大學(xué)物理模擬卷答案

1、優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載2012 大學(xué)物理模擬試題（參考答案）一、選擇題1、 B ；E 只與場源和場點(diǎn)位置有關(guān)，與q0 無關(guān)2、 D ；場強(qiáng)“大小”看電場線疏密程度；沿著電場線，電勢(shì)降低FF3、 C；AB顯然，做正功。24、 D ；利用場強(qiáng)疊加原理得：（方向：水平向左）2020205、 A ； 考查概念的理解，參看課本或課件。6、 D ；電場線從左邊穿入，右邊穿出，凈通量為零7 、 C ；構(gòu)造圓底面S，使之形成一個(gè)閉合曲面，由磁場中的高斯定理B dS 0 ，120 ，1B r 2 cos01Br 2 cos8、D；AABq0Uq0 (U AUB)，U AU BqAAB0 ，其余同理。，4 0r9、

2、 B ； 導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后，內(nèi)部場強(qiáng)為零，導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，表面是一個(gè)等勢(shì)面。10、 C；電介質(zhì)處于外電場中，在外電場作用下，表面產(chǎn)生極化電荷，極化電荷產(chǎn)生附加電場，方向跟外電場相反，能夠“削弱”外場，所以介質(zhì)內(nèi)部場強(qiáng)比空氣中場強(qiáng)要小。11、 C；電流方向與回路繞行方向構(gòu)成右手螺旋關(guān)系時(shí)，電流取正，否則取負(fù)。12、 B；由磁場中的安培環(huán)路定理B dl0I i 可知，B dl （即 B的環(huán)流 ）只和回路L內(nèi)內(nèi)包圍的電流有關(guān)，但環(huán)路上的磁場是環(huán)路內(nèi)外所有電流產(chǎn)生的總磁場。13、 C；洛侖茲力fqvB ，力的方向垂直于速度方向，只改變速度方向，不改變速度大小，所以動(dòng)能不變，動(dòng)量改變。14、 C；載

3、流導(dǎo)線在磁場中要受到安培力的作用。dFId lB ， FdFL方向用右手定則判斷，電流方向轉(zhuǎn)向磁場方向，拇指指向受力方向。選取閉合線圈上4 個(gè)上下左右對(duì)稱的電流元（右圖中圓點(diǎn)），可以分析出它們的受力方向如圖中箭頭所示。合力向右。15、A ；載流線圈在磁場中有時(shí)會(huì)受到磁力矩的作用，MPmB ，大?。?MPmB sin，為磁矩和磁場方向夾角，當(dāng)0時(shí)， M0 ，線圈處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。16、A ； 方法 1：參考 14 題，根據(jù)右手定則判斷ab 邊受力垂直紙面向里，cd 邊向外， ad ,bc兩邊不受力。 方法 2：先判斷通電線圈磁矩Pm 的方向?yàn)榇怪奔埫娉鰜淼?載流線圈在優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載磁場中要

4、受到磁力矩M 的作用， M 總是要使 Pm 繞小于180 的角度轉(zhuǎn)向磁場方向。17、 D； 磁介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率BB0 為真空中的磁場（具r， B 為磁介質(zhì)中的總磁場，B0體內(nèi)容參見課件磁介質(zhì)一節(jié)）18、 A ； 利用楞次定律判斷19、 B； 線圈中的總磁通應(yīng)為兩根電流產(chǎn)生磁通的代數(shù)和，顯然，離線圈較近的那根導(dǎo)線產(chǎn)生的磁通較大，方向是垂直紙面出來的，而且磁通在增大，根據(jù)楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針。20、 C線圈的自感系數(shù)只跟線圈的幾何形狀、大小及周圍磁介質(zhì)分布有關(guān)，與電流無關(guān)。二、填空題1、2CS2S2CC；平板電容器的電容， C3d33d2、 0； U oE dl， O 點(diǎn)電勢(shì)的定義

5、：將單位正電荷從O 點(diǎn)沿任意路徑移到無窮遠(yuǎn)處，o靜電力所做的功。本題實(shí)際就是要求 O 點(diǎn)的電勢(shì)；根據(jù)電勢(shì)疊加原理：U oqq04 0 (l / 2) 40 (l / 2)3、0； AABq0 (U AU B )導(dǎo)體靜電平衡后， 表面是一等勢(shì)面，UA UB, 做功為零4、0； 點(diǎn)電荷放在金屬殼的球心， 金屬殼內(nèi)表面感應(yīng)出等量負(fù)電荷， 外表面感應(yīng)出等量正電荷，接地后，外表面正電荷被中和，表面不帶電，球外無電場，場強(qiáng)為零。這是靜電屏蔽的情況之一，即接地后，內(nèi)部不影響外部。3 0 I0 I，垂直紙面向里； Bo BABBBCDBDE ； BAB 05、4 R8RBBCD0 I3 0 I ，方向向里；B

6、DE0 I，方向向外2R28R4 R6、0 I( 1 1 ) ，垂直紙面向里；4ba7、 IBR 2，垂直于 B 的方向向上，90 ；2M PmB sinISB sinIR2B sin 90IBR2方向： MPm B ，由右手定則判22斷；當(dāng)磁矩方向跟磁場方向一致時(shí)，磁力矩為0。磁矩方向：，所以要轉(zhuǎn) 90 度。8、q； U AU oQQqq0d0 R 4（ Q、-Q 為球表面感應(yīng)電荷）440 R 4 0d 4 0d優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載Bpm9、 A 1.2610 3J；磁力矩做功為：A ImI (m2m1 )I (BS cosBS cos0)2BIS2BIR220.0213.140.121.2

