(完整word版)中国海洋大学大学物理电磁学I3B
大学物理电磁学考试试题及答案)
大学电磁学习题1一．选择题〔每题3分〕1.如下图，半径为R 的均匀带电球面，总电荷为Q ，设无穷远处的电势为零，则球内距离球心为r 的P 点处的电场强度的大小和电势为：(A) E =0，R QU 04επ=．(B) E =0，rQU 04επ=．(C) 204r QE επ=，r Q U 04επ=． (D) 204r Q E επ=，RQU 04επ=． ［ ］(H +)在电场中被加速而获得的速率为一静止的氧离子(O +2)在同一电场中且通过相同的路径被加速所获速率的：(A) 2倍． (B) 22倍．(C) 4倍． (D) 42倍． ［ ］B 的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ，S 边线所在平面的法线方向单位矢量n与B 的夹角为α ，则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为(A) πr 2B ． . (B) 2 πr 2B ．(C) -πr 2B sin α． (D) -πr 2B cos α． ［ ］I 的导体，厚度为D ，横截面积为S ，放置在磁感强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体的侧外表，如下图．现测得导体上下两面电势差为V ，则此导体的霍尔系数等于 (A) IB VDS． (B) DS IBV． (C) IBDVS． (D)BDIVS． (E)IBVD． ［ ］5.两根无限长载流直导线相互正交放置，如下图．I 1沿y 轴的正方向，I 2沿z 轴负方向．假设载流I 1的导线不能动，载流I 2的导线可以自由运动，则载流I 2的导线开始运动的趋势是 (A) 绕x 轴转动． (B) 沿x 方向平动．(C) 绕y 轴转动． (D) 无法判断． ［ ］y zx I 1 I 26.无限长直导线在P 处弯成半径为R 的圆，当通以电流I 时，则在圆心O 点的磁感强度大小等于 (A)RIπ20μ． (B)R I40μ．(C) 0． (D) )11(20π-R I μ．(E) )11(40π+R I μ． ［ ］7.如下图的一细螺绕环，它由外表绝缘的导线在铁环上密绕而成，每厘米绕10匝．当导线中的电流I 为2.0 A 时，测得铁环内的磁感应强度的大小B 为1.0 T ，则可求得铁环的相对磁导率μr 为(真空磁导率μ0 =4π×10-7 T ·m ·A -1) ×102 (B) ×102(C)×102 (D) 63.3 ［ ］L 的铜棒，在均匀磁场 B中以匀角速度ω绕通过其一端O 的定轴旋转着，B 的方向垂直铜棒转动的平面，如下图．设t =0时，铜棒与Ob 成θ 角(b 为铜棒转动的平面上的一个固定点)，则在任一时刻t 这根铜棒两端之间的感应电动势的大小为： (A))cos(2θωω+t B L ． (B)t B L ωωcos 212． (C) )cos(22θωω+t B L ． (D) B L 2ω．(E)B L 221ω． ［ ］S 和2 S 的两圆线圈1、2如图放置，通有相同的电流I ．线圈1的电流所产生的通过线圈2的磁通用Φ21表示，线圈2的电流所产生的通过线圈1的磁通用Φ12表示，则Φ21和Φ12的大小关系为：(A) Φ21 =2Φ12． (B) Φ21 >Φ12． (C) Φ21 =Φ12． (D) Φ21 =21Φ12． ［ ］10.如图，平板电容器(忽略边缘效应)充电时，沿环路L 1的磁场强度H 的环流与沿环路L 2的磁场强度H的环流两者，必有：(A) >'⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H.(B) ='⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H.