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1、-1 -1试卷编号*大学学年第一学期考试 B 卷课程名称大学物理（下）考试日期任课教师_考生姓名学号专业或类别题号一二三四五六七总分累 分 人题分40101010101010100签名得分考生注意事项：1、本试卷共 6 页，请查看试卷中是否有缺页。2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。部分常数： 真空介电常数08.85 1012F m1,玻尔兹曼常数k 1.38 1023J /K ,气 体 普 适 常 数R=8.31 J·K ·mol , 真 空 磁 导 率0=4 10-7N/A2, 普 朗 克 常 数h 6.63 1034J S一、填空题（每空 2 分，
2、共 40 分）得分评卷人1. 体积为 4 升的容器内装有理想气体氧气（刚性分子），测得其压强为5 10 2 ( Pa ) ， 则容器内氧气分子的平均平动动能总和为J ， 系统的内能为J 。第 1 页 共 9 页2. 一卡诺热机，工作物质在温度为 27和 227的两个热源 之间工作。在一个可逆循环中，工作物质对外净输出功 200J， 则 工 作 物 质 在 一 个 循 环 中 向 低 温 热 源 放 出 的 热 量 为 _J，此热机的效率 = _。3真空中有四个点电荷 q 、q 、q 和 q ，它们的位置如图所1 2 3 4示，图中 S 为一闭合曲面，则通过该闭合曲面的电通量E d s =_ ；
3、 式 中 的 电 场 强 度 E 是 点 电 荷 S_在闭合曲面上 d s 处产生的场强的矢量和。4. 两个平行的 “无限大 ”均匀带电平面，它们的电荷面密度 分别为+ 和+2 ，如图所示，则图中 A 、B 二个区域中的电 场强度大小分别是：E =_ ， E =_ 。A B5. 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 。6. 载流导线弯成如图所示形状，通以电流 I，则在圆心O 处磁感应强度大小等于 ，方向为_ _。7. 两个同心圆线圈，大圆半径为 R ，通有电流 I ；小圆1半径为 r
4、，通有电流 I ，方向如图若 r << R (大线圈在2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 。8. 自感系数为 L 和 L 的二线圈，互感系数为 M ，1 2第 2 页 共 9 页第 3 题图第 4 题图第 6 题图3则当 L 线圈通电流 I 时， L 线圈中的总磁通量2 2 1为 ， L 线圈中的总磁通量2为 。9有一平板空气电容器，它的两个极板接上恒压电源，然后注入相对电容率为 的均匀电介质。则注入介质后，下述物理量与未注入介质前之比分别为：(1)电器中电场强度 E/E =_ ；（2）0r电容器储存的能量 W/W0=_ 。10.
5、 在半径为 R 的圆柱形区域内，磁感应强度保持均匀，并以dBdt>0 的速率增加，如图所示，求金属棒 AB 上的感应电动势大小为 ，B 点感生电场的 大小为 。11. 如图所示，一带负电荷（ -q）的金属球半径 R ，1外面同心地罩一不带电的金属球壳，内外半径分别为R 、R ，则在球壳中距离球心为 2 3r的 P 处的场强大小为 ，电势(设无穷远处为电势零点)为 。计算题（每题 10 分，共 60 分）二 一定量的双原子分子理想气体进行如图 所示的循环。已知状态 A 的温度为 300 K 。 求： (1) 求 A B 、B C 和 C A 各过程中p(Pa)400300200A系统吸收的
6、热量；（2）求循环效率。100OC2 46BV (m )第 3 页 共 9 页球体内离球心 O 为 处的 P 点 E电场强度大小 ；（2）球体外离球心 O 为 处的得分评卷人三均匀带电球体，半径为 R ，电荷体密度为0。以无穷远为零电势，求：（1）r r1 p 2M 点电势UM。得分评卷人第 4 页 共 9 页0四一长直螺线管的导线中通入 10.0A 的恒定电流时，通过每匝线圈的磁通量是20 Wb ；当电流以 4.0A/s速率变化时，产生的自感电动势为 3.2mV 。求此螺线管 的自感系数与总匝数。得分评卷人五截面半径为 R 的无限长实心导体圆柱，均匀流有电流强度为 I 的电流。导体的相对磁导
7、率r1 ，求：（1）磁感应强度的空间分布；（2）长度为 L 的一段圆柱体内的磁场能量。得分评卷人第 5 页 共 9 页六一无限长直导线旁放置一与之共面的长方形导线框， 长方形有两边与无限长导线平行，其尺寸如图所示。（1） 求无限长直导线和长方形导线框之间的互感系数；（2）若导线框中通有电流 I I sin t，求无限长直导线中的感应0电动势。得分评卷人七无限长直线电流 I 与直线电流 ab 共面，ab 上通有电流 I ，几何位置如图所1 2示，试求直线电流 I 受到电流 I 产生的磁场的作用力。2 1得分评卷人第 6 页 共 9 页B BAA学年大学物理下期末考试 B 卷答案一填空1.3，5
8、2. 300，40% 3.q20q3，q ,q ,q ,q1 2 344.20，3205.4q 1 1(r R0)6.I04aI04b垂直纸面向里 7. 0 8. MI ， L I2 2 29. 1，r10R 2 dB8 dt，2R dB4 dt11. 0 ，4qR03二（1） QABEABAAB5 1 (p V p V )2 2(100 400) 4 500J（4 分）内能，做功各两分QQBBCCCCpVTT7252(p VC C(p VA Ap V ) 1400JB Bp V ) 1500JC C（2 分）（2 分）（2）1QQ放吸31030%（2 分）三. （1）根据E d Sq，（3
9、分）作高斯球面可得： E 4 r12043r1300Ep3r0 10（2 分）（2）E外R 303 r20(r R )（2 分）第 7 页 共 9 页20dV ( 0 0)2UME d l外M r3R0r032dr30R 3r0 2（3 分：公式 2 分，结果 1 分）四.自LdI 3.2 10Ldt 438 104亨（公式 4 分，结果 1 分）LNI ImNLIm400（公式 4 分，结果 1 分）五. （1） 根据B d l0I ，（2 分）作圆形回路可得： B02 rIr R :Br2 I I r 0 r 0 0 02 r R 2 2 R 2（2 分）r R :BI0 I 0 02 r
10、 2 r（2 分）（2） WmB 2 R I r22 0 2 R 2 210L2 rdrI L0 016（公式 3 分，结果 1 分）六解：（1）设长直导线通电流 ImB dSa baI Ih a b0 hdx 0 ln2 x 2 a（4 分）Mh a bm 0 lnI I 2 a第 8 页 共 9 页（2 分）2（2）互MdI hI cos t a b0 0 lndt 2 a（4 分）七解： F dF Idl BIdF I dx 0 12 x（3 分）（3 分）F dFd LdI dx2I I I d L0 1 0 1 2 ln （公式 3 分，结果 1 分） 2 x 2 d第 9 页 共 9 页