1、物理(工)自考题-3 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：20，分数：40.00)1.一电场强度为 E 的均匀电场，E 的方向与 x 轴正向平行，如图所示，则通过图中一半径为 R 的半球面的电场强度通量为_。AR 2E B （分数：2.00）A.B.C.D.2.一点电荷放在球形高斯面的中心处，在下列哪一种情况下，通过高斯面的电场强度通量将发生变化_。A将另一点电荷放在高斯面外B将另一点电荷放进高斯面内C将球心处的点电荷移开，但仍在高斯面内D将高斯面缩小（分数：2.00）A.B.C.D.3.静电场中 A、B 两点的电势 VAV B，则在将正电荷由 A 移
2、至 B 点的过程中，电场力做_功，电势能_。A正 增加 B正 减少C负 增加 D负 减少（分数：2.00）A.B.C.D.4.长宽分别为 a 和 b 的矩形线框置于均匀磁场 B 中，磁场随时间变化的规律为 B=B0sin(t)，将线圈平面与磁场方向垂直，则此感应电动势的大小为_。AabB 0cos(t) BabB 0sin(t)C-abB 0sin(t) D-abB 0cos(t)（分数：2.00）A.B.C.D.5.如图所示，真空中两块面积均为 S 的平板 A 和 B 彼此平行放置，板间距离为 d，d 远小于板的线度。设A，B 板都均匀带正电，电量分别为 q1和 q2，则 A、B 两板间的电
3、势差为_。（分数：2.00）A.B.C.D.6.在无限长直载流导线附近作一球形闭合曲面 S， 为穿过 S 面的磁通量，B 为 S 面上各处的磁感应强度。当 S 面向长直导线移近时_。A 不变，B 不变 B 不变，B 增大C 增大，B 不变 D 增大，B 增大（分数：2.00）A.B.C.D.7.边长为 0.2m 的正方形线圈，共有 50 匝，线圈上通一电流 2A，并把线圈放在磁感应强度为 0.05T 的均匀磁场中，则线圈所受的最大磁力矩 M_。A0.1Nm B0.2NmC0.4Nm D0.6Nm（分数：2.00）A.B.C.D.8.当自感为 2H 的线圈通以 10A 的电流的时候，线圈中储存的
4、磁场能为_。A10J B50JC100J D200J（分数：2.00）A.B.C.D.9.用线圈的自感 L 表示载流线圈磁场能量的公式 （分数：2.00）A.B.C.D.10.一平行板电容器，其电容为 1.010-12F，极板间为空气，将其充电后断开电源，此时电容器带电量为1.010-6C，则极板间的电场能为_。A50J B5JC0.5J D0（分数：2.00）A.B.C.D.11.在一个孤立的导体球壳内，若在偏离球中心处放一个点电荷，则在球壳内、外表面上将出现感应电荷，其分布将是_。A内表面不均匀，外表面也不均匀 B内表面均匀，外表面也均匀C内表面均匀，外表面不均匀 D内表面不均匀，外表面均
5、匀（分数：2.00）A.B.C.D.12.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 E。现在，另外有一个负电荷-2Q，试问将它放在什么位置才能使 P 点的电场强度为零_。Ax 轴上 x1 Bx 轴上 x0Cx 轴上 0x-1 D坐标原点（分数：2.00）A.B.C.D.13.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_。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（分数：2.00）A.B.C.D.14.如图所示，在一长直导线 L 中载有恒定
6、电流 I，ABCD 为一刚性矩形线圈，与 L 共面，且 AB 边与 L 平行。矩形线圈中载有恒定电流 I2，则线圈 AB 边和 CD 边受到的安培力的方向分别为_。（分数：2.00）A.B.C.D.15.无限长直圆柱体，半径为 R，沿轴向通有均匀电流，设圆柱体内(rR)的磁感应强度大小为 Bi，圆柱体外(rR)的磁感应强度大小为 Be，则有_。AB i、B e均与 r 成正比 BB i、B e均与 r 成反比CB i与，一成反比，B e与 r 成正比 DB i与 r 成正比，B e与 r 成反比（分数：2.00）A.B.C.D.16.若用条形磁铁竖直插入木质圆环，则环中_。A产生感应电动势，也
