真空中静磁场部分习题
电动力学老师给的题目
一、单项选择题1. 下列计算正确的是 （ ） A. 30r r ⎛⎫∇⋅= ⎪⎝⎭ B. 34()r r r πδ⎛⎫∇⋅= ⎪⎝⎭ C. 0r r ⎛⎫∇⋅= ⎪⎝⎭ D. 20r r ⎛⎫∇⋅= ⎪⎝⎭2. k 为常矢量，下列计算正确的是( )A. r k r k e k e⋅⋅⋅=∇ B. r k r k e k e ⋅⋅=∇ C. r k r k e r e ⋅⋅⋅=∇ D. r k r k e r e ⋅⋅=∇3. 导体中平面电磁波的电场表示式为 （ ）A.()0i k x t E E e ω⋅-=B.()0x i x t E E e e αβω-⋅⋅-=C.0cos()E E t ωϕ=+ D. 0sin()E E t ωϕ=+4. 以下说法正确的是（ ） A. 12W dV ρϕ=⎰ 只有作为静电场总能量才有意义 B. 12W dV ρϕ=⎰ 给出了能量密度 C. 12W dV ρϕ=⎰ 对非静电场同样适用 D. 12W dV ρϕ=⎰ 仅适用于变化的电场5. 电四级张量的独立分量个数为：（ ）A. 5B. 6C. 9D. 由体系的电荷分布而定。
6. 在同一介质中传播的电磁波的相速度 v= （ ）A. 相同B. 不同C. 与电磁波的频率有关D. 以上说法均不正确7. 已知电极化强度，则极化电荷密度为 （ ） A. B. C. D.8. 下面说法正确的是 （ ）A. 空间任一点的场强是由该点的电荷密度决定的;B. 空间任一点的场强的散度是由所有在场的电荷ｑ决定的;C. 空间任一点的场强的散度只与该点的电荷密度有关;D. 空间某点，则该点，可见该点也必为零.9. 球对称电荷分布的体系是：（ ）A. 电中性的B. 电偶极矩不为零，电四级矩为零C. 电偶极矩为零，电四级矩不为零D. 各级电多极矩均为零10. 电像法的理论基础是 （ ）A. 场方程的边界条件B. 麦克斯韦方程组C. 唯一性定理D. 场的叠加原理11. 在同一介质中传播的电磁波的相速度 v εμ= （ ）A. 相同B. 不同C. 与电磁波的频率有关D. 以上说法均不正确12. H B μ= 是 （ ）A ．普适的 B. 仅适用于铁磁性物质C ．仅适用于线性非铁磁性物质 D. 不适用于非铁磁性物质13. 以下说法正确的是： （） A ． 平面电磁波的E 和B 一定同相B ． 平面电磁波中电场能量一定等于磁场能量C ． 两种电磁波的频率相同，它们的波长也一定相同D ． 以上三种说法都不正确。
磁场习题(含答案解析)
磁场典型例题（一）磁通量的大小比较与磁通量的变化例题1. 如图所示，a、b为两同心圆线圈，且线圈平面均垂直于条形磁铁，a的半径大于b，两线圈中的磁通量较大的是线圈___________。
解析：b 部分学生由于对所有磁感线均通过磁铁内部形成闭合曲线理解不深，容易出错。
例题2. 磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直面成θ角。
将abcd绕ad轴转180º角，则穿过线圈的磁通量的变化量为（）A. 0B. 2BSC. 2BSc osθD. 2BSs inθ解析：C部分学生由于不理解关于穿过一个面的磁通量正负的规定而出现错误。
（二）等效分析法在空间问题中的应用例题3. 一个可自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个圆线圈的圆心重合，当两线圈都通过如图所示的电流时，则从左向右看，线圈L1将（）A. 不动B. 顺时针转动C. 逆时针转动D. 向纸外平动解析：C 本题可把L1、L2等效成两个条形磁铁，利用同名磁极相斥，异名磁极相吸，即可判断出L1将逆时针转动。
（三）安培力作用下的平衡问题例题4. 一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd，bc边长为l。
线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直，在图中垂直于纸面向里。
线框中通以电流I，方向如图所示。
开始时线框处于平衡状态。
令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B，线框达到新的平衡。
在此过程中线框位移的大小＝__________，方向_____________。
解析：，向下。
本题为静力学与安培力综合，把安培力看成静力学中按性质来命名的一个力进行受力分析，是本题解答的基本思路。
例题5. 如图所示，两平行光滑导轨相距为20cm，金属棒MN质量为10g，电阻R＝8Ω，匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向下，大小为0.8T，电源电动势为10V，内阻为1Ω。
高中物理磁场练习题(含解析)
D．库仑通过与万有引力类比，在实验的基础上验证得出库仑定律
4．电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的巨大动能，如图甲所示。原理图可简化为如图乙所示，其中金属杆表示炮弹，磁场方向垂直轨道平面向上，则当弹体中通过如图乙所示的电流时，炮弹加速度的方向为（ ）
高中物理磁场练习题
学校:___________姓名：___________班级：___________
一、单选题
1．假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，以下概念的建立方法与合力相同的是（ ）
A．瞬时速度B．交流电的有效值
C．电场强度D．磁通量
2．如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。不计重力，则（ ）
16．“用霍尔元件测量磁场”的实验中，把载流子为带负电的电子e的霍尔元件接入电路如图，电流为I，方向向左，长方体霍尔元件长宽高分别为 、 、 ，处于竖直向上的恒定匀强磁场中。
（1）前后极板M、N，电势较高的是___________。（选填“M板”或“N板”）
（2）某同学在实验时，改变电流的大小，记录了不同电流下对应的 值，如下表
14．如图所示，面积为10m2的正方形导线框处于磁感应强度为 的匀强磁场中。在线框平面以ad边为轴转过180°的过程中，线圈中________感应电流产生（选填“有”或“无”），整个过程中，磁通量变化量为________Wb。
四、实验题
15．奥斯特研究电和磁的关系的实验中，通电导线附近的小磁针发生偏转的原因是______ 实验时为使小磁针发生明显偏转，通电前导线应放置在其上方，并与小磁针保持______ 选填“垂直”、“平行”、“任意角度” ．元电荷的电量是______C．
大学物理下磁场习题1
B
生?
(A)在铜条上 a、b 两点产生 电势差,且 Ua>Ub.
a
b
(B)在铜条上 a、b 两点产生
电势差,且 Ua<Ub.
(C)在铜条上产生涡流. (D)电子受到洛仑兹力而加速.
[A]
15.均匀磁场的磁感应强度 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 ,则通过 S 面的磁通量的大小为
2 1 a b
2
a
P
[B]
7.一均匀磁场，其磁感应强度方向垂直于 纸面，两带电粒子在磁场中的运动轨迹如 图所示，则 (A) 两粒子的电荷必然同号. (B) 粒子的电荷可以同号也可以异号. (C) 两粒子的动量大小必然不同. (D) 两粒子的运动周期必然不同.