(C) <'⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H. (D) 0d 1='⎰⋅L l H. ［ ］O R PIB ω LO θ b12S 2 SI I HL 1L 2l 的正方形线框，使它均匀带电，其电荷线密度为λ，则在正方形中心处的电场强度的大小E ＝_____________．___________ ___；它们的定义式是____________ ____和__________________________________________．R 的薄金属球壳，带有电荷q ，壳内充满相对介电常量为εr 的各向同性均匀电介质，壳外为真空．设无穷远处为电势零点，则球壳的电势U = ________________________________．4.一空气平行板电容器，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______________．5.真空中均匀带电的球面和球体，如果两者的半径和总电荷都相等，则带电球面的电场能量W 1与带电球体的电场能量W 2相比，W 1________ W 2 (填<、=、>)．6.假设把氢原子的基态电子轨道看作是圆轨道，已知电子轨道半径r =0.53×10-10 m ，绕核运动速度大小v =×108 m/s,则氢原子基态电子在原子核处产生的磁感强度B的大小为____________．(e =1.6 ×10-19 C ，μ0 =4π×10-7 T ·m/A)7.如下图．电荷q (>0)均匀地分布在一个半径为R 的薄球壳外外表上，假设球壳以恒角速度ω 0绕z 轴转动，则沿着z 轴从－∞到＋∞磁感强度的线积分等于____________________．8.带电粒子穿过过饱和蒸汽时，在它走过的路径上，过饱和蒸汽便凝结成小液滴，从而显示出粒子的运动轨迹．这就是云室的原理．今在云室中有磁感强度大小为B = 1 T 的均匀磁场，观测到一个质子的径迹是半径r = 20 cm 的圆弧．已知质子的电荷为q ×10-19 C ，静止质量m ×10-27 kg ，则该质子的动能为_____________．2，长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比d 1 / d 2 =1/4．当它们通以相同电流时，两螺线管贮存的磁能之比为W 1 / W 2=___________．C 为20.0 μF ，两板上的电压变化率为d U /d t ×105 V ·s -1，则该平行板电容器中的位移电流为____________．1. 〔此题10分〕一“无限长”圆柱面，其电荷面密度为：σ = σ0cos φ ，式中φ 为半径R 与x 轴所夹的角，试求圆柱轴线上一点的场强．2. 〔此题5分〕厚度为d 的“无限大”均匀带电导体板两外表单位面积上电荷之和为σ ．试求图示离左板面距离为a的一点与离右板面距离为b 的一点之间的电势差．3. 〔此题10分〕一电容器由两个很长的同轴薄圆筒组成，内、外圆筒半径分别为R 1 = 2 cm ，R 2 = 5 cm ，其间充满相对介电常量为εr 的各向同性、均匀电介质．电容器接在电压U = 32 V 的电源上，(如下图)，试求距离轴线R = 3.5 cm 处的A 点的电场强度和A 点与外筒间的电势差．4. 〔此题5分〕一无限长载有电流I 的直导线在一处折成直角，P 点位于导线所在平面内，距一条折线的延长线和另一条导线的距离都为a ，如图．求P 点的磁感强度B．5. 〔此题10分〕无限长直导线，通以常定电流I ．有一与之共面的直角三角形线圈ABC ．已知AC 边长为b ，且与长直导线平行，BC 边长为a ．假设线圈以垂直于导线方向的速度v向右平移，当B 点与长直导线的距离为d 时，求线圈ABC 内的感应电动势的大小和感应电动势的方向．基础物理学I 模拟试题参考答案1aIv b一、选择题(每题3分，共30分)1.[A]2.[B]3.[D]4.[E]5.[A]6.[D]7.[B]8.[E]9.[C] 10.[C]二、填空题(每题3分，共30分)1．0 3分 2. 