《北京航空航天大學(xué)大學(xué)物理電磁學(xué)試題大集合含答案.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《北京航空航天大學(xué)大學(xué)物理電磁學(xué)試題大集合含答案.doc（19頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、大學(xué)物理電磁學(xué)試題（1）一、選擇題：（每題3分，共30分）1. 關(guān)于高斯定理的理解有下面幾種說法，其中正確的是：（）如果高斯面上處處為零，則該面內(nèi)必?zé)o電荷。（）如果高斯面內(nèi)無電荷，則高斯面上處處為零。（）如果高斯面上處處不為零，則該面內(nèi)必有電荷。（）如果高斯面內(nèi)有凈電荷，則通過高斯面的電通量必不為零（E）高斯定理僅適用于具有高度對稱性的電場。 2. 在已知靜電場分布的條件下，任意兩點和之間的電勢差決定于：（）和兩點的位置。（）和兩點處的電場強(qiáng)度的大小和方向。（）試驗電荷所帶電荷的正負(fù)。（）試驗電荷的電荷量。 3. 圖中實線為某電場中的電力線，虛線表示等勢面，由圖可看出：（），（），（），（），

2、 4. 如圖，平行板電容器帶電，左、右分別充滿相對介電常數(shù)為1與2的介質(zhì)，則兩種介質(zhì)內(nèi)：（）場強(qiáng)不等，電位移相等。 （）場強(qiáng)相等，電位移相等。（）場強(qiáng)相等，電位移不等。 （）場強(qiáng)、電位移均不等。 5. 圖中，Ua-Ub為：（） （）（） （） 6. 邊長為a的正三角形線圈通電流為，放在均勻磁場中，其平面與磁場平行，它所受磁力矩等于：（） （） （） （）0 7. 如圖，兩個線圈和并聯(lián)地接到一電動勢恒定的電源上，線圈的自感和電阻分別是線圈的兩倍，線圈和之間的互感可忽略不計，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，線圈的磁場能量與的磁場能量的比值是：（）4； （）2； （）1； （）1/2 8. 在如圖所示的電路中，自

3、感線圈的電阻為，自感系數(shù)為，電阻為，電源電動勢為，電源內(nèi)阻可忽略。將電鍵接通，待電路中電流穩(wěn)定后，把電鍵斷開，斷開后經(jīng)過秒，這是流過電阻的電流為：（）。 （）。（）。 （） 9. 在感應(yīng)電場中電磁感應(yīng)定律可寫成，式中為感應(yīng)電場的電場強(qiáng)度。此式表明：（）在感應(yīng)電場中不能像對靜電場那樣引入電勢的概念。（）閉合曲線上處處相等。（）感應(yīng)電場是保守力場。（）感應(yīng)電場的電力線不是閉合曲線。 10. 順磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率：（）比真空的磁導(dǎo)率略小。 （）比真空的磁導(dǎo)率略大。（）遠(yuǎn)小于真空的磁導(dǎo)率。 （）遠(yuǎn)大于真空的磁導(dǎo)率。 二、填空題（共30分） 1. (3分)M、N為靜電場中鄰近兩點，場強(qiáng)由M指向N，則M點的電

4、位 于N點的電位，負(fù)檢驗電荷在M點的電位能 于在N點的電位能。2.（5分）電容為C的電容器浸沒在相對介電常數(shù)為的油中，在兩極板間加上電壓U，則它充有電量 ，若電壓增至5U，這時充滿油電容器的電容為 。3.（3分）如圖，無限大帶電平板厚度為，電荷體密度為（設(shè)均勻帶電），則在板內(nèi)距中心為處的點的場強(qiáng)= 。4.（3分）當(dāng)電源 時，端電壓大于電動勢；當(dāng)電源 時，端電壓小于電動勢；當(dāng)電源既不充電，也不放電時，端電壓等于電動勢。5.（3分）半徑為的圓柱體上載有電流，電流在其橫截面上均勻分布，一回路通過圓柱體內(nèi)部將圓柱體橫截面分為兩部分，其面積大小分別為、，如圖所示，則= 。6.（5分）如圖所示，一半徑為的