B
[B]
9．哪一幅曲线图能确切描述载流圆线圈在
[B]
11.边长为l的正方形线圈中通有电流,此线 圈在A点（见图）产生的磁感应强度B为
(
A)
2
4l
0I
(B)
2
2l
0
I
A
(C)
2
2l
0
I
(D)以上都不对
I I
[A]
12．一载有电流 I 的细导线分别均匀密绕 在半径为 R 和 r 的长直圆筒上形成两个螺 线管 ( R=2r )，两螺线管单位长度上的匝 数相等．两螺线管中的磁感应强度大小 BR 和 Br 应满足：
(2) 求通过长度为 l 的一段截面(图中的
斜线部分)的磁通量。
解:(1)由安培环路定理
B dl B 2r 0I B 0I 2r
电动力学习题解答3
第三章 静磁场1. 试用A 表示一个沿z 方向的均匀恒定磁场0B ，写出A 的两种不同表示式，证明二者之差为无旋场。
解：0B 是沿 z 方向的均匀恒定磁场，即 z B e B 00=，由矢势定义B A =⨯∇得0//=∂∂-∂∂z A y A y z ；0//=∂∂-∂∂x A z A z x ；0//B y A x A x y =∂∂-∂∂三个方程组成的方程组有无数多解，如：○10==z y A A ，)(0x f y B A x +-= 即：x x f y B e A )]([0+-=； ○20==z x A A ，)(0y g x B A y += 即：y y g x B e A )]([0+= 解○1与解○2之差为y x y g x B x f y B e e A )]([)]([00+-+-=∆ 则 0)//()/()/()(=∂∂-∂∂+∂∂+∂-∂=∆⨯∇z x y y x x y y A x A z A z A e e e A 这说明两者之差是无旋场2. 均匀无穷长直圆柱形螺线管，每单位长度线圈匝数为n ，电流强度I ，试用唯一性定理求管内外磁感应强度B 。
解：根据题意，取螺线管的中轴线为 z 轴。
本题给定了空间中的电流分布，故可由⎰⨯='430dV r rJ B πμ 求解磁场分布，又 J 只分布于导线上，所以⎰⨯=304r Id r l B πμ1)螺线管内部：由于螺线管是无限长理想螺线管，所以其内部磁场是均匀强磁场，故只须求出其中轴 线上的磁感应强度，即可知道管内磁场。
由其无限长的特性，不z y x z a a e e e r ''sin 'cos ---=φφ， y x ad ad d e e l 'cos ''sin 'φφφφ+-= )''sin 'cos ()'cos ''sin '(z y x y x z a a ad ad d e e e e e r l ---⨯+-=⨯φφφφφφz y x d a d az d az e e e '''sin '''cos '2φφφφφ+--=取''~'dz z z +的一小段，此段上分布有电流'nIdz⎰++--=∴2/32220)'()'''sin '''cos '('4z a d a d az d az nIdz z y x e e e B φφφφφπμ ⎰⎰⎰+∞∞-+∞∞-=+=+=z z I n a z a z d nI nI z a dz a d e e 02/3202/3222200])/'(1[)/'(2)'(''4μμφπμπ2)螺线管外部：由于螺线管无限长，不妨就在过原点而垂直于轴线的平面上任取一点)0,,(φρP 为场点，其中a >ρ。
物理磁场练习题(含答案)
物理高二磁场练习题一、单选题1．关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是A．电场强度的定义式适用于任何电场B．由真空中点电荷的电场强度公式可知，当r→0时，E→无穷大C．由公式可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，则说明此处一定无磁场D．磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向2．如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的正中间上方固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流，和原来没有电流通过时相比较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f将A、N减小，f=0B、N减小，f≠0C、N增大，f=0D、N增大，f≠03、有电子、质子、氘核、氚核，以同样速度垂直射入同一匀强磁场中，它们都作匀速圆周运动，则轨道半径最大的粒子是A．氘核 B．氚核 C．电子 D．质子4．一带正电荷的小球沿光滑、水平、绝缘的桌面向右运动，如图所示，速度方向垂直于一匀强磁场，飞离桌面后，最终落在地面上. 设飞行时间为t1、水平射程为s1、着地速率为v1；现撤去磁场其它条件不变，小球飞行时间为t2、水平射程为s2、着地速率为v2.则有：A、 v1=v2B、 v1>v2C、 s1=s2D、t1<t25．有一个带正电荷的离子，沿垂直于电场方向射入带电平行板的匀强电场.离子飞出电场后的动能为Ek，当在平行金属板间再加入一个垂直纸面向内的如图所示的匀强磁场后，离子飞出电场后的动能为Ek/,磁场力做功为W，则下面各判断正确的是A、EK <EK',W=0B、EK >EK',W=0C、EK =EK',W=0D、EK>EK',W>06.图是质谱仪的工作原理示意图。
带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。
速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。
平板S 上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。
平板S下方有强度为B0的匀强磁场。
电磁学第四章习题答案
第四章 习题一(磁场)1、一根载有电流I 的无限长直导线，在A 处弯成半径为R 的圆形，由于导线外有绝缘层，在A 处两导线并不短路，则在圆心处磁感应强度B的大小为( C )(A) I (μ0＋1)／(2πR) (B) μ0πI ／(2πR) (C) μ0I(1＋π)／(2πR) (D) μ0I(1＋π)／(4πR)2、载有电流为I 的无限长导线，弯成如图形状，其中一段是半径为a 的半圆，则圆心处的磁感应强度B的大小为( D )(A) μ0I ／(4a ) + μ0I ／(4πa )(B))8/(2)4/()4/(a I a I a I o o o πμπμμ++(C) ∞(D))4/(2)4/()4/(a I a I a I o o o πμπμμ+-3、如图，电流I 均匀地自下而上通过宽度为a 的 无限长导体薄平板，求薄平板所在平面上距板的一 边为d 的P 点的磁感应强度。
解：该薄板可以看成是由许多无限长的细直载流 导线组成的，每一条载流线的电流为dI =Idx /a ， 根据无限长直载流线磁场公式，它们在P 点产 生的磁感应强度的大小为xdxa πI μx πdI μdB 2200==，B d 的方向⊗ ∴ dad a πI μx dx a πI μdB B a d d ad d+===⎰⎰++ln 2200，B 的方向⊗PB4、电流均匀地自下而上通过宽为2a 的无限长导体薄平板，电流为I ，通过板的中线并与板面垂直的平面上有一点P ，P 到板的垂直距离为x ，设板厚可略去不计，求P 点磁感应强度B 。
解：面电流线密度a I j 2/=在离轴线y 处取一宽为dy 的窄条，其电流为dy a Ijdy dI 2==, 22y x r +=P 点B d的方向如图所示。
r πdI μdB 20=220044yx dy a πI μr dy a πI μ+== 22cos sin yx x rx φθ+===，22sin cos yx y ry φθ+===2204cos y x ydya πI μθdB dB x +==，2204sin y x xdy a πI μθdB dB y+== 04220=+==⎰⎰--a a aa x x yx ydya πI μdB Bxaa πI μx y a πI μy x dy aπIx μdB B aa aa aa y y arctan 2arctan 4400220==+==---⎰⎰ y y y x x e x a aπIμe B e B B ⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=arctan 205、求上题当a →∞，但维持aIj 2=(单位宽度上的电流，叫做电流线密度)为一常量时P 点的磁感应强度。
14章磁场例题习题
