2011-2012第二学期大学物理II-1期末考试试题

2011-2012第二学期大学物理II-1期末考试试题

一、 单项选择题（每题3分，共27分）

1． 在作匀速转动的水平转台上，与转轴相距R处有一体积很小的工件A，如图所示．设工件与转台间静摩擦系数为?0，若使工件在转台上无滑动，则转台的角速度?应满足

?g0 ?? (A) ??3?0g(B) ?? R2RO A R 3?0g(C) ??R (D) ??2?0gR2 一人造地球卫星到地球中心O的最大距离和最小距离分别是RA和RB．设卫星

对应的角动量分别是LA、LB，动能分别是EKA、EKB，则应有

(A) LB > LA，EKA > EKB． (B) LB > LA，EKA = EKB． R B RA O A (C) LB = LA，EKA = EKB． B

(D) LB < LA，EKA = EKB． (E) LB = LA，EKA < EKB．

3 将细绳绕在一个具有水平光滑轴的飞轮边缘上，现在在绳端挂一质量为m的重物，飞轮的角加速度为?．如果以拉力2mg代替重物拉绳时，飞轮的角加速度将 (A) 小于?． (B) 大于?，小于2??．

(C) 大于2??． (D) 等于2??．

4 如图所示，两个同心的均匀带电球面，内球面带电荷Q1，外

Q2球面带电荷Q2，则在两球面之间、距离球心为r处的P点的场强 Q1大小E为： rPQ1Q1?Q2O (A) ． (B) ． 224??0r4??0rQ2Q2?Q1 (C) ． (D) ． ［ ］ 224??0r4??0r

5 A和B为两个均匀带电球体，A带电荷＋q，B带电荷－q，作一与A同心的球面S为高斯面，如图所示．则

(A) 通过S面的电场强度通量为零，S面上

各点的场强为零．

S (B) 通过S面的电场强度通量为q / ?0，S面上场强的大小 r BqA为E?． +q2 -q4π?0r

(C) 通过S面的电场强度通量为(- q) / ?0，S面上场强的大

小为E?．

4π?0r2 (D) 通过S面的电场强度通量为q / ?0，但S面上各点的场强不能直接由高斯

定理求出． ［ ］

6 一带电大导体平板，平板二个表面的电荷面密度的代数和为? ，置于电场强度??为E0的均匀外电场中，且使板面垂直于E0的方向．设外电场分布不因带电平板的引入而改变，则板的附近左、右两侧的合场强为：

(A) (B) (C) (D)

q????，E0?． E0??2?02?0 E0 ??，E0?． E0?2?02?0 ??，E0?． E0?2?02?0??． ［ ］ E0?E0?2?02?0

7 一导体球外充满相对介电常量为?r的均匀电介质，若测得导体表面附近场强为E，则导体球面上的自由电荷面密度?为 (A) ??0 E． (B) ??0 ??r E．

(C) ??r E． (D) (??0 ??r -???0)E． ［ ］

8 一个通有电流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表面，如图所示．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 B UdSIBU (A) ． (B) ．

d IBdSU I S USIUS (C) ． (D) ．

BdIBdUd (E) ． IB

9 用细导线均匀密绕成长为L、半径为r (L>> r)、总匝数为N的螺线管，管内充满

相对磁导率为?r 的均匀磁介质．若线圈中载有稳恒电流I，则管中任意一点的 (A) 磁感强度大小为B = ?0?? rNI． (B) 磁感强度大小为B = ? rNI / L． (C) 磁场强度大小为H = ? 0NI /L．

(D) 磁场强度大小为H = NI /L． ［ ］

二、 填空题（共30分）

1（4分）两个固连的质量分别为m1和m2的同轴铁环，半径分别为a1和a2,如图所示，轴过圆心并垂直于环面，

则该系统对转轴的转动惯量为： 。

2（3分）三个微粒的质量分别为2kg,4kg,6kg,且分别位于边长为0.5m的等边三角形的三个角上。若2kg的微粒位于原点，4kg的微粒在x轴的正方向上，该体系的质心在 .

?3(3分)质量为m的质点以速度v沿一直线运动，则它对直线外垂直距离为d的一 点的角动量大小是__________．

4（3分）半径分别为 2.0 cm与 3.0 cm的两个球形导体，各带电荷 1.0×10-8 C，两球相距很远．若用细导线将两球相连接．则每个球所带电荷 , .

5 (3分)室温下，铜导线内自由电子数密度为n?9.0?1028个/m3，导向中电流密度的大小J?1.8?106A/m2,电子定向漂移速率为 .

2 3 6(5分) 一根无限长导线弯成如图形状，设各线段都在R 1 4 同一平面内(纸面内)，其中第二段是半径为R的四分之O R I 一圆弧，其余为直线．导线中通有电流I，求图中O点 处的磁感强度 ．

7(3分) 一均匀磁化的磁棒，直径为d＝20 mm，长L＝100mm，磁矩为m＝12000 A·m2．求磁棒表面磁化电流密度j’ ．

8(5分)如图所示，一个40匝的封闭线圈，半径r为5cm,处于均匀磁场中，线圈法线与磁场夹角为60o，磁感应强

度B?(t2?3t?5)?10?2T。求t=3s时，线圈中的感应电

动势为 。

三、计算题（共43分）

1 一端在原点、沿x轴方向放置的细杆，质量线密度为 , 其中k是常数，细杆的长度为L．求该杆的质心位置xc

2. (5分)如图所示，一质量为m的均匀细杆长为l，且一端固定，使其能在竖直平面内转动．支点处摩擦力不计．将该杆从支点上方几乎竖直处释放，求当杆与竖直方向成? 角时的角加速度．

3（5分）有直径为16cm及10cm的非常薄的两个铜制球壳，同心放置时，内球的电势为2700V，外球带有电量为8.0?10?9C.。现将内球和外球接触，两球的电势各变化多少？

4（10分）如图所示，一平行板电容器，极板面积为S，两极板之间S ?距离为d，求（1）若极板间是均匀介质，介电常数为?,在忽略边缘效应的情况下，则电容是多少？（2）当中间充满介电常量按 ??= ?0 (1+x/d)规律变化的电介质．在忽略边缘效应的情况下，再次计算该电容器的

O d电容.

5（10分）如图所示，一长直导线旁有与之共面的一矩形线框，分别通有电流I1和I2。矩形线框的ab边平行于直导线，到直导线的距离为x,且ab边长为h,bc边长为l。若保持电流不变，将矩形线框平移，使得ab边到直导线的距离由l变为2l.，求磁场对正方形线圈所做的功．

6(8分)磁场沿圆柱体轴线均匀分布，磁感应强度按dB/dt=10-2T/s的速率减小。圆柱体半径为R，其中a、b点离轴的距离均为3cm,如图所示。求电子在a、b两点和O点的加速度多大？方向如何？

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