5、很小的金屬圓環(huán)，在初始時刻與一半徑為（）的大金屬圓環(huán)共面且同心，在大圓環(huán)中通以恒定的電流，方向如圖，如果小圓環(huán)以勻角速度繞其任一方向的直徑轉(zhuǎn)動，并設(shè)小圓環(huán)的電阻為，則任一時刻通過小圓環(huán)的磁通量= ；小圓環(huán)中的感應(yīng)電流= 。7.（5分）、為三根共面的長直導(dǎo)線，各通有的同方向電流，導(dǎo)線間距，那么每根導(dǎo)線每厘米所受的力的大小為：= ；= ；= 。（）8.（3分）包含下列意義的麥克斯韋方程是： 靜電場是有勢場 。 磁力線總是無頭無尾 。三、計算題（共40分）1. (10分)一電荷面密度為的“無限大”均勻帶電平面。若以該平面處為電勢零點，試求帶電平面周圍空間的電勢分布。2.（10分）二薄金屬圓筒長為L，

6、內(nèi)外圓筒的半徑分別為R1、R3，且LR，內(nèi)筒電荷線密度，二圓筒間充滿了相對介電常數(shù)分別為1與2的兩層同軸圓筒狀均勻介質(zhì)（1是內(nèi)層），分界面距軸為R2。 用高斯定理求電介質(zhì)中的。 外層介質(zhì)內(nèi)界面。 試證明此圓柱形電容器電容為： 3.（10分）真空中有一邊長為的正三角形導(dǎo)體框架，另有相互平行并與三角形的bc邊平行的長直導(dǎo)線1和2，分別在a點和b點與三角形導(dǎo)體框架相連（如圖），已知直導(dǎo)線中的電流為，求正三角形中心點O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。4.（10分）水平金屬框架串聯(lián)著C和R，其上置放長為L的金屬桿ab，OP左方為均勻磁場區(qū)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B且垂直紙面向內(nèi)，ab以速度V右滑足夠長時間后越過OP繼續(xù)以V右滑，

7、且當(dāng)它與OP重合之瞬時開始計時，在t時刻： 電容器上的電壓。 線框上的電流。電磁學(xué)試卷 004號一、 填空題（除第6題外，每空格4分）1總電量為Q，半徑為R的均勻帶電薄球殼，球殼內(nèi)的電場強(qiáng)度E= ，球殼內(nèi)電位U= 。2兩塊平行的金屬平板，左金屬板的電荷面密度為，右金屬板的電荷密度為，則金屬板相向的兩面電荷面密度、大小相等，符號相反；相背兩面電荷密度、大小相等，符號相同。其值分別為 ； 。3兩長度相同，截面不同（）的銅桿A和B，并聯(lián)接在一直流電源上，則兩銅桿中電流密度之比 ，兩銅桿中電子定向漂移速率之比 。4有一很長的載流直導(dǎo)體管，內(nèi)半徑為a , 外半徑為b ，電流強(qiáng)度為I ，沿軸線均勻分布在管

8、壁的橫截面上，空間一點離管軸垂直距離為r 。 則當(dāng)r a時該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度B= ；ar 0)和-l ( x 0)，則xOy平面上(0, a)點處的場強(qiáng)為:(A ) (B) 0 xyzabcEOAABBC圖2(C) (D) 2在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中,有一如圖2所示的三棱柱,取表面的法線向外,設(shè)過面AACO,面BBOC,面ABBA的電通量為F1,F2,F3,則(A) F1=0, F2=Ebc, F3=-Ebc.(B) F1=-Eac, F2=0, F3=Eac.(C) F1=-Eac, F2=-Ec, F3=-Ebc.(D) F1=Eac, F2=Ec, F3=Ebc.OQ1Q2R1R2Pr圖

