稳恒磁场习题-参考答案

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大学物理稳恒磁场习题及答案 (1)

大学物理稳恒磁场习题及答案 (1)

衡水学院 理工科专业 《大学物理B 》 稳恒磁场 习题解答

一、填空题(每空1分)

1、电流密度矢量的定义式为:dI j n dS ⊥

=v v

,单位是:安培每平方米(A/m 2) 。 2、真空中有一载有稳恒电流I 的细线圈,则通过包围该线圈的封闭曲面S 的磁通量? = 0 .若通过S 面上某面元d S

v

的元磁通为d ?,而线圈中的电流增加为2I 时,通过同一面元的元磁通为d ?',则d ?∶d ?'= 1:2 。

3、一弯曲的载流导线在同一平面内,形状如图1(O 点是半径为R 1和R 2的两个半圆弧的共同圆心,电流自无穷远来到无穷远去),则O 点磁感强度的大小是2

02

01

00444R I

R I

R I

B πμμμ-

+

=

4、一磁场的磁感强度为k c j b i a B ϖ

ϖϖϖ++= (SI),则通过一半径为R ,开口向z 轴正方向的半球壳表面的磁通量的大

小为πR 2c Wb 。

5、如图2所示通有电流I 的两根长直导线旁绕有三种环路;在每种情况下,等于:

对环路a :d B l ⋅⎰v v Ñ=____μ0I __;

对环路b :d B l ⋅⎰v

v Ñ=___0____; 对环路c :d B l ⋅⎰v v Ñ =__2μ0I __。

6、两个带电粒子,以相同的速度垂直磁感线飞入匀强磁场,它们的质量之比是1∶4,电荷之比是1∶2,它们所受的磁场力之比是___1∶2__,运动轨迹半径之比是_____1∶2_____。

二、单项选择题(每小题2分)

( B )1、均匀磁场的磁感强度B v

垂直于半径为r 的圆面.今以该圆周为边线,作一半球面S ,则通过S 面的磁通量的大小为

稳恒磁场一章的习地的题目解答

稳恒磁场一章的习地的题目解答

稳恒磁场一章习题解答

习题9—1 无限长载流空心圆柱导体的内外半径分别为a 、b ,电流在导体截面

上均匀分布,则空间各处的B

的大小与场点到圆柱中心轴线的距离r 的关系定性地如图所示。正确的图是:[ ]

解:根据安培环路定理,容易求得无限长载流空心圆柱导体的内外的磁感应强度分布为

⎪⎪⎪⎩⎪

⎪⎪⎨⎧--=r I

a b r a r I B πμπμ2)(2)(0

02

2220 )()()(b r b r a a r >≤≤< 所以,应该选择答案(B)。

习题9—2 如图,一个电量为+q 、质量

为m 的质点,以速度v

沿X 轴射入磁感应强度为B 的均匀磁场中,磁场方向垂直纸面向里,其范围从x =0延伸到无限远,如果质点在x =0和y =0处进入磁场,

则它将以速度v

-从磁场中某一点出来,这点坐标是x =0和[ ]。 (A) qB

m y v +

=。 (B) qB m y v

2+=。

(C) qB m y v 2-

=。 (D) qB

m y v

-=。 解:依右手螺旋法则,带电质点进入磁场后将在x >0和y >0区间以匀速v 经一个半圆周而从磁场出来,其圆周运动的半径为

qB

m R v =

r B

O a b (A) (B) B a b r O B r O a b (C) B O

r a b

(D) 习题9―1图

习题9―2图

因此,它从磁场出来点的坐标为x =0和qB

m y v

2+=,故应选择答案(B)。

习题9—3 通有电流I 的无限长直导线弯成如图三种形状,则P ,Q ,O 各点磁感应强度的大小B P ,B Q ,B O 间的关系为[ ]。 (A) O Q P B B B >>。 (B) O P Q B B B >>。 (C) P O Q B B B >>。

稳恒电流的磁场习题解答

稳恒电流的磁场习题解答

第十四章 稳恒电流的磁场习题解答(仅作参考)