第十四章 稳恒磁场例题例14-1 在真空中，电流由长直导线1沿垂直于底边bc 方向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的正三角形金属线框，再由b 点从三角形框流出，经长直导线2沿cb 延长线方向返回电源(如图)．已知长直导线上的电流强度为I ，三角框的每一边长为l ，求正三角形的中心点O 处的磁感强度B．解：令1B 、2B 、acb B 和ab B分别代表长直导线1、2和三角形框ac 、cb 边和ab 边中的电流在O点产生的磁感强度．则 ab acb B B B B B21 1B ：由于O 点在导线1的延长线上，所以1B= 0．2B ：由毕－萨定律)60sin 90(sin 402 d I B 式中 6/330tan 21l l Oe d)231(34602 lI B )332(40 l I 方向：垂直纸面向里．acb B 和ab B：由于ab 和acb 并联，有 acb acb ab ab R I R I又由于电阻在三角框上均匀分布，有21cb ac ab R R acb ab ∴ acb ab I I 2 由毕奥－萨伐尔定律，有ab acb B B 且方向相反． ∴ )332(402lIB B ，B的方向垂直纸面向里．例14-2 如图所示，一无限长载流平板宽度为a ，线电流密度(即沿x 方向单位长度上的电流)为 ，求与平板共面并且距离平板一边为b 的任意点 P 的磁感强度． 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(2) 这载流长条在P 点产生的磁感应强度 xiB2d d 0 xx2d 0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 dba bxdx x20b b a x ln 20 方向垂直纸面向里．abIIO1 2 e例14-1图ObxaP例14-2图例14-3 如图所示，半径为R ，线电荷密度为 (>0)的均匀带电的圆线圈，绕过圆心与圆平面垂直的轴以角速度 转动，求轴线上任一点的B的大小及其方向．解： R I 2/32230)(2y R R B B yB的方向与y 轴正向一致．例14-4 平面闭合回路由半径为R 1及R 2 (R 1 > R 2 )的两个同心半圆弧和两个直导线段组成(如图)．已知两个直导线段在两半圆弧中心O 处的磁感强度为零，且闭合载流回路在O 处产生的总的磁感强度B 与半径 为R 2的半圆弧在O 点产生的磁感强度B 2的关系为B = 2 B 2/3，求R 1与R 2的关系．解：由毕奥－萨伐尔定律可得，设半径为R 1的载流半圆弧在O 点产生的磁感强度为B 1，则 1014R IB同理, 2024R IB∵ 21R R ∴ 21B B 故磁感强度 12B B B 204R I104R I206R I∴ 213R R例14-5 在图(a)和(b)中各有一半径相同的圆形回路L 1、L 2，圆周内有电流I 1、I 2，其分布相同，且均在真空中，但在(b)图中L 2回路外有电流I 3，P 1、P 2为两圆形回路上的对应点，则：[ ] (A)1d L l B2d L l B，21P P B B(B)1d L l B 2d L l B ，21P P B B ．(C)1d L l B2d L l B，21P P B B ．(D)1d L l B 2d L l B，21P P B B ．例14-6 在安培环路定理 i LI l B 0d 中， i I 是指 ；B是指 ．例14-3图例14-4图1 2I 3(a) (b)⊙例14-5图例14-7 如图，一条任意形状的载流导线位于均匀磁场中，试证明导线a 到b 之间的一段上所受的安培力等于载同一电流的直导线ab 所受的安培力．证明：由安培定律 B l I f d d ，ab 整曲线所受安培力为 b aB l I f fd d因整条导线中I 是一定的量，磁场又是均匀的，可以把I 和B提到积分号之外，即 b aB l I f d B l I ba)d (B ab I载流相同、起点与终点一样的曲导线和直导线，处在均匀磁场中，所受安培力一样．例14-8 判断下列说法是否正确，并说明理由：（1） 若所取围绕长直载流导线的积分路径是闭合的，但不是圆，安培环路定理也成立．（2） 若围绕长直载流导线的积分路径是闭合的，但不在一个平面内，则安培环路定理不成立．例14-9 如图所示，一半径为R 的均匀带电无限长直圆筒，面电荷密度为 ．该筒以角速度 绕其轴线匀速旋转．试求圆筒内部的磁感强度．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 ， R R i )2/(2作矩形有向闭合环路如右图中所示．从电流分布的对称性分析可知，在ab 上各点B 的大小和方向均相同，而且B的方向平行于ab ，在bc 和fa 上各点B 的方向与线元垂直，在de , cd fe ,上各点0 B．应用安培环路定理 I l B 0d可得 ab i ab B 0 R i B 00 圆筒内部为均匀磁场，磁感强度的大小为 R B 0 ，方向平行于轴线朝右． 例14-10 如右图，匀强磁场中有一矩形通电线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下，线圈发生转动，其方向是 [ ](A) ab 边转入纸内，cd 边转出纸外．(B) ab 边转出纸外，cd 边转入纸内．(C) ad 边转入纸内，bc 边转出纸外．(D) ad 边转出纸外，bc 边转入纸内．例14-11 如图，长载流导线ab 和cd 相互垂直，它们相距l ，ab 固定不动，cd 能绕中点O 转动，并能靠近或离开ab ．当电流方向如图所示时，导线cd 将[ ] (A) 顺时针转动同时离开ab ． (B) 顺时针转动同时靠近ab ．例14-7图例14-9图例14-10图例14-11图(C) 逆时针转动同时离开ab ． (D) 逆时针转动同时靠近ab ．例14-12 两个同心圆线圈，大圆半径为R ，通有电流I 1；小圆半径为r ，通有电流I 2，方向如图．若r << R (大线圈在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[ ](A)R r I I 22210 ． (B)Rr I I 22210 ．(C) rR I I 22210 ． (D) 0．例14-13 载流平面线圈在均匀磁场中所受的力矩大小与线圈所围面积 ；在面积一定时，与线圈的形状 ．(填： 有关、无关)习题14-1 边长为l 的正方形线圈，分别用图示两种方式通以电流I (其中ab 、cd 与正方形共面)，在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为[ ](A) 01 B ，02 B ．(B) 01 B ，lIB 0222．(C) l I B0122 ，02 B ． (D) l I B 0122 ，lIB 0222 ． 14-2 在真空中，电流I 由长直导线1沿垂直bc 边方向经a 点流入一由电阻均匀的导线构成的正三角形线框，再由b 点沿平行ac 边方向流出，经长直导线2返回电源(如图)．三角形框每边长为l ，则在该正三角框中心O 点处磁感强度的大小为 ；磁感强度的方向为 。
大学物理(下)磁场习题1
I
21.一通有电流 I 的半圆形闭合回路 放在 一通有电流 的半圆形闭合回路,放在 的均匀磁场中,回路平面 磁感应强度为 B 的均匀磁场中 回路平面 垂直于磁场方向,如图所示 如图所示。 垂直于磁场方向 如图所示。求作用在半 段的磁力。 圆弧 ab 上的磁力及直径 ab 段的磁力。 解：取如图所示,取 取如图所示 取 电流元 Idl ,它所受 ,它所受 的安培力 dF = Idl × B dF = IdlB
15.均匀磁场的磁感应强度 B 垂直于半径 均匀磁场的磁感应强度 的圆面。今以该圆周为边线， 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 则通过
(A) 2πr B.
2
(B) πr B.
2
(C) 0.
(D)无法确定的量 无法确定的量. 无法确定的量
[B]
17.在截面均匀铜环上任意两点用两根长 . 直导线沿半径方向引到很远的电源上, 直导线沿半径方向引到很远的电源上,求 环中心处o点的磁感应强度 点的磁感应强度。 环中心处 点的磁感应强度。
I1电流在O点的磁场： 点的磁场： 电流在 点的磁场
µ0 I1dl µ0 I1L1 B1 = ∫ ⋅ 2 = 2 4π R 4πR
L1 0
E
A
I1
c
o
R
I2 D
B方向： ⊗
− +
F
B
I2电流在O点的磁场： 点的磁场： 电流在 点的磁场
µ0 I 2dl µ0 I 2 L2 B2 = ∫ ⋅ 2 = 2 4π R 4πR
A
B
[A]
6.有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为 a， 有一无限长通电流的扁平铜片， ， 有一无限长通电流的扁平铜片 厚度不计， 在铜片上均匀分布， 厚度不计，电流 I 在铜片上均匀分布，在 铜片外与铜片共面， 铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为 b处的 处的 P 点（如图）的磁感应 B 的大小为 如图） 的大小为: µ0Ι µ0 Ι a + b (A) (B) ln 2π (a + b) 2πa b µ0 Ι a + b (C) ln 2πb a