7、产生感应电流B产生感应电动势，不产生感应电流C不产生感应电动势，也不产生感应电流D不产生感应电动势，产生感应电流（分数：2.00）A.B.C.D.17.一电子垂直射入一载流直导线，则该电子在磁场的作用下将_。A沿电流方向偏转 B沿电流方向的反方向偏转C不偏转 D垂直于电流方向偏转（分数：2.00）A.B.C.D.18.在匀强磁场中，放置有面积为 S 的可绕轴转动的 N 匝线圈，若线圈以角速度 作匀速转动，则线圈中的感应电动势为_。ANBScos(t) BNBSsin(t)CNBScos(t)DNBSsin(t)（分数：2.00）A.B.C.D.19.一交变磁场被限制在一半径为 R 的圆柱体中，
8、在柱内、外分别有两个静止点电荷 qA和 qB，则_。Aq A受力，q B不受力 Bq A和 qB都受力Cq A和 qB都不受力 Dq A不受力，q B受力（分数：2.00）A.B.C.D.20.如果穿过闭合回路所包围面积的磁通量很大，回路中的感应电动势是否也很大_。A一定很大 B一定不大C反而很小 D不一定（分数：2.00）A.B.C.D.二、填空题(总题数：6，分数：18.00)21.如图所示，无限长直导线在 P 处弯成半径为 R 的圆，当通以电流 I 时，则导线在圆心 O 点产生的磁感应强度大小等于_。（分数：3.00）填空项 1:_22.如图所示为一充电后的平行板电容器，A 板带正电，B
9、 板带负电，当将开关 K 合上时，A、B 板之间的电场方向为_。(设图上所标的方向为 x 轴正方向)（分数：3.00）填空项 1:_23.如图所示，3 根长直载流导线 1，2，3 平行且共面，分别载有稳恒电流 I，2I，3I，导线 1 和 3 的距离为 d，欲使导线 2 受力为零，则导线 2 与 1 的距离应为_。（分数：3.00）填空项 1:_24.产生感生电动势的非静电力是_；产生动生电动势的非静电力是_。（分数：3.00）填空项 1:_25.在一个不带电的金属球壳的球心放一个点电荷 q0，将此点电荷偏离球心，该金属壳的电势将 1。（分数：3.00）填空项 1:_26.自感为 0.25H
10、的线圈中，当电流在(1/16)s 内由 2A 均匀减小到零时，线圈中的自感电动势为_。（分数：3.00）填空项 1:_三、计算题(总题数：3，分数：30.00)27.如图所示，一均匀磁场的磁感应强度 B=0.01T，一动能为 20eV 的正电子以与磁场成 60角的方向射入，求该正电子周期 T、半径 R 和运动轨迹螺旋线的螺距 h。(已知电子的质量 m=9.110-31kg，电子电量q=1.610-19C，1eV=1.60210 -19J)（分数：10.00）_28.如图所示，长直导线内通有电流 I，与其相距 r0处有一直角三角形线圈 ABC，已知 BC=a，CA=b，设线圈以速度 v 向右运动
11、，试求线圈内的感应电动势。（分数：10.00）_29.如图所示，导体棒 AB 与金属轨道 CA 和 DB 接触，整个线框放在 B=0.5T 的均匀磁场中，磁场方向与纸面垂直。(1)若导体棒以 4m/s 的速度向右运动，求棒内产生的感应电动势；(2)若导体棒运动到某一位置时，电路的电阻为 0.2，求此时棒所受的力。（分数：10.00）_四、分析计算题(总题数：1，分数：12.00)30.如图，一半径为 R1的导体球 A 与内、外半径分别为 R2和 R3的导体球壳 B 同心放置，A 带电量为 q，B带电量为 q。求：（分数：12.00）_物理(工)自考题-3 答案解析(总分：100.00，做题时间
12、：90 分钟)一、单项选择题(总题数：20，分数：40.00)1.一电场强度为 E 的均匀电场，E 的方向与 x 轴正向平行，如图所示，则通过图中一半径为 R 的半球面的电场强度通量为_。AR 2E B （分数：2.00）A.B.C.D. 解析：考点 本题主要考查的知识点为对电场强度通量的理解，也可用高斯定理。因题图所示，穿入和穿出半球面的电场线的条数相等，所以通过半球面的电场强度通量为零。2.一点电荷放在球形高斯面的中心处，在下列哪一种情况下，通过高斯面的电场强度通量将发生变化_。A将另一点电荷放在高斯面外B将另一点电荷放进高斯面内C将球心处的点电荷移开，但仍在高斯面内D将高斯面缩小（分数：