14.1 通有电流I 的导线形状如图所示,图中ACDO 是边长为b 的正方形.求圆心O 处的磁感应强度B 。

[解答] 电流在O 点的产生的磁场的方向都是垂直纸面向

里的.根据毕-萨定律: 002

d d 4I r μπ⨯=

l r B , 圆弧上的电流元与到O 点的矢径垂直,在O 点产生的磁场大小为

012

d d 4I l

B a

μπ=

, 由于 d l = a d φ, 积分得

11d L B B =⎰3/2

00

d 4I a

πμϕπ=

038I

a μ=. OA 和OD 方向的直线在O 点产生的磁场为零.在AC 段,电流元在

O 点产生的磁场为

022

d sin d 4I l B r μθ

π=

由于 l = b cot(π - θ) = -b cot θ,

所以 d l = b d θ/sin 2θ;

又由于 r = b /sin(π - θ) = b /sin θ,

可得 02sin d d 4I B b

μθθ

π=,

积分得

3/4

02/2d sin d 4L

I B B b

ππμθθπ==

⎰⎰

3/4

00/2

(cos )48I

I

b

b

ππμθππ=-=

同理可得CD 段在O 点产生的磁场B 3 = B 2. O 点总磁感应强度为

00123384I I

B B B B a b

μπ=++=

+

. 14.6 在半径为R = 1.0cm 的无限长半圆柱形导体面中均匀地通有电流I =5.0A ,如图所

示.求圆柱轴线上任一点的磁感应强度B = ?

[解答] 取导体面的横截面,电流方向垂直纸面向外. 半圆的周长为 C = πR , 电流线密度为 i = I/C = IπR .

大学物理习题稳恒磁场

大学物理习题稳恒磁场

稳恒磁场

一、选择题

1. 一圆电流在其环绕的平面内各点的磁感应强度

B 【 】 (A) 方向相同, 大小相等; (B) 方向不同,大小不等; (C) 方向相同, 大小不等; (D) 方向不同,大小相等。

2. 电流由长直导线流入一电阻均匀分布的金属矩形框架,再从长直导线流出,设图中

321O ,O ,O 处的磁感应强度为

B B B 123,,,则 【 】

(A)

B B B 123==; (B) 0B 0B B 321≠== ;

(C) 0B ,0B ,0B 321=≠= ; (D) 0B ,0B ,0B 321≠≠=

3. 所讨论的空间处在稳恒磁场中,对于安培环路定律的理解,正确的是 【 】

(A) 若⎰=⋅L

0l d B ,则必定L 上

B 处处为零

(B) 若⎰=⋅L

0l d B

, 则必定L 不包围电流

(C) 若⎰=⋅L

0l d B

, 则L 所包围电流的代数和为零

(D) 回路L 上各点的

B 仅与所包围的电流有关。

4. 在匀强磁场中,有两个平面线圈,其面积21A 2A =, 通有电流21I 2I =, 它们所受

的最大磁力矩之比M M 12/等于 【 】 (A) 1 (B) 2

(C) 4

(D) 1/4

5. 由N 匝细导线绕成的平面正三角形线圈,边长为a , 通有电流I , 置于均匀外磁场

B

中,当线圈平面的法向与外磁场同向时,该线圈所受的磁力矩M m 值为: 【 】

(2)

选择题

(A) 2/IB Na 32,

(B)

4/IB Na 32, (C) 60sin IB Na 32,

(D) 0

6. 一带电粒子以速度

4大学物理习题_稳恒磁场

4大学物理习题_稳恒磁场

稳恒磁场

一、选择题

1.一个半径为r 的半球面如右图放在均匀磁场中,通过半球面的磁通量为 (A )22r B π; (B )2r B π;

(C )22cos r B πα; (D )2cos r B πα。 2.下列说法正确的是:

(A )闭合回路上各点磁感应强度都为零时,回路内一定没有电流穿过; (B )闭合回路上各点磁感应强度都为零时,回路内穿过电流的代数和必为零; (C )磁感应强度沿闭合回路的积分为零时,回路上各点的磁感应强度必为零;

(D )磁感应强度沿闭合回路的积分不为零时,回路上任意一点的磁感应强度都不可能为零。 3.如图,在一圆形电流I 所在的平面内,选取一个同心圆形闭合回路L ,则由安培环路定理可知

(A )0=⋅⎰L

l d B

,且环路上任意一点0=B 。

(B )0=⋅⎰L

l d B

,且环路上任意一点0≠B 。

(C )0≠⋅⎰L

l d B ,且环路上任意一点0≠B 。

(D )0≠⋅⎰L

l d B

,且环路上任意一点=B 常量。

4.图中有两根“无限长” 载流均为I 的直导线,有一回路L ,则正确的是

(A )0=⋅⎰L

l d B

,且环路上任意一点0=B ;