高中物理磁场经典习题(题型分类)含答案
磁场补充练习题题组一1．如图所示，在平面内，y ≥ 0的区域有垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，一质量为m 、带电量大小为q 的粒子从原点O 沿与x 轴正方向成60°角方向以v 0射入，粒子的重力不计，求带电粒子在磁场中运动的时间和带电粒子离开磁场时的位置。
2．如图所示，是一个正方形的盒子，在边的中点有一小孔e ，盒子中存在着沿方向的匀强电场，场强大小为E ，一粒子源不断地从a 处的小孔沿方向向盒内发射相同的带电粒子，粒子的初速度为v 0，经电场作用后恰好从e 处的小孔射出，现撤去电场，在盒子中加一方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B （图中未画出），粒子仍恰好从e 孔射出。
（带电粒子的重力和粒子之间的相互作用均可忽略不计） （1）所加的磁场的方向如何？（2）电场强度E 与磁感应强度B 的比值为多大？题组二3．长为L 的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，板间距离也为L ，极板不带电。
现有质量为m ，电荷量为q 的带正电粒子(重力不计)，从左边极板间中点处垂直磁场以速度v 水平射入，如图所示。
为了使粒子不能飞出磁场，求粒子的速度应满足的条件。
4．如图所示的坐标平面内，在y 轴的左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小B 1 = 0.20 T 的匀强磁场，在y 轴的右侧存在垂直纸面向里、宽度d = 0.125 m 的匀强磁场B 2。
某时刻一质量m = 2.0×10-8 、电量q = +4.0×10-4 C 的带电微粒（重力可忽略不计），从x 轴上坐标为（-0.25 m ，0）的P 点以速度v = 2.0×103 m 沿y 轴正方向运动。
试求： （1）微粒在y 轴的左侧磁场中运动的轨道半径；（2）微粒第一次经过y 轴时速度方向与y 轴正方向的夹角； （3）要使微粒不能从右侧磁场边界飞出2应满足的条件。
5．图中左边有一对平行金属板，两板相距为d ，电压为U ；两板之间有匀强磁场，磁场应强度大小为B 0，方向平行于板面并垂直于纸面朝里。
《大学物理学》恒定磁场练习题
《大学物理学》恒定磁场部分自主学习材料要掌握得典型习题：1． 载流直导线得磁场:已知：真空中、、、。
建立坐标系，任取电流元,这里，点磁感应强度大小：;方向：垂直纸面向里.统一积分变量:;有：;.则： 。
①无限长载流直导线:，；（也可用安培环路定理直接求出）②半无限长载流直导线:，。
2。
圆型电流轴线上得磁场:已知:、，求轴线上点得磁感应强度。
建立坐标系:任取电流元,P 点磁感应强度大小：;方向如图。
分析对称性、写出分量式:；。
统一积分变量：∴.结论:大小为；方向满足右手螺旋法则。
①当时,；②当时,（即电流环环心处得磁感应强度)：;③对于载流圆弧,若圆心角为，则圆弧圆心处得磁感应强度为:第③情况也可以直接用毕—沙定律求出：。
一、选择题:1．磁场得高斯定理说明了下面得哪些叙述就是正确得？（ ）(a ） 穿入闭合曲面得磁感应线条数必然等于穿出得磁感应线条数；（ｂ） 穿入闭合曲面得磁感应线条数不等于穿出得磁感应线条数；(c ) 一根磁感应线可以终止在闭合曲面内；（d ) 一根磁感应线可以完全处于闭合曲面内.(A ）ａd ； （B ）ac ; （C ）cd ； （Ｄ）a ｂ。
【提示：略】 7－2.如图所示,在磁感应强度B 得均匀磁场中作一半经为得半球面Ｓ，S 向边线所在平面法线方向单位矢量与得夹角为,则通过半球面S 得磁通量（取凸面向外为正）为： ( （A ）;(B ）；(C ）；（D)。
【提示:由通量定义知为】7—-2．在图(a ）与（b )中各有一半径相同得圆形回路、，圆周内有电流、,其分布相同，且均在真空中,但在(b )图中回路外有电流，、为两圆形回路上得对应点，则：( ）（A ）,;（Ｂ）,；（C）,;（D）,。
【提示：用判断有;但P点得磁感应强度应等于空间各电流在P点产生磁感强度得矢量与】7-—1。
如图所示,半径为Ｒ得载流圆形线圈与边长为ａ得正方形载流线圈中通有相同得电流I,若两线圈中心得磁感应强度大小相等，则半径与边长之比为：( ）（Ａ)；（Ｂ)；(C);（D)。
磁场习题课(二)
磁场习题课（二）1. 如图所示,真空有一个半径r=0.5m 的圆形磁场,与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小B=2×10-3T,方向垂直于纸面向里,在x=r 处的虚线右侧有一个方向竖直向上的宽度为L 1=0.5m 的匀强电场区域,电场强度E=1.5×103N/C.在x=2m 处有一垂直x 方向的足够长的荧光屏,从O 点处向不同方向发射出速率相同的荷质比=1×109C/kg 带正电的粒子,粒子的运动轨迹在纸面内,一个速度方向沿y 轴正方向射入磁场的粒子,恰能从磁场与电场的相切处进入电场.不计重力及阻力的作用.求:(1)粒子进入电场时的速度和沿y 轴正方向射入的粒子在磁场中运动的时间？(2)从O 点入射的所有粒子经磁场偏转后出射的速度方向有何特点？请说明理由.(3)速度方向与y 轴正方向成30°(如图中所示)射入磁场的粒子,最后打到荧光屏上,该发光点的位置坐标.2. 如图所示,在x>0的空间中,存在沿x 轴方向的匀强电场,电场强度E=10N/C ；在x<0的空间中存在垂直xy 平面方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.一带负电的粒子(比荷q/m=160C/kg),在x=0.06m 处的D 点以v=8m/s 的初速度沿y 轴正方向开始运动,不计带电粒子的重力.求:⑪带电粒子开始运动后第一次通过y 轴时距O 点的距离； ⑫带电粒子进入磁场后经多长时返回电场(保留两位有效数字).3. 如图所示,粒子源O 产生初速度为零、电荷量为q 、质量为m 的正离子,被电压为0U 的加速电场加速后通过直管,在到两极板等距离处垂直射入平行板间的偏转电场,两平行板间电压为20U .离子偏转后通过极板MN 上的小孔S 离开电场.已知ABC 是一个外边界为等腰三角形的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,边界AB=AC=L,030=θ,离子经过一段匀速直线运动,垂直AB 边从AB 中点进入磁场.(忽略离子所受重力)⑪若磁场的磁感应强度大小为0B ,试求离子在磁场中做圆周运动的半径； ⑫若离子能从AC 边穿出,试求磁场的磁感应强度大小的范围.4. 如图所示,直角坐标系在一真空区域里,y 轴的左方有一匀强电场,场强方向跟y 轴负方向成θ=30º角,y 轴右方有一垂直于坐标系平面的匀强磁场,在x 轴上的A 点有一质子发射器,它向x 轴的正方向发射速度大小为v =2.0×106m/s 的质子,质子经磁场在y 轴的P 点射出磁场,射出方向恰垂直于电场的方向,质子在电场中经过一段时间,运动到x 轴的Q 点.已知A 点与原点O 的距离为10cm,Q 点与原点O 的距离为(203-10)cm,质子的比荷为C/kg100.18⨯=mq .求:（1）磁感应强度的大小和方向； （2）质子在磁场中运动的时间； （3）电场强度的大小.mqx5. 如图所示,粒子源K 与虚线MN 之间是一加速电场.虚线MN 与PQ 之间是匀强电场,虚线PQ 与荧光屏之间是匀强磁场,且MN 、PQ 与荧光屏三者互相平行.电场和磁场的方向如图所示.图中A 点与O 点的连线垂直于荧光屏.从K 发射出的一初速度为零的带正电的粒子,被电场加速后以速度v 0从A 点垂直射入偏转电场,在离开偏转电场后进入匀强磁场,最后恰好垂直地打在图中的荧光屏上,已知电场和磁场区域在竖直方向足够长,加速电场电压与偏转电场的场强关系为,式中的d 是偏转电场的宽度,磁场的磁感应强度与偏转电场的电场强度和带电粒子离开加速电场的速度v 0关系符合表达式,(以上关系式中U 、E 、B 均为未知量)(1)试说明v 0的大小与K 和MN 之间的距离有何关系； (2)求带电粒子进入磁场时的速度大小；(3)带电粒子最后在电场和磁场中总的偏转距离是多少6. 如图所示,在y ＞0的空间中存在匀强电场,场强方向沿y 轴正方向,场强大小为E.在y ＜0的空间中存在匀强磁场,磁场方向垂直xOy 平面（纸面）向外,磁感应强度大小为B.一电量为q 、质量为m 、重力不计的带负电的粒子,在y 轴上y ＝L 处的P 点由静止释放,然后从O 点进入匀强磁场.