13、2.00）A.B. C.D.解析：考点 本题主要考查的知识点为对静电场高斯定理的理解。由高斯定理可知通过高斯面的电场强度通量只和高斯面内的电荷量有关与包围它的高斯面的半径无关。3.静电场中 A、B 两点的电势 VAV B，则在将正电荷由 A 移至 B 点的过程中，电场力做_功，电势能_。A正 增加 B正 减少C负 增加 D负 减少（分数：2.00）A.B. C.D.解析：考点 本题考点在 2010 年 4 月真题第一大题第 6 小题考查过，主要考查的知识点为对静电场中电势和电势能的定义。由题可知，正电荷由 A 移至 B 的过程中，因为 VAV B，所以电场力做正功，此时电势能将降低。故选 B。
14、4.长宽分别为 a 和 b 的矩形线框置于均匀磁场 B 中，磁场随时间变化的规律为 B=B0sin(t)，将线圈平面与磁场方向垂直，则此感应电动势的大小为_。AabB 0cos(t) BabB 0sin(t)C-abB 0sin(t) D-abB 0cos(t)（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：考点 本题主要考查的知识点为法拉第电磁感应定律的应用。由穿过线圈的磁通量为 m= =abB0sin(t)，则5.如图所示，真空中两块面积均为 S 的平板 A 和 B 彼此平行放置，板间距离为 d，d 远小于板的线度。设A，B 板都均匀带正电，电量分别为 q1和 q2，则 A、B 两板间的电势差为
15、_。（分数：2.00）A.B. C.D.解析：考点 本题主要考查的知识点为对电势差的定义的应用。设 A、B 两板的电荷面密度分别为则两极板间的场强 ，两极板间的电势差为 。6.在无限长直载流导线附近作一球形闭合曲面 S， 为穿过 S 面的磁通量，B 为 S 面上各处的磁感应强度。当 S 面向长直导线移近时_。A 不变，B 不变 B 不变，B 增大C 增大，B 不变 D 增大，B 增大（分数：2.00）A.B. C.D.解析：考点 本题在 2009 年 4 月真题第一大题第 9 小题考查过，主要考查的知识点为特殊磁场的特性。由于 S 为球形闭合曲面，从而 恒为零。又因7.边长为 0.2m 的正方
16、形线圈，共有 50 匝，线圈上通一电流 2A，并把线圈放在磁感应强度为 0.05T 的均匀磁场中，则线圈所受的最大磁力矩 M_。A0.1Nm B0.2NmC0.4Nm D0.6Nm（分数：2.00）A.B. C.D.解析：考点 本题主要考查的知识点为磁场对平面载流线圈的作用磁力矩的计算。由 M=NBISsin，当8.当自感为 2H 的线圈通以 10A 的电流的时候，线圈中储存的磁场能为_。A10J B50JC100J D200J（分数：2.00）A.B.C. D.解析：考点 本题主要考查的知识点为载流线圈的磁场能。线圈中储存的磁场能 Wm= LI2=9.用线圈的自感 L 表示载流线圈磁场能量的
17、公式 （分数：2.00）A.B.C.D. 解析：考点 本题主要考查的知识点为磁场的能量。当 L 确定的情况下，不管线圈的结构如何，对任何载流线圈都适用。10.一平行板电容器，其电容为 1.010-12F，极板间为空气，将其充电后断开电源，此时电容器带电量为1.010-6C，则极板间的电场能为_。A50J B5JC0.5J D0（分数：2.00）A.B.C. D.解析：考点 本题主要考查的知识点为储存在电容器中的能量的计算。由公式11.在一个孤立的导体球壳内，若在偏离球中心处放一个点电荷，则在球壳内、外表面上将出现感应电荷，其分布将是_。A内表面不均匀，外表面也不均匀 B内表面均匀，外表面也均匀
18、C内表面均匀，外表面不均匀 D内表面不均匀，外表面均匀（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：12.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 E。现在，另外有一个负电荷-2Q，试问将它放在什么位置才能使 P 点的电场强度为零_。Ax 轴上 x1 Bx 轴上 x0Cx 轴上 0x-1 D坐标原点（分数：2.00）A.B. C.D.解析：考点 本题主要考查的知识点为电场强度的计算。根据点电荷的电场场强 E= 得13.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_。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