电场强度和电势 1分 3. q / (4πε0R ) 3分0/q F E=, 1分lE q W U aa ⎰⋅==00d /(U 0=0) 1分4. C Fd /2 2分5. < 3分 T 3分FdC2 1分 7.π200qωμ 3分 参考解：由安培环路定理 ⎰⋅⎰⋅+∞∞-=l B l Bd d I 0μ=而 π=20ωq I ， 故 ⎰⋅+∞∞-l B d =π200qωμ×10-13 J 3分参考解∶ rm B q 2v v = ==m qBrv ×107 m/s 质子动能 ==221v m E K ×10-13 J9. 1∶16 3分参考解：02/21μB w =nI B 0μ=)4(222102220021d l I n V B W π==μμμ)4/(21222202d l I n W π=μ16:1::222121==d d W W10. 3 A 3分三、计算题〔共40分〕1. 〔此题10分〕解：将柱面分成许多与轴线平行的细长条，每条可视为“无限长”均匀带电直线，其电荷线密度为λ = σ0cos φ R d φ， 它在O 点产生的场强为： φφεσελd s co 22d 000π=π=RE 3分 它沿x 、y 轴上的二个分量为：d E x =－d E cos φ =φφεσd s co 2200π- 1分d E y =－d E sin φ =φφφεσd s co sin 20π 1分 积分： ⎰ππ-=2020d s co 2φφεσx E ＝002εσ 2分 0)d(sin sin 2200=π-=⎰πφφεσy E 2分 ∴ i i E E x02εσ-== 1分2. 〔此题5分〕解：选坐标如图．由高斯定理，平板内、外的场强分布为：E = 0 (板内) )2/(0εσ±=x E (板外) 2分1、2两点间电势差 ⎰=-2121d x E U U xx x d b d d d a d 2d 22/2/02/)2/(0⎰⎰+-+-+-=εσεσ )(20a b -=εσ3分3. 〔此题10分〕解：设内外圆筒沿轴向单位长度上分别带有电荷+λ和-λ, 根据高斯定理可求得两圆筒间任一点的电场强度为 rE r εελ02π=2分则两圆筒的电势差为 1200ln 22d d 2121R R r r r E U r R R r R R εελεελπ=π==⎰⎰⋅ 解得 120ln 2R R Ur εελπ=3分 于是可求得Ａ点的电场强度为 A E )/ln(12R R R U=1= 998 V/m 方向沿径向向外 2分A 点与外筒间的电势差： ⎰⎰=='22d )/ln(d 12RR R Rr rR R U r E U RR R R U212ln )/ln(= = 12.5 V 3分4. 〔此题5分〕解：两折线在P 点产生的磁感强度分别为：)221(401+π=a IB μ 方向为⊗ 1分)221(402-π=a I B μ 方向为⊙ 2分)4/(2021a I B B B π=-=μ 方向为⊗ 各1分5. 〔此题10分〕解：建立坐标系，长直导线为y 轴，BC 边为x 轴，原点在长直导线上，则斜边的方程为 a br a bx y /)/(-= 式中r 是t 时刻B 点与长直导线的距离．三角形中磁通量⎰⎰++-π=π=Φr a r ra r x axbr a b I x x yId )(2d 200μμ)ln (20r r a a br b I +-π=μ 6分 t rr a a r r a a Ib t d d )(ln 2d d 0+-+π=Φ-=μE 3分 当r =d 时， v )(ln20da ad d a a Ib +-+π=μE 方向：ACBA (即顺时针) 1分。
中国海洋大学 大学物理3 期末考试试题和答案11