已知粒子在y ＜0的空间运动时一直处于磁场区域内,求:（1）粒子到达O 点时速度大小v ；（2）粒子经过O 点后第一次到达x 轴上Q 点（图中未画出）的横坐标x 0；（3）粒子从P 点出发第一次到达x 轴上Q 点所用的时间t.7. 如图所示,有位于竖直平面上的半径为R 的圆形光滑绝缘轨道,其上半部分处于竖直向下.场强为E 的匀强电场中,下半部分处于垂直水平面向里的匀强磁场中；质量为m,带正电,电荷量为q 的小球,从轨道的水平直径的M 端由静止释放,若小球在某一次通过最低点时对轨道的压力为零,求:(1)磁感应强度B 的大小；(2)小球对轨道最低点的最大压力；(3)若要小球在圆形轨道内做完整的圆周运动,求小球从轨道的水平直径的M 端下滑的最小速度.8. 在xOy 平面内,x ＞0的区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=0.4T;x ＜0的区域存在沿x 轴正方向的匀强电场.现有一质量为m=4.0×10-9kg,带电荷量为q=2.0×10－7C 的正粒子从x 轴正方向上的M 点以速度v 0=20m/s 进入磁场,如图11-10所示,v 0与x 轴正方向的夹角θ=45°,M 点与O 点相距为l=2m.已知粒子能以沿着y 轴负方向的速度垂直穿过x 轴负半轴上的N 点,不计粒子重力.求:(1)粒子穿过y 轴正半轴的位置以及此时速度与y 轴负方向的夹角; (2)x ＜0区域电场的场强;(3)试问粒子能否经过坐标原点O?若不能,请说明原因;若能,请求出粒子从M 点运动到O 点所经历的时间.2E d U =0E v B=9. 如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg,电荷量q=+1.0×10-5C 的带电微粒（重力忽略不计）,从静止开始经U 1=100V 电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压U 2=100V .金属板长L=20cm,两板间距d=103cm.求: （1）微粒进入偏转电场时的速度v 0大小； （2）微粒射出偏转电场时的偏转角θ；（3）若该匀强磁场的宽度为D=10cm,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B 至少多大？10. 如图所示,一带电的小球从P 点自由下落,P 点距场区边界MN 高为h,边界MN 下方有方向竖直向下、电场场强为E 的匀强电场,同时还有匀强磁场,小球从边界上的a 点进入电场与磁场的复合场后,恰能作匀速圆周运动,并从边界上的b 点穿出,已知ab=L,求: ⑪该匀强磁场的磁感强度B 的大小和方向； ⑫小球从P 经a 至b 时,共需时间为多少？11. 如图所示,在xoy 平面内,第Ⅲ象限内的直线OM 是电场与磁场的边界,OM 与负x 轴成45°角.在x ＜0且OM 的左侧空间存在着负x 方向的匀强电场E,场强大小为0.32N/C ；在y ＜0且OM 的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B,磁感应强度大小为0.1T.一不计重力的带负电的微粒,从坐标原点O 沿y 轴负方向以v 0=2×103m/s 的初速度进入磁场,最终离开电磁场区域.已知微粒的电荷量q=5×10-18C,质量m=1×10-24kg,求:（1）带电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标； （2）带电微粒在磁场区域运动的总时间；（3）带电微粒最终离开电、磁场区域的位置坐标.12. 如图所示,在某一足够大的真空室中,虚线PH 的右侧是一磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,左侧是一场强为E 、方向水平向左的匀强电场.在虚线PH 上的一点O 处有一质量为M 、电荷量为Q 的镭核(22688Ra).某时刻原来静止的镭核水平向右放出一个质量为m 、电荷量为q 的α粒子而衰变为氡(Rn)核,设α粒子与氡核分离后它们之间的作用力忽略不计,涉及动量问题时,亏损的质量可不计.经过一段时间α粒子刚好到达虚线PH 上的A 点,测得OA=L.求此时刻氡核的速率.13. 如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的,且宽度相等均为d,电场方向在纸平面内,而磁场方向垂直纸面向里.一带正电粒子从O 点以速度v 0沿垂直电场方向进入电场,在电场力的作用下发生偏转,从A 点离开电场进入磁场,离开电场时带电粒子在电场方向的位移为电场宽度的一半,当粒子从C 点穿出磁场时速度方向与进入电场O 点时的速度方向一致,(带电粒子重力不计)求:(l)粒子从C 点穿出磁场时的速度v ；(2)电场强度E 和磁感应强度B 的比值E/B ； (3)拉子在电、磁场中运动的总时间.14. 如图20所示,在直角坐标系的I.II 象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场,第III 象限有沿y 轴负方向的匀强电场,第四象限内无电场和磁场.质量为m,电量为q 的粒子由M 点以速度v 0沿x 轴负方向进入电场,不计粒子的重力,粒子经N 和x 轴上的P 点最后又回到M 点.设OM=OP=l,ON=2l,求:（1）电场强度E 的大小；（2）匀强磁场磁感应强度B 的大小；（3）粒子从M 点进入电场,经N.P 点最后又回到M 点所用的时间t.15. 如图所示，真空室内存在宽度为d=8cm 的匀强磁场区域，磁感应强度B=0.332T ，磁场方向垂直于纸面向里；ab 、cd 足够长，cd 为厚度不计的金箔，金箔右侧有一匀强电场区域，电场强度E=3.32×105N/C ；方向与金箔成37°角。
磁场磁力磁介质等复习题及参考解答
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5.被电势差U加速的电子从电子枪口T发射出来，其初速 度指向x方向，如图所示。为使电子束能击中目标M点（直线 TM与x轴间夹角为θ），在电子枪外空间加一均匀磁场B，其方 向与TM平行。已知从T到M的距离为d，电子质量为m，带电量 为e。为使电子恰能击中M点，应使磁感应强度B= 。 解析： 将电子速度分解为平行于磁场方向 v 和垂直于磁场方向 v 沿磁场方向观察则有：平行于磁场方向做匀速运动，垂直 于磁场方向做圆周运动，整体做螺旋运动。 x T θ 电子击中M点的条件为电子以 运动到M v 点的时间应该是圆周运动周期的整数倍k。 B 。
5.载电流为I、磁矩为Pm的线圈，置于磁感应强度为B的均匀 磁场中。若Pm与B方向相同，则通过线圈的磁通Φ与线圈所 受的磁力矩M的大小为（ B） （A） Φ =IBPm，M=0； （B）Φ=BPm/I ，M=0； （C）Φ=IBPm，M=BPm； （D）Φ=BPm/I ，M=BPm。 解析： 对于匀强磁场可以有 线圈的磁矩
二、填空题
1.一圆形载流导线圆心处的磁感应强度为B1，若保持导线 中的电流强度不变，而将导线变成正方形，此时回路中心处的磁 感应强度为B2，则B2/B1= 。 解析： R1
B1
0 I
2 R1
R2
B2 4
0 I 2 0 I (cos 45 cos135) R2 R2
a b a a b
I 2 Bdl
a
0 I1 0 I1 I 2 a b I2 dl ln 2 l 2 a
14.真空中一均匀磁场的能量密度 wm 与一均匀电场的能量 密度 we相等，已知B=0.5T，则电场强度E为（B ） （A）1.5 × 106V· m-1；（B） 1.5 × 108V· m-1 ； （C）3.0× 106V· m-1 ； （D） 3.0× 108V· m-1。 解析：
第章稳恒电流与真空中的恒定磁场习题解答和分析
第十一章电流与磁场11-1电源中的非静电力与静电力有什么不同？答：在电路中，电源中非静电力的作用是，迫使正电荷经过电源内部由低电位的电源负极移动到高电位的电源正极，使两极间维持一电位差。
而静电场的作用是在外电路中把正电荷由高电位的地方移动到低电位的地方，起到推动电流的作用；在电源内部正好相反，静电场起的是抵制电流的作用。
电源中存在的电场有两种：1、非静电起源的场；2、稳恒场。
把这两种场与静电场比较，静电场由静止电荷所激发，它不随时间的变化而变化。
非静电场不由静止电荷产生，它的一F非大小决定于单位正电荷所受的非静电力，E=—。
当然电源种类不同，F非的起因也不同。
q11-2静电场与恒定电场相同处和不同处？为什么恒定电场中仍可应用电势概念？答：稳恒电场与静电场有相同之处，即是它们都不随时间的变化而变化，基本规律相同，并且都是位场。
但稳恒电场由分布不随时间变化的电荷产生，电荷本身却在移动。
正因为建立稳恒电场的电荷分布不随时间变化，因此静电场的两条基本定理，即高斯定理和环路定理仍然适用，所以仍可引入电势的概念。
