最新电磁学期末考试试题
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电磁学期末复习题(夏金德1. 一均匀带电球面,电荷面密度为,球面内电场强度处处为零,球面上面元 d S 带有 d S 的电荷,该电荷在球面内各点产生的电场强度(A) 处处为零(B) 不一定都为零.(C) 处处不为零.(D) 无法判定.[]2. 下列几个说法中哪一个是正确的(A)电场中某点场强的方向,就是将点电荷放在该点所受电场力的方向.(B)在以点电荷为中心的球面上,由该点电荷所产生的场强处处同.(C) 场强可由q F E /定出,其中q 为试验电荷,q 可正、可负,F为试验电荷所受的电场力.(D) 以上说法都不正确.[]3. 如图所示,在坐标(a ,0)处放置一点电荷+q ,在坐标(-a ,0)处放置另一点电荷-q .P 点是y 轴上的一点,坐标为(0,y).当y>>a 时,该点场强的大小为:(A)24yq .(B)22yq .(C)32yqa.(D)34yqa.[]4.设有一“无限大”均匀带正电荷的平面.取x轴垂直带电平面,坐标原点在带电平面上,则其周围空间各点的电场强度E 随距离平面的位置坐标x 变化的关系曲线为(规定场强方向沿x 轴正向为正、反之为负):[]5.有一边长为a 的正方形平面,在其中垂线上距中心O 点a/2处,有一电荷为q 的正点电荷,如图所示,则通过该平面的电场强度通量为(A)3q .(B)4q (C) 03q .(D)6q []6. 已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和∑q =0,则可肯定:(A) 高斯面上各点场强均为零.(B) 穿过高斯面上每一面元的电场强度通量均为零.(C) 穿过整个高斯面的电场强度通量为零.(D) 以上说法都不对.[]7.半径为R 的“无限长”均匀带电圆柱面的静电场中各点的电场强度的大小E 与距轴线的距离r 的关系曲线为:OxE (A)OxE (C)OxE (B)O xE (D)E ∝1/|x|E ∝x aaqa/2O Ox-a -q +q +aP (0,y )y[]8. 半径为R 的均匀带电球面,若其电荷面密度为,则在距离球面R 处的电场强度大小为:(A).(B)2.(C)4.(D)8.[]9. 如图所示,两个同心的均匀带电球面,内球面半径为R 1、带有电荷1Q , 外球面半径为R 2、带有电荷Q 2,则在内球面里面、距离球心为r 处的P 点的场强大小E 为:(A)2214rQ Q .(B)22221144RQ RQ (C)214rQ .(D) 0.[]10. 如图所示,两个“无限长”的共轴圆柱面,半径分别为R 1和R 2,其上均匀带电,沿轴线方向单位长度上所带电荷分别为1和2,则在两圆柱面之间、距离轴线为r 的P 点处的场强大小E 为:(A)r12.(B)r212.(C)rR 222.(D)112R r.[]11.半径为R 的均匀带电球面,总电荷为Q .设无穷远处电势为零,则该带电体所产生的电场的电势U ,随离球心的距离r 变化的分布曲线为[]12.在点电荷+q 的电场中,若取图中P点处为电势零点,则M 点的电势为(A)aq 04.(B)aq 08.(C) aq4.(D)aq 08[]13. 如图,在点电荷q 的电场中,选取以q 为中心、R 为半径的球面上一点P 处作电势零点,则与点电荷q 距离为r 的P'点的电势为(A)rq 04(B)Rrq 114E O r(B) E ∝1/rR E Or(D) E ∝1/rR E Or(C) E ∝1/rR E O r(A) E ∝1/rOP rR 1R 2Q 1Q 2Pr 21R 1R 2R OU r U ∝1/r(A)R OU r U ∝1/r(B)R OUrU ∝1/r(C)R OUrU ∝1/r2(D)R OUrU ∝1/r2(E)aa+qPMrP 'qRP(C)Rrq 04(D)rRq 114[]14. 如图所示,边长为l 的正方形,在其四个顶点上各放有等量的点电荷.若正方形中心O 处的场强值和电势值都等于零,则:(A) 顶点a 、b 、c 、d 处都是正电荷.(B) 顶点a 、b 处是正电荷,c 、d 处是负电荷.(C) 顶点a 、c 处是正电荷,b 、d 处是负电荷.(D) 顶点a 、b 、c 、d 处都是负电荷.[]15.如图所示,边长为m 的正三角形abc ,在顶点a 处有一电荷为10-8C 的正点电荷,顶点b 处有一电荷为-10-8 C 的负点电荷,则顶点c 处的电场强度的大小E 和电势U 为:(41=9×10-9 N m /C 2)(A) E =0,U =0.(B) E =1000 V/m ,U =0.(C) E =1000 V/m ,U =600 V .(D) E =2000 V/m ,U =600 V .[]16. 如图所示,半径为R 的均匀带电球面,总电荷为Q ,设无穷远处的电势为零,则球内距离球心为r的P 点处的电场强度的大小和电势为:(A) E =0,rQ U4.(B) E =0,RQ U04.(C)24r Q E ,r Q U4.(D)204rQE,RQU4.[]17. 有N 个电荷均为q 的点电荷,以两种方式分布在相同半径的圆周上:一种是无规则地分布,另一种是均匀分布.比较这两种情况下在过圆心O 并垂直于圆平面的z 轴上任一点P(如图所示)的场强与电势,则有(A) 场强相等,电势相等.(B) 场强不等,电势不等.(C) 场强分量E z 相等,电势相等.(D) 场强分量E z 相等,电势不等.[]18. 如图所示,两个同心球壳.内球壳半径为R 1,均匀带有电荷Q ;外球壳半径为R 2,壳的厚度忽略,原先不带电,但与地相连接.设地为电势零点,则在内球壳里面,距离球心为r 处的P 点的场强大小及电势分别为:(A) E =0,U =104R Q .(B) E =0,U =21114R R Q .(C) E =24r Q ,U =rQ 04.(D) E =204rQ,U =14R Q.[]OcdbaabcO Rr PQO yxz P OR 1R 2Pr Q19. 如图所示,两个同心的均匀带电球面,内球面半径为R 1、带电荷Q 1,外球面半径为R 2、带有电荷Q 2.设无穷远处为电势零点,则在内球面之内、距离球心为r 处的P 点的电势U 为:(A)rQ Q 0214.(B)221144R Q R Q .(C) 0.(D)1014R Q .[]20.点电荷-q 位于圆心O 处,A 、B 、C 、D 为同一圆周上的四点,如图所示.现将一试验电荷从A 点分别移动到B 、C 、D 各点,则(A) 从A 到B ,电场力作功最大.(B) 从A 到C ,电场力作功最大.(C) 从A 到D ,电场力作功最大.(D) 从A 到各点,电场力作功相等.[]21. 在已知静电场分布的条件下,任意两点P 1和P 2之间的电势差决定于(A) P 1和P 2两点的位置.(B) P 1和P 2两点处的电场强度的大小和方向.(C) 试验电荷所带电荷的正负.(D) 试验电荷的电荷大小.[]22.半径为r 的均匀带电球面1,带有电荷q ,其外有一同心的半径为R 的均匀带电球面2,带有电荷Q ,则此两球面之间的电势差U 1-U 2为:(A)R r q 1140. (B)rR Q 1140.(C) RQ rq 041. (D) rq 04.[ ]23. 面积为S 的空气平行板电容器,极板上分别带电量±q ,若不考虑边缘效应,则两极板间的相互作用力为(A)S q2.(B)Sq022.(C)2022Sq.(D)22Sq.[]24.充了电的平行板电容器两极板(看作很大的平板)间的静电作用力F 与两极板间的电压U 的关系是:(A) F ∝U .(B) F ∝1/U .(C) F ∝1/U 2.(D) F ∝U 2.[]25. 如图所示,在真空中半径分别为R 和2R 的两个同心球面,其上分别均匀地带有电荷+q 和-3q .今将一电荷为+Q的带电粒子从内球面处由静止释放,则该粒子到达外球面时的动能为:(A)RQq 04.(B)RQq 02.(C)RQq 08.(D)RQq 083.[]26. 密立根油滴实验,是利用作用在油滴上的电场力和重力平衡而测量电荷的,其电场由两块带电平行板产生.实验中,半径为r 、带有两个电子电荷的油滴保持静止时,其所在电场的两块极板的电势差为U 12.当电势差增加到4U 12时,半径为2r 的油滴保持静止,则该油滴所带的电荷为:(A) 2e (B) 4eQ 2Q 1O Pr R 2R 1ABDC O -q-3q +q QR2R(C) 8e (D) 16e []27.一个静止的氢离子(H +)在电场中被加速而获得的速率为一静止的氧离子(O +2)在同一电场中且通过相同的路径被加速所获速率的:(A) 2倍.(B) 22倍.(C) 4倍.(D) 42倍.[]28. 真空中有两个点电荷M 、N ,相互间作用力为F,当另一点电荷Q 移近这两个点电荷时,M 、N 两点电荷之间的作用力(A) 大小不变,方向改变.(B) 大小改变,方向不变.(C) 大小和方向都不变.(D) 大小和方向都改.[]29. 有一带正电荷的大导体,欲测其附近P 点处的场强,将一电荷量为q 0 (q 0 >0 )的点电荷放在P 点,如图所示,测得它所受的电场力为F .若电荷量q 0不是足够小,则(A) F/ q 0比P 点处场强的数值大.(B) F/ q 0比P 点处场强的数值小.(C) F/ q 0与P 点处场强的数值相等.(D) F / q 0与P 点处场强的数值哪个大无法确定.[]30.有一接地的金属球,用一弹簧吊起,金属球原来不带电.若在它的下方放置一电荷为q 的点电荷,如图所示,则(A) 只有当q > 0时,金属球才下移.(B) 只有当q < 0时,金属球才下移.(C) 无论q 是正是负金属球都下移.(D) 无论q 是正是负金属球都不动.[]31. 半径分别为R 和r 的两个金属球,相距很远.用一根细长导线将两球连接在一起并使它们带电.在忽略导线的影响下,两球表面的电荷面密度之比R / r 为(A) R / r .(B) R 2 / r 2.(C) r 2 / R 2.(D) r / R .[]32. 如图所示,一厚度为d 的“无限大”均匀带电导体板,电荷面密度为,则板的两侧离板面距离均为h 的两点a 、b 之间的电势差为:(A) 0.(B)2.(C)h.(D)2h.[]33. 一空心导体球壳,其内、外半径分别为R 1和R 2,带电荷q ,如图所示.当球壳中心处再放一电荷为q 的点电荷时,则导体球壳的电势(设无穷远处为电势零点)为(A)104R q .(B)204R q .(C)12R q. (D)2R q.[]34. 如图所示,一带负电荷的金属球,外面同心地罩一不带电的金属球壳,则在球壳中一点P 处的场强大小与电势(设无穷远处为电势零点)分别为:(A) E = 0,U > 0.(B) E = 0,U < 0.(C) E = 0,U = 0.(D) E > 0,U < 0.[]35. 同心导体球与导体球壳周围电场的电场线分布如图所示,由电场线分布情况可知球壳上所带总电荷(A) q > 0.(B) q = 0.(C) q < 0.(D) 无法确定.[]36.一长直导线横截面半径为a ,导线外同轴地套一半径为b 的薄圆筒,两者互相绝缘,并且外筒接地,如图所示.设导线单位长度的电荷为+,并设地的q 0P qdbah h qqR 1R 2P电势为零,则两导体之间的P 点( OP = r )的场强大小和电势分别为:(A)24r E ,a b Uln20.(B)24r E ,rb U ln20.(C)rE2,ra U ln20.(D)rE2,rb Uln2.[]37. 关于高斯定理,下列说法中哪一个是正确的(A) 高斯面内不包围自由电荷,则面上各点电位移矢量D 为零.(B) 高斯面上处处D 为零,则面内必不存在自由电荷.(C) 高斯面的D 通量仅与面内自由电荷有关.(D) 以上说法都不正确.[]38. 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) 0r E .(C) r E .(D) (0r -0)E .[]39. 在一点电荷q 产生的静电场中,一块电介质如图放置,以点电荷所在处为球心作一球形闭合面S ,则对此球形闭合面:(A) 高斯定理成立,且可用它求出闭合面上各点的场强.(B) 高斯定理成立,但不能用它求出闭合面上各点的场强.(C) 由于电介质不对称分布,高斯定理不成立.(D) 即使电介质对称分布,高斯定理也不成立.[]40. 设有一个带正电的导体球壳.