9、32圖3如圖3所示,兩個同心的均勻帶電球面,內(nèi)球面半徑為R1,帶電量Q1,外球面半徑為R2，帶電量為Q2.設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零點,則內(nèi)球面上的電勢為：(A) (B) (C) (D) aIII O圖44如圖4所示，三條平行的無限長直導(dǎo)線，垂直通過邊長為a 的正三角形頂點，每條導(dǎo)線中的電流都是I，這三條導(dǎo)線在正三角形中心O 點產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為：(A) B = 0 (B) B =m0I/(pa) (C) B =m0I/(2pa) (D) B =m0I/(3pa) 5無限長直圓柱體，半徑為R，沿軸向均勻流有電流. 設(shè)圓柱體內(nèi)(r R)的磁感強(qiáng)度為B2，則有：(A) B1、B2均與r成正比 (B) B1、

10、B2均與r成反比(C) B1與r成正比, B2與r成反比 (D) B1與r成反比, B2與r成正比Bdcba圖5I6如圖5所示.勻強(qiáng)磁場中有一矩形通電線圈，它的平面與磁場平行，在磁場作用下，線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動，其方向是：(A) ad邊轉(zhuǎn)入紙內(nèi)，bc邊轉(zhuǎn)出紙外.(B) ad邊轉(zhuǎn)出紙外，cd邊轉(zhuǎn)入紙內(nèi).(C) ab邊轉(zhuǎn)入紙內(nèi)，cd邊轉(zhuǎn)出紙外.(D) ab邊轉(zhuǎn)出紙外，cd邊轉(zhuǎn)入紙內(nèi).MOP圖6K7圖6中, M、P、O為軟磁材料制成的棒,三者在同一平面內(nèi),當(dāng)K閉合后(A) P的左端出現(xiàn)N極 (B) M的左端出現(xiàn)N極OBOCBA圖7(C) O的右端出現(xiàn)N極 (D) P的右端出現(xiàn)N極8如圖7所示，導(dǎo)體棒AB在均

11、勻磁場中繞通過C點的垂直于棒長且沿磁場方向的軸OO轉(zhuǎn)動(角速度w與B同方向), BC的長度為棒長的1/3. 則:(A) A點比B點電勢低 (B) A點與B點電勢相等(C) A點比B點電勢高 (D) 有電流從A點流向B點EABd圖8a9已知鈉的逸出功是2 .46 eV，那么鈉的紅限波長是:(A) 540nm （B）505nm (C) 435nm (D) 355nm.10在加熱黑體過程中，其最大單色輻出度對應(yīng)的波長由0.8mm變到0.4mm，則其溫度增大為原來的(A)16倍 (B)8倍 (C) 4倍 (D)2倍二. 填空題(每空2分，共30分).UCU0ABCQd/32d/3圖91. 如圖8所示，

12、在場強(qiáng)為E的均勻電場中，A、B兩點間距離為d，AB連線方向與E的夾角為30, 從A點經(jīng)任意路徑到B點的場強(qiáng)線積分= 2. 一平行板電容器，極板面積為S，相距為d. 若B板接地，且保持A板的電勢UA = U0不變，如圖9所示. 把一塊面積相同的帶電量為Q的導(dǎo)體薄板C平行地插入兩板之間，則導(dǎo)體薄板C的電勢UC= 圖10Oab12RII3.一平行板電容器兩極板間電壓為U，其間充滿相對電容率為e r的各向同性均勻電介質(zhì)，電介質(zhì)厚度為d . 則電介質(zhì)中的電場能量密度w = a2aOO圖12IS2電流截面 圖11LS14.如圖10所示,在真空中,電流由長直導(dǎo)線1沿切向經(jīng)a點流入一電阻均勻分布的圓環(huán),再由b

13、點沿切向流出,經(jīng)長直導(dǎo)線2返回電源.已知直導(dǎo)線上的電流強(qiáng)度為I,圓環(huán)半徑為R，aob=180.則圓心O點處的磁感強(qiáng)度的大小B = 5.圓柱體上載有電流I，電流在其橫截面上均勻分布CADEOOBab圖13回路L(順時針繞向)通過圓柱內(nèi)部，將圓柱體橫截面分為兩部分，其面積大小分別為S1和S2，如圖11所示則 6.在磁感強(qiáng)度為B=ai+bj+ck (T)的均勻磁場中，有一個半徑為R的半球面形碗，碗口開口沿x軸正方向.則通過此半球形碗的磁通量為 7. 邊長為a和2a的兩正方形線圈A、B,如圖12所示地同軸放置,通有相同的電流I, 線圈B中的電流產(chǎn)生的磁場通過線圈A的磁通量用FA表示, 線圈A中的電流產(chǎn)