(B )0=⋅⎰L

l d B

,且环路上任意一点0≠B ;

(C )0≠⋅⎰L

l d B

,且环路上任意一点0≠B ;

(D )0≠⋅⎰L

l d B

,且环路上任意一点0=B 。

5.取一闭合积分回路L ,使三根载流导线穿过它所围成的面,现改变三根导线之间的相互间隔,但不越出积分回路,则:

·

L

O

I

(A )回路L 内的I ∑

不变,L 上各点的B

大学物理《稳恒电流的磁场》习题答案

大学物理《稳恒电流的磁场》习题答案

第14章 稳恒电流的磁场 参考答案

一、选择题

1(B),2(A),3(D),4(C),5(B),6(D),7(B),8(C),9(D),10(A) 二、填空题

(1). 最大磁力矩,磁矩 ; (2). πR 2c ; (3). )4/(0a I μ; (4).

R

I

π40μ ;

(5). μ0i ,沿轴线方向朝右. ; (6). )2/(210R rI πμ, 0 ; (7). 4 ; (8).

B I R

2,沿y 轴正向; (9). ωλB R 3

π,在图面中向上; (10). 正,负.

三 计算题

1. 将通有电流I 的导线在同一平面内弯成如图所示的形状,求D 点的磁感强度B

的大小.

解:其中3/4圆环在D 处的场 )8/(301a I B μ=

AB 段在D 处的磁感强度 )221

(

)]4/([02⋅π=b I B μ

BC 段在D 处的磁感强度

)22

1

()]4/([03⋅π=b I B μ

1B

、2B 、3B 方向相同,可知

D 处总的B 为

)223(

40b

a

I B +

π

π=

μ

2. 半径为R 的导体球壳表面流有沿同一绕向均匀分布的面电流,通过垂直于电流方向的每单位长度的电流为K .求球心处的磁感强度大小.

解:如图

θd d d KR s K I ==

2

/3222

0]

)cos ()sin [(2)sin (d d θθθμR R R I B +=

3

2302d sin R KR θ

θμ=

θθμd sin 2

1

20K =

⎰π

=020d sin 21θθμK B ⎰π

-=0

0d )2cos 1(41θθμK π=K 041

习题第06章(稳恒磁场)-参考答案.

习题第06章(稳恒磁场)-参考答案.

第六章 稳恒磁场

思考题

6-1 为什么不能把磁场作用于运动电荷的力的方向,定义为磁感强度的方向?

答:对于给定的电流分布来说,它所激发的磁场分布是一定的,场中任一点的B 有确定的方向和确定的大小,与该点有无运动电荷通过无关。而运动电荷在给定的磁场中某点 P 所受的磁力F ,无论就大小或方向而言,都与运动电荷有关。当电荷以速度v 沿不同方向通过P 点时,v 的大小一般不等,方向一般说也要改变。可见,如果用v 的方向来定义B 的方向,则B 的方向不确定,所以我们不能把作用于运动电荷的磁力方向定义为磁感应强度B 的方向。

6-2 从毕奥-萨伐尔定律能导出无限长直电流的磁场公式a

I

B πμ2=

。当考察点无限接近导线(0→a )时,则∞→B ,这是没有物理意义的,如何解释?

答:毕奥-萨伐尔定律是关于部分电流(电流元)产生部分电场(dB )的公式,在考察点无限接近导线(0→a )时,电流元的假设不再成立了,所以也不能应用由毕奥-萨伐尔定律推导得到的无限长直电流的磁场公式a

I

B πμ2=

6-3 试比较点电荷的电场强度公式与毕奥-萨伐尔定律的类似与差别。根据这两个公式加上场叠加原理就能解决任意的静电场和磁场的空间分布。从这里,你能否体会到物理学中解决某些问题的基本思想与方法?

答:库仑场强公式0

2

04dqr dE r

πε=,毕奥一萨伐定律0024Idl r dB r μπ⨯= 类似之处:(1)都是元场源产生场的公式。一个是电荷元(或点电荷)的场强公式,一个

是电流元的磁感应强度的公式。

(2)dE 和dB 大小都是与场源到场点的距离平方成反比。

稳恒磁场及答案

稳恒磁场及答案

第七章稳恒电流

1、在磁感强度为B

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)为 (A) r 2B . . (B) 2r 2B . (C) -r 2B sin . (D) -r 2B cos .