当球壳内充满电介质、球壳外是真空时,球壳外一点的场强大小和电势用E 1,U 1表示;而球壳内、外均为真空时,壳外一点的场强大小和电势用E 2,U 2表示,则两种情况下壳外同一点处的场强大小和电势大小的关系为(A) E 1 = E 2,U 1 = U 2.(B) E 1 = E 2,U 1 > U 2.(C) E 1 > E 2,U 1 > U 2.(D) E 1 < E 2,U 1 < U 2.[]41.一个平行板电容器,充电后与电源断开,当用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大,则两极板间的电势差U 12、电场强度的大小E 、电场能量W 将发生如下变化:(A)U 12减小,E 减小,W 减小.(B) U 12增大,E 增大,W 增大.(C) U 12增大,E 不变,W 增大.(D) U 12减小,E 不变,W 不变.[]42. C 1和C 2两空气电容器并联以后接电源充电.在电源保持联接的情况下,在C 1中插入一电介质板,如图所示, 则(A) C 1极板上电荷增加,C 2极板上电荷减少.(B) C 1极板上电荷减少,C 2极板上电荷增加.(C) C 1极板上电荷增加,C 2极板上电荷不变.(D) C 1极板上电荷减少,C 2极板上电荷不变.[]43.如果某带电体其电荷分布的体密度增大为原来的2倍,则其电场的能量变为原来的(A) 2倍.(B) 1/2倍.(C) 4倍.(D) 1/4倍.[]O Pr a bq S电介质C 1C 244.通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状,则P ,Q ,O 各点磁感强度的大小B P ,B Q ,B O 间的关系为:(A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O .(C)B Q > B O > B P .(D) B O > B Q > B P .[]45. 一个电流元lI d 位于直角坐标系原点,电流沿z 轴方向,点P (x ,y ,z)的磁感强度沿x 轴的分量是:(A) 0.(B) 2/32220)/(d )4/(z y x l Iy .(C) 2/32220)/(d )4/(z y xl Ix .(D))/(d )4/(222z yxl Iy .[]46. 电流I 由长直导线1沿垂直bc 边方向经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,再由b 点沿垂直ac 边方向流出,经长直导线2返回电源(如图).若载流直导线1、2和三角形框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用1B 、2B 和3B 表示,则O 点的磁感强度大小(A)B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为虽然B 1≠0、B 2≠0,但021B B ,B 3 = 0.(C) B ≠0,因为虽然B 3= 0,但021B B .(D) B ≠0,因为虽然021B B ,但B 3≠0.[]47. 图中,六根无限长导线互相绝缘,通过电流均为I ,区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为相等的正方形,哪一个区域指向纸内的磁通量最大(A) Ⅰ区域.(B) Ⅱ区域.(C) Ⅲ区域.(D) Ⅳ区域.(E) 最大不止一个.[]48. 无限长直圆柱体,半径为R ,沿轴向均匀流有电流.设圆柱体内( r < R )的磁感强度为B i ,圆柱体外( r > R )的磁感强度为B e ,则有(A) B i 、B e 均与r 成正比.(B) B i 、B e 均与r 成反比.(C) B i 与r 成反比,B e 与r 成正比.(D) B i 与r 成正比,B e 与r 成反比.[]49.磁场由沿空心长圆筒形导体的均匀分布的电流产生,圆筒半径为R ,x 坐标轴垂直圆筒轴线,原点在中心轴线上.图(A)~(E)哪一条曲线表示B -x 的关系[]50. 如图,一个电荷为+q 、质量为m 的质点,以速度v 沿x 轴射入磁感强度为B 的均匀磁场中,磁场方向垂直纸面向里,其范围从x = 0延伸到无限远,如果质点在x = 0和y = 0处进入磁场,则它将以速度v-从磁场中某一点出来,这点坐标是x =0 和(A)qBm yv .(B)qBm yv 2.(C)qBm yv 2(D)qBm yv .[]a II I a aa a 2a I P Q O Ia abcI O1 2ⅠⅡⅢⅣOBx O R (A)Bx O R(B)B x OR(D)Bx OR(C)BxOR (E)x电流圆筒xy+q, mv BO51. 一电子以速度v垂直地进入磁感强度为B 的均匀磁场中,此电子在磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量将(A) 正比于B ,反比于v 2.(B) 反比于B ,正比于v 2.(C)正比于B ,反比于v .(D) 反比于B ,反比于v .[]52. 粒子与质子以同一速率垂直于磁场方向入射到均匀磁场中,它们各自作圆周运动的半径比R / R p 和周期比T / T p 分别为:(A) 1和2 ;(B) 1和1 ;(C) 2和2 ;(D) 2和1 .[]53.如图,长载流导线ab 和cd 相互垂直,它们相距l ,ab 固定不动,cd 能绕中点O 转动,并能靠近或离开ab .当电流方向如图所示时,导线cd 将(A) 顺时针转动同时离开ab .(B) 顺时针转动同时靠近ab .(C) 逆时针转动同时离开ab .(D) 逆时针转动同时靠近ab .[]54. 两个同心圆线圈,大圆半径为R ,通有电流I 1;小圆半径为r ,通有电流I 2,方向如图.若r << R (大线圈在小线圈处产生的磁场近似为均匀磁场),当它们处在同一平面内时小线圈所受磁力矩的大小为(A)Rr I I 22210.(B)Rr I I 22210.(C)rR I I 22210.(D) 0.[]55. 三条无限长直导线等距地并排安放,导线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别载有 1 A ,2 A ,3 A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F 1、F 2和F 3,如图所示.则F 1与F 2的比值是:(A) 7/16.(B) 5/8.(C) 7/8.(D) 5/4.[]56. 把通电的直导线放在蹄形磁铁磁极的上方,如图所示.导线可以自由活动,且不计重力.当导线内通以如图所示的电流时,导线将(A) 不动.(B) 顺时针方向转动(从上往下看).(C) 逆时针方向转动(从上往下看),然后下降.(D) 顺时针方向转动(从上往下看),然后下降.(E) 逆时针方向转动(从上往下看),然后上升.[]57. 四条皆垂直于纸面的载流细长直导线,每条中的电流皆为I .这四条导线被纸面截得的断面,如图所示,它们组成了边长为2a 的正方形的四个角顶,每条导线中的电流流向亦如图所示.则在图中正方形中心点O 的磁感强度的大小为(A)IaB2.(B)Ia B2.(C) B = 0.(D)Ia B.[]58. 如图两个半径为R 的相同的金属环在a 、b 两点接触(ab 连线为环直径),并相互垂直放置.电流I沿ab 连线方向由a 端流入,b 端流出,则环中心O 点的磁感强度的大小为(A) 0.(B)RI40.(C)RI42.(D)RI.vBab cd I IOO r RI 1I 2F 1F 2F 31 A2 A3 AⅠⅡⅢN SIII II2a 2a OIIba(E)RI82.[]59.一无限长直导体薄板宽为l ,板面与z 轴垂直,板的长度方向沿y 轴,板的两侧与一个伏特计相接,如图.整个系统放在磁感强度为B 的均匀磁场中,B 的方向沿z 轴正方向.如果伏特计与导体平板均以速度v向y 轴正方向移动,则伏特计指示的电压值为(A) 0.(B)21vBl .(C) vBl .(D) 2vBl .[]60. 将形状完全相同的铜环和木环静止放置,并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等,则不计自感时(A) 铜环中有感应电动势,木环中无感应电动势.(B) 铜环中感应电动势大,木环中感应电动势小.(C) 铜环中感应电动势小,木环中感应电动势大.(D)两环中感应电动势相等.[]61. 一个圆形线环,它的一半放在一分布在方形区域的匀强磁场B 中,另一半位于磁场之外,如图所示.磁场B 的方向垂直指向纸内.欲使圆线环中产生逆时针方向的感应电流,应使(A) 线环向右平移.(B) 线环向上平移.(C) 线环向左平移.(D) 磁场强度减弱.[]62. 在如图所示的装置中,把静止的条形磁铁从螺线管中按图示情况抽出时(A) 螺线管线圈中感生电流方向如A 点处箭头所示.(B) 螺线管右端感应呈S 极.(C) 线框EFGH 从图下方粗箭头方向看去将逆时针旋转.(D) 线框EFGH 从图下方粗箭头方向看去将顺时针旋转.[]63.如图所示,一矩形线圈,以匀速自无场区平移进入均匀磁场区,又平移穿出.在(A)、(B)、(C)、(D)各I--t 曲线中哪一种符合线圈中的电流随时间的变化关系(取逆时针指向为电流正方向,且不计线圈的自感)[]64. 如图所示,M 、N 为水平面内两根平行金属导轨,ab 与cd 为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线.外磁场垂直水平面向上.当外力使ab 向右平移时,cd(A) 不动.(B) 转动.(C) 向左移动.(D) 向右移动.[]65. 一根长度为L 的铜棒,在均匀磁场B 中以匀角速度绕通过其一端的定轴旋转着,B 的方向垂直铜棒转动的平面,如图所示.设t =0时,铜棒与Ob 成角(b 为铜棒转动的平面上的一个固定点),则在任一时刻t 这根铜棒两端之间的感应电动势是:(A) )cos(2t B L .(B) t B L cos 212.(C) )cos(22t B L .(D)B L 2.(E)B L 221.[]66. 自感为H 的线圈中,当电流在(1/16) s 内由 2 A 均匀减小到零时,线圈中自感电动势的大小为:(A) ×10-3 V .(B) ×10-2 V .(C) V .(D) V .[]67. 两个通有电流的平面圆线圈相距不远,如果要使其互感系数近似为零,则应调整线圈的取向使(A) 两线圈平面都平行于两圆心连线.(B) 两线圈平面都垂直于两圆心连线.zBylVBH 磁极磁极条形磁铁N SN S A B E FG0tI 0tItI 0tI(A)(B)(C)(D)c abdNMBBL Ob(C) 一个线圈平面平行于两圆心连线,另一个线圈平面垂直于两圆心连线.(D) 两线圈中电流方向相反.[]68. 在一个塑料圆筒上紧密地绕有两个完全相同的线圈aa ′和bb ′,当线圈aa ′和bb ′如图(1)绕制时其互感系数为M 1,如图(2)绕制时其互感系数为M 2,M 1与M 2的关系是(A) M 1 = M 2 ≠0.(B) M 1 = M 2 = 0.(C) M 1 ≠M 2,M 2 = 0.(D) M 1 ≠M 2,M 2 ≠0.[]69. 如图所示,两个线圈P 和Q 并联地接到一电动势恒定的电源上.线圈P 的自感和电阻分别是线圈Q 的两倍,线圈P 和Q 之间的互感可忽略不计.当达到稳定状态后,线圈P 的磁场能量与Q 的磁场能量的比值是(A) 4.(B) 2.(C) 1.(D)21.[]70.静电场中某点的电场强度,其大小和方向与__________________________________________________________________相同.71.由一根绝缘细线围成的边长为l 的正方形线框,使它均匀带电,其电荷线密度为,则在正方形中心处的电场强度的大小E =_____________.72.两根相互平行的“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1和2如图所示,则场强等于零的点与直线1的距离a 为_____________ .73.两个平行的“无限大”均匀带电平面,其电荷面密度分别为+和+2,如图所示,则A 、B 、C 三个区域的电场强度分别为:E A =__________________,E B =__________________,E C =_______________(设方向向右为正).74.