11-3 一根铜导线表面涂以银层，当两端加上电压后，在铜线和银层中，电场强度是否相同？电流密度是否相同？电流强度是否相同？为什么？答：此题涉及知识点：电流强度I = .j d s，电流密度概念，电场强度概念，欧姆定律的s微分形式7 --E。
设铜线材料横截面均匀，银层的材料和厚度也均匀。
由于加在两者上的电压相同，两者的长度又相等，故铜线和银层的场强E相同。
由于铜线和银层的电导率匚不同，根据7 =；「E知，它们中的电流密度7不相同。
电流强度I二.j d S，铜线和银层的1不S同但相差不太大，而它们的横截面积一般相差较大，所以通过两者的电流强度，一般说来是不相同的。
11-4 一束质子发生侧向偏转，造成这个偏转的原因可否是：（1）电场？（ 2）磁场？（ 3）若是电场和磁场在起作用，如何判断是哪一种场？答：造成这个偏转的原因可以是电场或磁场。
高中物理磁场习题200题(带答案解析)
WORD 格式整理专业资料值得拥有1 .如图所示，一电荷量为 力的是（）K~~X~~X~~X SK X XX --XX XXA.工 x M 篦B.【答案】C【解析】由图可知，ABD 图中带电粒子运动的方向都与粗糙度方向垂直，所以受到的洛伦兹力都 等于qvB,而图C 中，带电粒子运动的方向与磁场的方向平行，所以带电粒子不受洛伦 兹力的作用.故 C 正确，ABD 昔误.故选C.2 .如图所示为电流产生磁场的分布图，其中正确的是 （ ）【答案】D 【解析】A 中电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场为逆时针（从上向下看），故A 错误；B 图 电流方向向下，由右手螺旋定则可得磁场为顺时针（从上向下看） ，故B 错误；C 图中电流为环形电流，由由右手螺旋定则可知，内部磁场应向右，故C 错误；D 图根据图示电流方向，由右手螺旋定则可知，内部磁感线方向向右，故 D 正确；故选D. 点睛：因磁场一般为立体分布，故在判断时要注意区分是立体图还是平面图，并且要能 根据立体图画出平面图，由平面图还原到立体图^3 .下列图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流I 、磁场的磁感应根据左手定则的内容：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一 个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是 通电导线在磁场中所受安培力的方向，可得：A 、电流与磁场方向平行，没有安培力，故 A 错误；B 、安培力的方向是垂直导体棒向下的，故 B 错误；评卷人 得分、选择题q 的负电荷以速度 v 射入匀强磁场中.其中电荷不受洛仑兹PC~~X —X~~X R y ［一X X X X」 V :•: C.【解析】C、安培力的方向是垂直导体棒向上的，故C正确；D、电流方向与磁场方向在同一直线上，不受安培力作用，故D错误.故选C. 点睛：根据左手定则直接判断即可，凡是判断力的方向都是用左手，要熟练掌握，是一道考查基础的好题目.4.如图所示，水平地面上固定着光滑平行导轨，导轨与电阻R连接，放在竖直向上的匀强磁场中，杆的初速度为V%不计导轨及杆的电阻，则下列关于杆的速度与其运动位移之间的关系图像正确的是（）V【答案】C【解析】导体棒受重力、支持力和向后的安培力；感应电动势为：E=BLv感应电流为：安培力为： - —故：一 =求和，有：—=故：一二故v与x是线性关系；故C正确，ABD昔误；故选：C.5.如图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场，粒子仅受磁场力作用，分别从AC边上的P、Q两点射出，则（）A.从P射出的粒子速度大B. 从Q射出的粒子速度大C.从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长D. 两粒子在磁场中运动的时间一样长【答案】BD【解析】试题分析：粒子在磁场中做圆周运动，根据题设条件作出粒子在磁场中运动的轨迹，根据轨迹分析粒子运动半径和周期的关系，从而分析得出结论.粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系（图示弦切角相等），粒子在磁场中偏转试卷第2页，总139页WORD格式整理的圆心角相等，根据粒子在磁场中运动的时间：又因为粒子在磁场中圆周运动的周期可知粒子在磁场中运动的时间相等，故D正确，C错误；如图，粒子在磁场中做圆周运动，分别从P点和Q点射出，由图知，粒子运动的半径，又粒子在磁场中做圆周运动的半径知粒子运动速度，故A错误B正确；【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式周期公式-，运动时间公式-，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，6.在等边三角形的三个顶.点a、b、c处，各有一条长直导线垂直纸面放置，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示.过c点的导线所受安培力的方向（）除：上A.与ab边平行，竖直向上B. 与ab边垂直，指向右边C.与ab边平行，竖直向下D. 与ab边垂直，指向左边【答案】D【解析】试题分析：先根据右手定则判断各个导线在c点的磁场方向，然后根据平行四边形定则，判断和磁场方向，最后根据左手定则判断安培力方向导线a在c处的磁场方向垂直ac斜向下，b在c处的磁场方向垂直bc斜向上，两者的和磁场方向为竖直向下，根据左手定则可得c点所受安培力方向为与ab边垂直，指向左边，D正确；7.下列说法中正确的是（）A.电场线和磁感线都是一系列闭合曲线8.在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醛爆炸，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，这样做是为了消除静电C.奥斯特提出了分子电流假说D.首先发现通电导线周围存在磁场的科学家是安培【答案】B【解析】电场线是从正电荷开始，终止于负电荷，不是封闭曲线，A错误；麻醉剂为易挥发性物品，遇到火花或热源便会爆炸，良好接地，目的是为了消除静电，这些要求与消毒无关，B正确；安培发现了分子电流假说，奥斯特发现了电流的磁效应，CD错误；9.在如图所示的平行板电容器中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，一带正电的粒子q以速度v沿着图中所示的虚线穿过两板间的空间而不偏转（忽略重力影响）。
物理习题解答第6-..
提示：各位同学认真复习，认真准备，以防挂科；如有疑问可到德信楼110。
第六章 真空中的静电场一、选择题：1（D ），2（C ）， 3（A ）， 4（C ）， 5（D ）， 6（B ）， 7（C ）， 8（D ），9（ ）, 10（D ）， 11（D ）， 12（B ），13（C ）， 14（C ）， 15（D ），16（C ），17（C ），18（C ）， 19（C ） 填空题： 1、00023,2,23εσεσεσ--； 2、40216RSQ επ∆，由圆心O 指向∆S ； 3、,0,qqεε-； 4、 5、)11(400ab r r qq -πε； 6、Ed ； 7、20092,r R Q Qπεε 0； 8、3028R qdεπ，由圆心O 指向缺口；9、r r R3020εσ； 10、020ελ， 11、43ln 40πελ， 0；12、R R dS Q R QdS 024024)41(,16πεπεπ-； 13、⎰=⋅Ll d E 0，将任意电荷沿任意闭合路径移动一周，静电场力做功代数和恒为零，保守； 14、RQq RQ 004,4πεπε-；15、πAR 4； 16、πR 2E ； 17、三、计算题1.如图所示，一长为10cm 的均匀带正电细杆，其带电量为1.5×10-8C.试求在杆的延长线上距杆的端点5cm 处的P 点的电场强度2280/10941C m N ⋅⨯=πε)解：设P 点在杆的右边，选取杆的左端为坐标原点O ，X 轴沿杆的方向，如图. 并设杆的长度为L . P 点离杆的端点距离为d . 在x 处取一电荷元dq =(q/L )dx ，它在P 点产生场强：2020)(4)(4x d L L qdxx d L dq dE -+=-+=πεπεXdxP 点处的总场强为：)(4)(04020d L L q x d L dx L L qE +=-+=⎰πεπε 代入题目所给数据，得C N E /108.14⨯= E的方向沿X 轴正向.2. 一个细玻璃棒被弯成半径为R 的半圆形，沿其上半部分均匀分布有电量+Q ，沿其下半部分均匀分布有电量-Q ，如图所示.试求圆心O 处的电场强度。
真空中静磁场部分习题
真空中静磁场部分习题相关习题：一、计算题1.无限长直导线折成V 形，顶角为θ，置于xy 平面内，一个角边与x 轴重合，如图所示。
当导线中有电流I 时，求y 轴上一点),0(a P 处的磁感强度大小。
