2015-2016年西南科技大学大学物理A2半期考试试题和答案
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西南科技大学2015-2016-1学期《大学物理A2》半期考试试卷
课程代码 1 6 1 9 9 0 1 0 2 命题单位 理学院:大学物理教研室
一、 选择题:(每题只有一个正确答案,每小题4分,共60分)
1、一半径为R的均匀带电球体,电荷q均匀分布在整个球体内,则在球体内、距离球心为r处的电场强度大小为: [ ] (A) 0; (B)
QrQrQr; (C); (D) 324??0R4??0R4??0Rq O q
2、如图所示,一边长为a的正方形的四个顶点上各放置了一个 正点电荷q,取无穷远处的电势为零,则此正方形的中心点O的 电势为:[ ] (A)
q2q2q2q; (B); (C);(D)。
??0a4??0a2??0a??0aq q
3、一半径为R的无限长均匀带电圆柱体,单位长度的电量为?,则该圆柱体内半径r(r?R)处的电场强度大小为:[ ] (A)
?r?r??; (B); (C); (D)。 222??0R4??0R2??0r4??0r A B
4、A、B为真空中两个平行的“无限大”均匀带电平面,已知两平面间的电场强度大小为
2E0,两平面外侧电场强度大小都为E0,方向如图所示, 3E0 E0 则A、B两平面上的电荷面密度分别为:[ ]
5174 (A) ?B??0E0,?A??0E0; (B) ?B??0E0,?A??0E0;
333342105?0E0,?A??0E0。 (C) ?B??0E0,?A??0E0; (D) ?B?3333
5、如图所示,一个电荷为q的点电荷位于立方体的A角上,则通过侧面abcd的电场强度通量为 [ ]
2E0/3
a d b A q qqqq (A) ; (B) ; (C) ; (D) 。
4?06?012?024?0 c
6、两均匀带电球面,半径分别为R1和R2,带电量分别为q1和q2,取无穷远处的电势为零,则在两球面之间、半径为r处P点的电势为:[ ] (A)
q1?q2q1q2q1q2q1q; (B);(C); (D)???2。
4??0r4??0r4??0R24??0R14??0R24??0R14??0r7、如图所示,一个半径为R的接地金属球体附近有一点电荷q,点电荷q到球心的距离为l,则金属球体表面的感应电荷总电量为: [ ]
R
q; l
llq。 (C)?q; (D)?Rl?R(A) ?q; (B) ?
R O l q
8、一真空平行板电容器,充电后,保持与电源连接,然后充入均匀电介质,则充入电介质前后,其电容C、电量q和储存的电场能量W发生的变化为:[ ]
(A)C增大、q增大、W增大; (B)C减小、q增大、W减小; (C)C增大、q减小、W增大; (D)C减小、q减小、W增大。
9、如图所示,一边长为a的正方形载流线圈,电流强度为I, 则此正方形的中心点O的磁感应强度B的大小为:[ ]
I 2?0I(A); (B)
2?a2?0I22?0I2?0I; (C); (D)。 ?a?a4?aO
10、半径为R的均匀带电细圆环,电荷线密度为?,若圆环以角速度?绕通过环心并垂直于环面的轴匀速转动,则环心处的磁感应强度大小为:[ ] (A)
11、载流导体为一“无限长”直的圆柱形导体,半径为R,电流I均匀分 布在圆柱形导体的横截面上,如图所示,则此圆柱形导体体内距离中心 轴线为r处的磁感应强度大小为 [ ] (A)
I 11???????0??; (B)?0??; (C)0; (D)0。 242R4R?IR?0I; (B) 02;
2?r2?rr ?0Ir?0Ir2(C) ; (D) 。 232?R2?R
12、如图所示,载流导线由四分之三圆弧和一段直导线组成, 处于纸面内,圆弧的半径为R、直导线的长度也为R, 电流强度为I,处于垂直于纸面向里的磁感应强度为B 的均匀磁场中,则该载流导线所受安培力的大小 为 [ ]
(A)BI5R; (B)BI3R; (C)BI7R; (D)BI2R。
I I R ?BR I R
13、如图所示,在竖直放置的无限长直导线AB附近, 有一水平放置的有限长直导线CD,C端到长直导线的 距离为a,CD长为b,若AB中通以电流I1,CD中 通以电流I2,则导线CD所受安培力的大小为:[ ]
?0I1I2a?b?IIaln; (B)F?012ln; 2?a2?a?b?II(a?b)?0I1I2b(C)F?012; (D)F?。
2?b2?(a?b)(A)F?
14、在两个不同的均匀磁场中,分别放置了两个平面线圈,其面积之比为S1?3S2,所通电流之比为
I2,两磁场的磁感应强度之比为B1?2B2,则这两个线圈所受的最大磁力矩之比M1/M2为 :[ ] 5(A) 2:5; (B)4:5; (C)3:5; (D)6:5。 I1?