真空中一半径为R 的均匀带电球面带有电荷Q(Q >0).今在球面上挖去非常小块的面积△S (连同电荷),如图所示,假设不影响其他处原来的电荷分布,则挖去△S 后球心处电场强度的大小E =______________,其方向为________________________.75.一均匀带正电的导线,电荷线密度为,其单位长度上总共发出的电场线条数(即电场强度通量)是__________________.76.静电场中某点的电势,其数值等于______________________________ 或_______________________________________.77.图中曲线表示一种轴对称性静电场的场强大小E 的分布,r 表示离对称轴的距离,这是由____________________________________产生的电场.78.真空中,有一均匀带电细圆环,电荷线密度为,其圆心处的电场强度E 0=__________________,电势U 0=__________________.(选无穷远处电势为零)79.把一个均匀带有电荷+Q 的球形肥皂泡由半径r 1吹胀到r 2,则半径为R(r 1<R <r 2)的球面上任一点的场强大小E 由______________变为______________;电a a ′bb ′aa ′bb ′图(1)图(2)PQ12a d12++2A B COR △SQO ErE /1rR势U 由__________________________变为________________(选无穷远处为电势零点).80.如图所示,两同心带电球面,内球面半径为r 1=5 cm ,带电荷q 1=3×10-8 C ;外球面半径为r 2=20 cm ,带电荷q 2=-6×10-8C ,设无穷远处电势为零,则空间另一电势为零的球面半径r =__________________.81.半径为m 的孤立导体球其电势为300 V ,则离导体球中心30 cm 处的电势U =_____________________(以无穷远为电势零点).82.在点电荷q 的电场中,把一个-×10-9 C 的电荷,从无限远处(设无限远处电势为零)移到离该点电荷距离m 处,克服电场力作功×10-5 J ,则该点电荷q =________________.(真空介电常量0=×10-12 C 2·N -1·m -2)83.如图所示.试验电荷q ,在点电荷+Q 产生的电场中,沿半径为R的整个圆弧的3/4圆弧轨道由a 点移到d 点的过程中电场力作功为________________;从d点移到无穷远处的过程中,电场力作功为____________.84.图示BCD 是以O 点为圆心,以R 为半径的半圆弧,在A 点有一电荷为+q 的点电荷,O 点有一电荷为-q 的点电荷.线段R BA.现将一单位正电荷从B 点沿半圆弧轨道BCD 移到D 点,则电场力所作的功为______________________ .85.在静电场中,一质子(带电荷e =×10-19C)沿四分之一的圆弧轨道从A 点移到B 点(如图),电场力作功×10-15J .则当质子沿四分之三的圆弧轨道从B 点回到A 点时,电场力作功A =____________________.设A 点电势为零,则B 点电势U =____________________.86.一电子和一质子相距2×10-10 m (两者静止),将此两粒子分开到无穷远距离(两者仍静止)所需要的最小能量是______________eV .(41=9×109 N ·m 2/C 2 , 质子电荷 e =×10-19C, 1 eV=×10-19 J )87.在点电荷q 的静电场中,若选取与点电荷距离为r 0的一点为电势零点,则与点电荷距离为r 处的电势U =__________________.88.如图所示, 在场强为E的均匀电场中,A 、B 两点间距离为d .AB连线方向与E 方向一致.从A 点经任意路径到B 点的场强线积分ABl E d =_____________.89.静电场中有一质子(带电荷e =×10-19) 沿图示路径从a 点经c点移动到b 点时,电场力作功8×10-15 J .则当质子从b 点沿另一路径回到a 点过程中,电场力作功A =________________;若设a 点电势为零,则b 点电势U b =_________ .q 1q 2r 1r 2+QRqad∞+q A-q BO DCRBOAABdEabc90.真空中,一边长为a 的正方形平板上均匀分布着电荷q ;在其中垂线上距离平板d 处放一点电荷q 0如图所示.在d 与a 满足______________条件下,q 0所受的电场力可写成q 0q / (40d 2).91.一电矩为p 的电偶极子在场强为E 的均匀电场中,p 与E 间的夹角为,则它所受的电场力F=______________,力矩的大小M =__________.92.一空气平行板电容器,两极板间距为d ,充电后板间电压为U .然后将电源断开,在两板间平行地插入一厚度为d/3的金属板,则板间电压变成U' =________________ .93.在一个不带电的导体球壳内,先放进一电荷为+q 的点电荷,点电荷不与球壳内壁接触.然后使该球壳与地接触一下,再将点电荷+q 取走.此时,球壳的电荷为__________,电场分布的范围是__________________________________.94.带有电荷q 、半径为r A 的金属球A ,与一原先不带电、内外半径分别为r B 和r C 的金属球壳B 同心放置如图.则图中P 点的电场强度E___________________.如果用导线将A 、B 连接起来,则A 球的电势U =____________________.(设无穷远处电势为零)95.半径为R 1和R 2的两个同轴金属圆筒,其间充满着相对介电常量为r 的均匀介质.设两筒上单位长度带有的电荷分别为+和-,则介质中离轴线的距离为r 处的电位移矢量的大小D =____________,电场强度的大小E =____________.96. 1、2是两个完全相同的空气电容器.将其充电后与电源断开,再将一块各向同性均匀电介质板插入电容器1的两极板间,如图所示, 则电容器2的电压U 2,电场能量W 2如何变化(填增大,减小或不变) U 2_________,W 2_____________.97. 一质点带有电荷q =×10-10 C ,以速度v =×105 m ·s -1在半径为R =×10-3 m 的圆周上,作匀速圆周运动.该带电质点在轨道中心所产生的磁感强度B =__________________,该带电质点轨道运动的磁矩p m =___________________.(0 =4×10-7 H ·m -1)98.一长直载流导线,沿空间直角坐标Oy 轴放置,电流沿y 正向.在原点O 处取一电流元lI d ,则该电流元在(a ,0,0)点处的磁感强度的大小为________________,方向为__________________.99.如图,两根导线沿半径方向引到铁环的上A 、A ′两点,并在很远处与电源相连,则环中心的磁感强度为____________.100.如图所示,有两个半径相同的均匀带电绝缘体球面,O 1为左侧球面的球心,带的是正电;O 2为右侧球面的球心,它带的是负电,两者的面电荷密度相等.当它们绕21O O 轴旋转时,两球面相切处A 点的磁感强度B A =____________________.101.一长直螺线管是由直径 d = mm 的漆包线密绕而成.当它通以I = A的电流时,其内部的磁感强度B =______________.(忽略绝缘层厚度)(0 =4×10-7 N/A 2)aa dq q 0P r A r Br Cr BA 12II A A ′O+-A O 1O 2+ -102. 两根长直导线通有电流I ,图示有三种环路;在每种情况下,lB d 等于:____________________________________(对环路a).____________________________________(对环路b).____________________________________(对环路c).103.如图所示,一半径为R ,通有电流为I 的圆形回路,位于Oxy 平面内,圆心为O .一带正电荷为q 的粒子,以速度v沿z 轴向上运动,当带正电荷的粒子恰好通过O 点时,作用于圆形回路上的力为________,作用在带电粒子上的力为________.104.两个带电粒子,以相同的速度垂直磁感线飞入匀强磁场,它们的质量之比是1∶4,电荷之比是1∶2,它们所受的磁场力之比是____________,运动轨迹半径之比是______________.105. 如图所示的空间区域内,分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,在纸面内有一正方形边框abcd(磁场以边框为界).而a 、b 、c 三个角顶处开有很小的缺口.今有一束具有不同速度的电子由a 缺口沿ad 方向射入磁场区域,若b 、c 两缺口处分别有电子射出,则此两处出射电子的速率之比v b /v c =_______.106.如图,半圆形线圈(半径为R)通有电流I .线圈处在与线圈平面平行向右的均匀磁场B 中.线圈所受磁力矩的大小为__________,方向为____________.把线圈绕OO '轴转过角度____________时,磁力矩恰为零.107.有两个竖直放置彼此绝缘的圆形刚性线圈(它们的直径几乎相等),可以分别绕它们的共同直径自由转动.把它们放在互相垂直的位置上.若给它们通以电流(如图),则它们转动的最后状态是__________________________________.108.如图所示,在真空中有一半径为a 的3/4圆弧形的导线,其中通以稳恒电流I ,导线置于均匀外磁场B 中,且B 与导线所在平面垂直.则该载流导线bc 所受的磁力大小为_________________.109.一弯曲的载流导线在同一平面内,形状如图(O 点是半径为R 1和R 2的两个半圆弧的共同圆心,电流自无穷远来到无穷远去),则O 点磁感强度的大小是________________________.110.在xy 平面内,有两根互相绝缘,分别通有电流I3和I 的长直导线.设两根导线互相垂直(如图),则在xy 平面内,磁感强度为零的点的轨迹方程为_________________________.111.试写出下列两种情况的平面内的载流均匀导线在给定点P 处所产生的磁感强度的大小.(1)B =___________________________.(2)B =__________________________.b ⊙c I Ica zq OyxvabcdBOO ′RI BI 1I 2aa Ic bB O O IR 1R 2xyI I3O。
电磁学期末试题电磁学期末试卷学院物电专业物理年级学号姓名一、判断题(下列各小题,你认为正确的,请在题后的括号内打“√”,错的打“×”。
每小题1.5分,共15分)。
1、电量的单位是从库伦定律中确立的;()2、库伦定律描述的是两个静止点电荷之间的作用;()3、静电场的叠加原理是通过逻辑推导出来的;()4、带正电的物体电势一定是正的;()5、静电平衡时,任何带电体内部的电场都是零;()6、导体处于静电平衡时,导体表面为等势面,整个导体是等势体;()7、完全的均匀电极化是不可能发生的;()8、总电量为零的带电体在其外部不会激发电场;()9、由线圈自感系数的定义IΨL =式有,通过线圈的电流强度I 越大,线圈的自感L 越小; ()10、静止电荷不产生任何磁场。
()二、填空题(每题2分,共20分)1、一磁场的磁感强度为 k c j b i a B ++= 则通过一半径为R ,开口向z 轴正方向的半球壳表面的磁通量的大小为。
2、一质量为m ,电荷为q 的粒子,以v 速度垂直进入均匀的稳恒磁场B 中,电荷将作半径为的圆周运动。
3、M 、N 为静电场中邻近两点,场强由M 指向N ,则M 点的电位于N 点的电位,负检验电荷在M 点的电位能于在N 点的电位能。
4、右图所示,在电荷为q 的点电荷的静电场中,将一电荷为 q 0 的试验电荷从a 点经任意路径移动到b 点,电场力所做的功A 为。
5、一个均匀带电(带电线密度为)长度为L 的细杆,取无穷远电势为零,则沿细杆长度方向相距为a的P 点处电势为。
6、真空中,半径为R 1和R 2的两个导体球,相距很远,则两球的两容之比C 1/C 2= .当用细长导线将两球相连后,电容C= 。