2、磁场由沿空心长圆筒形导体的均匀分布的电流产生,圆筒半径为R ,x 坐标轴垂直圆筒轴线,原点在中心轴线上.图(A)~(E)哪一条曲线表示B -x 的关系

[ ]

3、如图,两根直导线ab 和cd 沿半径方向被接

到一个截面处处相等的铁环上,稳恒电流I 从a 端流入而从d 端流出,则磁感强度B

沿图中闭合路径L 的积分 L

l

B d 等于

(A) I 0 . (B) I 03

1

. (C) 4/0I . (D) 3/20I .

4、如图,在一固定的载流大平板附近有一载流小线框能自由转动

或平动.线框平面与大平板垂直.大平板的电流与线框中电流方

向如图所示,则通电线框的运动情况对着从大平板看是: (A) 靠近大平板. (B) 顺时针转动. (C) 逆时针转动. (D) 离开大平板向外运动.

5、在一根通有电流I 的长直导线旁,与之共面地放着一个长、宽各为a 和b 的矩形线框,线框的长边与载流长直导线平行,且二者相距为b ,如图所示.在此情形中,线框内的磁通量 =______________.

n B S

O

B x O R (A) B

x

O R (B)

B

x O R (D) B

x O R (C)

B

x

O R (E)

x

电流 圆筒

I

I a

b c d

大学物理稳恒磁场习题及答案

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衡水学院理工科专业《大学物理B 》稳恒磁场习题解答 【1 】

一.填空题(每空1分)

1.电流密度矢量的界说式为:dI

j n dS ⊥

=

,单位是:安培每平方米(A/m2). 2.真空中有一载有稳恒电流I 的细线圈,则经由过程包抄该线圈的关闭曲面S 的磁通量=0 .若经由过程S 面上某面元d S 的元磁通为d

,而线圈中的电流增长为2I 时,经由过程统一面元的元磁通为d ',则d ∶d '=1:2 .

3.一曲折的载流导线在统一平面内,外形如图1(O 点是半径为R1和R2的两个半圆弧的配合圆心,电流自无限远来到无限远去),则O 点磁感强度的大小是2

020100444R I

R I

R I

B πμμμ-

+

=

.

4.一磁场的磁感强度为k c j b i a B

++= (SI),则经由过程一半径为R,启齿向z 轴正偏向的半球壳概况的磁通量的大小为πR2cWb. 5.如图2所示通有电流I 的两根长直导线旁绕有三种环路;在每种情形下,等于: 对环路a :d B ⋅⎰=____μ0I__;

对环路b :

d B ⋅⎰=___0____; 对环路c :d B ⋅⎰=__2μ0I__.

6.两个带电粒子,以雷同的速度垂直磁感线飞入匀强磁场,它们的质量之比是1∶4,电荷之比是1∶2,它们所受的磁场力之比是___1∶2__,活动轨迹半径之比是_____1∶2_____. 二.单项选择题(每小题2分)

( B )1.平均磁场的磁感强度B 垂直于半径为r 的圆面.今以该圆周为边线,作一半球面S,则经由过程S 面的磁通量的大小为

( C )2.有一个圆形回路1及一个正方形回路2,圆直径和正方形的边长相等,二者中通有大小相等的电流,它们在各自中间产生的磁感强度的大小之比B1 / B2为

大学物理D-05稳恒磁场、电磁感应定律-参考答案

大学物理D-05稳恒磁场、电磁感应定律-参考答案

2 B2 lv
0 Ilv 得 2 ( d a )
n( 1 2)
0 Ilvn 1 1 ( ) d d a 2
1
2
5
解: =-
d m d (5t 2 8t 2) 103 10t 8 dt dt
0 =10 0 8 8 V
2 =10 2 8 12 V
5.2.5.如图所示,一根长为L的金属细杆ab绕竖直轴O1O2以角速度 在水平面内旋转.O1O2在离细杆a 端L /5 处.若已知地磁场在竖直方向的分量为 B .求ab两端间的电势差 Va Vb .
1