19、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（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：考点 本题主要考查的知识点为求磁场的几种基本方法的比较。对于题目中的情形可以用毕奥-萨伐尔定律或安培环路定理求出单支电流磁场后，再由磁感应强度的叠加定理求出。14.如图所示，在一长直导线 L 中载有恒定电流 I，ABCD 为一刚性矩形线圈，与 L 共面，且 AB 边与 L 平行。矩形线圈中载有恒定电流 I2，则线圈 AB 边和 CD 边受到的安培力的方向分别为_。（分数：2.00）A.B. C.D.解析：考点 本题在 2009 年 10 月真题第一大题第 10 小题考查过，主要考查的知识点
20、为磁场对载流导线的作用，安培力方向的判断。通电导线右侧产生垂直纸面向里的磁场，从而线圈产生顺时针方向的电流，根据左手定则，可判断AB、CD 边受到的安培力方向分别为向左、向右。15.无限长直圆柱体，半径为 R，沿轴向通有均匀电流，设圆柱体内(rR)的磁感应强度大小为 Bi，圆柱体外(rR)的磁感应强度大小为 Be，则有_。AB i、B e均与 r 成正比 BB i、B e均与 r 成反比CB i与，一成反比，B e与 r 成正比 DB i与 r 成正比，B e与 r 成反比（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：考点 本题主要考查的知识点为磁场的安培环路定理。对圆柱体外任意一点，rR，路径
21、L 包围了整个电流，根据安培环路定理 B2r= 0I得 。对圆柱体内任意一点，rR，根据安培环路定理得16.若用条形磁铁竖直插入木质圆环，则环中_。A产生感应电动势，也产生感应电流B产生感应电动势，不产生感应电流C不产生感应电动势，也不产生感应电流D不产生感应电动势，产生感应电流（分数：2.00）A.B. C.D.解析：考点 本题主要考查的知识点为对法拉第电磁感应定律的理解。根据产生感应电动势和感应电流的条件可得答案。17.一电子垂直射入一载流直导线，则该电子在磁场的作用下将_。A沿电流方向偏转 B沿电流方向的反方向偏转C不偏转 D垂直于电流方向偏转（分数：2.00）A. B.C.D.解析：考
22、点 本题主要考查的知识点为洛伦兹力的作用。根据带电粒子在均匀磁场中运动时受到磁场中洛伦兹力的作用可得。18.在匀强磁场中，放置有面积为 S 的可绕轴转动的 N 匝线圈，若线圈以角速度 作匀速转动，则线圈中的感应电动势为_。ANBScos(t) BNBSsin(t)CNBScos(t)DNBSsin(t)（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：考点 本题主要考查的知识点为法拉第电场感应定律的简单计算。设 t=0 时，线圈平面与磁场垂直。经过时间 t，线圈平面转过角度 ，则 =t=N m=NBScos(t)19.一交变磁场被限制在一半径为 R 的圆柱体中，在柱内、外分别有两个静止点电荷 qA和
23、qB，则_。Aq A受力，q B不受力 Bq A和 qB都受力Cq A和 qB都不受力 Dq A不受力，q B受力（分数：2.00）A.B. C.D.解析：考点 本题主要考查的知识点为磁场的性质。根据题意，无论是在导体内或导体外都受到磁场力的作用。20.如果穿过闭合回路所包围面积的磁通量很大，回路中的感应电动势是否也很大_。A一定很大 B一定不大C反而很小 D不一定（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：考点 本题主要考查的知识点为对法拉第电磁感应定律的理解。导体回路中感应电动势的大小和穿过该回路的磁通量的时间变化率成正比。二、填空题(总题数：6，分数：18.00)21.如图所示，无限长直导
