第1学期期末试题B卷.docx
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第1学期期末试题B卷
2008—2009学年第一学期
《大学物理(2-2)》期末试卷
答题纸
一、选择题(共30分)
(请将答案填在相应的空格内)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题(共30分)
(请将答案填在相应的空格内)
11.12.
13.14.、
15.、16.
17.、 18.19.、、
20. 、
、
注意:
选择题和填空题答案要填写在答题纸上!
填写在其它地方,答案无效!
计算题在各题空白处答题。
一、选择题(共30分)
1.(本题3分)(1623)
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,其中哪点是正确的?
(A)电场强度EM<EN.(B)电势UM<UN.
(C)电势能WM<WN.(D)电场力的功A>0.
[]
2.(本题3分)(1173)
一长直导线横截面半径为a,导线外同轴地套一半径为b的薄圆筒,两者互相绝缘,并且外筒接地,如图所示.设导线单位长度的电荷为+λ,并设地的电势为零,则两导体之间的P点(OP=r)的场强大小和电势分别为:
(A)
,
.
(B)
,
.
(C)
,
.
(D)
,
.[]
3.(本题3分)(1235)
三块互相平行的导体板,相互之间的距离d1和d2比板面积线度小得多,外面二板用导线连接.中间板上带电,设左右两面上电荷面密度分别为σ1和σ2,如图所示.则比值σ1/σ2为
(A)d1/d2.(B)d2/d1.
(C)1.(D)
.[]
4.(本题3分)(5621)
在静电场中,作闭合曲面S,若有
(式中
为电位移矢量),则S面内必定
(A)既无自由电荷,也无束缚电荷.
(B)没有自由电荷.
(C)自由电荷和束缚电荷的代数和为零.
(D)自由电荷的代数和为零.[]
5.(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,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B-x的关系?
[]
6.(本题3分)(2082)
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)Fa>Fb>Fc.(B)Fa (C)Fb>Fc>Fa.(D)Fa>Fc>Fb.[] 7.(本题3分)(2491) 在两个永久磁极中间放置一圆形线圈,线圈的大小和磁极大小约相等,线圈平面和磁场方向垂直.今欲使线圈中产生逆时针方向(俯视)的瞬时感应电流i(如图),可选择下列哪一个方法? (A)把线圈在自身平面内绕圆心旋转一个小角度. (B)把线圈绕通过其直径的OO′轴转一个小角度. (C)把线圈向上平移. (D)把线圈向右平移.[] 8.(本题3分)(2314) 如图所示,M、N为水平面内两根平行金属导轨,ab与cd为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线.外磁场垂直水平面向上.当外力使ab向右平移时,cd (A)不动.(B)转动. (C)向左移动.(D)向右移动.[] 9.(本题3分)(5676) 两根很长的平行直导线,其间距离为a,与电源组成闭合回路,如图.已知导线上的电流为I,在保持I不变的情况下,若将导线间的距离增大,则空间的 (A)总磁能将增大.(B)总磁能将减少. (C)总磁能将保持不变.(D)总磁能的变化不能确定. [] 10.(本题3分)(2414) 用导线围成的回路(两个以O点为心半径不同的同心圆,在一处用导线沿半径方向相连),放在轴线通过O点的圆柱形均匀磁场中,回路平面垂直于柱轴,如图所示.如磁场方向垂直图面向里,其大小随时间减小,则(A)→(D)各图中哪个图上正确表示了感应电流的流向? [] 二、填空题(共30分) 11.(本题3分)(1071) 空气平行板电容器的两极板面积均为S,两板相距很近,电荷在平板上的分布可以认为是均匀的.设两极板分别带有电荷±Q,则两板间相互吸引力为 ____________________. 12.(本题3分)(5681) 在相对介电常量εr=4的各向同性均匀电介质中,与电能密度we=2×106J/cm3相应的电场强度的大小E=_______________________. (真空介电常量ε0=8.85×10-12C2/(N·m2)) 13.(本题3分)(2550) 在一根通有电流I的长直导线旁,与之共面地放着一个长、宽各为a和b的矩形线框,线框的长边与载流长直导线平行,且二者相距为b,如图所示.在此情形中,线框内的 磁通量Φ=______________. 14.(本题3分)(5123) 在如图所示的回路中,两共面半圆的半径分别为a和b,且有公共圆心O,当回路中通有电流I时,圆心O处的磁感强度 B0=________________________,方向______________________. 