11级大学物理(下册)期中A解答讲解课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2012-2013-1,大学物理（下册）期中,A,解答,2024/11/11,1,一、选择题（,3,分*,8=24,分）,1,（,D,），,2,（,D,），,3,（,A,），,4,（,D,），,5,（,D,），,6,（,C,），,7,（,C,），,8,（,B,）,.,2024/11/11,2,1,一电场强度为,的均匀电场，,的方向沿,x,轴正向，如图所示。则通过图中一半径为,R,的半球面的电场强度通量为,(A),R,2,E,；,(B),R,2,E,/2,；,(C)2,R,2,E,；,(D)0,。,D,解,:,2024/11/11,3,2.,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),E,A,E,B,E,C,，,U,A,U,B,U,C,(B),E,A,E,B,E,C,，,U,A,U,B,U,C,(C),E,A,E,B,E,C,，,U,A,U,B,U,C,(D),E,A,E,B,E,C,，,U,A,U,B,U,C,解,:,电场线,疏的地方场强小，密的地方场强大，所以：,E,A,E,B,E,C,电场线指向电势降低的方向，,所以：,U,A,U,B,U,C,D,2024/11/11,4,Q,Q,q,q,解：若,Q,与,q,同号，,设,正方形边长为,a,由,3,正方形的两对角上，各置电荷,Q,，在其余两对角上各置电荷,q,，若,Q,所受合力为零，则,Q,与,q,的大小关系为：,A,a,则,Q,与,q,异号，受力如图：,2024/11/11,5,4,点电荷,-,q,位于圆心,O,处，,A,、,B,、,C,、,D,为同一圆周上的四点，如右图所示。现将一试验电荷从,A,点分别移动到,B,、,C,、,D,各点，则,从,A,到,B,，电场力作功最大；,从,A,到,C,，电场力作功最大；,(C),从,A,到,D,，电场力作功最大；,(D),从,A,到各点，电场力作功相等。,D,解,：由电场力做功计算式,因为,A,、,B,、,C,，,D,为等势点，所以,从,A,到各点，电场力作功相等,，为零,。,2024/11/11,6,2024/11/11,7,5,.,若空间存在两根无限长直载流导线，空间的磁场分布就不具有简单的对称性，则该磁场分布,（,A,）不能用安培环路定理来计算；,（,B,）可以直接用安培环路定理求出；,（,C,）只能用毕奥,萨伐尔定律求出；,（,D,）可以用安培环路定理和磁感强度的叠加原理求出。,分析,：安培环路定理适合,于,稳恒电流，但只有电流分布具有对称性的问题中解题简便。,D,学习指导,-,磁学,-2,6,一运动电荷,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。,C,解,:,2024/11/11,8,7,如图所示，在磁感强度为,的均匀磁场中，有一圆形载流导线，,a,、,b,、,c,是其上三个长度相等的电流元，则它们所受安培力大小的关系为,(A),F,a,F,b,F,c,；,(B),F,a,F,b,F,c,F,a,；,(D),F,a,F,c,F,b,。,C,解：,2024/11/11,9,8.,有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为,a,，厚度不计，电流,I,在铜片上均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为,b,处的,P,点（如图）的磁感强度,的大小为,B,学习指导,-,磁学,-87,2024/11/11,10,I,a,b,P,O,X,x,x+,d,x,解：,选择坐标系,OX,，如图所示。,取宽,d,x,，长的微元，,此微元的电流强度为,它在,P,点产生,所有微元在,P,点产生的 方向一致。,2024/11/11,11,9,三个平行的“无限大”均匀带电平面，其电荷面密度都是,，如图所示，则,A,、,B,、,C,、,D,三个区域的电场强度分别为（设方向向右为正）：,E,A,_,；,E,B,_,；,E,C,_,；,E,D,=_,。,解：,无限大带电平面外任意一点的电场强度：,三个无限大带电平面在各区域的电场：,二、填空题,2024/11/11,12,学习指导,-,电学,-19,10.,描述静电场性质的两个基本物理量是,_,；它们的定义式是,_,和,_,。,电场强度和电势,(,U,c,=0),2024/11/11,13,11,一平行板电容器，充电后与电源保持联接，然后使两极板间充满相对介电常量为,r,的各向同性均匀电介质，这时两极板上的电荷是原来的,_,倍；电场强度是原来的,_,倍；电场能量是原来的,_,倍。,r,r,1,解：,2024/11/11,14,12.,一个半径为,R,的薄金属球壳，带有电荷,q,，壳内真空，壳外是无限大的相对介电常量为,r,的各向同性均匀电介质。设无穷远处为电势零点，则球壳的电势,U,=_,。,解：,孤立导体球的电容为：,（球外为电介质）,2024/11/11,15,13,半径为,0.5 cm,的无限长直圆柱形导体上，沿轴线方向均匀地流着,I,=3 A,的电流。作一个半径,r,=5 cm,、长,l,=5 cm,且与电流同轴的圆柱形闭合曲面,S,，则该曲面上的磁感强度沿曲面的积分,_,。,解：,0,磁场为无源场，任意闭合曲面的磁通量均为零。