A )
5.2.4. 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 (D) (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强度的叠加原理求出. 5.2.5 闭合正方形线圈放在均匀磁场中,绕通过其中心且与一边平行的转轴 OO’转动,转轴与磁场方 向垂直,转动角速度为 ,如图所示。用下述哪种办法可以使线圈中感应电流 的幅值增加到原来的两倍(导线的电阻不能忽略)?( A. 把线圈的匝数增加到原来的两倍。 B. 把线圈的面积增加到原来的两倍,而形状不变。 C. 把线圈切割磁力线的两条边增长到原来的两倍。 D. 把线圈的角速度 增大到原来的两倍。 5.2.6. 一矩形线框长为 a 宽为 b,置于均匀磁场中,线框绕 OO’轴匀角速度 旋转(如 图所示) 。设 t=0 时,线框平面处于纸面内,则任一时刻感应电动势的大小为: ( D ) (A)2abB|cost| (C) (B) abB (D) abB|cost| (E) abB|sint| D )

(完整版)大学物理电磁场练习题含答案

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前⾯是答案和后⾯是题⽬,⼤家认真对对. 三、稳恒磁场答案

1-5 CADBC 6-8 CBC 三、稳恒磁场习题

1. 有⼀个圆形回路1及⼀个正⽅形回路2,圆直径和正⽅形的边长相等,⼆者中

通有⼤⼩相等的电流,它们在各⾃中⼼产⽣的磁感强度的⼤⼩之⽐B 1 / B 2为 (A) 0.90. (B) 1.00.

(C) 1.11. (D) 1.22.[]

2.

边长为l 的正⽅形线圈中通有电流I ,此线圈在A 点(见图)产⽣的磁感强度B 为

(A) l I π420µ. (B) l I

π220µ.

(C)

l I

π02µ. (D) 以上均不对.[]

3.

通有电流I 的⽆限长直导线有如图三种形状,则P ,Q ,O 各点磁感强度的⼤⼩B P ,B Q ,B O 间的关系为:(A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O .

(C) B Q > B O > B P . (D) B O > B Q > B P .

[]

4.

⽆限长载流空⼼圆柱导体的内外半径分别为

a 、

b ,电流在导体截⾯上均匀分布,

则空间各处的B ?

的⼤⼩与场点到圆柱中⼼轴线的距离r 的关系定性地如图所⽰.正确

的图是[]

5.

电流I 由长直导线1沿平⾏bc 边⽅向经a 点流⼊由电阻均匀的导线构成的正三⾓形线框,再由b 点沿垂直ac 边⽅向流出,经长直导线2返回电源(如图).若载流直导

线1、2和三⾓形框中的电流在框中⼼O 点产⽣的磁感强度分别⽤1B ?、2B ?

稳恒电流和稳恒磁场习题解答

稳恒电流和稳恒磁场习题解答

第十一章 稳恒电流和稳恒磁场

一 选择题

1. 边长为l 的正方形线圈中通有电流I ,此线圈在A 点(如图)产生的磁感应强度B 的大小为( )

A. l

I μπ420 B.

l

I

μπ20 C .

l

I μπ20 D. 0

解:设线圈四个端点为ABCD ,则AB 、AD 线段在A 点产生的磁感应强度为零,BC 、CD 在A 点产生的磁感应强度由

)cos (cos π4210θθμ-=

d

I

B ,可得 l

I l

I

B B

C π82)2π

cos 4π(cos

π400μμ=-=

,方

向垂直纸面向里 l

I l

I

B CD π82)2π

cos 4π(cos

π400μμ=-=

,方向垂直纸面向里

合磁感应强度 l

I

B B B CD B

C π420μ=

+= 所以选(A )

2. 如图所示,有两根载有相同电流的无限长直导线,分别通过x 1=1、x 2=3的点,且平行于y 轴,则磁感应强度B 等于零的地方是:( )

选择题2

选择题

1

A.x=2的直线上

B.在x>2的区域

C.在x<1的区域

D.不在x、y平面上解:本题选(A)

3. 图中,六根无限长导线互相绝缘,通过电流均为I,区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为相等的正方形,哪一个区域指向纸内的磁通量最大( )

A. Ⅰ区域

B. Ⅱ区域 C.Ⅲ区域

D.Ⅳ区域 E.最大不止一个

解:本题选(B)

4. 如图,在一圆形电流I所在的平面内,选取一个同心圆形闭合回路L,则由安培环路定理可知:()

A.∮L B·d l=0,且环路上任意一点B=0

B.∮L B·d l=0,且环路上任意一点B≠0

选择题3选择题

4

C. ∮L B ·d l ≠0,且环路上任意一点B ≠0

大学物理第七章稳恒磁场习题答案

大学物理第七章稳恒磁场习题答案

第七章 稳恒磁场习题

7-1 一个半径为r 的半球面如图放在均匀磁场中,通过半球面的磁通量为多少?

