2010电磁学B卷

. . … … … 号…序… … … … … … … … … 号…学线.. … … … … … … 名…..姓… … … … … … 封 … … … … 级…班… … … … … … … … … … 密. ）…部…、…系…（…院…… … … … 卷….试…学…大…江…长 …2009─2010学年 第二学期 《电磁学》课程考试试卷(B卷)

专业：物理学 年级：08级 考试方式：闭卷 学分：4 考试时间：120 分钟

题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 得分 阅卷人 得分

一、选择题(每小题3分，共30分)

1. 下列各公式中普遍成立的是[ ]

(A) D??E （B）D??0E?P （C）D??0E0 （D）P??0?eE 2. 下列各量中，哪个是点函数？[ ]

（A）电压 （B）电动势 （C）电导率 （D）电流

3. 带电金属块浸在非均匀的各向同性线性电介质中，A为金属与电介质交界面上的一点，则A点的总电荷密度?????f??P?和自由电荷密度?f的关系为[ ]

(A) ?????0?? (B) ???0??f ??f (C) ???f? (D) 由于介质不均匀，以上结果都不对

r4. 厚度为D、横截面积为S的导体霍尔系数为K， 放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导体表面，如图1 B 所示。现测得导体上下两面电势差为U，则磁感应强 D 度B为[ ]

I S U (A)

DUKI (B) 0 图1 (C) KIUD

(D) 以上结果都不对

5.电极化强度P[ ]

（A）只与外电场有关 （B）只与介质本身的性质有关，与外场无关 （C）只与极化电荷产生的电场有关 （D）与外场和极化电荷的电场有关

B卷第 1 页共 6 页

6.平行板电容器充电后与电源断开，在两极板间插入一介质板，则电容C、极板间电压V、介质中电场强度E以及电场的能量W将（?表示增大，?表示减小）[ ]

（A）C?,U?,W?,E? （B）C?,U?,W?,E不变 （C）C?,U?,W?,E? (D) C?,U?,W?,E? 7.两带电粒子以相同的速度垂直射入均匀磁场中，其运动 轨迹如图2所示，则[ ]

（A）两粒子的电荷一定同号 （B）两粒子的电荷一定异号 （C）两粒子的动量一定不同

（D）两粒子的运动周期可能相同也可能不同

8.以下说法中正确的是[ ] 图2

（A）电场强度大的地方电势一定高 （B）场强相等处电势梯度不一定相等

（C）带负电的导体上电势一定为负 （D）场强为零处电势不一定为零

9.均匀磁场限制在半径为R的长圆柱内，磁场随时间缓慢增加，如图3所示。图中有两条闭曲线L1和L2，下列说法中正确的是[ ]

（A）

L1 ?E感?dl?0

? R ? ? ? ? ? ? ? ? QP L2 N ? ? ? ? ? （B）回路L2上各点的E感?0 L 1 M ? ? ? ? （C）P点的电势比N点高 （D）L1中电流方向为顺时针方向 图3 10．关于静磁场强度矢量H，下列说法中正确的是[ ]

（A）H只与自由电流有关 （B）H的旋度只与自由电流有关 （C）若穿过闭合线的自由电流总量为零，则线上各点的H必为零 （D）若闭合线H的环量为零，则闭合线内没有自由电流穿过

阅卷人 得分

二、填空题(每题3分，共30分)

1.用20A的电流给一铅蓄电池充电时，测得它的路端电压为2.30V，用12A的电流放电时，

B卷第 2 页共 6 页

. . … … … 号…序… … … … … … … … … 号…学线.. … … … … … … 名…..姓… … … … … … 封 … … … … 级…班… … … … … … … … … … 密. ）…部…、…系…（…院…… … … … 卷….试…学…大…江…长 …其路端电压为1.98V，蓄电池的电动势为 ，蓄电池的内阻为 。 2．一平行板电容器两极板都是半径为r的圆导体片，在充电时，其电场强度的变化率为

dEdt，则两极板间的位移电流为 ，极板边缘的磁感应强度为 （SI制）。

r3．半径为r的导体球与半径为R的薄导体球壳，(R＞r)，同心放置。O R球壳上有一小孔，用细导线穿过小孔(绝缘)将导体球接地，如图所示。已知球壳上带正电荷，则导体球的带电情况是____ _______。 图4

4.在场强为B的均匀磁场中，有一半径为R球面，在垂直于

R B B的方向将此球面切去一半，如图5所示。则穿过剩下的半

球面的磁感应强度通量等于（球面法线方向向外）______________________。

图5

C5.如图6所示，C1 R1 1和C2的初始电压为零，电源电动势为?。 则在开关K接通的瞬间，iR1?____________，

R2 C 2 iR2?____________，达到稳态后uC1?____________。

图 6

6.C1和C2两个电容器，其上分别标明300 pF(电容量)、500 V(耐压值)和 200 pF、900 V。把它们串连起来在两端加上1000 V电压，则两电容器是否会被击穿___________________。

7. 磁场中某点处的磁感强度为B?0.20i?0.20j(SI)，一电子以速度v?0.50?106i1.0?106j(SI)通过该点，则作用于该电子上的磁场力F??

为______________________。

8.图7中为三种不同的磁介质的B～H关系曲线，其中虚线表示的是B =?0 H的关系，说明a、b、c各代表哪一类磁介质的B～H关系曲线： B a 代表 的B～H关系曲线； a b代表 的B～H关系曲线； b c代表 的B～H关系曲线.