专业年级 学号 姓名 授课教师 分数 题号 一、选择题二．简答题三．计算题四．证明题分数一、选择题（21分，每题3分）1、 两块面积均为S 的金属平板A 和B 彼此平行放置，板间距离为d (d 远小于板的线度)，设A 板带有电荷q 1，B 板带有电荷q 2，则AB两板间的电势差U AB 为(A) d S q q 0212ε+． (B) d S q q 0214ε+． ［ ］ (C) d Sq q 0212ε-． (D) d Sq q 0214ε-． 2、 真空中一半径为R 的球面均匀带电Q ，在球心O 处有一电荷为q 的点电荷，如图所示．设无穷远处为电势零点，则在球内离球心O 距离为r 的P 点处的电势为(A) rq04επ (B) ⎪⎭⎫ ⎝⎛+πR Q r q 041ε． [ ] (C)r Qq 04επ+ (D)⎪⎭⎫⎝⎛-+πR q Q r q 041ε． 3、载有电流I 的细导线分别均匀密绕在半径为R 和r 的长直圆筒上形成两个螺线管，两螺线管单位长度上的匝数相等．设R = 2r ，则两螺线管中的磁感强度大小B R 和B r 应满足： ［ ］ (A) B R = 2 B r ． (B) B R = B r ．(C) 2B R = B r ． (D) B R = 4 B r ．4、平行板电容器的两板都是半径为R 的圆形导体片，若两板上的电荷面密度为t ωσσsin 0=，则两板间的位移电流为 ［］ （A ）0ωσ； （B ）t R ωωσπcos 02； （ C ）t Rωωσπsin 02； （ D ）02ωσπR 。
5、在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，在反射光中看到干涉条纹，则在接触点P 处形成的圆斑为(A) 全明． （B ） 全暗． ［ ］(C)右半部明，左半部暗． (D)右半部暗，左半部明．dB A S S q 1q 2Q P O R q rP 1.521.75 1.52 图中数字为各处的折射λ 1.62 1.62中国海洋大学命题专用纸（附页A）中国海洋大学命题专用纸（附页C）中国海洋大学命题专用纸（附页E）。
中国海洋大学资料课件仪分pdf课件第2章 光谱分析法导论
通常用eV表示电磁辐射的能量，1eV表示一个电子通过1V电压
降时所具有的能量（1.6022 10-19 J）。能量与波长（频率）的关 系为： 普朗克(Planch)公式
作用对象 原子核 原子内层 电子 分子外层 电子 气态原子 外层电子 分子振动 未成对电 子 原子核磁 量子
6 × 1014~ 2 2.5 × 106~ 莫斯鲍尔光谱法 ×1012 8.3×103 3 × 1014~ 1 ． 2 × 106 ~ X 射线吸收法 3×1010 1.2×102 X 射线荧光法 3 × 1010 ~ 125~3.1 7.5×108 7.5 × 108 ~ 3.1~1.7 4×108 紫外可见分光光度法 荧光光谱法 原子发射光谱法 原子吸收光谱法 红外吸收光谱法
1、电磁辐射的波动性
波的振动传播方式以及反射、折射、衍射、散射、干涉、 偏振等现象表现了电磁辐射具有波的性质，因此可以用波参 数来描述。
周期 T： 相邻两个波峰或波谷通过空间某一固定点所需要
的时间间隔称为波的周期，单位：s（秒）
频率 ν ：单位时间内通过传播方向上某一点的波峰或波谷
的数目，即单位时间内电磁场振动的次数称为频率，单位为 Hz，即s-1 ν = 1/T
X-射线吸收光谱法: X-射线/放射源原子内层电子（n>10) X -射线吸收 X-荧光光谱法: X-射线原子内层电子 特征X -射线发射 原子光谱：原子发射光谱、原子吸收光谱、原子荧光光谱 分子光谱：紫外-可见吸收光谱、分子荧光/磷光光谱、化学发光
6、以电磁辐射为基础的常用光谱方法
中国海洋大学大学物理I3B电磁学试卷
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年月日中国海洋大学命题专用纸（附页A）
2006-2007学年第2学期试题名称：大学物理I3（B）共 4 页第 2 页
2006-2007学年第2学期试题名称：大学物理I3（B）共4 页第 3 页
三、计算题（共38分）
1、（12分）在一不带电的金属球旁，有一点电荷＋q，金属球半径为R，求：
1）金属球上感应电荷在球心处的电场强度→E。