15、如图所示,用实线1和虚线2分别表示两种不同的铁磁质的 磁滞回线,哪一种用来做永磁铁比较合适?哪一种用来做电磁铁 比较合适?[ ]
(A)1和2都比较合适做电磁铁; (B)1和2都比较合适做永磁铁;
(C)1比较合适做永磁铁、2比较合适做电磁铁;
(D)1比较合适做电磁铁、2比较合适做永磁铁。
二、计算题:(共40分) 16、(12分)如图所示,半径分别为R1和R2的两导体薄球壳组成了一个球形电容器,两球壳间充入了相对电容率为?r的均匀电介质。充电后,两导体薄球壳的带电量分别为?q,求: (1)该球形电容器的电容;(8分) (2)该电容器中储存的电场能量。(4分)
?q
R2R1
?q
?r 17、(10分)一根无限长载流导线弯成如图所示的形状,设各线段都在同一平面内(纸面内),其中第二段是半径为R的四分之一圆弧,其余为直线.导线中通有电流I,求图中O点处的磁感应强度B。 (10分)
18、(8分)如图所示,两根无限长直载流导线分别通有电流I1和I2,相距为4d。在这两根无限长直载流 导线之间有一矩形平面,长为l、宽为d,与两根载流直导线的距离分别为d和2d。求通过此矩形平面的磁通量。(8分)
19、(10分)如图所示,一半径为R的均匀带电细圆环,带电量为Q,水平放置,求:
1 I 2 R 3 4
O R dI1d2dlI2x4d4R处P点的电势;(取无穷远处的电势为零)(4分) 34(2)有一质量为m、带电量为q的小球,当该小球由静止从圆环中心轴线正上方距离圆心为R处的P
3(1)在圆环中心轴线正上方距离圆心为
点下落到圆环的圆心位置O时,它的速度大小为多少?(忽略空气阻力)(6分) m q
P 4R 3O R 西南科技大学2015-2016-1学期
《大学物理A2》半期考试试卷
参考答案及评分细则
(仅供参考,请阅卷前再次认真核对答案是否正确)
课程代码 1 6 1 9 9 0 1 0 2 命题单位 理学院:大学物理教研室 一、选择题:(共15题,每题4分,共60分)(只有一个正确答案)
1、B;2、C;3、A;4、A;5、D;6、B;7、B;8、A;9、C;10、A;11、C; 12、A; 13、A;14、D; 15、D。
二、计算题 (共40分)
16、(1) D4?r2?q D?qq (3分) E?D/???0r4?r24??0?rr2(直接写出E亦可得分)
V??Edr??R1R2q(R2?R1) (3分)
R14???r4??0?rR1R20r4??0?rR1R2 (2分) C?q/V?R2?R1R2qdr?2(若不经推导直接给出正确的电容表达式,亦可给4分)
q2q2(R2?R1)(2) W? (4分) ?2C8??0?rR1R2q2(写出了公式W?,但结果不对,可以给2分)
2C
17、解:将导线分成1、2、3、4四部份,各部分在O点产生的磁感强度设为B1、B2、B3、B4.根据叠加原理O点的磁感强度为:
????? B?B1?B2?B3?B4
?????∵ B1、B4均为0,故 B?B2?B3 (2分)
B2?1?0I() 方向? (3分) 42R4?a ??0I/(2?R) 方向 ? (4分)
其中 a?R/2, sin?2?sin(?/4)?2/2 sin?1?sin(??/4)??2/2
B3??0I(sin?2?sin?1)?2?0I2
4?R∴ B?
?0I8R??0I2?R??0I11(?) 方向 ? (1分) 2R4?18、解: B?2d?0I1?0I2 (3分) ?2?x2?(4d?x) ?m??[d?0I1?0I2?Il?Il3?]ldx?01ln2?02ln (5分) 2?x2?(4d?x)2?2?2(分别计算两根载流导线在矩形平面产生的磁通量,然后相加,亦可得分)
19、(1) UP?(Q/2?R)3Q (4分) dl??520??0RL4??R03(直接写出P点的电势表达式的,亦可给4分)
(2)下落的起点和终点的电势分别为: U1?根据动能定理,有:
Q3Q U2? (2分)
20??0R4??0R43QQ1mgR?q(?)?m?2?0 (3分)
320??0R4??0R2解出结果:
(直接写出式子:mgR?q(
??8Qq (1分) gR?35??0Rm3QQ1?)?m?2?0,并得到正确结果的可以全部给分)
20??0R4??0R243
∴ B?
?0I8R??0I2?R??0I11(?) 方向 ? (1分) 2R4?18、解: B?2d?0I1?0I2 (3分) ?2?x2?(4d?x) ?m??[d?0I1?0I2?Il?Il3?]ldx?01ln2?02ln (5分) 2?x2?(4d?x)2?2?2(分别计算两根载流导线在矩形平面产生的磁通量,然后相加,亦可得分)
19、(1) UP?(Q/2?R)3Q (4分) dl??520??0RL4??R03(直接写出P点的电势表达式的,亦可给4分)
(2)下落的起点和终点的电势分别为: U1?根据动能定理,有:
Q3Q U2? (2分)
20??0R4??0R43QQ1mgR?q(?)?m?2?0 (3分)
320??0R4??0R2解出结果:
(直接写出式子:mgR?q(
??8Qq (1分) gR?35??0Rm3QQ1?)?m?2?0,并得到正确结果的可以全部给分)
20??0R4??0R243
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