15.(本题3分)(2785) 铜的相对磁导率μr=0.9999912,其磁化率χm=_________________它是______磁性磁介质. 16.(本题3分)(2620) 在自感系数L=0.05mH的线圈中,流过I=0.8A的电流.在切断电路后经过t=100s的时间,电流强度近似变为零,回路中产生的平均自感电动势 =________. 17.(本题3分)(4200) 设大量氢原子处于n=4的激发态,它们跃迁时发射出一簇光谱线.这簇光 谱线最多可能有________________条,其中最短的波长是_______Å (普朗克常量h=6.63×10-34J·s) 18.(本题3分)(4207) 令 (称为电子的康普顿波长,其中 为电子静止质量,c为真空中光速,h为普朗克常量).当电子的动能等于它的静止能量时,它的德布罗意 波长是λ=________________λc. 19.(本题3分)(4221) 原子内电子的量子态由n、l、ml及ms四个量子数表征.当n、l、ml一定时,不同的量子态数目为__________________;当n、l一定时,不同的量子态数目为____________________;当n一定时,不同的量子态数目为_______. 20.(本题3分)(5244) 激光器中光学谐振腔的作用是 (1)__________________________________________, (2)__________________________________________, (3)__________________________________________. 三、计算题(共40分) 21.(本题10分)(1380) 真空中一均匀带电细直杆,长度为2a,总电荷为+Q,沿Ox轴固定放置(如图).一运动粒子质量为m、带有电荷+q,在经过x轴上的C点时,速率为v.试求: (1)粒子在经过C点时,它与带电杆之间的相互作用电势能(设无穷远处为电势零点); (2)粒子在电场力作用下运动到无穷远处的速率v(设v远小于光速). 22.(本题10分)(1377) 一圆柱形电容器,外柱的直径为4cm,内柱的直径可以适当选择,若其间充满各向同性的均匀电介质,该介质的击穿电场强度的大小为E0=200KV/cm.试求该电容器可能承受的最高电压.(自然对数的底e=2.7183) 23.(本题10分)(2006) 一无限长圆柱形铜导体(磁导率μ0),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. 24.(本题10分)(2685) 如图所示,一根长为L的金属细杆ab绕竖直轴O1O2以角速度ω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 . 2008—2009学年第一学期 《大学物理(2-2)》期末考试B卷答案 一、选择题(共30分,每小题3分) 1.C2.D3.B4.D5.B6.C7.C8.D9.A10.B 二、填空题(共30分) 11.Q2/(2ε0S)3分 12.3.36×1011V/m3分 13. 3分14. 2分 垂直纸面向里.1分 15.-8.88×10-62分 抗1分 16.0.4V3分 17.62分 973或975等1分 18. 3分 19.21分 2×(2l+1)1分 2n21分 20.产生与维持光的振荡,使光得到加强1分 使激光有极好的方向性1分 使激光的单色性好1分 三、计算题(共40分) 21.(本题10分)(4598) 解: (1)在杆上取线元dx,其上电荷 dq=Qdx/(2a) 设无穷远处电势为零,dq在C点处产生的电势 2分 整个带电杆在C点产生的电势 3分 带电粒子在C点时,它与带电杆相互作用电势能为 W=qU=qQln3/(8πε0a)2分 (2)带电粒子从C点起运动到无限远处时,电场力作功,电势能减少.粒子动能增加. 由此得粒子在无限远处的速率 3分 22.(本题10分)(3141) 解: 设圆柱形电容器单位长度上带有电荷为λ,则电容器两极板之间的场强分布 为 2分 设电容器内外两极板半径分别为r0,R,则极板间电压为 2分 电介质中场强最大处在内柱面上,当这里场强达到E0时电容器击穿,这时应有 2分 适当选择r0的值,可使U有极大值,即令 得 2分 显然有 <0,故当 时电容器可承受最高的电压 =147kV2分 23.(本题10分)(3685) 解: 在圆柱体内部与导体中心轴线相距为r处的磁感强度的大小,由安培环路定 律可得: 3分 因而,穿过导体内画斜线部分平面的磁通Φ1为 1分 在圆形导体外,与导体中心轴线相距r处的磁感强度大小为 2分 因而,穿过导体外画斜线部分平面的磁通Φ2为 3分 穿过整个矩形平面的磁通量 1分 24.(本题10分)(3221) 解: 间的动生电动势: 4分 b点电势高于O点. 间的动生电动势: 4分 a点电势高于O点. ∴ 2分
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