2）将金属球接地，球上的感应电荷为多少？（已知：＋q与球心相距为r）
2、（12分）用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50 μm的玻璃片．玻璃片的折射率为1.50．在可见光范围内(400 nm ~ 760 nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强？
(1 nm=10-9 m)
中国海洋大学命题专用纸（附页C）。
中国海洋大学 大学物理3 期末考试试题和答案81
Φ 2
2d
d
0I 2r
drΒιβλιοθήκη 0 Id 2
ln 2
d
总磁通量
Φ
Φ1
Φ2
0 Id 2
ln
4 3
4分
感应电动势为：
dΦ 0d (ln 4) d I 0d ln 4
2分
d t 2 3 d t 2 3
由 >0 和回路正方向为顺时针，所以 的绕向为顺时针方向，线圈中的感应电流
dEx=－dEcos
dEy=－dEsin
对各分量分别求和
Ex
0 4 0 R
sin cos d ＝0
0
E y
0 4 0 R
sin
2
d
0
0
8 0 R
∴
E
Exi
Ey
j
0 8 0 R
j
y
dq R
d
O
x
dEy
1分 1分 2分
对于＇＝600 nm 的光，连同附加光程差，在 A 处两反射光的光程差为
2e4
1 2
，它与波长 之比为 2e4
/
1 2
3.0
．所以
A
处是明纹
3分
(3) 棱边处仍是暗纹，A 处是第三条明纹，所以共有三条明纹，三条暗纹．
2分
四、问答题（共 13 分）
1、（5 分）
答：因 k =±4 的主极大出现在=±90°的方向上，实际观察不到．
亦是顺时针方向．
2分
第11章静磁学
《大学物理》课件
μo I B (cos θ1 cos θ2 ) 4πa
(2)如果P点位于直导线上或其 延长线上, 则P点的磁感应强度必然 为零。
x 2 I Idx x
o
r
B
P
证：若P点位于直导线上或其
延长线上，则=0或=，于是
1 a
μo Idl sin θ B dB 0 2 4π r
s B dS 0
上式与静电学中的高斯定理类似, 称为磁场的高斯定理。但
两者却有本质上的区别。 在静电场中, 由于自然界有单独存在的正、负电荷, 因此
通过一闭合曲面的电通量可以不为零, 这反映了静电场的有
源性。而在磁场中, 磁力线是闭合的，表明像正、负电荷那 样的磁单极是不存在的, 磁场是无源场。
B
《大学物理》课件
o Idl er o Idl r dB 2 4 r 4 r 3
(6)按照磁场叠加原理, 任一有限长的线电流在P点产生的 ， 应等于线电流上各个电流元在P点产生的 的矢量和： dB B
o Idl r B dB 4 r 3
拇指的指向即为电流的正方向。
I1 I
I2
I3
I
l
l
B dl 0 (I1 I 2 )
l
B dl 0 ( 2I I ) o I
l
《大学物理》课件
I
l B dl o I内
I
R
B
0 IR 2
2 x3
《大学物理》课件
圆电流等效为由N和S极构成的磁 偶极ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 磁偶极子的磁矩即载流线圈的磁矩：
中国海洋大学 大学物理3 期末考试试题和答案aa
３分
cos
cos
c
ac di
a
vB d l cos
xc
xB
dx
0 cos
sin
1 2
Bxc2
tg
2分
方向为 a→c．
2分
四．简答题（共３０分）
1. 答：(1) E d l 在数值上表示单位正电荷在电场中沿着 L 路径移动时，电场力对 L
它做的功．
３分
(2) 对静电场情形，它的数值与 L 的具体路径无关，而只与 L 的始末位置有
关，它等于始、末两点间的电势差．
2分
这表示静电场是保守力场，即有势场．
1分
2. 答：公式 B 0 I /(2R) 只对忽略导线粗细的理想线电流适用，当 a→0， 导线的
尺寸不能忽略. 此电流就不能称为线电流，此公式不适用.
