2014大学物理B下期中试卷2d

武汉大学2014---2015学年第一学期《大学物理》（B下）期中试卷（周三）班级:_____________姓名:_____________学号:_____________日期:2014年10月29日成绩:_____________（试卷共7题总分63分）1.(本题8分)(2030)将通有电流I=5.0A的无限长导线折成如图形状，已知半圆环的半径为R=0.10m．求圆心O点的磁感强度．(0=4×10-7H·m-1)2.(本题12分)(2006)一无限长圆柱形铜导体(磁导率0)，半径为R，通有均匀分布的电流I．今取一矩形平面S(长为1m，宽为2R)，位置如右图中画斜线部分所示，求通过该矩形平面的磁通量．3.(本题10分)(2274)横截面为矩形的环形螺线管，圆环内外半径分别为R1和R2，芯子材料的磁导率为，导线总匝数为N，绕得很密，若线圈通电流I，求．(1)芯子中的H和B以及芯子截面的磁通量．(2)在rR1和rR2处的H和B．4.(本题8分)(2307)一矩形线圈边长分别为a=10cm和b=5cm，导线中电流为I=2A，此线圈可绕它的一边OO＇转动，如图．当加上正y方向的B=0.5T均匀外磁场B，且B与线圈平面成30°角时，线圈的角加速度为=2rad/s2，求∶(1)线圈对OO＇轴的转动惯量J=？(2)线圈平面由初始位置转到与B垂直时磁力所做的功？ROIIS2R1mR1R2NbOxyzI30°BO′ab5.(本题10分)(2269)有一闭合回路由半径为a和b的两个同心共面半圆连接而成，如图．其上均匀分布线密度为的电荷，当回路以匀角速度绕过O点垂直于回路平面的轴转动时，求圆心O点处的磁感强度的大小．6.(本题10分)(2519)如图所示，长直导线AB中的电流I沿导线向上，并以dI/dt=2A/s的变化率均匀增长．导线附近放一个与之同面的直角三角形线框，其一边与导线平行，位置及线框尺寸如图所示．求此线框中产生的感应电动势的大小和方向．(=4×10-7T·m/A)7．本题5分(2537)半径为r的两块圆板组成的平行板电容器充了电，在放电时两板间的电场强度的大小为E=E0e-t/RC，式中E0、R、C均为常数，则两板间的位移电流的大小为____________________________________，其方向与场强方向________．abOI5cm10cm20ABcm2014---2015学年《大学物理》（B下）期中试卷（周三）答案2014年10月29日（试卷共7题总分63分）1.(本题8分)(2030)解：O处总cdbcabBBBB，方向垂直指向纸里1分而)sin(sin4120aIBab∵02，211，Ra∴)4/(0RIBab又)4/(0RIBbc因O在cd延长线上0cdB，因此RIB40RI402.1×10-5T2.(本题12分)(2006)解：在圆柱体内部与导体中心轴线相距为r处的磁感强度的大小，由安培环路定律可得：)(220RrrRIB因而，穿过导体内画斜线部分平面的磁通1为SBSBdd1rrRIRd202040I在圆形导体外，与导体中心轴线相距r处的磁感强度大小为)(20RrrIB因而，穿过导体外画斜线部分平面的磁通2为SBd2rrIRRd2202ln20I穿过整个矩形平面的磁通量2140I2ln20I3.(本题10分)(2274)解：(1)在环内作半径为r的圆形回路,由安培环路定理得NIrH2，)/(rNIH2,)/(rNIHB2在r处取微小截面dS=bdr,通过此小截面的磁通量rbrNISBd2ddΦaOIbcd穿过截面的磁通量SSBdΦrbrNId212ln2RRNIb(2)同样在环外(rR1和rR2)作圆形回路,由于0iI02rH,0H∴0HB4.(本题8分)(2307)解：(1)S=ab=5×10-3m2pm=SI=1×10-2(A·m2)，60sinBpMm=4.33×10-2N·mJM，/MJ=2.16×10-3kg·m2(2)令从B到mp的夹角为，∵M与角位移d的正方向相反060dMA060dsinBpm=2.5×10-3J5.(本题10分)(2269)解：321BBBBB1、B2分别为带电的大半圆线圈和小半圆线圈转动产生的磁感强度，B3为沿直径的带电线段转动产生的磁感强度．21bI，422200101bbbIB22aI，422200202aaaIB)2/(d2d3rIrrBbad203abln20B)ln(20ab6.(本题10分)(2519)解：建立坐标如图所示，则直角三角形线框斜边方程为y=-2x+0.2(SI)在直角三角形线框所围平面上的磁通量为xxxIxxIybbd]..[).(d000005020220502ππ05005015000..ln.bIIbππ＝2.59×10-8ISI)三角形线框中的感应电动势大小为xyOdxIcmb10cma5=-d/dt=-2.59×10-8(dI/dt)=–5.18×10-8V其方向为逆时针绕行方向．7．本题5分(2537)答：RCtRCEr/002e相反