14、生的磁場通過線圈B的磁通量用FB表示,則二者大小關(guān)系式為 hba圖148矩形線圈長為a寬為b,置于均勻磁場B中.線圈以角速度w旋轉(zhuǎn),如圖13所示,當(dāng)t=0時線圈平面處于紙面,且AC邊向外,DE邊向里.設(shè)回路正向ACDEA. 則任一時刻線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢為 9一截面為長方形的環(huán)式螺旋管共有N匝線圈,其尺寸如圖14所示.則其自感系數(shù)為 圖15Iar10在一通有電流I的無限長直導(dǎo)線所在平面內(nèi), 有一半徑為r、電阻為R的導(dǎo)線環(huán),環(huán)中心距直導(dǎo)線為a，如圖15所示，且ar.當(dāng)直導(dǎo)線的電流被切斷后,沿導(dǎo)線環(huán)流過的電量約為 11一平行板空氣電容器的兩極板都是半徑為R的圓形導(dǎo)體片，在充電時，板間電場強(qiáng)度的變化率為

15、dE/dt若略去邊緣效應(yīng)，則兩板間的位移電流大小為_12在某地發(fā)生兩件事，靜止位于該地的甲測得時間間隔為10s，若相對甲以3c/5(c表示真空中光速)的速率作勻速直線運(yùn)動的乙測得時間間隔為 13.把一個靜止質(zhì)量為m0的粒子,由靜止加速到v=0.6c(c為真空中的光速)需做功為 14.某微觀粒子運(yùn)動時的能量是靜止能量的k倍,其運(yùn)動速度的大小為 15.波長l =600nm的光沿x軸正向傳播，若光的波長的不確定量l=10-4nm,光子的坐標(biāo)的不確定量至少為 三.計算題(每小題10分，共40分) 1一均勻帶電的球?qū)? 其電荷體密度為 , 球?qū)觾?nèi)表面半徑為R1 , 外表面半徑為R2 ,設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零

16、點, 求球?qū)觾?nèi)外表面的電勢2. 一根同軸線由半徑為R1的長導(dǎo)線和套在它外面的內(nèi)半徑為R2、外半徑為R3的同軸導(dǎo)體圓筒組成中間充滿磁導(dǎo)率為m的各向同性均勻非鐵磁絕緣材料，如右圖所示傳導(dǎo)電流I沿導(dǎo)線向上流去，由圓筒向下流回，在它們的截面上電流都是均勻分布的求同軸線內(nèi)外的磁感強(qiáng)度大小B的分布 3. 如右圖所示。半徑為R的無限長實心圓柱導(dǎo)體載有電流I，電流沿軸向流動，并均勻分布在導(dǎo)體橫截面上一寬為R，長為l的矩形回路(與導(dǎo)體軸線同平面)以速度向?qū)w外運(yùn)動(設(shè)導(dǎo)體內(nèi)有一很小的縫隙，但不影響電流及磁場的分布)設(shè)初始時刻矩形回路一邊與導(dǎo)體軸線重合，求t (t )時刻回路中的感應(yīng)電動勢參考答案一 選擇題(每小

17、題3分，共30分)題號12345678910答案CBBACDACBD二 填空題(每空2分，共30分).1) 2) 3) e 0e rU 2/(2d2) 4) 0 5) -m0IS1/(S1+S2)6)-pR2a 7) 8) 9) 10) 11) 12)12.5 s 13) 14) 15)三 計算題(每小題10分，共40分)1.解：因電荷球?qū)ΨQ,電場球?qū)ΨQ,作與帶電體對稱的球形高斯面,有 (1分) 球內(nèi)rR1 E1=0 (1分)球?qū)又蠷1rR2 E3=r( R23-R13)/3e0r2 (1分)故內(nèi)球面 = (3分)外球面 (3分) 2. 解：由安培環(huán)路定理： (2分)0 r R1區(qū)域： ， (