7、电流由长直导线1 沿切向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的圆环,再由b 点沿切线流出,经长直导线2 返回电源(如图).已知直导线上的电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 和圆心O 在同一直线上,则O 点的磁感强度的大小为。
《电磁学》公共考试题解答(50分)()()()()()⎰⎰----+--++--=+dr a r r n m a r n r ardrr n m n m nm 122212212212112 2222222222a r r ln a a r r dr a r r ±+±=±⎰1.(20)一个均匀薄圆盘,质量为m , 半径为R ,总电量为Q ,电荷不均匀分布,面密度为r Rσσ=, 当圆盘绕中心对称轴以ω角速度匀速转动。
已知半径为r 的园电流在轴线上一点x 处的磁感应强度为[]2322202/x r I r B +=μ . 求:(1)该圆盘的磁矩μ大小, 用总电量Q 表示;(7分)(2)圆盘轴线上距离圆心为x 处(x 与圆盘线度相当)的磁感应强度;(7分) (3)距离圆盘为r 处(r 远大于圆盘的线度)的P 点,a 与x 轴的夹角为θ,P 点的磁感应强度。
(6分)2.(15分)两个分别绕有N 1和N 2匝的园线圈,半径分别为a 和b ,a <<b , 半径为 b 的大线圈的电阻为R ,忽略自感,求:(1)两个园线圈同轴共面时的互感系数(见图1);(5分)(2)在小线圈中通以恒定电流I 1, 并使其匀速运动,始终保持两者共轴,两个平面平行(见图2),当两个线圈中心相距为x 时,大线圈中的感应电动势;(6分)(3)若把小线圈从共面位置移到无限远处,始终维持小线圈中的电流为I 1, 则通过大线圈中感应电量总数为多少。
(4分)3.(15)一铁环外均匀绕有绝缘导线,总匝数为N, 导线中通有恒定电流I,今若在环上开一条狭缝。
铁环的相对磁导率为μr, 平均周长为l,狭缝的宽度为∆l. 试求:(1)开狭缝前后,铁环中的B,H 和M如何变化;(9分)(2)比较铁环中与缝隙中的B,H和M。
(6分)《电磁学》期末考试公共试题(50分)(任意矢量A 满足:()()2A A A ∇⨯∇⨯=∇∇⋅-∇)一、公共题(共50分)1. (17分) 磁镜(1)一个半径为R ,电流为I 的电流圆环,求在轴线上的磁感应强度。
选择题答案:填空题答案:70.静电场中某点的电场强度,其大小和方向与(单位正试验电荷在该点所受的静电力相同).71.由一根绝缘细线围成的边长为l 的正方形线框,使它均匀带电,其电荷线密度为λ,则在正方形中心处的电场强度的大小E =_______0______.72.,相距为d ,其电荷线密度分别为λ1和λ2如图所示,则场强等于零的点与直线1的距离a 为.73.两个平行的“无限大”均匀带电平面, σ和+2A 、B 、C 三个区域的电场强度分别为:E A =,E B =,E C =设方向向右为正).74.真空中一半径为R Q (Q S (连同电荷),如图所示,假设不影响其他处原来的电荷分布,则挖去△S 后球心处电场强度的大小E,其方向为_(由球心指向△S )__.75.一均匀带正电的导线,电荷线密度为λ,其单位长度上总共发出的电场线条数(即电场强度通量).76.静电场中某点的电势,其数值等于_单位正试验电荷在该点的电势能___或 _把单位正电荷由该点沿任意路_径移到零势点时电场力所作的功__.77.图中曲线表示一种轴对称性静电场的场强大小E 的分布,r 表示离对称轴的距离,这是由_半径为R 的无限长均匀带电圆柱面___产生的电场.78.真空中,有一均匀带电细圆环,电荷线密度为λ,其圆心处的电场强度E 0= 0,电势U 0= .(选无穷远处电势为零)79.把一个均匀带有电荷+Q 的球形肥皂泡由半径r 1吹胀到r2,则半径为R (r 1<R <r 2=的球面上任一点的场强大小E 变为_0_;电势U 由选无穷远处为电势零点).80.如图所示,r 1=5 cm ,带电荷q 1=3×10-8 C ;外球面半径为r 2=20 cm , 带电荷q 2=-6×108C ,设无穷远处电势为零,则空间另一电势为零的球面半径r = 10 cm ___.81.半径为0.1 m 的孤立导体球其电势为300 V ,则离导体球中心30 cm 处的电势U = 100V (以无穷远为电势零点).82.在点电荷q 的电场中,把一个-1.0×10-9 C 的电荷,从无限远处(设无限远处电势为零)移到离该点电荷距离 0.1 m 处,克服电场力作功1.8×10-5 J ,则该点电荷q =7102-⨯-.(真空介电常量ε0=8.85×10-12 C 2·N -1·m -2 )83.如图所示.试验电荷q , 在点电荷+Q 产生的电场中,沿半径为R 的整个圆弧的3/4圆弧轨道由a 点移到d 点电场力作功为____0____________;从d 点移到无穷远处的过程中,电场力作功为.84.图示BCD 是以O 点为圆心,以R 为半径的半圆弧,在A 点有一电荷为+q 的点电荷,O 点有一电荷R BA =.现将一单位正电荷从B 点沿半圆弧轨道BCD 移到D 点,则电功为.85.在静电场中,一质子(带电荷e =1.6×10-19 C)沿四分之一的圆弧轨道从A 点移到B 点(如图),电场力作功8.0×10-15 J .则当质子沿四分之三的圆弧轨道从B 点回到A 点时,电场力作功A =-8.0×10-15 J .设A 点电势为零,则B 点电势U =-5×104V .86.一电子和一质子相距2×10-10 m (两者静止),将此两粒子分开到无穷远距离(两者仍静止)所需要的最小能量是_7.2_eV . (41επ=9×109 N ·m 2/C 2 , 质子电荷e =1.60×10-19 C, 1 eV=1.60×10-19J )的静电场中,若选取与点电荷距离为r 0的一点为电势零点,则点电荷距离为r 处的电势U = 88.如图所示,在场强为E 的均匀电场中,A 、B 两点间距离为d .AB 连线方向与E方向一致.从A 点经任意路径到B 点的场强线积分⎰⋅ABl Ed =Ed .+σ +2σABCS89.静电场中有一质子(带电荷e =1.6×10-19 ) 沿图示路径从a 点经c 点移动到b 点时,电场力作功8×10-15 J .则当质子从b 点沿另一路径回到a 点过程中,电场力作功A =-8×10-15 J ;若设a 点电势为零,则b 点电势U b =5×104V 90.真空中,一边长为a 的正方形平板上均匀分布着电荷q ;在其中垂线上距离平板d 处放一点电荷q 0如图所示.在d 与a 满足____d >>a___条件下,q 0所受的电场力可写成q 0q / (4πε0d 2).91.一电矩为p 的电偶极子在场强为E 的均匀电场中,p 与E间的夹角为α,则它所受的电场力F =0,力矩的大小M =__pEsin α__.92.d ,充电后板间电压为U .然后将电源断开,在两板间平行地插入一厚度为d /3的金属板,则板间电压变成U .93.+q 的点电荷,点电荷不与球壳内壁接触.然后使该球壳与地接触一下,再将点电荷+q 取走.此时,球壳的电荷为_-q __,电场分布的范围是_球壳外的整个空间. 94.带有电荷q 、A ,与一原先不带电、内外半径分别为rB 和r C同心放置如图.则图中P点的电场强度E A 、B 连接起来,则A 球的电势U (设无穷远处电势为零) 95.半径为R 1和R 2εr +λ和-λ,则介质中离轴线的距离为r 处的电位移矢量的大小D ,电场强度的大小 E96. 1、21的两极板间,如图所示, 则电容器2的电压U 2,电场能量W 2如何变化?(填增大,减小或不变) U 2减小,W 2减小97. 一质点带有电荷q =8.0×10-10 C ,以速度v =3.0×105 m ·s -1在半径为R =6.00×10-3 m 的圆周上,作匀速圆周运动心所产生的磁感强度B =_6.67×10-7T __,该带电轨道运动的磁矩p m .(μ0=4π×10-7 H ·m -1) 98.y 正向.在原点O 处取一电流元l Id ,则该电流元在(a ,0,0)__沿Z 轴负向____. 99.如图,′两点,并在很远处与电源相连,则环中心的磁感强度为_0__.100.如图所示,有两个半径相同的均匀带电绝缘体球面,O 1为左侧球面的球心,带的是正电;O 2为右侧球面的球心,它带的是负电,两者的面电荷密度相等.当它们绕21O O 轴旋转时,两球面相切处A 点的磁感强度B A =__0___.101.一长直螺线管是由直径d = 0.2 mm 的漆包线密绕而成.当它通以I = 0.5 A 的电流时,其内部的磁感强度B =_T 310-⨯π_.(忽略绝缘层厚度)(μ0 =4π×10-7 N/A 2)102. 两根长直导线通有电流I ,图示有三种环路;在每种情况下,⎰⋅l Bd 等于:-μ0I (对环路a ).__0__(对环路b ). 2μ0I (对环路c ).103.如图所示,一半径为R ,通有电流为I 的圆形回路,位于Oxy 平面内,圆心为O .一带正电荷为q以速度v沿z 轴向上运动,当带正电荷的粒子恰好通过O 点时,作用于圆形回路上的力为__0______带电粒子上的力为__0______.104.两个带电粒子,以相同的速度垂直磁感线飞入匀强磁场,它们的质量之比是1∶4,电荷之比是1∶2,它们所受的磁场力之比是1:2,运动轨迹半径之比是1:2.105. 如图所示的空间区域内,分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,在纸面内有一正方形边框abcd (磁场以边框为界).而a 、b 、c 三个角顶处开有很小的缺口.今有一束具有不同速度的电子由a 缺口沿ad 方向射入磁场区域,若b 、c 两缺口处分别有电子射出,则此两处出射电子的速率之比v b /v c =1:2.106.(半径为R )通有电流I中.线圈所受磁力矩的大小为,方向为_在图面中向上,Oa 0c107.有两个竖直放置彼此绝缘的圆形刚性线圈(它们的直径几乎相等),互相垂直的位置上.若给它们通以电流(如图),则它们转动的最后状态是_ 108.如图所示,在真空中有一半径为a 的3/4圆弧形的导线,其中通以稳恒电流I 磁且B 与导线所在平面垂直.则该载流导线bc 所受的磁力大小. 109.一弯曲的载流导线在同一平面内,形状如图(穷远来到无穷远去),则O 点磁感强度的大小是. 110.在xy 平面内,有两根互相绝缘,(如图),则在xy111. (1) B 0_______.112.一根无限长直导线通有电流I ,在P 点处被弯成了一个半径为R 的圆,且P 点处无交叉和接触,则圆心O 处的磁感强度大小为,方向为 垂直于纸面向里.113.用导线制成一半径为r =10 cm 的闭合圆形线圈,其电阻R =10 Ω,均匀磁场垂直于线圈平面.欲使电路中有一稳定的感应电流i = 0.01 A ,B 的变化率应为d B /d t =__3.185 T /S _.114.一段导线被弯成圆心在O 点、半径为R 的三段圆弧ab 、bc 、ca ,它们构成了一个闭合回路,ab位于xOy 平面内,bc 和ca 分别位于另两个坐标面中(如图).均匀磁场B沿x 轴正方向穿过圆弧bc设磁感强度随时间的变化率为K (K >0),则闭合回路abca 中感应电动势的bc 中感应电流的方向是 由C 流向b115.半径为a 的无限长密绕螺线管,单位长度上的匝数为n ,通以交变电流i =I m sin ωt ,则围在管外的同轴圆形回路(半径为r )上的感生电动势为)cos(02t nI a m ωωμπ-.116.已知在一个面积为S的平面闭合线圈的范围内,有一随时间变化的均匀磁场)(t B,则此闭合线圈内的感应电动势.117.如图所示,aOc 为一折成∠形的金属导线(aO =Oc =L ),位于xy 平面中;磁感强度为B的匀强磁场垂直于xy 平面.当aOc 以速度v沿x 轴正向运动时,导线上a 、c 两点间电势差U ac=__θsin vBl __________;当aOc 以速度v沿y 轴正向运动时,a 、c 两点的电势相比较,是____a ____点电势高.118.四根辐条的金属轮子在均匀磁场B 中转动,转轴与BR ,轮子转速为n ,则轮子中心O 与轮边缘b _O _处.119.一无铁芯的长直螺线管,在保持其半径和总匝数不变的情况下,把螺线管拉长一些,则它的自感系数将_____减小_____.120.一自感线圈中,电流强度在 0.002 s 内均匀地由10 A 增加到12 A ,此过程中线圈内自感电动势为 400 V , 则线圈的自感系数为L =0.4 H .yx ×× ×× ×xy。