O c H 图7

9.写出下列各式的物理意义

?lE?dl???S?B?t?dS 。

B卷第 3 页共 6 页

10. 为了找出电缆在某处由于损坏而通 地的地方，检修人员用图8所示的装置， AB是一条长为100cm的均匀电阻线， 接触点S可在它上面滑动。已知电缆长 7.8km，当S滑到SB?41cm时，通过 检流计G的电流为0，则电缆损坏处到

7.8kmSGB的距离x? 。 B 图8

阅卷人 得分 三、（10 分) 半径为10cm的圆柱形空间内充满与轴平行的均

匀磁场B(横截面如图9)，B以3?10?3Ts的恒定变化率增加。有一长为20cm的金属棒放在图示位置，一半在磁场内部，一半在磁场外部，求： （1）棒的感应电动势 （2）UMQ × × × × × × 图9

× × × ×

× × P M Q

B卷第 4 页共 6 页

?sE?dS?q内?0 。

序号 ……………………………….. 阅卷人 得分

四、（8分)如图10所示，求两个未知电动势的数值和方向。

20V/161A4A2AB2 … 号…学线.. … … … … … … 名…..姓… … … … … … 封 … … … … 级…班… … … … … … … … … … 密. ）…部…、…系…（…院…… … … … 卷….试…学…大…江…长 …

阅卷人 得分

五、（10分) 一根长为l，质量为m，电阻为R的导线ab沿两平 行的导电轨道无摩擦下滑，如图11所示．轨道平面的倾角为?，导

线ab与轨道组成矩形闭合导电回路?abcd．整个系统处在竖直向上 的均匀磁场B中，忽略轨道电阻．求ab导线下滑所达到的稳定速

B? 度。 b

l a c ??

d

图 11

B卷第 5 页共 6 页

阅卷人 得分 （1）求电容；

六、（12 分)圆柱电容器由半径为R1的直导线和与它同轴的导体圆筒构成，圆筒内半径为R3，长为l，其间充满了电容率分别为?1和?2的

两层均匀电介质（横截面见图12），它们的分界面半径是R2，略去边缘效应，

（2）若内外两筒间的电势差为V，求两种介质分界面上极化电荷面密度；

（3）若R3?2R1，?2??12，且两介质的介电强度（即击穿场强）为EM，求两筒之间所允许的最大电势差。

B卷第 6 页共 6 ε2 ε1 R1 R2 R3 图 12

页

2009─2010学年 第二学期《电磁学》课程考试

试卷(B卷)参考答案与评分标准

一、 选择题(答对1题得3分，共30分)

1、B 2、C 3、C 4、A 5、D 6、D 7、A 8、D 9、C 10、B 二、填空题

1、2.10V,0.01?（各1.5分）

?0?0rdEdE,2、?0?r2（各1.5分） dt2dt3、带负电 4、?R2B 5、

?R1,?R2,?（各1分）

6、C1、C2都不会被击穿

??N?(数值2分，方向、单位1分) 7、?1.6?10?14k8、铁磁质、顺磁质、抗磁质（各1分）

9、变化的磁场激发涡旋磁场，电荷是电场的源/穿过任意闭合面的电场的通量等于其内所包围的电荷除以?0（各1.5分） 10、6.396km，其它答案酌情给分

三、解：（1）用法拉第电磁感应定律求

d?dB?????S (3分)

dtdt而 S?11321PMRsin60??R2?R??R2 (3分) 212412?321??50.1??0.12???2.09?10V,方向P?Q （1分）?412??代入数据，有：

???3?10?3??B卷答案与评分标准 第 1页共 3 页

（2）?MQ??dB/1dBS???R2??7.85?10?6V 负号表示电动势方向M?Q dt12dt UMQ???MQ??7.85?10?6?V? (3分) 四、解：由节点定律，有：IBA?2?1?1?A? (2分) 由回路定律，有：20?1??6?1??1??4?1???1?0 (2分) 18?1??1?4??2??1?2???2?0 (2分) 解得：

?1?18?V?,?2?7?V? 方向均由B?A (2分)

五、解：ab受力如图，开始时由于重力作用下滑，ab导线切割磁感应线产生感

应电流，因而受到安培力作用阻碍其下滑，当达到平衡时达到稳定，设此时ab的运动速度为?，则

??Bl?cos? 电流 I??R?Bl?cos? (5分) RB2l2?cos?导线受到的安培力为：F安?BIl? 方向垂直于磁场向左。平衡

R时：

B2l2?cos2? mgsin??F安cos??

R所以 ??

mgRsin? （5分）

B2l2cos2?B卷答案与评分标准 第 2页共 3 页

六、解：（1）由高斯定理：?D?dS?Q，有：2?rlD??l,D?S? 2?r而E?D?,从而有：E1??? (3分) ,E2?2?1?r2?2?rR2R3两极板间电势差为：V??E1dr??E2dr?R1R2RR??ln2?ln3 2??1R12??2R2由电容定义：C?Ql? (3分)

R3R2??Vln?ln2??1R12??2R2VRR1ln2?ln32??1R12??2R21（2）若两板间的电势差为V,则：??

?n?P2?P ?P?e1??r?R2???P2r?P1r?r?R??P1r?P2r?r?R

22而 P??0?eE?????0?E,所以，

?P???1??0?E1r?R???2??0?E2r?R?22??0??1??2? (3分)

2??1?2R2（3）E2min?????E1max，所以第二层介质先击穿，令

?2??2R32?12R12E2max???EM, 有：??2?2?R2EM ，代入电势差计算公式有：

2?2?R2Vmax?RR1R2EMln223 2R1

B卷答案与评分标准 第 3 页共 3 页

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/bz8h.html