18、2分)R1 r R2區(qū)域： ， (2分)R2 r R3區(qū)域： H = 0， B = 0 3. 解：取逆時針方向為回路正向，則回路中的感應(yīng)電動勢為 (2分) (2分) (2分) (4分)大學(xué)物理電磁學(xué)試題（4）一、選擇題：（每題3分，共30分）1. 在相距為2R的點電荷+q與-q的電場中，把點電荷+Q從O點沿OCD移到D點（如圖），則電場力所做的功和+Q電位能的增量分別為：（），。（），。（），。 （），。 2. 下列結(jié)論正確的是：（）帶正電的物體電位必為正。 （）電力線與等位面正交。（）零電位體必有。 （）U大時E必大。 3. 相距為的兩個電子，在重力可忽略的情況下由靜止開始運(yùn)動到相距為，從相

19、距到相距期間，兩電子系統(tǒng)的下列哪一個量是不變的：（）動能總和； （）電勢能總和；（）動量總和； （）電相互作用力 4. 在各向同性的電介質(zhì)中，當(dāng)外電場不是很強(qiáng)時，電極化強(qiáng)度，式中的應(yīng)是：（）自由電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度。 （）束縛電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度。（）自由電荷與束縛電荷共同產(chǎn)生的電場強(qiáng)度。 （）當(dāng)?shù)氐姆肿与娕紭O子產(chǎn)生的電場強(qiáng)度。 5. 四個電動勢均為、內(nèi)阻均為的電源按如圖連接，則：（） ，（），（），（）， 6. 均勻磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于半徑為的圓面，今以該圓周為邊線，作一半球面，則通過面的磁通量的大小為：（） （） （）0 （）無法確定的量 7. 用線圈的自感系數(shù)來表示載流線圈磁場能量的公式（

20、）只適用于無限長密繞螺線管。 （）只適用于單匝圓線圈。（）只適用于一個匝數(shù)很多，且密繞的螺線環(huán)。（）適用于自感系數(shù)一定的任意線圈 8. 外觀完全相同的兩個線圈，一個為銅導(dǎo)線，另一個為鐵導(dǎo)線。分別將這兩個線圈與同一電阻構(gòu)成R、L串聯(lián)電路，則回路的時間常數(shù)為：（） （）（） （）無法確定 9. 四條相互平行的載流長直導(dǎo)線，電流強(qiáng)度為I，正方形邊長為2a（如圖），則正方形中心的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為：（） （）（） （）0 10. 一個帶有很窄縫隙的永磁環(huán)，磁化強(qiáng)度為，縫隙中點的磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度為：（） ， （），（）， （）， 二、填空題（共30分）1.（3分）如圖所示，在邊長為的正方形平面的中垂線

21、上，距中心點處，有一電量為的正點電荷，則通過該平面的電場強(qiáng)度通量為 。2.（5分）AC為一根長為的帶電細(xì)棒，左半部均勻帶有負(fù)電荷，右半部均勻帶有正電荷，電荷線密度分別為和，如圖所示，O點在棒的延長線上，距A端的距離為，P點在棒的垂直平分線上，到棒的垂直距離為，以棒的中點B為電勢的零點，則O點電勢= ；P點電勢= 。3.（3分）空氣平行板電容器兩極間的相互作用力F= 。（已知q、s、d）4.（3分）圖示為三種不同的磁介質(zhì)的關(guān)系曲線，其中虛線表示的是的關(guān)系，說明、各代表哪一類磁介質(zhì)的關(guān)系曲線。 代表 的關(guān)系曲線； 代表 的關(guān)系曲線； 代表 的關(guān)系曲線。5.（3分）一半徑為的無限長直載流導(dǎo)線，沿軸向