电磁场期末考试试题一、选择题(每题2分,共20分)1. 电磁波在真空中的传播速度是多少?A. 299,792,458 m/sB. 3.0 x 10^8 m/sC. 1.0 x 10^8 m/sD. 9.0 x 10^7 m/s2. 麦克斯韦方程组中描述磁场变化产生电场的方程是:A. ∇ × E = -∂B/∂tB. ∇ × B = ∂E/∂tC. ∇ × E = ∂B/∂tD. ∇ × B = -∂E/∂t3. 在静电场中,电场强度与电势的关系是:A. E = -∇VB. E = ∇VC. E = ∇×VD. E = -∇×V4. 以下哪个不是电磁波的类型?A. 无线电波B. 可见光C. X射线D. 声波5. 根据洛伦兹力公式,一个带电粒子在磁场中运动时受到的力是:A. F = qvBC. F = qB × vD. F = q × (v × B)6. 以下哪个是描述电磁波的偏振性质的?A. 频率B. 波长C. 振幅D. 方向7. 电磁波在介质中的传播速度与真空中相比:A. 总是更大B. 总是更小C. 取决于介质的折射率D. 无法确定8. 一个闭合电路中的感应电动势与磁通量变化的关系由以下哪个定律描述?A. 欧姆定律B. 法拉第电磁感应定律C. 基尔霍夫电压定律D. 基尔霍夫电流定律9. 在电磁场理论中,以下哪个不是电磁波的属性?A. 频率B. 波长C. 质量D. 能量10. 以下哪个是描述电磁波在介质中传播时波速变化的公式?A. v = c/nC. v = c + nD. v = n/c二、简答题(每题5分,共20分)1. 简述麦克斯韦方程组的四个基本方程及其物理意义。
2. 解释什么是电磁波的色散现象,并给出一个例子。
3. 说明什么是电磁感应,并给出一个实际应用的例子。
4. 描述电磁波在不同介质中的传播特性。
电磁场期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 电磁波在真空中的传播速度是()。
A. 3×10^8 m/sB. 2×10^8 m/sC. 1×10^8 m/sD. 4×10^8 m/s答案:A2. 电场强度的定义式为E=()。
A. F/qB. F/QC. Q/FD. F/C答案:A3. 磁场强度的定义式为B=()。
A. F/IB. F/iC. F/qD. F/Q答案:B4. 根据麦克斯韦方程组,变化的磁场会产生()。
A. 电场B. 磁场C. 电势D. 电势差答案:A5. 电磁波的波长、频率和波速之间的关系是()。
B. λ = f/cC. λ = c*fD. λ = f^2/c答案:A6. 两个点电荷之间的静电力与它们之间的距离的平方成()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 一次方答案:B7. 根据洛伦兹力公式,带电粒子在磁场中运动时,受到的力与磁场强度的关系是()。
A. 正比C. 无关D. 一次方答案:A8. 电容器的电容与两极板之间的距离成()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 一次方答案:B9. 根据楞次定律,当线圈中的磁通量增加时,感应电流产生的磁场方向是()。
A. 增加磁通量B. 减少磁通量D. 增加或减少磁通量答案:B10. 根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量变化率的关系是()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 一次方答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 电场中某点的电势为V,将单位正电荷从该点移到无穷远处,电场力做的功为________。
2. 两个点电荷q1和q2之间的静电力常数为k,它们之间的距离为r,则它们之间的静电力大小为________。
答案:k*q1*q2/r^23. 磁场中某点的磁感应强度为B,将单位电流元i放置在该点,电流元与磁场方向垂直时,受到的磁力大小为________。
答案:B*i4. 根据麦克斯韦方程组,变化的电场会产生________。
电磁学期末考试一、选择题。
1. 设源电荷与试探电荷分别为、,则定义式对、的要求为:[ C ]Q q qFE=Q q (A)二者必须是点电荷。
(B)为任意电荷,必须为正电荷。
Q q (C)为任意电荷,是点电荷,且可正可负。
Q q (D)为任意电荷,必须是单位正点电荷。
Q q 2. 一均匀带电球面,电荷面密度为,球面内电场强度处处为零,球面上面元的一σdS 个带电量为的电荷元,在球面内各点产生的电场强度:[ C ]dS σ(A)处处为零。
(B)不一定都为零。
(C)处处不为零。
(D)无法判定3. 当一个带电体达到静电平衡时:[ D ](A)表面上电荷密度较大处电势较高。
(B)表面曲率较大处电势较高。
(C)导体内部的电势比导体表面的电势高。
(D)导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零。
4. 在相距为2R 的点电荷+q 与-q 的电场中,把点电荷+Q 从O 点沿OCD 移到D 点(如图),则电场力所做的功和+Q 电位能的增量分别为:[ A ](A),。
R qQ06πεR qQ06πε-(B),。
RqQ04πεR qQ 04πε-(C),。
(D),。
RqQ04πε-RqQ 04πεRqQ 06πε-RqQ 06πε5. 相距为的两个电子,在重力可忽略的情况下由静止开始运动到相距为,从相距到1r 2r 1r 相距期间,两电子系统的下列哪一个量是不变的:[ C ]2r(A)动能总和; (B)电势能总和;(C)动量总和; (D)电相互作用力6. 均匀磁场的磁感应强度垂直于半径为的圆面。
今以该圆周为边线,作一半球面,Br s 则通过面的磁通量的大小为: [ B ]s (A)。
(B)。
B r 22πB r 2π(C)。
(D)无法确定的量。
07. 对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确:[ A ](A)位移电流是由变化电场产生的。
(B)位移电流是由线性变化磁场产生的。
(C)位移电流的热效应服从焦耳—楞次定律。
选择题答案:填空题答案:70.静电场中某点的电场强度,其大小和方向与(单位正试验电荷在该点所受的静电力相同).71.由一根绝缘细线围成的边长为l 的正方形线框,使它均匀带电,其电荷线密度为λ,则在正方形中心处的电场强度的大小E =_______0______.72.,相距为d ,其电荷线密度分别为λ1和λ2如图所示,则场强等于零的点与直线1的距离a 为.73.两个平行的“无限大”均匀带电平面, σ和+2A 、B 、C 三个区域的电场强度分别为:E A =,E B =,E C =设方向向右为正).74.真空中一半径为R Q (Q S (连同电荷),如图所示,假设不影响其他处原来的电荷分布,则挖去△S 后球心处电场强度的大小E,其方向为_(由球心指向△S )__.75.一均匀带正电的导线,电荷线密度为λ,其单位长度上总共发出的电场线条数(即电场强度通量).76.静电场中某点的电势,其数值等于_单位正试验电荷在该点的电势能___或 _把单位正电荷由该点沿任意路_径移到零势点时电场力所作的功__.77.图中曲线表示一种轴对称性静电场的场强大小E 的分布,r 表示离对称轴的距离,这是由_半径为R 的无限长均匀带电圆柱面___产生的电场.78.真空中,有一均匀带电细圆环,电荷线密度为λ,其圆心处的电场强度E 0= 0,电势U 0= .(选无穷远处电势为零)79.把一个均匀带有电荷+Q 的球形肥皂泡由半径r 1吹胀到r2,则半径为R (r 1<R <r 2=的球面上任一点的场强大小E 变为_0_;电势U 由选无穷远处为电势零点).80.如图所示,r 1=5 cm ,带电荷q 1=3×10-8 C ;外球面半径为r 2=20 cm , 带电荷q 2=-6×108C ,设无穷远处电势为零,则空间另一电势为零的球面半径r = 10 cm ___.81.半径为0.1 m 的孤立导体球其电势为300 V ,则离导体球中心30 cm 处的电势U = 100V (以无穷远为电势零点).82.在点电荷q 的电场中,把一个-1.0×10-9 C 的电荷,从无限远处(设无限远处电势为零)移到离该点电荷距离 0.1 m 处,克服电场力作功1.8×10-5 J ,则该点电荷q =7102-⨯-.(真空介电常量ε0=8.85×10-12 C 2·N -1·m -2 )83.如图所示.试验电荷q , 在点电荷+Q 产生的电场中,沿半径为R 的整个圆弧的3/4圆弧轨道由a 点移到d 点电场力作功为____0____________;从d 点移到无穷远处的过程中,电场力作功为.84.图示BCD 是以O 点为圆心,以R 为半径的半圆弧,在A 点有一电荷为+q 的点电荷,O 点有一电荷R BA =.现将一单位正电荷从B 点沿半圆弧轨道BCD 移到D 点,则电功为.85.在静电场中,一质子(带电荷e =1.6×10-19 C)沿四分之一的圆弧轨道从A 点移到B 点(如图),电场力作功8.0×10-15 J .则当质子沿四分之三的圆弧轨道从B 点回到A 点时,电场力作功A =-8.0×10-15 J .设A 点电势为零,则B 点电势U =-5×104V .86.一电子和一质子相距2×10-10 m (两者静止),将此两粒子分开到无穷远距离(两者仍静止)所需要的最小能量是_7.2_eV . (41επ=9×109 N ·m 2/C 2 , 质子电荷e =1.60×10-19 C, 1 eV=1.60×10-19J )的静电场中,若选取与点电荷距离为r 0的一点为电势零点,则点电荷距离为r 处的电势U = 88.如图所示,在场强为E 的均匀电场中,A 、B 两点间距离为d .AB 连线方向与E方向一致.从A 点经任意路径到B 点的场强线积分⎰⋅ABl Ed =Ed .+σ +2σABCS89.静电场中有一质子(带电荷e =1.6×10-19 ) 沿图示路径从a 点经c 点移动到b 点时,电场力作功8×10-15 J .则当质子从b 点沿另一路径回到a 点过程中,电场力作功A =-8×10-15 J ;若设a 点电势为零,则b 点电势U b =5×104V 90.真空中,一边长为a 的正方形平板上均匀分布着电荷q ;在其中垂线上距离平板d 处放一点电荷q 0如图所示.在d 与a 满足____d >>a___条件下,q 0所受的电场力可写成q 0q / (4πε0d 2).91.一电矩为p 的电偶极子在场强为E 的均匀电场中,p 与E间的夹角为α,则它所受的电场力F =0,力矩的大小M =__pEsin α__.92.d ,充电后板间电压为U .然后将电源断开,在两板间平行地插入一厚度为d /3的金属板,则板间电压变成U .93.+q 的点电荷,点电荷不与球壳内壁接触.然后使该球壳与地接触一下,再将点电荷+q 取走.此时,球壳的电荷为_-q __,电场分布的范围是_球壳外的整个空间. 94.带有电荷q 、A ,与一原先不带电、内外半径分别为rB 和r C同心放置如图.则图中P点的电场强度E A 、B 连接起来,则A 球的电势U (设无穷远处电势为零) 95.半径为R 1和R 2εr +λ和-λ,则介质中离轴线的距离为r 处的电位移矢量的大小D ,电场强度的大小 E96. 1、21的两极板间,如图所示, 则电容器2的电压U 2,电场能量W 2如何变化?(填增大,减小或不变) U 2减小,W 2减小97. 一质点带有电荷q =8.0×10-10 C ,以速度v =3.0×105 m ·s -1在半径为R =6.00×10-3 m 的圆周上,作匀速圆周运动心所产生的磁感强度B =_6.67×10-7T __,该带电轨道运动的磁矩p m .(μ0=4π×10-7 H ·m -1) 98.y 正向.在原点O 处取一电流元l Id ,则该电流元在(a ,0,0)__沿Z 轴负向____. 99.如图,′两点,并在很远处与电源相连,则环中心的磁感强度为_0__.100.如图所示,有两个半径相同的均匀带电绝缘体球面,O 1为左侧球面的球心,带的是正电;O 2为右侧球面的球心,它带的是负电,两者的面电荷密度相等.