大学物理
5、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,当两极板带上本题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
6、如果某带电体其电荷分布的体密度ρ增大为原来的2倍,则其电场的能量变为原来的:( )
A 、2倍
B 、1/2倍
C 、4倍
D 、1/4倍
7、顺磁物质的磁导率:( )
A 、比真空的磁导率略小
B 、比真空的磁导率略大
C 、远小于真空的磁导率
D 、远大于真空的磁导率
一、选择题(每题3分,共24分)
1、人造地球卫星,绕地球作椭圆轨道运动,地球在椭圆的一个焦点上,则卫星:( )
A 、动量不守恒,动能守恒
B 、动量守恒,动能不守恒
C 、对地心的角动量守恒,动能不守恒
D 、对地心的动量不守恒,动能守恒
2、一轻绳绕在有水平轴的定滑轮上,滑轮的转动惯量为J ,绳下端挂一物体。
物体所受重力为P ,滑轮的角加速度为β。
若将物体去掉而以与P 相等的力直接向下拉绳子,滑轮的角加速度β将:( )
A 、不变
B 、变小
C 、变大
D 、如何变化无法判断
3、有N 个电荷均为q 的点电荷,以两种方式分布在相同半径的圆周上:一种是无规则地分布,另一种是均匀分布。
比较这两种情况下在过圆心O 并垂直于圆平面的Z 轴上任一点P 的场强与电势,则有:( )
A 、场强相等,电势相等
B 、场强不等,电势不等
C 、场强分量z E 相等,电势相等
D 、场强分量z
E 相等,电势不等
4、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:( )
A 、内表面均匀,外表面也均匀
B 、内表面不均匀,外表面均匀
C 、内表面均匀,外表面不均匀
D 、内表面不均匀,外表面也不均匀
8、在如图所示的电路中,两电源的电动势分别为1ε,2ε,内阻分别为1r ,2r 。
三个负载电阻阻值分别为1R ,2R ,3R ,电流分别为1I ,2I ,3I ,方向如图。
则
A 到
B 的电势增量B A U U -为:( )
A 、2111223I R I R I R εε--+-
B 、211112223()()I R r I R r I R εε+-+++-
C 、21111222()()I R r I R r εε--+++
D 、21111222()()I R r I R r εε---+-
二、填空题(共38分)
9、(本题4分)
质点P 的质量为2kg ,位置矢量r ,速度为v ,它
受到力F 的作用。
这三个矢量均在Oxy 面内,某
时刻它们的方向如图所示,且r=3.0m ,v=4.0m/x ,
F=2N ,则此刻该质点对原点O 的角动量L =___
____________;作用在质点上的力对
原点的力矩M =_______。
10、(本题4分)
一个以恒定角加速度转动的圆盘,如果在某一时刻的角速度为120/rad s ωπ=,再转60转后角速度为230/rad s ωπ=,则角加速度β=_______,转过上述60转所需的时间t ∆=_______。
11、(本题3分)
图示BCD 是以O 点为圆心,以R 为半径的半
圆弧,在A 点有一电荷为+q 的点电荷,O 点
有一电荷为-q 的点电荷。
线段AB R =同。
现将一单位正电荷从B 点沿半圆弧轨道BCD
移到D 点,则电场力所
作的功为______________。
12、(本题4分)
一空气平行板电容器,电容为C ,两极板间距离为d 。
充电后,两极板间相互作用力为F 。
则两极板间的电势差为_______,极板上的电荷为____________。
13、(本题5分)
设真空中稳恒电流I 流过两个半径
分别为1R ,2R 的同心半圆形导线,
两半圆形导线间由沿直径的直导线
连接,电流沿直导线流入。
(1)如果两个半圆共面(图1),
圆心O 点的磁感强度0B 的大小为
_____,方向为______。
(2)如果两个半圆面正交(图2),则圆心O 点的磁感强度0B 的大小为______,0B 的方向与y 轴的夹角为_________。
14、(本题3分)
在磁场空间分别取两个闭合回路,若两个回路各自包围载流导线的根数不同,但电流的代数和相同。
则磁感强度沿各闭合回路的线积分______;两个回路上的磁场分布_______。
(填:相同、不相
同)
15、(本题3分)
两根无限长直导线互相垂直地放着,相距
22.010d m =⨯,其中一根导数Z 轴重合,另一根导线
与x 轴平行且在Oxy 平面内。
设两导线中皆通过I =
10A 的电流,则在y 轴上离两根导线等距的点P 处的磁感
强度的大小为B =_________。
(720410N A μπ--=⨯⋅)
16、(本题5分)
如图所示,一直角三角形abc 回路放在一磁感强度为B 的均匀磁场中,磁场的方向与直角边ab 平行,回路绕ab 边以匀角速度ω旋转,则ac 边中的动生电动势为_______,整个回路产生的动生电动势为__________。
17、(本题3分)
自感系数L=0.3H 的螺线管中通为I =8A 的电流时,螺
线管存储的磁场能量W =____。
18、(本题3分)
图示一充电后的平行板电容器,A 板带正电,B 板带负
电。
当将开关K 合上放电时,AB 板之间的电场方向为
______,位移电流的方向为______(按图
上所标x 轴正方向来回答)
三、计算题(38分)
19、(本题6分)
如图所示,一半径为R 的匀质小木球固结在一长度
为l 的匀质细棒的下端,且可绕水平光滑固定轴O 转动。
今有一质量为m ,速度为0v 的子弹,沿着与水平面成α角的方向射向球心,且嵌于球心。
已知小木
球、细棒对通过O 的水平轴的转动惯量的总和为J 。
求子弹嵌入球心后系统的共同角速度。
20、(本题10分)
在盖革计数器中有一直径为 2.00cm 的金属圆筒,在圆筒轴线上有一条直径为0.134mm 的导线。
如果在导线与圆筒之间加上850V 的电压,试分别求:
(1)导线表面处
(2)金属圆筒内表面处的电场强度的大小。
21、(本题12分)
一无限长圆柱形铜导体(磁导率0μ),半径为R ,通
有均匀分布的电流I 。
今取一矩形平面S (长为1m ,
宽为2R ),位置如右图中画斜线部分所示,求通过该
矩形平面的磁通量。
22、(本题10分)
如图所示,一半径为2r 电荷线密度为λ的均匀带电圆
环,里边有一半径为1r 总电阻为R 的导体环,两环
共面同心(21r r ),当大环以变角速度()t ωω=绕垂
直于环面的中心轴旋转时,求小环中的感应电流,其
方向如何?。