当前位置:文档之家› 电磁学试题库------试题2及答案

电磁学试题库------试题2及答案

一、填空题(每小题2分,共20分)1、 一无限长均匀带电直线,电荷线密度为η,则离这带电线的距离分别为1r 和2r 的两点之间的电势差是( )。

2、在一电中性的金属球内,挖一任意形状的空腔,腔内绝缘地放一电量为q 的点电荷,如图所示,球外离开球心为r 处的P 点的 场强( )。

3、在金属球壳外距球心O 为d 处置一点电荷q ,球心O 处电势( )。

4、有三个一段含源电路如图所示,在图(a )中 AB U =( )。

在图(b )中AB U =( )。

在图(C )中AB U =( )。

5、载流导线形状如图所示,(虚线表示通向无穷远的直导线)O 处的磁感应强度的大小为( )6、在磁感应强度为B的水平方向均匀磁场中,一段质量为m,长为L的载流直导线沿竖直方向从静止自由滑落,其所载电流为I,滑动中导线与B正交,且保持水平。

则导线下落的速度是( )7、一金属细棒OA 长为L ,与竖直轴OZ 的夹角为θ,放在磁感应强度为B 的均匀磁场中,磁场方向如图所示,细棒以角速度ω绕OZ 轴转动(与OZ 轴的夹角不变 ),O 、A 两端间的电势差( )。

8、若先把均匀介质充满平行板电容器,(极板面积为S 为r ε)然后使电容器充电至电压U 。

在这个过程中,电场能量的增量是( )。

9、BH r μμ=01只适用于( )介质。

10、三种理想元件电压电流关系的复数形式为( ), ( ), ( )。

一、选择题(每小题2分,共20分)1、在用试探电荷检测电场时,电场强度的定义为:0q FE =则( )(A )E 与q o 成反比B)(a A2R R rB)(c ABr()b R I OA(B )如果没有把试探电荷q o 放在这一点上,则E=0(C )试探电荷的电量q o 应尽可能小,甚至可以小于电子的电量 (D )试探电荷的体积应尽可能小,以致可以检测一点的场强2、两个平行放置的带电大金属板A 和B ,四个表面电荷面密度为4321σσσσ、、、如图所示,则有( )(A )3241σ-=σσ=σ, (B )3241σ=σσ=σ, (C )3241σ-=σσ-=σ,(D )3241σ=σσ-=σ,3、关于导体有以下几种说法:( ) (A )接地的导体都不带电。

(B )接地的导体可带正电,也可带负电。

(C )一导体的电势零,则该导体不带电。

(D )任何导体,只要它所带的电量不变,则其电势也是不变的。

4、描写材料的导电性能的物理量是:(A )电导率γ (B )电阻R (C )电流强度I (D )电压U5、在均匀磁场中放置两个面积相等而且通有相同电流的线圈,一个是三角形,另一个是矩形,则两者所受到的 ( ) (A )磁力相等,最大磁力矩相等 (B )磁力不相等,最大磁力矩相等 (C )磁力相等,最大磁力矩不相等 (D )磁力不相等,最大磁力矩不相等6、一电量为q 的点电荷在均匀磁场中运动,下列说法正确的是 ( ) (A )只要速度大小相同,所受的洛伦兹力就相同。

(B )在速度不变的前提下,电荷q 改变为-q ,受力方向反向数值不变。

(C )电荷q 改变为-q 速度方向相反,力的方向反向,数值不变。

(D )F B v、、三个矢量,已知任意两个量的大小和方向,就能判断第三个量的方向与大小。

7、在电子感应加速器中,如果在任意半径处场B=K/r ,则轨道平面上的平均磁感应强度与轨道上的磁感应强度之比是:( )(A )1:1 (B )1:2 (C )2:3 (D )2:18、内外半径为21R R 和的驻极体球壳被均匀极化,极化强度为P P;的方向平行于球壳直径,壳内空腔中任一点的电场强度是: ( )(A )03ε=P E(B)0=E(C)03ε-=P E (D)032ε=P E 9、在一无限长螺线管中,充满某种各向同性的均匀线性介质,介质的磁化率为m χ设螺线管单位长度上绕有N 匝导线,导线中通以传导电流I ,则螺线管内的磁场为:( ) (A )NI B 0μ=(B)NI B 021μ=Q Q 1234(C)()NI B m χμ+=10(D)()NI B m χ+=110、下列说法中正确的有( )(A ) 变化的电场所产生的磁场一定也变化; (B ) 变化的磁场所产生的电场一定也变化; (C ) 变化的电场所产生的磁场不一定变化; (D ) 有电流就有磁场,无电流就一定无磁场。

三、半径分别为1R 和2R 的两个同心球面都均匀带电,带电量分别为1Q 和2Q ,两球面把空间分划为三个区域,求各区域的电势分布并画出r -ϕ曲线。

(12分)四、电量为q 的点电荷绝缘地放在导体球壳的中心,球壳的内半径为R 1,外半径为R 2,求球壳的电势。

(12分)五、同轴电缆由一导体圆柱和一它同轴的导体圆筒所构成。

使用时,电流I 从一导体流入,从另一导体流出,设导体中的电流均匀地分布在横截面上。

圆柱的半径为r 1,圆筒的内外半径分别为r 2和r 3,试求空间各处的磁感应强度。

(12分)六、一平行的金属导轨上放置一质量为m 的金属杆,导轨间距为L 。

一端用电阻R 相连接,均匀磁场B 垂直于两导轨所在平面(如图所示),若杆以初速度0v 向右滑动,假定导轨是光滑的,忽略导轨的金属杆的电阻,求:(1)金属杆移动的最大距离;(2)在这过程中电阻R 上所发出的焦耳热。