解:取平面S ’与半球面S 构成闭合曲面,根据高斯定理有 0m mS mS ΦΦΦ'=+=

2cos mS mS r E ΦΦπα'=-=-

球面外法线方向为其正方向

7-2 如图所示,几种载流导线在平面内分布,电流均为I ,它们在点O 的磁感应强度各为多少?

08I

R μ垂直画面向外

0022I

I R

R μμπ-

垂直画面向里 00+42I I

R R

μμπ垂直画面向外 7-3 如图所示,两根导线沿半径方向引向铁环上的A ,B 两点,并在很远处与电源相连。已知圆环的粗细均匀,求环中心O 的磁感应强度。

解: 如图所示,圆心O 点磁场由直电流∞A 和∞B 及两段圆弧上电流1I 与2I 所产生,但∞A 和∞B 在O 点产生的磁场为零。且

θ

-πθ==21221R R I I 电阻电阻 1I 产生1B 方向⊥纸面向外π

θπμ2)

2(2101-=R I B

2I 产生2B 方向⊥纸面向里πθ

μ22202R I B =

∴1)

2(2121=-=θ

θπI I B B 有0210=+=B B B

7-4 如图所示,已知地球北极地磁场磁感强度B 的大小为6.0×10-5

T 。如设想此地磁场是由地球赤道上一圆电流所激发的,此电流有多大?流向如何?(已知圆

电流轴线上北极点的磁感强度()

R I

R

R IR B 24202

/32220μμ=

+=)

解:90

42 1.7310A RB

I μ=

=⨯

方向如图所示

7-5 有一同轴电缆,其尺寸如题图所示.两导体中的电流均为I ,但电流的流向相反,导体的磁性可不考虑。试计算以下各处的磁感应强度:(1)r

大学物理第8章稳恒磁场课后习题与答案

大学物理第8章稳恒磁场课后习题与答案

第 8 章 稳恒磁场

习题及答案

6. 如图所示,

AB 、 CD 为长直导线, BC 为圆心在 O 点的一段圆弧形导线,其半径为

R 。

若通以电流 I ,求 O 点的磁感应强度。

解: O 点磁场由 AB 、 BC 、 CD 三部分电流产生,应用磁场叠加原理。 AB 在 O 点产生的磁感应强度为

B 1 0

BC 在 O 点产生的磁感应强度大小为

B 2

0 I

0 I

0 I

,方向垂直纸面向里

4 R

4 R 3

12R

CD 在 O 点产生的磁感应强度大小为

B 3

I

(cos

1

cos 2 )

4 r 0

0 I

4

R cos60 0

(cos150cos180 )

0 I

3

(1

) ,方向垂直纸面向里

2 R

2

故 B 0

B 1 B 2

B 3

0 I

(1

3

) ,方向垂直纸面向里

2

2 R

6

A ,

B 两点,并在很远处与电源相连。已知

7. 如图所示,两根导线沿半径方向引向铁环上的

圆环的粗细均匀,求环中心 O 的磁感应强度。

解:圆心 O 点磁场由直电流

A

和 B

及两段圆弧上电流 I 1与 I 2所产生,但 A 和 B 在O 点

产生的磁场为零。且

I 1 电阻

R 2

I 2

电阻

R 1

2

I 1 产生的磁感应强度大小为

B 1

0 I

1

2

4 R

,方向垂直纸面向外

I 2 产生的磁感应强度大小为

B 2 0 I

2

,方向垂直纸面向里

4 R

所以,

B 1 I 1(2

)

1

B 2

I 2

环中心 O 的磁感应强度为

B 0

B 1 B 2

8. 如图所示,一无限长载流平板宽度为

a ,沿长度方向通过均匀电流

I ,求与平板共面且距平

板一边为 b 的任意点 P 的磁感应强度。

稳恒磁场习题(包含答案)

稳恒磁场习题(包含答案)

练习八磁感应强度毕奥—萨伐尔定律(黄色阴影表示答案) 一、选择题

如图所示,边长为l的正方形线圈中通有电流I,则此线圈在

: A

l

I

π

μ

2

2

0.(C)

l

I

π

μ

2

(D) 以上均不对.

