安徽工业大学09级《大学物理A2》考试试卷

教师姓名__________________ 作业序号_________ 专业__________________ 学号__________________姓名________________

…………………………2010~2011学年第一学期………………………密封装订线…………………2011年1月11日……………………………………………

安徽工业大学09级《大学物理A2》期末考试试卷 (甲卷)

题类,题号 选择题 填 空 题 计算题 1 计算题 2 计算题 3 计算题 4 总 分 累分人 复累人

得分 评阅教师

一、 填空题:（每空3分，共 36分，1~5题共18分，6~10题共18分）.

得 分(1～5) 1. 真空中均匀带电的球体和球面，如果两者的半径和总电荷 都相等，则带电球体的电场能量W1与带电球面的电场能量W2相比，W1________ W2 (填<、=、>)．

2. 在一个原先不带电的导体球壳内，放入一电荷为-q的点电荷，点电荷

不与球壳内壁接触，然后使该球壳接地后断开，再将点电荷-q取走．此时，球壳所带的电荷为__________________，电场分布的范围是___________________________． 3. 一段直导线在垂直于均匀磁场的平面内运动．已知导线绕其一端以角

速度转动时的电动势与导线以垂直于导线方向的速度v作平动时

的电动势相同，那么，导线的长度为____________________．

4. 图中所示为静电场的等势(位)线图，已知U1U 1 U2 U3 y b 3I I x O a

5. 在xy平面内，有两根互相绝缘，分别通有电流3I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_________________________． 得分6. 在自感系数L =0.05H的线圈中，流过I =0.8A的电流，在(6～10) 切断电路后经过t =0.2 ms的时间，电流均匀降为零，则回 路中产生的自感电动势L=___________．

7. 两同心带电球面，内球面半径为r1＝5cm，带电荷q1＝3×10-8

C；外

球面半径为rq­

2＝10cm，带电荷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＝ __________________． 8. 如图所示，一根通电流I的导线，被折成长度分别为a、， b夹角为 120°的两段，并置于均匀磁场BB 线的长度为b的一段与B中，若导

平行，则a，b两段载流导线

a 所受的合安培力大小为____________________．

120°I b 9. 已知钾的逸出功为2.0eV，如果用波长为3.60×10-7 m

的单色光照射，则光电效应的遏止电压的绝对值|Ua| =_______________．从钾表面发射出电子的最大速度vmax =__________________． (h =6.63×10-34 J·s，1eV =1.60×10-19 J，me=9.11×10-31 kg)

10. 为使电子的德布罗意波长为0.5Å，需要的加速电压为____________

大学物理A2甲卷 1

二、 选择题: 请将你所选的各题答案的序号填入下表(每题3分,共36分)

得分 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选择 1. 在带有电量+Q的金属球所产生的电场中，为测量某点场强点引入一电荷为+Q/3的点电荷，测得其受力为FE，在该

．则该点场强E的大小

（A）E3FQ （B）E3FQ （C）E3FQ （D）无法判断 2. 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）E42，U 0r2lnb 0aa b （B）E42，Ulnb 0r20rO r P （C）E2，Ulnb 0r20r（D）E2r，U2lna 00r

3. 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U1-U2为 （A）

q411r （B）Q110R40Rr （C）

1qQ4 （D）

q 0rR40r

4. 尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中，通以相同变化率的磁通量，

当不计环的自感时，环中

（A）感应电动势不同，感应电流不同 （B）感应电动势相同，感应电流相同 （C）感应电动势不同，感应电流相同 （D）感应电动势相同，感应电流不同

5. 真空中两根很长的相距为2a的平行直导线与电源组成闭合回路如

图．已知导线中的电流为I，则在两导线正中间某点P处的磁能密度为 （A）

1(0I)2 （B）

102a2(0I)2

02a I 2a P I （C）10I2(0a)2 （D）0

( 反面还有试题 )

6. C1和C2两空气电容器串联以后接电源充电．在电源保持联接的情况

下，在C2中插入一电介质板，则

（A）C1极板上电荷增加，C2极板上电荷增加

C1 （B）C1极板上电荷减少，C2极板上电荷增加

C2 （C）C1极板上电荷增加，C2极板上电荷减少 （D）C1极板上电荷减少，C2极板上电荷减少 7. 电流由长直导线1沿半径方向经a点流入一电阻均匀的圆环，再由b

点沿切向从圆环流出，经长直导线2返回电源(如图)．已知直导线上电流为I，aOb/2．若载流长直导线1、2以及圆环中的电流

在圆心O点所产生的磁感强度分别用B1、B2, B3表示，则O点的1 磁感强度大小

（A）B = 0，因为B1 = B2 = B3 = 0

得分 2、（8分） 有一长直导体圆管，内外半径分别为R1和R2，如图，它所载的电流I1均匀分布在其横截面上．求空间的磁场分布.

