量为_kg的物体从500 m高空落到地面所释放的能量(真空介电常量0=8.8510-12 C2N-1m-2),16、图中所示的一无限长直圆筒，沿圆周方向上的面电流密度(单位
6、垂直长度上流过的电流)为i，则圆筒内部的磁感强度的大小为B=_，方向_,452或442,沿轴线方向朝右,17、半径为R的圆柱体上载有电流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、S2如图所示，则 _,18、有一半径为a，流过稳恒电流为I的1/4圆弧形载流导线bc，按图示方式置于均匀外磁场中，则该载流导线所受的安培力大小为_,-S2I/(S1+S2),aIB,19、如图，均匀磁场中放一均匀带正电荷的圆环，其线电荷密度为，圆环可绕通过环心O与环面垂直的转轴旋转当圆环以角速度w 转动时，圆环受到的磁力矩为_，其方向_,在图面中向上,20、图示为
7、三种不同的磁介质的、关系曲线，其中虚线表示的是的关系。说明、各代表哪一种磁介质的关系曲线：,代表 的、关系曲线,代表 的、关系曲线,代表 的、关系曲线,顺磁质,抗磁质,铁磁质,21、电荷面密度分别为+和-的两块无限大均匀带电平行平 面，分别与X轴垂直交于x1=a,x2=-a 两点。设坐标原点O 处电势为零，试求空间的电势分布表示式并画出其曲线。,解：由高斯定理可得场强分布为：,由此可求出电势分布：,22、如图所示，半径为R的均匀带电球面，带有电荷q沿某一半径方向上有一均匀带电细线，电荷线密度为l，长度为l，细线左端离球心距离为r0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
8、力和细线在该电场中的电势能(设无穷远处的电势为零),解：设x轴沿细线方向，原点在球心处，在x处取线元dx，其上电荷为,线元在带电球面的电场中所受电场力为：,方向沿x正方向,整个细线所受电场力为：,电荷元在球面电荷电场中具有电势能：,整个线电荷在电场中具有电势能：,23、如图所示，有一密绕平面螺旋线圈，其上通有电流I，总匝数为N，它被限制在半径为R1和R2的两个圆周之间求此螺旋线中心O处的磁感强度,解：以O为圆心，在线圈所在处作一半径为r的圆则在r到r+dr的圈数为,由圆电流公式得,方向,24、一根同轴线由半径为R1的长导线和套在它外面的内半径为R2、外半径为R3的同轴导体圆筒组成中间充满磁导率为的各向同性均匀非铁磁绝缘材料，如图传导电流I沿导线向上流去，由圆筒向下流回，在它们的截面上电流都是均匀分布的求同轴线内外的磁感强度大小B的分布,解：由安培环路定理：,0 r R1区域：,R1 r R2区域：,r R3区域：,由安培环路定理：,R2 r R3区域：,H=0，B=0,