22、均勻地流有電流I，若作一個半徑為、高為的柱形曲面，已知此柱形曲面的軸與載流導(dǎo)線的軸平行且相距（如圖），則在圓柱側(cè)面S上的積分= 。6.（5分）由外表絕緣的細(xì)導(dǎo)線繞成邊長為共匝的正方形線圈，放在的外磁場中，導(dǎo)線中通有電流，則線圈的磁矩= ，作用在線圈上的磁力矩的最大值= 。7.（5分）一導(dǎo)線被彎成如圖所示形狀，為半徑為R的四分之三圓弧，直線段長為R，若此導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場中，的方向垂直圖面向內(nèi)，導(dǎo)線以角速度在圖面內(nèi)繞O點勻速轉(zhuǎn)動，則此導(dǎo)線中的動生電動勢= ；電勢最高的是 。8.（3分）加在平行板電容器極板上的電壓變化率為，在電容器內(nèi)產(chǎn)生的位移電流，則該電容器的電容量為 。三、計算題（共40分）1.

23、（10分）一個細(xì)玻璃棒被彎成半徑為R的半圓形，沿其上半部分均勻分布有電量+Q，沿其下半部分均勻分布有電量-Q，如圖所示。試求圓心O處的電場強(qiáng)度。2.（10分）現(xiàn)有一根單芯電纜，電纜芯的半徑為，鉛包皮的內(nèi)半徑為，其間充以相對介電常數(shù)的各向同性均勻電介質(zhì)。求當(dāng)電纜芯與鉛包皮間的電壓為時，長為的電纜中儲存的靜電能是多少？3.（10分）半徑的無限長圓柱導(dǎo)體內(nèi)，挖出一半徑為的無限長圓柱，軸間距，挖后通電，且垂直紙面向外均勻分布于截面上，求： 圓柱軸線上一點O的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 導(dǎo)體的電阻率，求O點的電場強(qiáng)度。4.（10分）由質(zhì)量為m、電阻為R的均勻?qū)Ь€做成的矩形線框，其高為H，寬為b，在t=0時由靜止下落，

24、這是線框的下底邊在y=0平面上方高度為h處（如圖所示）。y=0平面以上沒有磁場；y=0平面以下則有勻強(qiáng)磁場，其方向在圖中垂直紙面向里，在時刻t=t1和t=t2，線框位置如圖所示，求線框速度v與時間t的函數(shù)關(guān)系（不計空氣阻力，且忽略線框自感）。參考答案一、選擇題：（每題3分，共30分） 1. C 2. C 3. B 4. D 5. C 6. B 7. B 8. D 9. D 10. A二、填空題：（共30分）1. (2分)； 向上 （1分）2. （3分）； 0 （2分）3. (3分)4. (3分)5. 環(huán)路所包圍的所有穩(wěn)恒電流的代數(shù)和； (2分) 環(huán)路上的磁感應(yīng)強(qiáng)度； (2分) 環(huán)路內(nèi)外全部電流

25、所產(chǎn)生的磁場疊加。 (1分)6. (2分)； 垂直紙面向里 (1分)7. 一個電源 (2分) (2分) 洛侖茲力 (1分)8. (2分) 抗 (1分)三、計算題（共40分）1.（10分）解： 以頂點O為坐標(biāo)原點，圓錐軸線為軸，向下為正，在任意位置處取高度的小園環(huán)，其面積： （2分）其電量： （2分）它在O點產(chǎn)生的電勢： （3分）總電勢： （3分）2.（10分）解： 因保持與電源連接，兩極板間電勢差保持不變，而電容值由 插入介質(zhì)前后電容器儲存的電場能量由 則靜電能的改變： （4分） 電容器上帶電量的增量為： 則電場對電源作的功為： （3分） 設(shè)電場對介質(zhì)作的功為，根據(jù)功能原理： （3分）3.（10分）解：見圖，將平板分成無窮多條直導(dǎo)線，在A處取直導(dǎo)線，其在P點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為： 方向見圖 （3分） 由對稱形可知，平板在P點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿軸正方向。 （3分） （3分） 方向沿軸正方向。 （1分）4.（10分）解： 設(shè)導(dǎo)線中的電流為，由于兩導(dǎo)線在它們之間產(chǎn)生的磁場方向相同，故兩導(dǎo)線之間的磁場分布為： （4分） 長度為兩導(dǎo)線之間的磁通量為： （4分） 故自感為： （2分）