24、线在 P 处弯成半径为 R 的圆，当通以电流 I 时，则导线在圆心 O 点产生的磁感应强度大小等于_。（分数：3.00）填空项 1:_ （正确答案： ）解析：考点 本题主要考查的知识点为对磁场的公式的理解及磁场的叠加。磁场的叠加问题，圆导线在 O 点产生的磁感应强度为 ，无限长直导线对 O 点产生的磁感应强度为22.如图所示为一充电后的平行板电容器，A 板带正电，B 板带负电，当将开关 K 合上时，A、B 板之间的电场方向为_。(设图上所标的方向为 x 轴正方向)（分数：3.00）填空项 1:_ （正确答案：沿 x 轴正方向）解析：23.如图所示，3 根长直载流导线 1，2，3 平行且共面，分
25、别载有稳恒电流 I，2I，3I，导线 1 和 3 的距离为 d，欲使导线 2 受力为零，则导线 2 与 1 的距离应为_。（分数：3.00）填空项 1:_ （正确答案：d/4）解析：考点 本题主要考查的知识点为磁感应强度的计算。设导线 1 和导线 2 之间的距离为 a，由图可知，导线 1 在导线 2 上任一点处产生的磁感应强度 ，方向垂直纸面向里；导线 3 出导线 2 上任一点处产生的磁感应强度 B2= ，方向垂直纸面向外。根据题意可知，B 1=B2，则 ，可得24.产生感生电动势的非静电力是_；产生动生电动势的非静电力是_。（分数：3.00）填空项 1:_ （正确答案：感生电场对电荷的作用力
26、 洛伦兹力）解析：25.在一个不带电的金属球壳的球心放一个点电荷 q0，将此点电荷偏离球心，该金属壳的电势将 1。（分数：3.00）填空项 1:_ （正确答案：不变）解析：26.自感为 0.25H 的线圈中，当电流在(1/16)s 内由 2A 均匀减小到零时，线圈中的自感电动势为_。（分数：3.00）填空项 1:_ （正确答案：8V）解析：考点 本题主要考查的知识点为自感的简单计算。由自感电动势公式可得， 。三、计算题(总题数：3，分数：30.00)27.如图所示，一均匀磁场的磁感应强度 B=0.01T，一动能为 20eV 的正电子以与磁场成 60角的方向射入，求该正电子周期 T、半径 R 和
27、运动轨迹螺旋线的螺距 h。(已知电子的质量 m=9.110-31kg，电子电量q=1.610-19C，1eV=1.60210 -19J)（分数：10.00）_正确答案：(已知正电子动能为 20eV=3.210-18J所以正电子做螺旋运动的周期螺距 h=Tvcos=3.5710-92.65106 m=4.7310-3m螺旋线的半径)解析：28.如图所示，长直导线内通有电流 I，与其相距 r0处有一直角三角形线圈 ABC，已知 BC=a，CA=b，设线圈以速度 v 向右运动，试求线圈内的感应电动势。（分数：10.00）_正确答案：(对 AC 来说，因 B、V、I 三者相互垂直，AC 边上各点的磁感
28、应强度相等，所以 AC 边的动生电动势为 ，电动势的方向由 C 指向 A；由于 CB 边不切割磁感线，所以 ；对于 BA 边来说，导线上各点的磁感应强度不等，且 v 和 I 方向不垂直，在 BA 边上任取 dl，其动生电动势为d =(vB)dl=-BvsindlBA 边上的动生电动势根据右手定则知 方向由 B 指向 A三角形线圈的总电动势为)解析：29.如图所示，导体棒 AB 与金属轨道 CA 和 DB 接触，整个线框放在 B=0.5T 的均匀磁场中，磁场方向与纸面垂直。(1)若导体棒以 4m/s 的速度向右运动，求棒内产生的感应电动势；(2)若导体棒运动到某一位置时，电路的电阻为 0.2，求
29、此时棒所受的力。（分数：10.00）_正确答案：(磁感应强度 B=0.5TAB 棒的长度 l=50cm=0.5m(1)速度 v=4m/sd m=BdS=Bldx由法拉第电磁感应定律得。(2)R=0.2，电路中的电流强度 )解析：四、分析计算题(总题数：1，分数：12.00)30.如图，一半径为 R1的导体球 A 与内、外半径分别为 R2和 R3的导体球壳 B 同心放置，A 带电量为 q，B带电量为 q。求：（分数：12.00）_正确答案：(1)根据静电平衡条件，导体达到静电平衡时导体内部场强为零。在导体球壳 B 内作高斯面，由高斯定理可得导体球 A 所带电量与导体球壳 B 内表面所带电量之和为零。因此在导体球壳 B 内表面带电量为-q。(需要强调写出的关键信息：导体达到静电平衡时导体内部场强为零、高斯定理)(2)由电荷守恒定律，外表面带电 q+q。(3)由高斯定理得场强分布电势差。(4)电容 )解析：