7、610 3 J ，外力克服磁力矩做功：A1.26 10 3 J10、 B0nI ， wm0 n2 I 2磁場能量密度 wm1 HBB2B ）2；（ H2210 S2；電容器的電場能量：1Cu211、uW2d2三、計(jì)算題Q2Q1R1oR21、解：（ 1）求電場以 O 為球心，做一半徑為 r 的球面作為高斯面，由高斯定理E dSq得：S0r R1 時(shí)，E1 4 r 20E1 0R1r R2 時(shí)， E2 4 r 2Q1E2Q1040 r 2r R2 時(shí)，E3 4 r 2Q1 Q2E3Q1Q2040r 2（2）求電勢(shì)rR1 時(shí)，優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載UE dlR1R2E3drR1R2Q1drQ1 Q22

8、 drE1drE2 dr0dr2rrR1R2rR1 4 0 rR2 40 r0Q1 (11)Q1Q2 11 (Q1Q2 )40R1R240R240 R1R2R1 rR2 時(shí)，R2R2Q1Q1Q2 dr1(Q1Q2 )UE dlE3drdrE2 dr2rrR2r 40 rR 40r240rR22rR2 時(shí)UE dlE3drQ1Q22 drQ1Q2rrr 40 r40 r2、電容的計(jì)算采取4 步法：一、設(shè)電量；二、求電場；三、求電容兩極的電勢(shì)差；四、套公式計(jì)算C。本題解答見課本30 頁，例 10.19。3、解：（ 1）根據(jù)電勢(shì)疊加原理，C 點(diǎn)電勢(shì)是A 處的電荷和B 處的電荷在C 點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)疊加的

9、結(jié)果U Cqq022C4 0ab 24ab2D022AOB（2）電場力作的功為： Aq0U ODq0 (U OU D )U Oqq0( a )( a )4040221q1qU Da2b4 0b402A q0U ODq0 (U Oq0 q11)U D )(a 240bb 24、解：以 O 為球心，做一半徑為r 的球面作為高斯面，由高斯定理E dSq得：S04 r 3rr R 時(shí)， E1 4 r23E 1R03 0R 22ROAB優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載43r R時(shí)， E2 4 r23 RE2R303 0 r 2RA 點(diǎn)： rR2R，所以 A 點(diǎn)電場 EA62300B 點(diǎn)： r2R，所以 B 點(diǎn)電場

10、EBR3R2123 0 (2R)0A 點(diǎn)電勢(shì)為：RRrR311R2U A AE dlR 2 E1 drR E2drR 2 3 0 drR 3 0r 2 dr240B 點(diǎn)電勢(shì)為：U BE dlE2 drR3drR2B2 R2 R 3 0 r 26 05、見課本38 頁，例 10.236、解： 金屬球處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，內(nèi)部無凈電荷，電荷只能分布在表面。由高斯定理，易得：r R ，即在球內(nèi)處，電場 E1 0r R ，即在球外，電場QE20 r 24以金屬球的球心為球心，在半徑為r 處取一厚度為dr 的球殼。那么球殼體積dV4 r 2 dr金屬球電場的靜電能（電場只分布在Rr），由公式得Wwe dV

11、10 E 2 dV10 E2 2 4 r 2 dr10(Q2 ) 2 4 r 2 drVV 2R 2R 240 rQ 2Q 2R 80 r 2 dr80 RI1AB0 I7、解 ：電流為 I 1 的無限長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場為B1l12 rI 2l 2安培力的公式為FIdlBaDCL優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載所以矩形線圈中AD 段受力為（下式中B 為 AD 上的磁場）DDD0 I1 l20 I1I 2l 2FADAI 2dlB sin 90I 2 BdlI 2 B dl I 2 Bl2 I 2AA2 a2 a方向由右手定則判定，水平向左同理 BC 段受力為（下式中B 為 BC 上的磁場）0 I10 I

12、1 I 2 l 2FBC I2 Bl 2I 2 2 (a l1 ) l 22 (a l1 )方向水平向右AB 段受力為（以橫向?yàn)閞 軸，原點(diǎn)在電流I 1 上。下式中B 為 AB 上的磁場）FABBI2dlBsin90BI2Bdla l1I20I1 dr0I1I 2a l1 1 dr0I1I 2 ln al1AAa2 r2a r2a方向豎直向上同理 DC 段受力為FDC0 I 1 I 2 ln al12a方向豎直向下、解：（ ）要求磁力矩，先求載流線圈磁矩Pm 的大小81PIS1I R20.157Am2Bm2I由右手定則知磁矩方向垂直于線圈向內(nèi)磁力矩大小為MPm B sin7.85 102 Nm

13、2該力矩使線圈順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)（ 2）當(dāng) 從轉(zhuǎn)到 00 時(shí)，磁力矩所做的功為2A I (m 2 m 1 )I ( BR 20)IB R27.85 10 2 J229、解 ：做一與同軸電纜同心的半徑為r 的圓作為積分環(huán)路，由安培環(huán)路定理，B dl0I 有L（1） rR1 時(shí)， B2 r0 r 2I0 Ir 2R12R120 Ir B 2R12優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載（2） R1r R2 時(shí)， B2 r0 IB0 I2 r（3） R2r R3 時(shí)， B2 r0 I( r 2R22 )IR32R22B0I ( R32r 2)2 rR32R22（4） rR3 時(shí)， B2 r0 ( II ) 0B010、見課本58 頁，例 11.711、解： 長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場為：B0 I，方向由右手定則判定2 r洛侖茲力 Fqv B ，大?。?FqvB sinqv0 I sin ，方向：由右手定則判定2r（1） Fqv0 I sin 901.61021 N若 v 與電流順平行， F 垂直離開導(dǎo)線；2 r若 v 與電流逆平行， F 垂