当它们绕21O O 轴旋转时,两球面相切处A 点的磁感强度B A =__0___.101.一长直螺线管是由直径d = 0.2 mm 的漆包线密绕而成.当它通以I = 0.5 A 的电流时,其内部的磁感强度B =_T 310-⨯π_.(忽略绝缘层厚度)(μ0 =4π×10-7 N/A 2)102. 两根长直导线通有电流I ,图示有三种环路;在每种情况下,⎰⋅l Bd 等于:-μ0I (对环路a ).__0__(对环路b ). 2μ0I (对环路c ).103.如图所示,一半径为R ,通有电流为I 的圆形回路,位于Oxy 平面内,圆心为O .一带正电荷为q以速度v沿z 轴向上运动,当带正电荷的粒子恰好通过O 点时,作用于圆形回路上的力为__0______带电粒子上的力为__0______.104.两个带电粒子,以相同的速度垂直磁感线飞入匀强磁场,它们的质量之比是1∶4,电荷之比是1∶2,它们所受的磁场力之比是1:2,运动轨迹半径之比是1:2.105. 如图所示的空间区域内,分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,在纸面内有一正方形边框abcd (磁场以边框为界).而a 、b 、c 三个角顶处开有很小的缺口.今有一束具有不同速度的电子由a 缺口沿ad 方向射入磁场区域,若b 、c 两缺口处分别有电子射出,则此两处出射电子的速率之比v b /v c =1:2.106.(半径为R )通有电流I中.线圈所受磁力矩的大小为,方向为_在图面中向上,Oa 0c107.有两个竖直放置彼此绝缘的圆形刚性线圈(它们的直径几乎相等),互相垂直的位置上.若给它们通以电流(如图),则它们转动的最后状态是_ 108.如图所示,在真空中有一半径为a 的3/4圆弧形的导线,其中通以稳恒电流I 磁且B 与导线所在平面垂直.则该载流导线bc 所受的磁力大小. 109.一弯曲的载流导线在同一平面内,形状如图(穷远来到无穷远去),则O 点磁感强度的大小是. 110.在xy 平面内,有两根互相绝缘,(如图),则在xy111. (1) B 0_______.112.一根无限长直导线通有电流I ,在P 点处被弯成了一个半径为R 的圆,且P 点处无交叉和接触,则圆心O 处的磁感强度大小为,方向为 垂直于纸面向里.113.用导线制成一半径为r =10 cm 的闭合圆形线圈,其电阻R =10 Ω,均匀磁场垂直于线圈平面.欲使电路中有一稳定的感应电流i = 0.01 A ,B 的变化率应为d B /d t =__3.185 T /S _.114.一段导线被弯成圆心在O 点、半径为R 的三段圆弧ab 、bc 、ca ,它们构成了一个闭合回路,ab位于xOy 平面内,bc 和ca 分别位于另两个坐标面中(如图).均匀磁场B沿x 轴正方向穿过圆弧bc设磁感强度随时间的变化率为K (K >0),则闭合回路abca 中感应电动势的bc 中感应电流的方向是 由C 流向b115.半径为a 的无限长密绕螺线管,单位长度上的匝数为n ,通以交变电流i =I m sin ωt ,则围在管外的同轴圆形回路(半径为r )上的感生电动势为)cos(02t nI a m ωωμπ-.116.已知在一个面积为S的平面闭合线圈的范围内,有一随时间变化的均匀磁场)(t B,则此闭合线圈内的感应电动势.117.如图所示,aOc 为一折成∠形的金属导线(aO =Oc =L ),位于xy 平面中;磁感强度为B的匀强磁场垂直于xy 平面.当aOc 以速度v沿x 轴正向运动时,导线上a 、c 两点间电势差U ac=__θsin vBl __________;当aOc 以速度v沿y 轴正向运动时,a 、c 两点的电势相比较,是____a ____点电势高.118.四根辐条的金属轮子在均匀磁场B 中转动,转轴与BR ,轮子转速为n ,则轮子中心O 与轮边缘b _O _处.119.一无铁芯的长直螺线管,在保持其半径和总匝数不变的情况下,把螺线管拉长一些,则它的自感系数将_____减小_____.120.一自感线圈中,电流强度在 0.002 s 内均匀地由10 A 增加到12 A ,此过程中线圈内自感电动势为 400 V , 则线圈的自感系数为L =0.4 H .yx ×× ×× ×xy。
电磁学考试题库及答案详解一、单项选择题1. 真空中两个点电荷之间的相互作用力遵循()。
A. 牛顿第三定律B. 库仑定律C. 高斯定律D. 欧姆定律答案:B解析:库仑定律描述了真空中两个点电荷之间的相互作用力,其公式为F=k*q1*q2/r^2,其中F是力,k是库仑常数,q1和q2是两个电荷的量值,r是它们之间的距离。
2. 电场强度的方向是()。
A. 从正电荷指向负电荷B. 从负电荷指向正电荷C. 垂直于电荷分布D. 与电荷分布无关解析:电场强度的方向是从正电荷指向负电荷,这是电场的基本性质之一。
3. 电势能与电势的关系是()。
A. 电势能等于电势的负值B. 电势能等于电势的正值C. 电势能等于电势的两倍D. 电势能与电势无关答案:A解析:电势能U与电势V的关系是U=-qV,其中q是电荷量,V是电势。
4. 电容器的电容C与板间距离d和板面积A的关系是()。
A. C与d成正比B. C与d成反比C. C与A成正比D. C与A和d都成反比解析:电容器的电容C与板间距离d成反比,与板面积A成正比,公式为C=εA/d,其中ε是介电常数。
5. 磁场对运动电荷的作用力遵循()。
A. 洛伦兹力定律B. 库仑定律C. 高斯定律D. 欧姆定律答案:A解析:磁场对运动电荷的作用力遵循洛伦兹力定律,其公式为F=qvBsinθ,其中F是力,q是电荷量,v是电荷的速度,B是磁场强度,θ是速度与磁场的夹角。
二、多项选择题1. 以下哪些是电磁波的特性?()A. 传播不需要介质B. 具有波粒二象性C. 传播速度等于光速D. 只能在真空中传播答案:ABC解析:电磁波的传播不需要介质,具有波粒二象性,传播速度等于光速,但它们也可以在其他介质中传播,只是速度会因为介质的折射率而改变。
2. 以下哪些是电场线的特点?()A. 电场线从正电荷出发,终止于负电荷B. 电场线不相交C. 电场线是闭合的D. 电场线的疏密表示电场强度的大小答案:ABD解析:电场线从正电荷出发,终止于负电荷,不相交,且电场线的疏密表示电场强度的大小。
电磁场理论期末复习题(附答案)一填空题1.静止电荷所产生的电场,称之为静电场;电荷Q在某点所受电场力为F,则该点电场强度的大小为QFE=。
2. 可以用电位的负梯度来表示电场强度;当电位的参考点选定之后,静电场中各点的电位值是唯一确定的。
3.__电荷_____的规则运动形成电流;将单位正电荷从电源负极移动到正极,非静电力__所做的功定义为电源的电动势4.由恒定电流或永磁体产生的磁场不随时间变化,称为恒定磁场。
5.磁感应强度B是无散场,它可以表示为另一个矢量场A的旋度,称A为矢量磁位,为了唯一地确定A,还必须指定A的散度为零,称为库仑规范。
6.静电场的边界条件,即边值问题通常分为三类:第一类为给定整个边界上的位函数值;第二类为给定边界上每一点位函数的法向导数值;第三类为给定一部分边界上每一点的位函数值,同时给定另一部分边界上每一点的位函数的法向导数值。
7.位移电流扩大了电流的概念,它由电场的变化产生,相对于位移电流我们称由电荷规则运动形成的电流为传导电流和运流电流。
8. 在电磁波传播中,衰减常数α的物理意义为表示电磁波每传播一个单位的距离,其振幅的衰减量,相位常数β的物理意义为表示电磁波每传播一个单位距离相位偏移量。
10.静电场是有势场,静电场中各点的电场与电位关系用公式表示是__Eφ=-∇_______。
13._____恒定电流________________产生的磁场,叫做恒定磁场。
14.库仑规范限制了矢量磁位A的多值性,但不能唯一确定A。
为了唯一确定A,还必须给定A的____散度为零________________________。
16.时变电磁场分析中,引入洛仑兹规范是为了解决动态位的____惟一性__________。
18.载流导体在磁场中会受到电磁力的作用,电磁力的方向由__左手_____定则确定。
二、选择题1.磁感应强度B与磁场强度H的一般关系为 ( B )A.H=μBB.B=μHC.H=μr BD.B=μ0H2 导体在静电平衡下,其内部电场强度( B )A.为常数B.为零C.不为零D.不确定3 真空中磁导率的数值为( C )A. 4π×10-5H/mB. 4π×10-6H/mC. 4π×10-7H/mD. 4π×10-8H/m4.磁通Φ的单位为( B )A.特斯拉B.韦伯C.库仑D.安匝5.矢量磁位的旋度是 ( A )A.磁感应强度B.磁通量C.电场强度D.磁场强度6.真空中介电常数ε0的值为 ( D )A.8.85×10-9F/mB.8.85×10-10F/mC.8.85×10-11F/mD.8.85×10-12F/m7.下面说法正确的是 ( A )A.凡是有磁场的区域都存在磁场能量B.仅在无源区域存在磁场能量C.仅在有源区域存在磁场能量D.在无源、有源区域均不存在磁场能量8 静电场中试验电荷受到的作用力大小与试验电荷的电量( C )A.成反比B.成平方关系C.成正比D.无关9.平板电容器的电容量与极板间的距离 ( B )A.成正比B.成反比C.成平方关系D.无关10.在磁场B中运动的电荷会受到洛仑兹力F的作用,F与B的空间位置关系 ( B )A.是任意的B.相互垂直C.同向平行D.反向平行2.高斯定理的积分形式描述了 B 的关系;A.闭合曲面内电场强度与闭合曲面内电荷之间的关系B. 闭合曲面的电场强度通量与闭合曲面内电荷之间的关系C.闭合曲面内电场强度与闭合曲面外电荷之间的关系D. 闭合曲面的电场强度通量与闭合曲面附近电荷之间的关系13.以下阐述中,你认为正确的一项为 D ;A. 可以用电位的函数的梯度表示电场强度B. 感应电场是保守场,其两点间线积分与路径无关C.静电场是无散场,其在无源区域的散度为零D.静电场是无旋场,其在任意闭合回路的环量为零14. 以下关于电感的阐述中,你认为错误的一项为 C ;A.电感与回路的几何结构有关B. 电感与介质的磁导率有关C.电感与回路的电流有关D.电感与回路所处的磁场强度无关17.若电介质中的极化强度矢量和电场强度成正比关系,则称这种电介质为 BC ;A.均匀的B.各向同性的C.线性的D.可极化的18. 均匀导电媒质是指其电导率无关于 B ;A.电流密度B.空间位置C.时间D.温度19.关于镜像法,以下不正确的是 B ;A.它是解静电边值问题的一种特殊方法B.用假想电荷代替原电荷C.假想电荷位于计算区域之外D.假想电荷与原电荷共同作用满足原边界条件20. 交变电磁场中,回路感应电动势与回路材料电导率的关系为 D ;A.电导率越大,感应电动势越大B.电导率越小,感应电动势越大C.电导率越大,感应电动势越小D.感应电动势大小与导电率无关22.相同尺寸和匝数的空心线圈的电感系数与铁心线圈的电感系数之比( C )A.大于1B.等于1C.小于1D.无确定关系24.真空中均匀平面波的波阻抗为 A ;A.377ΩB.237ΩC.277ΩD.337Ω25. 在磁场B 中运动的电荷会受到洛仑兹力F 的作用,F 与B 的空间位置关系 B ; A.是任意的 B.相互垂直 C.同向平行 D.反向平行三、简答题1.什么是接地电阻?其大小与哪些因素有关?答:接地设备呈现出的总电阻称之为接地电阻;其大小与土壤电导率和接地体尺寸(等效球半径)成反比2.写出微分形式的麦克斯韦的数学表达式。
大学物理电磁学期末考试卷一、选择题(每题 3 分,共 30 分)1、真空中两个静止的点电荷之间的作用力大小与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
这个规律被称为()A 库仑定律B 安培定律C 法拉第电磁感应定律D 楞次定律2、一无限长直导线通有电流 I,在离导线距离为 r 处的磁感应强度大小为()A B =μ₀I /(2πr) B B =μ₀I /(2r) C B =μ₀I / r D B =μ₀I /(πr)3、一个边长为 a 的正方形线圈,通有电流 I,线圈在匀强磁场 B 中,磁场方向垂直于线圈平面,线圈所受的磁力矩大小为()A 0B B Ia²C B Ia²/ 2D B Ia²/ 44、当穿过一个闭合导体回路所包围面积的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电动势。