,2024/11/11,16,14.,一条无限长载流导线折成如图示形状，导线上通有电流,I=,10 A,。,P,点在,cd,的延长线上，它到折点的距离,a,=2cm,，则,P,点的磁感强度,B,=_,。,(,0,=4,10,-7,N,A,-2,),5.00,10,-5,T,解：,2024/11/11,17,15.,有一根质量为,m,，长为,l,的直导线，放在磁感强度为,的均匀磁场中，,的方向在水平面内，导线中电流方向如右图所示，当导线所受磁力与重力平衡时，导线中电流,I,=_,。,解：,2024/11/11,18,16,一均匀带电球面和一均匀带电球体，如果它们的半径且总电荷相等，问哪一种情况的电场能量大,_,。,解：,电场的总能量,均匀带电球面,均匀带电球体,球内能量等于零,球内能量大于零,两者球外的能量相等。,带电球体的电场能量大,2024/11/11,19,17,若电荷以相同的面密度,均匀分布在半径分别为,r,1,10 cm,和,r,2,20 cm,的两个同心球面上，设无穷远处电势为零，已知球心电势为,300V,，试求两球面的电荷面密度,的值。（,0,8.8510,-12,C,2,/Nm,2,）,解：球心处总电势应为两个球面电荷分别在球心处产生的电势叠加，即,故得,C/m,2,三、计算题,学习指导,-,电学,-P153,例,6,2024/11/11,20,18,一半径为,R,的带电球体，其电荷体密度分布为,(,r,R,)(,q,为一正的常量,),(,r,R,),试求：,(1),带电球体的总电荷；,(2),球内、外各点的电场强度；,(3),球内、外各点的电势。,学习指导,-,电学,-3,2024/11/11,21,o,R,S,（,1,）,在球内取半径为,r,、厚为,d,r,的薄球壳，,r,d,r,d,q,=,d,V,解：,则球体所带的总电荷为,2024/11/11,22,该壳内所包含的电荷为,（,2,）在球内作一半径为,r,1,的高斯球面，按高斯定理，有,得,(,r,1,R),，,o,R,P,S,方向沿半径向外,。,r,2,P,S,在球体外作半径为,r,2,的高斯球面，,(,r,2,R,),，,方向沿半径向外,按高斯定理,有,，,得,2024/11/11,23,（,3,）球内电势,球外电势,2024/11/11,24,19.,如图所示，在,xOy,平面,(,即纸面,),内有一载流线圈,abcda,，其中,bc,弧和,da,弧皆为以,O,为圆心半径,R,=20 cm,的,1/4,圆弧，,和,皆为直线，电流,I,=20 A,，其流向为沿,abcd,a,的绕向。设线圈处于,B,=8.0,10,-2,T,，方向与,a,b,的方向相一致的均匀磁场中，试求：,（,1,）图中电流元,I,l,1,和,I,l,2,所受安培力,和,的方向和大小，设,l,1,=,l,2,=0.10 mm,；,2024/11/11,25,解,：当磁场,方向与,Ox,轴成,45,时如图所示,，,（,1,）,方向垂直纸面向外。,方向为垂直纸面向内。,2024/11/11,26,为电流源与水平方向的夹角。,19.,如图所示，在,xOy,平面,(,即纸面,),内有一载流线圈,abcda,，其中,bc,弧和,da,弧皆为以,O,为圆心半径,R,=20 cm,的,1/4,圆弧，,和,皆为直线，电流,I,=20 A,，其流向为沿,abcd,a,的绕向。设线圈处于,B,=8.0,10,-2,T,，方向与,a,b,的方向相一致的均匀磁场中，试求：,（,2,）线圈上直线段,和,所受的安培力,和,的大小和方向；,解,：,因为,与,均与,平行，因此,2024/11/11,27,19.,如图所示，在,xOy,平面,(,即纸面,),内有一载流线圈,abcda,，其中,bc,弧和,da,弧皆为以,O,为圆心半径,R,=20 cm,的,1/4,圆弧，,和,皆为直线，电流,I,=20 A,，其流向为沿,abcd,a,的绕向。设线圈处于,B,=8.0,10,-2,T,，方向与,a,b,的方向相一致的均匀磁场中，试求：,（,3,）线圈上圆弧段,bc,弧和,da,弧所受的安培力,和,的大小和方向。,2024/11/11,28,解：,如图所示。,方向垂直纸面向外，,同理,方向垂直纸面向里。,2024/11/11,29,方法,2,：,起点与终点一样的曲导线和直导线，在均匀磁场中，所受安培力一样。,20,一带有电荷,q,310,-9,C,的粒子，位于均匀电场中，电场方向如图所示。当该粒子沿水平方向向右方运动,5 cm,时，外力作功,610,-5,J,，粒子动能的增量为,4.510,-5,J,。求：,（,1,）粒子运动过程中电场力作功多少？,（,2,）该电场的场强多大？,解：（,1,）设外力作功为,A,F,电场力作功为,A,e,，由动能定理：,A,F,+A,e,=,E,K,则,A,e,E,K,A,F,=,1.510,-5,J,（,2,）,10,5,N/C,2024/11/11,30,答：细长直细螺线管内大部分范围的磁场是均匀场,弯成环形螺线管后,管内的磁场处处是非均匀场。,3,分,环的中心线上的各点磁感强度大小与长直细螺线管内磁感强度大小相等,但方向各不相同,(,沿切线方向,),在环管横截面上各点磁感强度大小不等（而方向相同）。,3,分,四、回答问题（共,6,分）,21,（本题,6,分）将一,长直细,螺线管弯成环形螺线管，问管内磁场有何变化？,2024/11/11,31,End!,此题答案应该是只有方向的改变。,