体顶点A的电势为 。 4、(本题3分)
两根相互平行的“无限长”均匀带正电直线1、2,相距为
d,其电荷线密度分别为λ1和λ2,则场强等于零的点与直线1 的距离为 。 5、(本题5分)
A、B为两块无限大均匀带电平行薄平板,两板间和左右两 侧充满相对介电常数为εr的各向同性均匀电介质。已知两板
1E0间的场强大小为E0,两板外的场强均为3,方向如图,则A、
B两板所带电荷面密度分别为σA= 、 σB= 。 6、(本题3分)
已知空气的击穿场强为30KV/cm,一平行板空气电容器两极板间距离为1.5cm,则这平行板电容器的耐压值是 。 7、(本题3分)
一空气平行板电容器接电源后,极板上的电荷面密度分别为±σ,在电源保持接通的情况下,将相对介电常数为εr的各向同性均匀电介质充满其内,如忽略边缘效应,介质中的场强应为 。 (相对介电数即相对电容率) 8、(本题3分)
一空气电容器充电后切断电源,电容器储能W0,若此时灌入相对介电常数εr的煤油,电容器储能变为W0的 倍。如果灌煤油时电容器一直与电源相连接,则电容器储能将是W0的 倍。(相对介电常数即相对电容率) 三、计算题(共40分)(必须写出计算过程) 1、(本题10分)
半径为R的细圆环,沿直径方向连接两根长为R的直杆,使 它们带电如图示(右边直杆带负电),电荷线密度均为|λ|。
?求:(1)圆心O处的场强E=?
(2)圆心O处的电势V=?(设无穷远处为电势零点) 2、(本题10分)
一带电细线弯成半径为R的半圆形,电荷线密度为λ=λ0sinφ,式中λ0为一常数,φ为半径R与X轴所成的夹角,如图所示,试求环心O处的电场强度。
3、(本题10分)
如图所示,半径为R的均匀带电球面,带电量为Q,沿直径方向上有一均匀带电细线,电荷线密度为λ,长度为l,细线近端离球心距离为r0,设球和线上的电荷分布不受相互作用影响,试求细线所受球面电荷的电场力和细线在该电场中的电势能(设无穷远处的电势为零)。 4、(本题10分)
半径分别为R1和R2(R2>R1)的两个同心导体薄球壳,分别带电量Q1和Q2,今将内球壳用细导线与远处的半径为r的导体球相联,导体球原来不带电,试求相联后导体球所带电量q。
四、改错题(共5分) (本题5分)
如图所示,A和B为两个带电金属球,A带电荷+Q,B带电荷-Q。 (1)以A、B两球心的连线中点为中心,作一球形的高斯面S1包
围A、B两金属球,则通过S1面的电通量为零,S1面上各点场强均为零。 (2)以r为半径作与A球同心的球形高斯面S2,且只包围A球,则通过 S2面的电通量为Q/ε0,S2面上各点场强大小均为Q/(4πε0r2) 以上说法错在哪里?请改正之。 五、问答题(共5分) (本题5分)
静电学中有下面几个常见的场强公式:
??E?F/q (1)
E?q/(4??0r2) (2)
E?(UA?UB)/l (3)
问:1、式(1)、(2)中的q意义是否相同? 2、各式的适用范围如何?
稳 恒 磁 场 自测 题
一、选择题(共30分)(单选) 1、(本题3分)
?均匀磁场的感应强度B垂直于半径为r的圆面,今以该圆周为边线,作一半球面(开口)S,
则通过S面的磁通量的大小为
(A) 2πr2B (B) πr2B
(C) 0 (D) 无法确定的量。 [ ] 2、(本题3分)
边长为l的正方形线圈,分别用图示两种方 式通以电流I(其中ab、cd与正方形共面),在 这两种情况下,线圈在其中心产生的磁感应强度 的大小分别为
(A) B1=0,B2=0
22?0I(B) B1=0,B2=?l 22?0I(C) B1=?l,B2=0
22?0I(D) B1=
?l22?0I,B2=?l [ ]
3、(本题3分)
电流由长直导线1沿半径方向经a点流入一电阻均匀分布的
圆环,再由b点沿切向从圆环流出,经长导线2返回电源(如图)。 已知直导线上电流强度为I,圆环的半径为R,且a、b与圆心O 三点在同一直线上。设直电流1、2及圆环电流分别在O点产生的
???磁感应强度为B1、B2及B3,则O点的磁感应强度的大小
(A) B=0,因为B1=B2=B3=0
(B) B=0,因为B?B?1+2=0,B3=0
(C) B≠0,因为虽然B1=B3=0,但B2≠0
(D) B≠0,因为虽然B1=B2=0,但B3≠0
(E) B≠0,因为虽然B2=B3=0,但B1≠0 [ ] 4、(本题3分)
如图,流出纸面的电流为2I,流进纸面的电流 为I,则下述各式中哪一个是正确的? (A) ???L1H?dl?2I
(B) ???dl?L2H?I (C) ??dl?L3H???I
(D)
???L4H?dl??I [ ]
5、(本题3分)
如图所示,电荷q(>0)均匀地分布在一个半径为R的圆环上,
若圆环以恒角速度ω绕垂直于圆平面通过圆心的Z轴转动,则沿着 Z轴从-∞到+∞磁感应强度的线积分(A)
??????B?dl?
?0?q/2? (B) ?0?q
(C) ?q/2? (D) 0 [ ] 6、(本题3分)
一铜条置于均匀磁场中,铜条中电子流的
方向如图所示,试问下述哪一种情况将会发生?
(A) 在铜条上a、b两点产生一小电势差,且Ua>Ub (B) 在铜条上a、b两点产生一小电势差,且Ua<Ub (C) 在铜条上产生涡流
(D) 电子受到洛仑兹力而减速 [ ] 7、(本题3分)
?a有一由N匝细导线绕成的平面正三角形线圈,边长为,通有电流I,置于均匀外磁场B中,
当线圈平面的法向与外磁场同向时,该线圈所受的磁力矩Mm值为: (A) 3NaIB/2 (B) 3NaIB/4 (C) 3NaIBsin60? (D) 0 [ ]
8、(本题3分)
三条无限长直导线等距地并排安放,导线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别载有
1A、2A、3A同方向的电流,由于磁相互作用的结果,导线Ⅰ,Ⅱ,
Ⅲ单位长度上分别受力F1、F2和F3,如图所示,则F1与F2的比值是: (A) 7/16 (B) 5/8
(C) 7/8 (D)5/4 [ ] 9、(本题3分)
两个半径分别为R1、R2(R1<R2)的共面同心圆环,都带电有电荷q,它们绕过圆心垂直圆平面的轴转动,但旋转方向相反,转速分别为每秒n1转和每秒n2转,若要圆心处的磁感应强度为零,则n1/n2=
(A) R1/R2 (B) R2 /R1 (C) R1·R2 (D) 1 [ ] 10、(本题3分)
用细导线均匀密绕成长为l、半径为a(l ?a)、总匝数为N的螺线管,管内充满相对磁导率为μr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) 磁感应强度大小为B=μ0μrNI (B) 磁感应强度大小为B=μrNI/l (C) 磁场强度大小为H=μ0NI/l
(D) 磁场强度大小为H=NI/l [ ] 二、填空题(共35分)(只填答案) 1、(本题3分)
在一根通有电流I的长直导线旁,与之共面地放着一个 长、宽各为a和b的矩形线框,线框的长边与载流长直导线
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