这一现象称为()A 电磁感应现象B 自感现象C 互感现象D 涡流现象5、真空中电磁波的传播速度是()A 与频率有关B 与波长有关C 恒定的D 不确定6、一个电容器充电后,断开电源,使其极板间距离增大,则其电容()A 增大B 减小C 不变D 无法确定7、下列哪种材料属于顺磁质()A 铁B 铜C 铝D 水8、一个电偶极子在均匀外电场中,其受到的力矩为零的情况是()A 电偶极矩与电场方向平行B 电偶极矩与电场方向垂直C 电偶极矩与电场方向成 45°角 D 任何情况下都不可能为零9、对于静电场的高斯定理,下列说法正确的是()A 高斯面上的电场强度只与面内电荷有关B 高斯面上的电场强度只与面外电荷有关 C 高斯面上的电场强度与面内、面外电荷都有关 D 高斯定理只适用于对称电场10、两根平行的长直导线,通有同向电流时,它们之间的相互作用力是()A 吸引力B 排斥力C 没有作用力D 无法确定二、填空题(每题 3 分,共 30 分)1、真空中介电常数ε₀的值为________。
电磁学期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪项是电流的单位?A. 牛顿B. 库仑C. 安培D. 伏特答案:C2. 电磁波的传播速度在真空中是恒定的,其值是:A. 299,792,458 m/sB. 300,000,000 m/sC. 3.00 x 10^8 m/sD. 3.00 x 10^5 m/s答案:C3. 根据麦克斯韦方程组,以下哪项描述了电场与磁场之间的关系?A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 欧姆定律D. 安培环路定理答案:B4. 一个点电荷在电场中受到的力与以下哪个因素无关?A. 电荷量B. 电场强度C. 电荷的正负D. 电荷的质量答案:D5. 以下哪个选项是描述磁场的基本物理量?A. 电势B. 磁通C. 磁感应强度D. 电场强度答案:C6. 一个闭合电路中的感应电动势与以下哪个因素有关?A. 磁场强度B. 导线长度C. 导线运动速度D. 所有以上因素答案:D7. 根据洛伦兹力定律,一个带电粒子在磁场中运动时受到的力与以下哪个因素无关?A. 粒子的电荷量B. 粒子的速度C. 磁场的强度D. 粒子的质量答案:D8. 电磁波的波长与频率的关系是:A. 波长与频率成正比B. 波长与频率成反比C. 波长与频率无关D. 波长与频率的乘积是常数答案:B9. 以下哪种材料最适合用于制作超导磁体?A. 铁B. 铜C. 铝D. 铌钛合金答案:D10. 电磁感应现象是由以下哪位科学家发现的?A. 牛顿B. 法拉第C. 麦克斯韦D. 欧姆答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 电磁波的传播不需要______。
答案:介质2. 电流通过导线时,导线周围会产生______。
答案:磁场3. 根据欧姆定律,电流I等于电压V除以电阻R,即I=______。
答案:V/R4. 电荷的定向移动形成了______。
答案:电流5. 电磁波的传播速度在真空中是______。
答案:3.00 x 10^8 m/s6. 电磁波的波长、频率和波速之间的关系是______。
《电磁学与电动力学》期末考试试题一、(填空题):(每小题2分,共20分)1、中性封闭金属壳内有一个电量为Q 的正电荷,则壳外壁的感生电荷为 。
2、半径为R 导体球带电量为Q ,选无穷远为电势参考点,则它的电容为 。
3、有一质点,质量是0.5克,带电量为2.5⨯10-8库仑,此质点有6⨯104米/秒的水平初速,要使它维持在水平方向运动,应加的匀强磁场的磁感应强度大小为 。
4.通过某回路的磁通量为2(671)B t t Φ=++韦伯,式中t 的单位为秒,则在t =2秒时回路中感应电动势的大小为 。
5、线圈的电感为L =3H ,流过的电流为I =2A ,则它所储存的磁场能为 。
6、半径为R 的接地金属球壳外与球心相距R 处有一电量为Q 的点电荷,则金属球面上感应电荷为 。
7、置于真空中的无限长直导线上载有电流I ,距离它R 处的磁感应强度为 。
8、使RC 电路的电容充电,若这个电容器上的电荷达到稳态值的99%,所经过的时间为时间常数的 倍(已知ln10≈2.3)。
9、静止μ子的平均寿命是62.510-⨯s 。
在实验室中,从高能加速器出来的μ子以0.8c(c 为真空中光速)运动。
在实验室中观察,这些μ子的平均寿命是 。
10、两根相距15厘米的无限长平行直导线,电流方向相反,大小相等I 1=I 2=200安培,第一根导线上长为 1.5米一段所受第二根导线的力为 。
(已知μ0=4π×10-7N/A 2).系 (院)专 业年级、班级学 号姓 名二、(选择题):(每小题2分,共20分。
)1、两个电容器的电容之比为1:2,把它们串联后接入电源上充电,它们的电能之比为( )。
A 、1:2;B 、2:1;C 、1:4;D 、4:1; 2、下列各量中,( )是点函数。
A 、电压;B 、电流强度;C 、电阻;D 、电流密度;3、某电荷在匀强磁场中作匀速圆周运动,不能改变它的运动周期的是( )。
A 、增大它的质量;B 、减小速度大小;C 、增强磁感应强度;D 、减少电荷的电量;4、根据楞次定律,感生电流产生的磁场总是 磁场的变化。
电磁波与电磁场期末复习题(试题+答案)电磁波与电磁场期末试题一、填空题(20分)1.旋度矢量的散度恒等与零,梯度矢量的旋度恒等与零。
2.在理想导体与介质分界面上,法线矢量n r由理想导体2指向介质1,则磁场满足的边界条件:01=?B n ρρ,s J H n =?1ρρ。
3.在静电场中,导体表面的电荷密度σ与导体外的电位函数?满足的关系式n ??=?εσ-。
4.极化介质体积内的束缚电荷密度σ与极化强度P 之间的关系式为P ?-?=σ。
5.在解析法求解静态场的边值问题中,分离变量法是求解拉普拉斯方程的最基本方法;在某些特定情况下,还可用镜像法求拉普拉斯方程的特解。
6.若密绕的线圈匝数为N ,则产生的磁通为单匝时的N 倍,其自感为单匝的2N 倍。
7.麦克斯韦关于位移电流的假说反映出变化的电场要产生磁场。
8.表征时变场中电磁能量的守恒关系是坡印廷定理。
9.如果将导波装置的两端短路,使电磁波在两端来回反射以产生振荡的装置称为谐振腔。
10.写出下列两种情况下,介电常数为ε的均匀无界媒质中电场强度的量值随距离r 的变化规律:带电金属球(带电荷量为Q )E = 24r Qπε;无限长线电荷(电荷线密度为λ)E =r2。
11.电介质的极性分子在无外电场作用下,所有正、负电荷的作用中心不相重合,而形成电偶极子,但由于电偶极矩方向不规则,电偶极矩的矢量和为零。
在外电场作用下,极性分子的电矩发生转向,使电偶极矩的矢量和不再为零,而产生极化。
12.根据场的唯一性定理在静态场的边值问题中,只要满足给定的边界条件,则泊松方程或拉普拉斯方程的解是唯一的。
二、判断题(每空2分,共10分)1.应用分离变量法求解电、磁场问题时,要求整个场域内媒质必须是均匀、线性的。
(×)2.一个点电荷Q 放在球形高斯面中心处。
如果此电荷被移开原来的球心,但仍在球内,则通过这个球面的电通量将会改变。
(×)3.在线性磁介质中,由IL ψ=的关系可知,电感系数不仅与导线的几何尺寸、材料特性有关,还与通过线圈的电流有关。
电磁场与电磁波期末考试复习资料11.圆柱坐标系中单位矢量 , 。
2.对于矢量A ,若 ,则=+•y x a y x a x )(2 ,=⨯x z a y a x 2 。
3.给定两个矢量z y x a a a A 32-+=,z y a a B +-=4,则矢量A 的单位矢量为 ,矢量B A ⋅= 。
4.已知直角坐标系中点P 1(5,-2,1),P 2(3,1,2),则P1的位置矢量为 ,P1到P2的距离矢量为 。
5.已知球坐标系中单位矢量 。
6.在两半无限大导电平面组成的直角劈形中间放置一点电荷,此时点电荷的镜像电荷个数为 。
7.点电荷q 在自由空间任一点r 处电场强度为 。
8.静电场中导体内的电场为 ,电场强度与电位函数的关系为 。
9.高斯散度定理的积分式为 ,它广泛的用于将一个封闭面积分变成等价的体积分,或者将一个体积分变成等价的封闭面积分。
10.已知任意一个矢量场A ,则其旋度的散度为 。
11.真空中静电场的基本方程的微分形式为 、 、 。
12.分析恒定磁场时,在无界真空中,两个基本场变量为 ,它们之间的关系为 。
13.斯托克斯定理为 ,它表明矢量场A 的旋度沿曲面S 的方向分量的面积分等于该矢量沿围绕此面积曲线边界的线积分。
14.任意一个标量场u ,则其梯度的旋度为 。
15.对于某一矢量 ,它的散度定义式为 ,用哈密顿算子表示为 。
16.介质中静电场的基本方程的积分式为 , , 。
17.介质中恒定磁场的基本方程的微分形式为 、 、 。
18.介质中恒定磁场的基本方程的积分式为 , , 。
19.静电场中两种介质分界面的边界条件是 , 。
20.在无限大的导体平面上方d 处放一点电荷q ,则其镜像电荷电量为 ,位置位于 ;如果一个点电荷置于两平行导体中间,则此点电荷有 镜像电荷。
21.矢量场223z a yz a y x a A z y x ++=在点P(1,1,0)的散度为 。
22.一个半径为a 的接地导体球,一点电荷q 位于距球心d 处,则其镜像电荷带电量为 ,位置位于 ;当点电荷q 向无限远处运动时,其镜像电荷向 运动。
电磁场期末考试试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 麦克斯韦方程组包括以下哪四个方程?A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 安培环路定律D. 所有上述选项答案:D2. 电磁波在真空中传播的速度是多少?A. 299792458 m/sB. 300000000 m/sC. 3×10^8 m/sD. 3×10^5 km/s答案:C3. 以下哪个不是电磁波的类型?A. 无线电波B. 微波C. 光波D. 声波答案:D4. 电磁波的频率和波长之间有什么关系?A. 频率与波长成反比B. 频率与波长相等C. 频率与波长成正比D. 没有关系答案:A5. 什么是电磁感应?A. 电流通过导线产生磁场B. 磁场变化产生电流C. 电流变化产生磁场D. 磁场变化产生电压答案:B6. 以下哪个不是电磁场的基本性质?A. 能量守恒B. 动量守恒C. 电荷守恒D. 质量守恒答案:D7. 什么是洛伦兹力?A. 电荷在电场中受到的力B. 电荷在磁场中受到的力C. 电荷在电场和磁场中受到的合力D. 电荷在磁场中受到的力,与电荷速度成正比答案:C8. 电磁波的偏振是指什么?A. 电磁波的传播方向B. 电磁波的振动方向C. 电磁波的频率D. 电磁波的波长答案:B9. 什么是电磁波的反射?A. 电磁波在不同介质界面上部分能量返回原介质的现象B. 电磁波在不同介质界面上全部能量返回原介质的现象C. 电磁波在不同介质界面上部分能量进入新介质的现象D. 电磁波在不同介质界面上全部能量进入新介质的现象答案:A10. 什么是电磁波的折射?A. 电磁波在不同介质界面上传播方向的改变B. 电磁波在不同介质界面上频率的改变C. 电磁波在不同介质界面上波长的改变D. 电磁波在不同介质界面上振幅的改变答案:A二、填空题(每空2分,共20分)11. 根据法拉第电磁感应定律,当磁通量变化时,会在闭合电路中产生_______。
答案:感应电动势12. 麦克斯韦方程组中,描述电场与电荷关系的方程是_______。
电磁场期末试题及答案第一部分:选择题(共40分,每小题2分)1. 电磁场是研究电荷和电流引起的电场和磁场现象的一个学科。
以下哪个物理定律描述了电磁场的基本性质?A. 安培环路定理B. 麦克斯韦方程组C. 库仑定律D. 电磁感应定律答案:B2. 关于电场和磁场的说法,以下哪个是错误的?A. 电场和磁场都是由电荷引起的B. 电荷在电场中受力,磁荷在磁场中受力C. 电场和磁场都满足叠加原理D. 电磁场可以相互转换答案:A3. 一个点电荷Q在空间中产生的电场是球对称的。
以下哪个公式可以正确描述其电场强度E与离电荷的距离r之间的关系?A. E = kQ/r^2B. E = kQ/rC. E = kQ^2/r^3D. E = kQ^2/r^2答案:A4. 以下哪个物理量用于描述磁场的特性?A. 电势差B. 电感C. 磁感应强度D. 电场强度答案:C5. 电磁场中的能量密度是指单位体积内的能量。
以下哪个公式计算的是电场能量密度?A. ε0E^2/2B. (μ0H^2)/2C. (ε0E^2 + (μ0H^2))/2D. (ε0E^2 - (μ0H^2))/2答案:A...第四部分:解答题(共30分)1. 描述电磁场的麦克斯韦方程组,并简要解释每个方程的物理意义。
