电磁学试题库 试题2及答案

电磁学试题库 试题2一、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）B)(a AR B)(c AB()b R I OA1、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 ）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 ）2：1 8、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：( )Q Q 1234（A ）NI B 0μ=(B)NI B 021μ=(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=5.0Ω，R 2=10Ω、L=5.0H ，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 L I Bg ）-(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⎰⎰⎰⎰∞++=⋅=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 Q r Q Q dr E r III 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）12IIIdr r q r d E R ⎰⎰∞=⋅=2204πεϕ 2041R q πε=201010444R q R q R q πεπεπεϕ+-+=204R q πε=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⋅=⋅⎰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 mR ds dv B l =-⎰⎰0max 22mRv S B l =2）在此过程中回路的焦耳热是B Lv ABR2222222B l R B l dS Q i Rdt v dt v dtR R dt ===⎰⎰⎰ 0222202202012v 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=5.0Ω，R 2=10Ω、L=5.0H ，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）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 LR t Lt 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。