2．如图所示的被折成钝角的长导线中通有20A 的电流，求A 点的磁感应强度的大小和方向，设2=a cm ，120=α。
3．一载有电流I 的长直导线弯折成如图所示的状态，CD 为1/4圆弧，半径为R ，圆心O 在AC 、EF 的延长线上，求O 点处的磁感应强度的大小和方向。
D4．如图所示，一宽为a 的薄长金属板，其中载电流为I ，试求薄板的平面上距板的一边为a 的P 点的磁感应强度。
5.一弯曲的载流导线在同一平面内，形状如图所示 (O 点是半径为1R 和2R 的两个半圆弧的共同圆心，电流自无穷远来到无穷远去)，求O 点磁感强度的大小。
6．如图所示，一根无限长直导线，通有电流I ，中部一段弯成圆弧形。
求图中P 点磁感应强度的大小。
7．如图所示，长直导线与矩形线圈共面，且 DF 边与直导线平行。
已知I 1＝20A ，I 2＝10A ，d ＝1.0cm ，a ＝9.0cm ，b ＝20.0cm ，求线圈各边所受的磁力。
二、选择题1．四条相互平行的载流长直导线电流强度均为I ，如图 放置。
设正方形的边长为a 2，则正方形中心的磁感应强度为（ ） A ．I a B πμ=02 B ．I aB πμ=220 C ．0=B D ．I a B πμ=0题图32．如图 所示，A A '及B B '为两个正交的圆形线圈，A A '的半径为R ，通电流I ，B B ' 的半径为2R ，通电流2I ，两线圈的公共中心O 点磁感应强度为（ ） A ．R I 20μ B ．RI0μ C ．R I 220μ D ．03．长直导线通以电流I ，设弯折成图所示形状，则圆心O 点的磁感应强度为（ ） A ．R I R I 4200μ+πμ B ．R I R I 8400μ+πμ C ．R I R I 8200μ+πμ D ．RIR I 4400μ+πμ4. 磁场的高斯定理⎰⎰=⋅sS B 0d, 说明（ ）(A) 穿入闭合曲面的磁感应线的条数必然等于穿出的磁感应线的条数 (B) 穿入闭合曲面的磁感应线的条数不等于穿出的磁感应线的条数 (C) 一根磁感应线可以终止在闭合曲面内 (D) 一根磁感应线不可能完全处于闭合曲面内5. 对于安培环路定律0d LB l I μ⋅=∑⎰, 在下面说法中正确的是（ ）(A) B只是穿过闭合环路的电流所激发, 与环路外的电流无关(B) ∑I 是环路内、外电流的代数和(C) 安培环路定律只在具有高度对称的磁场中才成立(D) 只有磁场分布具有高度对称性时, 才能用它直接计算磁场强度的大小 6. 在圆形电流的平面内取一同心圆形环路, 由于环路内无电流穿过, 所以d 0LB l ⋅=⎰, 由此可知（ ）(A) 圆形环路上各点的磁场强度为零(B) 圆形环路上各点的磁场强度方向垂直于环路平面 (C) 圆形环路上各点的磁场强度方向指向圆心(D) 圆形环路上各点的磁场强度方向为该点的切线方向7. 取一闭合积分回路L , 使三根载流导线穿过L 所围成的面，如图 所示. 现改变三根导线之间的相互间隔, 但不越出积分回路, 则（ ）(A) 回路L 内的∑I 不变, L 上各点的B 不变 (B) 回路L 内的∑I 不变, L 上各点的B 改变 (C) 回路L 内的∑I 改变, L 上各点的B 不变 (D) 回路L 内的∑I 改变, L 上各点的B 改变8. 一无限长直圆柱体, 半径为R , 沿轴向均匀流有电流，如图 所示．设圆柱体内(r ＜R )的磁感应强度大小为B 1, 圆柱体外( r ＞R )感应强度大小为B 2, 则有（ ）(A) B 1、B 2均与 r 成正比 (B) B 1、B 2均与 r 成反比(C) B 1与 r 成反比, B 2与 r 成正比 (D) B 1与 r 成正比, B 2与 r 成反比9. 一个半径为R 的圆形电流I , 其圆心处的磁场强度大小为（ ） (A) R I 4 (B) ∞ (C) 0 (D) RI 2 10. 有一个圆形回路1及一个正方形回路2，圆的直径和正方形回路的边长相等, 二者中通有大小相等的电流, 它们在各自中心产生的磁感应强度的大小之比21B B 为（(A) 0.90 (B) 1.00 (C) 1.11 (D) 1.2211．如图，在一圆形电流I 的平面内，选取一个同心圆闭合回路L 。
磁与电磁习题
第四章习题一、判断题：1、电路可以处于开路状态，而磁路也可以开路。
（）2、磁路中的欧姆定律是：磁路内部磁通与磁动势成正比，而与磁阻成反比。
（）3、磁通所经过的路径叫做磁路。
（）4、磁感应强度方向就是该点磁场方向。
（）5、判断通电螺线管的磁场方向可以用左手定则。
（）6、磁力线是闭合曲线。
（）7、磁体上有两个极，一个叫N极，另一个叫S极，若把磁体截成二段，则一段为N极，另一段为S极。
（）8、磁感应强度是矢量。
（）9、如果通过某一截面的磁通为零，则该截面处的磁感应强度一定为零。
（）10、磁力线的方向总是从N极到S极。
（）11、磁场中某点磁场方向就是该点磁力线的切线方向。
（）12、磁力线是开放的曲线。
（）13、磁感应强度的单位是特斯拉。
（）14、在磁铁外部，磁力线从S极到N极；在磁铁内部，磁力线从N极到S极。
（）15、磁通的单位是特斯拉（）16、在磁铁外部，磁力线从N极到S极；在磁铁内部，磁力线从S极到N极。
（）17、通电长直导线的磁场方向判定方法是：右手握住导线并把拇指伸开，用拇指指向电流方向，那么四肢环绕的方向就是磁场方向。
（）18、磁场的强弱可以用磁力线的疏密表示，磁力线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱。
( ) 19、通电螺线管的磁场方向判定方法是：右手握住螺线管并把拇指伸开，弯曲的四指表示电流的方向，拇指所指的方向就是通电螺线管的磁场北极方向。
（）20、磁场的强弱可以用磁力线的疏密表示，磁力线疏的地方磁场强，密的地方磁场弱。
( ) 21、通电长直导线的磁场方向判定方法是：左手握住导线并把拇指伸开，用拇指指向电流方向，那么四肢环绕的方向就是磁场方向。
（）22、磁力线可以相交。
（）23、磁通密度的单位是韦伯。
（）24、电荷之间的相互作用是通过磁场发生的，电流之间的相互作用是通过电场发生的.（）25、常见的人造磁体有马蹄形磁铁，条形磁铁和针形磁铁（）26、磁力线是磁场中客观存在的有方向的曲线（）27、磁感应强度用符号B来表示。
第5章__真空中的静磁场3____静磁场的高斯定理和安培环路定理__20101116
当动量空间中的两个波函数具有相同的能量时(即简并态)，此 两个波函数之间的位相差将形成一个势能奇点。从而导致此点周围 电磁场分布的改变。 方忠等人详细分析了此种动量空间中的势能奇点问题 (BerryPhase)，首次提出其实质上相应于倒空间的一种磁单极存在 形式。这种磁单极并非存在于实际空间，而是存在于晶体的动量空 间中。并且，这种磁单极具有很低的能量，能够在实验中很容易观 测到。最直接的方法是测量磁性晶体中的反常Hall效应。由于磁单 极的存在，电子的Hall输运行为受到很大影响，导致其反常Hall系 数与晶体的磁化强度成非线性关系，而并非以前预测的线性关系。 方忠基于以上理论，并通过第一原理计算的方法，直接计算出了钙 钛矿型钌氧化物中的反常Hall系数，并与日本著名实验科学家十仓 好纪领导的实验小组测量的实验结果进行了比较，得到了一致的结 果。此结果将可能对超导机理的研究、及具有特殊电磁特性的新材 料的设计等，起到直接的理论指导作用。
r B
r B
1．分析对称性，选积分回路L 由载流直导线的磁场分布知，这是一个轴对称问题 r ，即 B 的大小只与场点到轴线的垂直距离有关。以轴线通 r 过点O为中心，r为半径作一圆形回路L，在L上B 的大小处 r 处相同，且在L上的任一点 B 的方向都与回路L相切。若我 r 们选这样的圆形环路L作为线积分回路，则 B 与线积分回 r 路重合， 的方向就是积分的环向。 B
《科学》：物理所科学家证明磁极也有“单身汉”
《科技日报》 作者：郑千里 传统电动力学的基本结论之一，是南北磁极总会成对出现，不 存在单个的磁极(磁单极)，但中科院物理研究所研究员方忠等人首 次证明了磁单极的存在。这一研究结果，发表在2003年10月3日美 国出版的《科学》杂志上。 为了追求电磁场的对称统一，世界著名物理科学家狄拉克 1931年首次预言了磁单极的存在，然而迄今为止，各国科学家进行 了种种努力，仍然缺乏有力的实验证据证明其存在。 方忠却从另一个角度考虑这个问题：现代物理学特别是材料 科学的迅速发展，导致了晶格倒空间概念的提出；因为晶体具有严 格的周期对称性，其中电子的行为必须要用量子力学中的波函数的 概念来描述。每一个可能的电子占据态相应于晶格倒空间(动量空间) 中的一个波函数。电子的波函数与其他任何波动如声波、水波等一 样都具有相干性，其相干图样与晶体材料的结构及磁性有关。