解答略2. 两根平行无限长导线I1和I2电流方向均相同,距离为d,分别位于坐标轴上的点A(0, a, 0)和B(0, -a, 0)。
求点P(x, 0, z)处的磁感应强度B。
解答略3. 一圆形线圈的半径为R,通以电流I。
求线圈轴线上距离线圈中心点为x的位置处的磁感应强度B。
解答略第五部分:实验题(共20分)1. 请设计一种实验方法,用于测量一根直导线中电流的强度。
解答略2. 请设计一种实验方法,用于测量一个平行板电容器中的电场强度。
解答略结语:本文主要针对电磁场学科的期末试题进行了答案解析。
通过选择题、解答题和实验题的形式,涵盖了电磁场的基本概念、定律和实验方法。
复旦大学大学物理A电磁学一、选择题:(每题 3 分,共 30 分)1.关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是:(A)如果高斯面上 E 处处为零,则该面内必无电荷。
(B)如果高斯面内无电荷,则高斯面上 E 处处为零。
(C)如果高斯面上 E 处处不为零,则该面内必有电荷。
(D)如果高斯面内有净电荷,则通过高斯面的电通量必不为零(E)高斯定理仅适用于具有高度对称性的电场。
[]2. 在已知静电场分布的条件下,任意两点P1和 P2之间的电势差决定于:(A)P1和 P2两点的位置。
(B) P1和 P2两点处的电场强度的大小和方向。
(C)试验电荷所带电荷的正负。
(D)试验电荷的电荷量。
[]3.图中实线为某电场中的电力线,虚线表示等势面,由图可看出:(A) E A E B E C, U A U B U C(B)E A E B E C, U A U B U C(C) E A E B E C, U A U B U C(D) E A E B E C, U A U B U C[]4. 如图,平行板电容器带电,左、右分别充满相对介电常数为ε 1 与ε 2 的介质,则两种介质内:(A)场强不等,电位移相等。
(B)场强相等,电位移相等。
(C)场强相等,电位移不等。
(D)场强、电位移均不等。
[]5.图中, Ua-Ub 为:(A)IR(B)IR(C)IR(D)IR[]6. 边长为 a 的正三角形线圈通电流为I,放在均匀磁场 B 中,其平面与磁场平行,它所受磁力矩L 等于:(A)1a2 BI(B)13a 2 BI(C) a2 BI(D) 0[] 247. 如图,两个线圈P 和Q并联地接到一电动势恒定的电源上,线圈P 的自感和电阻分别是线圈 Q 的两倍,线圈P 和Q之间的互感可忽略不计,当达到稳定状态后,线圈 P 的磁场能量与Q 的磁场能量的比值是:(A) 4;(B)2;(C)1;(D)1/2[]8.在如图所示的电路中,自感线圈的电阻为 10 ,自感系数为 0.4H ,电阻 R 为90,电源电动势为 40V ,电源内阻可忽略。
电磁学期末考试一、选择题。
1. 设源电荷与试探电荷分别为Q 、q ,则定义式q F E=对Q 、q 的要求为:[ C ](A)二者必须是点电荷。
(B)Q 为任意电荷,q 必须为正电荷。
(C)Q 为任意电荷,q 是点电荷,且可正可负。
(D)Q 为任意电荷,q 必须是单位正点电荷。
2. 一均匀带电球面,电荷面密度为σ,球面内电场强度处处为零,球面上面元dS 的一个带电量为dS σ的电荷元,在球面内各点产生的电场强度:[ C ](A)处处为零。
(B)不一定都为零。
(C)处处不为零。
(D)无法判定3. 当一个带电体达到静电平衡时:[ D ](A)表面上电荷密度较大处电势较高。
(B)表面曲率较大处电势较高。
(C)导体内部的电势比导体表面的电势高。
(D)导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零。
4. 在相距为2R 的点电荷+q 与-q 的电场中,把点电荷+Q 从O 点沿OCD 移到D 点(如图),则电场力所做的功和+Q 电位能的增量分别为:[ A ](A)R qQ06πε,R qQ 06πε-。
(B)R qQ04πε,R qQ 04πε-。
(C)R qQ 04πε-,R qQ04πε。
(D)R qQ 06πε-,R qQ06πε。
5. 相距为1r 的两个电子,在重力可忽略的情况下由静止开始运动到相距为2r ,从相距1r 到相距2r 期间,两电子系统的下列哪一个量是不变的:[ C ](A)动能总和; (B)电势能总和;(C)动量总和; (D)电相互作用力6. 均匀磁场的磁感应强度B 垂直于半径为r 的圆面。
今以该圆周为边线,作一半球面s ,则通过s 面的磁通量的大小为: [ B ](A)B r 22π。
(B)B r 2π。
(C)0。
(D)无法确定的量。
7. 对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确:[ A ](A)位移电流是由变化电场产生的。
(B)位移电流是由线性变化磁场产生的。
(C)位移电流的热效应服从焦耳—楞次定律。
电磁学期末考试
一、选择题。
1. 设源电荷与试探电荷分别为Q 、q ,则定义式q
F E
对Q 、q 的要求为:[ C ]
(A)二者必须是点电荷。
(B)Q 为任意电荷,q 必须为正电荷。
(C)Q 为任意电荷,q 是点电荷,且可正可负。
(D)Q 为任意电荷,q 必须是单位正点电荷。
2. 一均匀带电球面,电荷面密度为 ,球面内电场强度处处为零,球面上面元dS 的一个带电量为dS 的电荷元,在球面内各点产生的电场强度:[ C ] (A)处处为零。
(B)不一定都为零。
(C)处处不为零。
(D)无法判定 3. 当一个带电体达到静电平衡时:[ D ] (A)表面上电荷密度较大处电势较高。
(B)表面曲率较大处电势较高。
(C)导体内部的电势比导体表面的电势高。
(D)导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零。
4. 在相距为2R 的点电荷+q 与-q 的电场中,把点电荷+Q 从O 点沿OCD 移到D 点(如图),则电场力所做的功和+Q 电位能的增量分别为:[ A ] (A)
R qQ 06 ,R qQ 06。
(B)
R qQ 04 ,R qQ 04 。
(C)R
qQ
04
,
R
qQ 04 。
(D)R
qQ 06
,
R
qQ 06 。
5. 相距为1r 的两个电子,在重力可忽略的情况下由静止开始运动到相距为2r ,从相距1r 到相距2r 期间,两电子系统的下列哪一个量是不变的:[ C ]
(A)动能总和; (B)电势能总和;
(C)动量总和; (D)电相互作用力
6. 均匀磁场的磁感应强度B
垂直于半径为r 的圆面。
今以该圆周为边线,作一半球面s ,
则通过s 面的磁通量的大小为: [ B ] (A)B r 2
2 。
(B)B r 2。
(C)0。
(D)无法确定的量。
7. 对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确:[ A ]
(A)位移电流是由变化电场产生的。
(B)位移电流是由线性变化磁场产生的。
(C)位移电流的热效应服从焦耳—楞次定律。
(D)位移电流的磁效应不服从安培环路定理。
8.在一个平面内,有两条垂直交叉但相互绝缘的导线,流过每条导线的电流相等,方向如图所示。
问那个区域中有些点的磁感应强度可能为零:[ D ]
A .仅在象限1
B .仅在象限2
C .仅在象限1、3
D .仅在象限2、4
9.通有电流J 的无限长直导线弯成如图所示的3种形状,则P 、Q 、O 各点磁感应强度的大小关系为:[ D ]
A .P
B >Q B >O B B .Q B >P B >O B
C . Q B >O B >P B
D .O B >Q B >P B
10.若空间存在两根无限长直载流导线,空间的磁场分布就不具有简单的对称性,则该磁场分布:[ D ]
A .不能用安培环路定理来计算
B .可以直接用安培环路定理求出
C .只能用毕奥-萨伐尔定律求出
D .可以用安培环路定理和磁感应强度的叠加原理求出
二、填空题
1.一磁场的磁感应强度为k c j b i a B
,则通过一半径为R ,开口向Z 方向的半球壳,
表面的磁通量大小为 2
R c Wb
2.一电量为C 9
105 的试验电荷放在电场中某点时,受到N 9
1020 向下的力,则该点的电场强度大小为 4/N C ,方向 向上 。
3.无限长直导线在P 处弯成半径为R 的圆,当通以电流I 时,则在圆心O 点的磁感应强度大小等于 0112I R。
4. AC 为一根长为l 2的带电细棒,左半部均匀带有负电,右半部均匀带有正电荷,电荷线密度分别为 和 ,如图所示。
O 点在棒的延长线上,距A 端的距离为l ,P 点在棒的垂直平分线上,到棒的垂直距离为l 。
以棒的中点B 为电势的零点,则O 点的电势 O U =
03
ln 44
,P 点的电势P U = 0 。
5.如图所示,有两根载有相同电流的无限长直导线,分别通过X 1=1,X 2=3的点,且平行于Y 轴,则磁感应强度B 等于零的地方是 在X=2的直线上 。
6.在安培环路定理 i L
I l d B 0
中, i I 是指 环路所包围的所有稳恒电流的代数
和 ;B
是指 环路上的磁感应强度 ,它是由 环路内外全部电流所产生的磁场叠加。
决定的。
7.若通过S 面上某面元S d 的元磁通为
d ,而线圈中的电流增加为I 2时通过同一面元的
元磁通为 d ,则 d d : 1:2 。
8.半径为R 的闭合球面包围一个条形磁铁的一端,此条形磁铁端部的磁感应强度B ,则通过此球面的磁通量 0 。
三、计算题。
1.一锥顶角为 的圆台,上下底面半径分别为1R 和2R ,在它的侧面上均匀带电,电荷面密度为 ,求顶点O 的电势。
(以无穷远处为电势零点) 解:
以顶点O 为坐标原点,圆锥轴线为x 轴,向下为正,在任意位置x 处取高度dx 的小园环,其面积:
222cos
cos
2
2tg
dx dS r
xdx
其电量:22cos
2
tg
dq dS xdx
( 它在O 点产生的电势:
12
2
20
0224tg
dq
dU dx r x
总电势:21
2100
()222x
x
R R U dU tg dx
2.(10分)一平行板电容器极板面积为S ,间距为d ,接在电源上以维持其电压为U 。
将一块厚度为d 、介电常数为r 的均匀电介质板插入极板间空隙。
计算:
⑴ 静电能的改变; ⑵ 电场对电源所作的功; ⑶ 电场对介质板作的功。
解:
⑴ 因保持与电源连接,两极板间电势差保持不变,而电容值由
10C S d 20r C S d
插入介质前后电容器储存的电场能量由
2211022e W C U SU d 22
22022e r W C U SU d
则静电能的改变:
2
210(1)2e e e r W W W SU d
⑵ 电容器上带电量的增量为: 210(1)r Q C U C U SU d 则电场对电源作的功为:
2
10(1)r A QU SU d
⑶ 设电场对介质作的功为2A ,根据功能原理: 21e A A W
2
210(1)2e r A W A SU d
3.一段导线先弯成图(a )所示形状,然后将同样长的导线再弯成图(b )所示形状。
在导线通以电流I 后,求两个图形中P 点的磁感应强度之比。
(a )
(b ) 解:
图中(a )可分解为5段电流。
处于同一直线的两段电流对P 点的磁感应强度为零,其他三段在P 点的磁感应强度方向相同。
长为l 的两段在P 点的磁感应强度为 0124I
B l
长为2l 的一段在P 点的磁感应强度为 0224I
B l
所以
02122I
B B B l
图(b )中可分解为3段电流。
处于同一直线的两段电流对P 点的磁感应强度为零,半圆弧在P 点的磁感应强度为
02
16I B l
所以
0216I
B B l
两个图形中P 点的磁感应强度之比
282
B B
4.如图所示的长空心柱形导体半径分别为1R 和2R ,导体内载有电流I ,设电流均匀分布在导体的横截面上。
求
(1)导体内部各点的磁感应强度。
(2)导体内壁和外壁上各点的磁感应强度。
解:导体横截面的电流密度为
2221()
I
R R
在P 点作半径为r 的圆周,作为安培环路。
由0B dl I • v v Ñ
得 222
2
0101
22
21()
2()I r R B r r R R R
即 220122
21()
2()
I r R B r R R 对于导体内壁,1r R ,所以 0B 对于导体外壁,2r R ,所以 02
2I
B R。