电流I由长直导线1沿对角线AC方向经A点流入一电阻均匀分布的正方形导线框,再由D点沿对角线BD方向流出,经长直导线2返回电源, 如图所示. 若载流直导线1、2和正方形框在导线框中心O点产生的磁感强度分别用B1、B2和B3表示,则O点磁感强度的大小为:A

(A) B = 0. 因为B1 = B2 = B3 = 0 .

(B) B = 0. 因为虽然B1 0, B2 0, B1+B2 = 0, B3=0

(C) B 0. 因为虽然B3 = 0, 但B1+B2 0

(D) B0. 因为虽然B1+B2 = 0, 但B3 0

3. 如图所示,三条平行的无限长直导线,垂直通过边长为a 的正三角形顶点,每条导线中的电流都是I,这三条导线在正三角形中心O点产生的磁感强度为:B

(D) B

=30I/(3a) . .

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,则在圆心

O 点的磁感强度大小等于:C

(A)

R

I

π

μ

2

0.

(B)

I

μ

.

(D) )

1

1(

4

π

μ

+

R

I

.

二、填空题

如图所示,在真空中,电流由长直导线1沿切向经a点流入一

电阻均匀分布的圆环,再由b点沿切向流出,经长直导线2返回电源.

已知直导线上的电流强度为I,圆环半径为R

,aob=180.则圆心O点

处的磁感强度的大小B = .0

I

练习九毕奥—萨伐尔定律(续)

一、选择题

稳恒电流的磁场(习题答案)

稳恒电流的磁场(习题答案)

稳恒电流的磁场

一、判断题

3、设想用一电流元作为检测磁场的工具,若沿某一方向,给定的电流元l d I

0放在空间任

意一点都不受力,则该空间不存在磁场。 ×

4、对于横截面为正方形的长螺线管,其内部的磁感应强度仍可用nI 0μ表示。 √

5、安培环路定理反映了磁场的有旋性。 ×

6、对于长度为L 的载流导线来说,可以直接用安培定理求得空间各点的B

×

7、当霍耳系数不同的导体中通以相同的电流,并处在相同的磁场中,导体受到的安培力是相同的。 ×

8、载流导体静止在磁场中于在磁场运动所受到的安培力是相同的。 √

9、安培环路定理I

l d B C 0μ=∙⎰

中的磁感应强度只是由闭合环路内的电流激发的。 ×

10、在没有电流的空间区域里,如果磁感应线是一些平行直线,则该空间区域里的磁场一定均匀。 √

二、选择题

1、把一电流元依次放置在无限长的栽流直导线附近的两点A 和B ,如果A 点和B 点到导线的距离相等,电流元所受到的磁力大小

(A )一定相等 (B )一定不相等

(C )不一定相等 (D )A 、B 、C 都不正确 C

2、半径为R 的圆电流在其环绕的圆内产生的磁场分布是: (A )均匀的 (B )中心处比边缘处强 (C )边缘处比中心处强 (D )距中心1/2处最强。 C

3、在均匀磁场中放置两个面积相等而且通有相同电流的线圈,一个是三角形,另一个是矩形,则两者所受到的

(A )磁力相等,最大磁力矩相等 (B )磁力不相等,最大磁力矩相等 (C )磁力相等,最大磁力矩不相等 (D )磁力不相等,最大磁力矩不相等 A

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稳恒磁场习题参考答案

一.选择题

1A 2B 3C 4A 5B 6C 7C A 8D 9C B 10D 11B 12B 13B 14A 15C 16B

二.填空题

1. 0i μ 右

2. 1:1

3. πR 2c

4.

)2/(210R rI πμ、0

5. 1∶2、1∶2

6. 0

7. 2ln 20π

Ia

μ

8.

)4/(0a I μ 9.