R2 R1 I1

得分 3、（8分）如图所示，一无限长的直导线中通有交变电流iI0sint，它旁边有一个与其共面的长方形线圈ABCD,长为l,宽为(ba). 试求：（1）t时刻穿过回路ABCD的磁通量；（2）回路ABCD中的感应电动势.（不考虑线圈自感）

 （B）B = 0，因为B1B20，B3 = 0

（C）B ≠ 0，因为虽然B1B20，但B3≠ 0

（D）B ≠ 0，因为虽然B1 = B3 = 0，但B2≠ 0 （E）B ≠ 0，因为虽然B2 = B3 = 0，但B1≠ 0

a b O  B8. 如图，在磁感强度为的均匀磁场中作一半径为r的半球面S，S边

线所在平面的法线方向单位矢量n与B的夹角为，则通过半球面S

的磁通量(取弯面向外为正)

（A）2r2B （B）r2B （C）-r2Bcos （D）-r2Bsin

S 2 a n

9. 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 b I （A）顺时针转动同时靠近ab

c d （B）顺时针转动同时离开ab

O （C）逆时针转动同时靠近ab I a （D）逆时针转动同时离开ab

B 10. 关于静电场中某点电势值的正负，下列说法中正确的是 （A）电势值的正负取决于置于该点的试验电荷的正负 （B）电势值的正负取决于电场力对试验电荷作功的正负 （C）电势值的正负取决于电势零点的选取

（D）电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负 11. 具有下列哪一能量的光子，能被处在n = 2的能级的氢原子吸收

（A）2.40 eV （B）2.16eV （C）1.89 eV （D）1.51 eV 12. 波长=5000 Å的光沿x轴正向传播，若光波长的不确定量=10-3 Å，

则利用不确定关系式pxxh可得光子的x坐标的不确定量至 （A）250 cm （B）500 cm （C）25 cm （D）50 cm 三、 计算题（共28分，依次为6分、8分、8分、6分） 得分 1、（6分）半径为R的均匀带电圆盘，电荷面密度为．设无 穷远处为电势零点，计算圆盘中心O点电势．

得分 4、（6分）在康普顿散射实验中，已知入射光波长0 = 0.0030 nm，反冲电子的速度v = 0.6 c，求散射光的波长． (电子的静止质量me=9.11×10-31 kg ，普朗克常量h =6.63×10-34 J·s，c表示真空中的光速)

……………………………………………………………………………此线以下答题无效……………………………………………………………… 大学物理A2甲卷 2

安徽工业大学09级大学物理A2期末考试答案与评分标准

一． 填空题（36分，每空3分）

甲卷 1. > 6. 200V 2. (1)+q; (2)球壳外的整个空间 7. 0~ 5cm 3. 2v/ 4. > 9.(1)1.44V; (2)7105m/s 5. > 9. (1) 1.44V; (2)7105m/s 5. y3x/3 8. 3BIa/2 10. 592~604V之间均可 5. y2. < 乙卷 1. (1) -q; (2)球壳外的整个空间 6. 2v/ 7. 400V 3. 10cm 3x/3 9. 3BIa/2 10. 148~151V之间均可

二.选择题（36分，每题3分）

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 题号 1 C A D C A D C C C C A 甲卷 C D A A C D D D D C B C 乙卷 B

三.计算题（28分）（说明：计算题仅给出一种解题步骤及答案，也可用其他方法解题。）

23.（本题6分）解：在圆盘上取一半径为r→r＋dr范围的同心圆环．其面积为dS=2rdr 其上电荷为dq=2rdr 2分

R O dr

它在O点产生的电势为 dUdqdr 2分

40r20总电势 UdUS20R0drR 2分 2024.（本题8分）解：由安培环路定理：Bdl0I 可得 2分

LI0 ,所以B=0; 1分

I对于r>R , II BdlB2rI 于是有B 2分

2r对于r2

011L01对于R1II1I12222(rR)(rR), 112222(R2R1)1(R2R1)10I1(r2R12)同理可得B 3分 222r(R2R1)

25. （本题8分）解：（1）建立如图所示的坐标系，坐标原点在直导线上，X轴垂直于直导线向右。 无限长的载流直导线在空间产生的磁感应强度大小为Bx

0i0I0sint . 2分 2x2xbi0ilb0I0lb0ldxlnlnsint 3分 则在t时刻穿过回路ABCD的磁通量为BdSBdSa2x2a2a（3）利用法拉第电磁感应定律可得

2226. （本题6分）解：根据能量守恒,有 h0mechmc 2分

IlbdIlbd00ln(sint)00lncost 3分 dt2adt2a

mme11(v/c)2 2分

2∴ hh0mec[1121(v/c)hchc1mec2[1则 ] 1分

201(v/c)]

解得： 0mc11e0[1]2h1(v/c)= 0.00434 nm 1分

大学物理A2甲卷 3