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真空中静磁场部分习题基本要求：1、掌握毕奥-萨伐尔定律的应用，会求载流直导线空间任意点，载流圆线圈轴线上任一点以及直线和圆的组合情况下的磁场的计算；2、会计算均匀磁场及非均匀磁场下的磁通量；3、会用安培公式计算载流导线的受力，会求磁矩及磁力矩；4、全面正确理解安培环路定理的内容，并会求无限长载流圆柱面、均匀载流圆柱体、无限长载流螺线管、螺绕环、无限大载流平面的磁场分布；会用安培环路定理答填空题；5、了解霍尔效应，会判断半导体类型。
相关习题一、计算题1.无限长直导线折成V 形，顶角为θ，置于xy 平面内，一个角边与x 轴重合，如图所示。
当导线中有电流I 时，求y 轴上一点),0(a P 处的磁感强度大小。
2．如图所示的被折成钝角的长导线中通有20A 的电流，求A 点的磁感应强度的大小和方向，设2=a cm ，120=α。
3．一载有电流I 的长直导线弯折成如图所示的状态，CD 为1/4圆弧，半径为R ，圆心O 在AC 、EF 的延长线上，求O 点处的磁感应强度的大小和方向。
D4．如图所示，一宽为a 的薄长金属板，其中载电流为I ，试求薄板的平面上距板的一边为a 的P 点的磁感应强度。
5.一弯曲的载流导线在同一平面内，形状如图所示 (O 点是半径为1R 和2R 的两个半圆弧的共同圆心，电流自无穷远来到无穷远去)，求O 点磁感强度的大小。
6．如图所示，一根无限长直导线，通有电流I ，中部一段弯成圆弧形。
求图中P 点磁感应强度的大小。
7．如图所示，长直导线与矩形线圈共面，且 DF 边与直导线平行。
已知I 1＝20A ，I 2＝10A ，d ＝1.0cm ，a ＝9.0cm ，b ＝20.0cm ，求线圈各边所受的磁力。
二、选择题1．四条相互平行的载流长直导线电流强度均为I ，如图 放置。
设正方形的边长为a 2，则正方形中心的磁感应强度为（ ） A ．I a B πμ=02 B ．I aB πμ=220C ．0=BD ．I a B πμ=0题图32．如图 所示，A A '及B B '为两个正交的圆形线圈，A A '的半径为R ，通电流I ，B B ' 的半径为2R ，通电流2I ，两线圈的公共中心O 点磁感应强度为（ ） A ．R I 20μ B ．R I 0μ C ．RI220μ D ．0 3．长直导线通以电流I ，设弯折成图所示形状，则圆心O 点的磁感应强度为（ ） A ．R I R I 4200μ+πμ B ．R I R I 8400μ+πμ C ．R I R I 8200μ+πμ D ．RIR I 4400μ+πμ4. 磁场的高斯定理⎰⎰=⋅sS B 0d, 说明（ ）(A) 穿入闭合曲面的磁感应线的条数必然等于穿出的磁感应线的条数 (B) 穿入闭合曲面的磁感应线的条数不等于穿出的磁感应线的条数 (C) 一根磁感应线可以终止在闭合曲面内 (D) 一根磁感应线不可能完全处于闭合曲面内 5. 对于安培环路定律0d LB l I μ⋅=∑⎰, 在下面说法中正确的是（ ）(A) B 只是穿过闭合环路的电流所激发, 与环路外的电流无关 (B) ∑I 是环路内、外电流的代数和(C) 安培环路定律只在具有高度对称的磁场中才成立(D) 只有磁场分布具有高度对称性时, 才能用它直接计算磁场强度的大小 6. 在圆形电流的平面内取一同心圆形环路, 由于环路内无电流穿过, 所以d 0LB l ⋅=⎰, 由此可知（ ）(A) 圆形环路上各点的磁场强度为零(B) 圆形环路上各点的磁场强度方向垂直于环路平面 (C) 圆形环路上各点的磁场强度方向指向圆心(D) 圆形环路上各点的磁场强度方向为该点的切线方向7. 取一闭合积分回路L , 使三根载流导线穿过L 所围成的面，如图 所示. 现改变三根导线之间的相互间隔, 但不越出积分回路, 则（ ）(A) 回路L 内的∑I 不变, L 上各点的B 不变 (B) 回路L 内的∑I 不变, L 上各点的B 改变 (C) 回路L 内的∑I 改变, L 上各点的B 不变 (D) 回路L 内的∑I 改变, L 上各点的B 改变8. 一无限长直圆柱体, 半径为R , 沿轴向均匀流有电流，如图 所示．设圆柱体内(r ＜R )的磁感应强度大小为B 1, 圆柱体外( r ＞R )感应强度大小为B 2, 则有（ ）(A) B 1、B 2均与 r 成正比 (B) B 1、B 2均与 r 成反比(C) B 1与 r 成反比, B 2与 r 成正比 (D) B 1与 r 成正比, B 2与 r 成反比∙9. 一个半径为R 的圆形电流I , 其圆心处的磁场强度大小为（ ）(A)R I 4 (B) ∞ (C) 0 (D) RI 2 10. 有一个圆形回路1及一个正方形回路2，圆的直径和正方形回路的边长相等, 二者中通有大小相等的电流, 它们在各自中心产生的磁感应强度的大小之比21B B 为（ ） (A) 0.90 (B) 1.00 (C) 1.11 (D) 1.2211．如图，在一圆形电流I 的平面内，选取一个同心圆闭合回路L 。
则由安培环路定律可知（ ） A ．⎰=⋅0dl B L，且环路上任意一点B ＝0； B ．⎰=⋅0dl B L，但环路上任意一点B ≠0； C ．⎰≠⋅0dl B L，且环路上任意一点B ≠0；D ．⎰≠⋅0dl B L，环路上任意一点B ＝0。
12．载电流为I ，磁距为P m 的线圈，置于磁感应强度为B 的均匀磁场中，若P m 与B 方向相同，则通过线圈的磁通Φ与线圈所受磁力距M 的大小为（ ）。
A. m IBP =Φ，0=M ； B. IBP m=Φ，0=M ； C. m IBP =Φ，m BPM =； D. IBP m=Φ，m BP M =。
13．在均匀磁场中，有两个平面线圈平行放置，其面积A 1＝2A 2，通有电流I 1＝2I 2，它们所受最大磁力距之比21M M 等于（ ）。
A. 1； B. 2； C. 4； D.41。
14.如图所示：无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内，若长直导线固定不动，则载流三角形线圈将（ ）。
A.向着长直导线平移B.离开长直导线平移C.转动D.不动15. 在均匀磁场中放置三个面积相等且通过相同电流的线圈: 一个是矩形, 一个是正方形, 另一个是三角形, 如图所示．下列叙述中正确的是[ ] (A) 正方形线圈受到的合磁力为零, 矩形线圈受到的合磁力最大 (B) 三角形线圈受到的最大磁力矩为最小 (C) 三线圈所受的合磁力和最大磁力矩均为零 (D) 三线圈所受的最大磁力矩均相等 16. 两个电子同时由两电子枪射出, 它们的初速度与均匀磁场垂直, 速率分别为2v 和v , 经磁场偏转后 [ ] (A) 第一个电子先回到出发点 (B) 第二个电子先回到出发点 (C) 两个电子同时回到出发点 (D) 两个电子都不能回到出发点17．如图所示，为一载流金属导体块中出现霍尔效应，测得两底面AB 两点的电势差3103.0-⨯=-B A U U V ，则图中所加匀强磁场的方向为（ ）。
A. 竖直向上； B. 竖直向下； C. 水平向前； D. 水平向后。
三、填空题1．如图在无限长直载流导线的右侧有面积为1S 和2S 两个矩形回路，两个回路与长直载流导线在同一平面上，且矩形回路的一边与长直载流导线平行。
则通过面积为1S 的矩形回路的磁通量与通过面积为2S 的矩形回路的磁通量之比为_________。
2.在匀强磁场B 中，取一半径为R 的圆，圆面的法线n 与B 成60角，如图所示，则通过以该圆周为边线的如图所示的任意曲面S 的磁通量⎰⎰∙=Φsm S d B＝_______________。
3.如图所示，磁感强度B沿闭合曲线L 的环流 ⎰=∙Ll d B _________________.4．如图所示，在真空中有一半径为a 的43圆弧形的导线，其中通以稳恒电流I ，导线置于均匀外磁场B 中，且B与导线所在平面垂直，则该载流导线⋂bc 所受的磁力大小为 ．5. 两根长直导线通有电流I ，图所示有三种环路；在每种情况下，l Bd ⋅⎰ 等于：(对于环路a ); (对于环路b ); (对于环路c )． 6．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，在此情况下，线框内的磁通量 ．7. 在磁感应强度为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α，如图所示，则通过半球面S 的通量为 ． 8. 已知均匀磁场，其磁感应强度2m Wb 0.2-⋅=B ，方向沿x 轴方向，如图所示．则通过图中abOc 面的磁通量为 ；通过图中bedO 面的磁通量为 ；通过图中acde 面的磁通量为 ．9．如图，一根载流导线被弯成半径为R 的1/4圆弧，放在磁感强度为B 的均匀磁场中，则载流导线ab 所受磁场的作用力的大小为____________，方向_________________．10．截面积为S ，截面形状为矩形的直的金属条中通有电流I ．金属条放在磁感强度为B 的匀强磁场中，B的方向垂直于金属条的左、右侧面(如图所示)．在图示情况下金属条的上侧面将积累____________电荷．B。