30-期中考试-1.ppt

23．载有电流I1和I2的长直导线ab和cd相互平行，相距为3r，今有载有电流I3的导线MN = r，水平放置，且其两端MN分别与I1、I2的距离都是r，ab、cd和MN共面，求导线MN所受的磁力大小和方向。 解：载流导线MN上任一点处的磁感强度大小为： MN上电流元I3dx所受磁力： （以M为原点，向右为x轴正方向） 若 ，则 的方向向下， ，则 的方向向上。 此题原型习题集P142 80 四、回答问题（共5分） 24．真空中点电荷q的静电场场强大小为 式中，r为场点离点电荷的距离。当r →0时，E → ∞，这一推论显然是没有物理意义的，应如何解释？ 答：点电荷的场强公式仅适用于点电荷，当r →0时，任何带电体都不能视为点电荷，所以点电荷场强公式已不适用。 若仍用此式求场强E，其结论必然是错误的。当r →0时，需要具体考虑带电体的大小和电荷分布，这样求得的Ｅ就有确定值。 此题原型习题集P110 64 * 《大学物理》期中试卷（A） 1．在坐标原点放一正电荷Q，它在P点（x = +1，y = 0）产生的电场强度为 。现另外有一个负电荷-2Q，试问应将它放在什么位置才能使P点的电场强度等于零？ (A) x轴上x 1； (B) x轴上0 x 1； (C) x轴上x 0； (D) y轴上y 0； (E) y轴上y 0。 解：-2Q电荷应放在X轴上，它在P点产生的电场沿着-X方向，才能使P点的场强为0. 正电荷Q在P点的场强， 负电荷-2Q在P点的场强， [ C ] 2．有两个电荷都是＋q的点电荷，相距为2a。今以左边的点电荷所在处为球心，以a为半径作一球形高斯面。在球面上取两块相等的小面积S1和S2，其位置如图所示。设通过S1和S2的电场强度通量分别为Φ1和Φ2，通过整个球面的电场强度通量为ΦS，则 (A) Φ1＞Φ2，ΦS＝q /ε0； (B) Φ1＜Φ2，ΦS＝2q / ε0 ； (C) Φ1＝Φ2，ΦS＝q / ε0 ； (D) Φ1＜Φ2，ΦS＝q / ε0 。 解： 对于左边q产生的电场，S1、S2的通量相等， 对于右边q产生的电场，外法线为正Φ10， Φ20 故对总电场而言，Φ2 Φ1 根据高斯定理，通过整个球面的通量： [ D ] 3．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。 解： 电场力的功： -q产生的电场的电势为： -q位于圆心，A、B、C、D四点都在圆周上，各点之间电势差为零，故电场力做功为零。 [ D ] 4．有两个大小不相同的金属球，大球直径是小球的两倍，大球带电，小球不带电，两者相距很远．今用细长导线将两者相连，在忽略导线的影响下，大球与小球的带电之比为： (A) 2； (B) 1； (C) 1 / 2； (D) 0。 解： 设连线后大球带电q1，小球带电q2， 两球连线后电势相等，即： [ A ] 5．关于静电场中的电位移线，下列说法中，哪一个是正确的？ (A) 起自正电荷，止于负电荷，不形成闭合线，不中断； (B) 任何两条电位移线互相平行； (C) 起自正自由电荷，止于负自由电荷，任何两条电位移线在无自由电荷的空间不相交； (D) 电位移线只出现在有电介质的空间。 解： 电场强度线起自正电荷，止于负电荷。 电位移线起自正自由电荷，止于负自由电荷。 ［ C ］ 6．一平行板电容器中充满相对介电常量为εr的各向同性均匀电介质．已知介质表面极化电荷面密度为±σ′，则极化电荷在电容器中产生的电场强度的大小为： 解： 平行板电容器内电介质表面的极化电荷为面电荷，其产生的电场强度为： [ A ] 7．一张气泡室照片表明，质子的运动轨迹是一半径为10 cm的圆弧，运动轨迹平面与磁场垂直，磁感强度大小为 0.3 Wb/m2。该质子动能的数量级为 (A) 0.01 MeV； (B) 0.1 MeV； (C) 1 MeV； (D) 10 MeV； (E) 100 MeV。 已知质子的质量 m =1.67×10-27 kg，电荷 e =1.6 ×10-19 C 解： 质子动能： [ A ] 8．两根载流直导线相互正交放置。I1沿y轴的正方向，I2沿z轴负方向。若载流I1的导线不能动，载流