0001

2

2

444I

I

I

R R R μμμπ+

-

10. 5×10-5

11. aIB 12. 直线 圆周 螺旋线 13. 相同 不相同

14. 4: π

三.计算题

1. 解:导线每米长的重量为 mg =9.8×10-2 N

平衡时两电流间的距离为a = 2l sin θ,绳上张力为T ,两导线间斥力为f ,则:

T cos θ = mg T sin θ = f =π=)2/(20a I f μ)sin 4/(20θμl I π =π=0/tg sin 4μθθmg l I 17.2 A

2. 解:如图所示,圆筒旋转时相当于圆筒上具有同向的

面电流密度i ,

σωσωR R i =ππ=)2/(2

作矩形有向闭合环路如图中所示.从电流分布的对称

性分析可知,在ab 上各点B ϖ的大小和方向均相同,而且B ϖ

的方向平行于ab ,

在bc 和fa 上各点B ϖ的方向与线元垂直,在de , cd fe ,上各点0=B ϖ

.应用安培环路定理

∑⎰⋅=I l B 0d μϖϖ

可得 ab i ab B 0μ=

σωμμR i B 00== 圆筒内部为均匀磁场,磁感强度大小为σωμR B 0=,方向平行轴线朝右.

3. 解:在任一根导线上(例如导线2)取一线元d l ,该线元距O 点为l .该处的

磁感强度为

θμsin 20l I B π= 方向垂直于纸面向里. 电流元I d l 受到的磁力为 B l I F ϖϖϖ

⨯=d d

其大小 θ

μsin 2d d d 20l l

I l IB F π==

方向垂直于导线2,如图所示.该力对O 点的力矩为

θ

μsin 2d d d 20π==l

I F l M

任一段单位长度导线所受磁力对O 点的力矩

⎰⎰+π==1

20d sin 2d l l l I M M θμθμsin 220π=

I 导线2所受力矩方向垂直图面向上,导线1所受力矩方向与此相反.

4. 解:O 处总 cd bc ab B B B B ++=,方向垂直指向纸里 而 )sin (sin 4120ββμ-π=

a

I

B ab ∵ 02=β,π-=2

1

1β,R a = ∴ )4/(0R I B ab π=μ 又 )4/(0R I B bc μ=

因O 在cd 延长线上 0=cd B , 因此 R

I

B π=

40μ=+

R

I

40μ 2.1×10-5 T

5. 解:以O 为圆心,在线圈所在处作一半径为r 的圆.则在r 到r + d r 的圈数

r R R N

d 1

2- 2

由圆电流公式得 )

(2d d 120R R r r

NI B -=

μ

⎰=

-=

2

1

)

(2d 12

0R R R R

r r

NI B μ1

2

120ln

)

(2R R R R NI

-μ 方向⊙

6. 解:电子进入磁场作圆周运动,圆心在底边上.当电子轨迹 与上面边界相

切时,对应最大速度,此时有如图所示情形. R R l =︒+45sin )( ∴ l l R )12()12/(+=-= 由 )/(eB m R v =,求出v 最大值为

m

leB

m eBR )12(+==v

7. 解:洛伦兹力的大小 B q f v =

对质子: 1211/R m B q v v =

对电子: 2222/R m B q v v = ∵ 21q q = ∴ 2121//m m R R =

8. 解:利用无限长载流直导线的公式求解.

(1) 取离P 点为x 宽度为d x 的无限长载流细条,它的电流

x i d d δ=

(2) 这载流长条在P 点产生的磁感应强度 x i B π=2d d 0μx

x

π=2d 0δμ 方向垂直纸面向里.

(3) 所有载流长条在P 点产生的磁感强度的方向都相同,所以载流平板在P

点产生的磁感强度 ==⎰B B d 02a b

b

dx x

μδ

0ln 2a b b μδ+=π 方向垂直纸面向里.

9. 解:考虑半圆形载流导线CD 所受的安培力

R

IB F m

2⋅=

列出力的平衡方程式 T R IB 22=⋅

故: IBR T =

10. 解:取x 坐标如图(原点在I 1处).设第三根导线放在与I 1相距为x 处,电

流流向同于I 1,则有 a I B 2220⋅π=μa I ⋅π-210μ=-⋅π-)(23

0x a I μ0 a

I

x a I 132)(-=- 即 a I I

x )12(13+=

当I 3与I 1同方向时,第三根导线在B = 0处的右侧,当I 2与I 1反方向时,第三根导线在B = 0处的左侧.

C D

T

T

ϖ

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