(12分)七、在如图所示的电路中,ε=10V ,R 1=Ω,R 2=10Ω、L=,试就(1)电键K 刚接通和(2)电键K 接通后很长时间这两种情况,分别计算通过R 1和R 2的电流1i 和2i ,通后电键K 的电流i ,R 2两端的电势差,L 两端的电势差以及通过L 的电流2i 的变化率2di dt 。

(12分)电磁学试题库 试题2答案一、填空题(每小题2分,共20分) 1.120ln 2r r πεη2.rr qE e ∧=204πε3.dq04πε4.图(a ):ε-+=)(r R I U AB 图(b ):)(r R I U AB +-ε= 图(c ))(r R R I U AB +++ε=215.RI40μ6. t m LIBg )-(7.θω-22sin 21BL8.202U L s r εε9. 各向同性均匀线性非铁磁 10.U I R =,1U jI Cω=-,U j L I ω= 二.选择题(每小题2分,共20分) 1:D ;2:A;3:B;4:A;5:A;6:B;7:D;8:B;9:C;10:C三、半径分别为1R 和2R 的两个同心球面都均匀带电,带电量分别为1Q 和2Q ,两球面把空间分划为三个区域,求各区域的电势分布并画出r -ϕ曲线。

(12分)解:根据高斯定理0ε=⋅⎰⎰qS d E S ;得三个区域如图所示,场强变化规律是0=I E21041r Q E II πε= 221041r Q Q E III+=πε根据电势与场强的积分关系式得图⎰⎰⎰⎰∞++=⋅=2211321R R R R rI drE dr E dr E r d E ϕ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-πε=22212211041R Q R Q R Q R Q⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+πε=2211041R Q R Q ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++-=+=⎰⎰∞22212110324122R Q R Q R Q r Q dr E dr E R R r II πεϕ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+πε=221041R Q r Qr Q Q dr E rIII 02134πεϕ+==⎰∞电势分布曲线如图所示图四、电量为q 的点电荷绝缘地放在导体球壳的中心,球壳的内半径为R 1,外半径为R 2,求球壳的电势。

(12分)解:点电荷位于球壳的中心,球壳内表面将均匀带有总电量-q ,球壳外表面均匀带有总电量q ,电场的分布具有球对称性,此时可用两种方法求球壳的电势。

1)积分法2)叠加法五、同轴电缆由一导体圆柱和一它同轴的导体圆筒所构成。

使用时,电流I 从一导体流入,从另一导体流出,设导体中的电流均匀地分布在横截面上。

圆柱的半径为r 1,圆筒的内外半径分别为r 2和r 3,试求空间各处的磁感应强度。

(12分) 解:根据对称性和安培环路定理得:当:0≤r ≤r 12102210222r Ir B r r I r B l d B πμ=π⋅π⋅μ=π⋅=⋅⎰12dr r q r d E R ⎰⎰∞=⋅=2204πεϕ 2041R q πε=201010444R q R q R q πεπεπεϕ+-+=204R q πε=当:r 1≤r≤r 2同理:I r B 02μ=π⋅r I B πμ=20 当:r 2≤r≤r 3 222322302222223022r r r r r I B r r r r I I r B --⋅πμ=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-π⋅-π-μ=π⋅)((当:r>r 3 B = 0六、一平行的金属导轨上放置一质量为m 的金属杆,导轨间距为L 。

一端用电阻R 相连接,均匀磁场B 垂直于两导轨所在平面(如图所示),若杆以初速度0v 向右滑动,假定导轨是光滑的,忽略导轨的金属杆的电阻,求:(1)金属杆移动的最大距离;(2)在这过程中电阻R 上所发出的焦耳热。

(12分) 解 1)当杆A 、B 以0v 的初速度向历运动,要产生动生电动势,由于它与电阻R 组成闭合回路,有感应电流,即BA BL ευ=vBLi R =载流导体AB 在磁场中受与0v 方向相反的安培力作用,即2222ˆˆˆB L B L ds F ILBi i i R R dt υ=-=-=-由牛顿第二定律得22B L ds d ma m R dt dt υ-==22mRds dvB L =-金属杆能够移动的最大距离是杆的速度为零,上式积分得220s v mRds dv B l =-⎰⎰0max 22mRv S B l =2)在此过程中回路的焦耳热是2222222B l R B l dS Q i Rdt v dt v dtR R dt ===⎰⎰⎰ 00222202202012v v B l B l mR vds v dv R R B l m vdv mv ⎛⎫==- ⎪⎝⎭=-=⎰⎰⎰七、在如图所示的电路中,ε=10V ,R 1=Ω,R 2=10Ω、L=,试就(1)电键K 刚接通和(2)电键K 接通后很长时间这两种情况,分别计算通过R 1和R 2的电流1i 和2i ,通后电键K 的电Lv ABR B流i ,R 2两端的电势差,L 两端的电势差以及通过L 的电流2i 的变化率2di dt 。

(12分)解:(1)K 刚接通时:L 的电流不能突变,L 相当于断路,所以有2222112220010250101102/5R L R t LRt L t i i i A R U V U V i eR di e A s dt Lεεεε--==========-==()2)稳定时:L 不能突变,相当短路,所以有121212121122510103510102510110R R i A R R R R R R i A R i A R εεεε++===⨯=⨯+======?2R 1R LK ε。

相关主题