６分
3. 答：对 c 不能使用安培环路定理。
３分
安培环路定理只适用于稳恒电流，这就要求载流导线或闭合，或伸
2. / 0 4. 30 I
4l 0 I 2r 2 /(82 R4 )
垂直 OP 连线向下
（ 4 分）
（ 4 分） (2 分) (2 分)
E0 0; (r R);
(1分）
E1
q
4 0 r1r 2
;(R
r
R
d )；
E2
q
40r 2
; (r
R d )；
(1分） (1分）
V0
q 4 0 r1
1 R
R
1
d
4 0
q
R
d
, (r
R)
（1分）
V1
q 4 0 r1
1 r
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)(章节题库 电磁感应)【圣才出品】
4．均匀磁场中有几个闭合线圈，如图 15-2 所示。当磁场不断减小时，在各回路中产
生的感应电流的方向各为：
（a）（
）
（b）（
）
（c）（
）
（d）（
）
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图 15-2
A．沿 abcd 【答案】A C A A
B．沿 dcba
答：变压器的铁心总做成片状的，而且涂上绝缘漆相互隔开，其目的是防治形成大的 涡流；铁片放置的方向应和线圈中磁场的方向垂直．
7．一个线圈自感的大小由哪些因素决定？怎样绕制一个自感为零的线圈？ 答：线圈自感由单位长度的匝数、线圈体积和加入的磁介质决定．缠绕线圈时一半正 绕、一半反向缠绕可以绕制一个自感为零的线圈．
，已知液体流量
，它与 ab 的关系为
，式中 ______叫作仪表常数。
图 15-6
【答案】
；
4．极板面积为 S，相距为 l 的圆形平板电容器，两极板间充满介电常数为 ε 的电介质，
当电键 K 按下后，两极板上的电量 Q＝Q0（1-e-t/τ）式中 Q0 和 τ 均为常数，则极板间位
移电流密度的大小为
感和电阻分别是线圈 2 的三倍，线圈 1 和 2 之间的互感可忽略不计.那么，线圈 1 的磁能
与线圈 2 的磁能之比
＝______.
图 15-4
【答案】
1．半径为 L 的均匀导体圆盘绕通过中心 O 的垂直轴转动，角速度为 ω，盘面与均匀 磁场 B 垂直，如图 15-5 所示.
（1）在图上标出 Oa 线段中动生电动势的方向. （2）填写下列电势差的值（设 ca 段长度为 d）：
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中国海洋大学命题专用纸
2005-2006学年第 1 学期试题名称：大学物理Ⅰ（3）共5页第 1 页
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中国海洋大学命题专用纸
2005-2006学年第 1 学期试题名称：大学物理Ⅰ（3）共 5 页第 3 页12.（本题5分）（3230）要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90°，至
少需要让这束光通过__________块理想偏振片．在此情况下，透射光强最大是原来光强的
______________________倍．
13.（本题3分）（4353）已知惯性系S＇相对于惯性系S系以0.5 c的匀速度沿x轴的负方向运动，若从S＇系的坐标原点O＇沿x轴正方向发出一光波，则S系中测得此光波在真空中的波速为____________________________________．
14.（本题5分）（4732）观察者甲以0.8c的速度（c为真空中光速）相对于静止的观察者乙运动，若甲携带一质量为1 kg的物体，则
(1)甲测得此物体的总能量为____________；
(2)(2) 乙测得此物体的总能量为_________．
二、计算题（共38分）
15．如图所示，一厚为b的“无限大”带电平板，其电荷体密度分布为 ＝kx (0≤x≤b )，式中k为一正的常量．求：
(1) 平板外两侧任一点P1和P2处的电场强度大小；
(2) 平板内任一点P处的电场强度；
(3) 场强为零的点在何处？
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2005-2006学年第 1 学期试题名称：大学物理Ⅰ（3）共5 页第 4 页
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2005-2006学年第 1 学期试题名称：大学物理Ⅰ（3）共5 页第 4 页
v0.99c (c为真空中光速)的速率运动．试求：17.（本题8分）（4500）一电子以
(1) 电子的总能量是多少？
(2) 电子的经典力学的动能与相对论动能之比是多少？(电子静止质量m e=9.11×10-31 kg)
三、简述题（共15分）
18（本题5分）（3762）光栅的衍射光谱和棱镜的色散光谱主要有什么不同？
19（本题5分）１９—６你能否举一些日常生活中所见到的例子．来说明物体热辐射的各种波长中，单色辐射强度最大的波长随温度的升高而减小？
20（本题5分）光电效应和康普顿效应都是光子与电子间的相互作用，你是怎样区别这两个过程的？。