大学物理自测题下(黄皮书)稳恒磁场要点及详细答案.ppt
大学物理自测题下(黄皮书)稳恒磁场要点及详细答案
0I 4 a
(cos 1
cos2 )
a
B1
0I 4 a
[cos
4
cos
]
1
a
B2
0I 4 a
[cos
0
cos
3
4
]
2
B
B1
B2
0I 2 a
(1
2) 2
向里
27
4. 载有一定电流的圆线圈在周围空间产生的磁场与圆线
圈半径R有关，当圆线圈半径增大时，(1)圆线圈中心点
3. 环路的选择及形状是任意的，但是要尽量方便积分。
4
载流直导线
B
0 I 4 a
(cos1
无限长
cos2 )
半无限长
B 0I 2 a
B 0I
4 a
载流圆环
B
0 IR 2
2(R2 z2 )3
2
中心
B
0 I 4 R2
dl 0I
l
2R
无限远 B 0IR2 0 IS 2z3 2 z3
1 2
D
12
B
13
I1 2q 2
I2 4q 2
圆电流的半径一样 2 a
1
2
B1 2 B2
14
xR xR
B0
B 0I 2 r
15
5.如图，流出纸面的电流为 2I ，流进纸面的电 流为 I ，则下述各式中那一个是正确的?
(A) H L1 d l 2I (C) H L3 d l I
33
M mB
大学物理第8章 稳恒磁场 课后习题及答案
*作品编号：DG13485201600078972981* 创作者： 玫霸*第8章 稳恒磁场 习题及答案6. 如图所示，AB 、CD 为长直导线，C B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 、C B、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01=BC B在O 点产生的磁感应强度大小为θπμR I B 402=RIR I 123400μππμ=⨯=，方向垂直纸面向里CD 在O 点产生的磁感应强度大小为)cos (cos 421003θθπμ-=r IB)180cos 150(cos 60cos 400︒︒-=R Iπμ)231(20-=R I πμ，方向垂直纸面向里 故 )6231(203210ππμ+-=++=R I B B B B ，方向垂直纸面向里 7. 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：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θπθ-==21221R R I I 电阻电阻 1I 产生的磁感应强度大小为）（θππμ-=24101RI B ，方向垂直纸面向外2I 产生的磁感应强度大小为θπμRIB 4202=，方向垂直纸面向里 所以， 1)2(2121=-=θθπI I B B 环中心O 的磁感应强度为0210=+=B B B8. 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。
解：将载流平板看成许多无限长的载流直导线，应用叠加原理求解。
以P 点为坐标原点，垂直载流平板向左为x 轴正方向建立坐标系。
在载流平板上取dx aIdI =，dI 在P 点产生的磁感应强度大小为 x dI dB πμ20=dx axIπμ20=，方向垂直纸面向里P 点的磁感应强度大小为⎰⎰+==a b b x dx a I dB B πμ20bab a I +=ln 20πμ 方向垂直纸面向里。
大学物理稳恒磁场 ppt课件
NI R
B2
0 NI R2
2(R2 x2 )32
R
O1
O2
x
(1) 电流方向相同：
B B1 B2
0 NI
2R
[1
(R2
R3
x2
3
)2
]
8.51105 T
(2) 电流方向相反：
B B1 B2
0 NI
2R
[1 pp(t课R件2
R3
x
2
)
3 2
]
4.06 105 T
R 2 Indx R2 x2 3/2
B
dB 0nI
2
x2 x1
R2dx μ0nI ( R2 x2 3/2 2
x2 R2 x22
x1 ) R2 x12
B
0nI
2
cos2
ppt课件
cos1
27
讨论
B
0nI
2
cos2
cos1
I
在弧长为 dl 的线元内 流过的电流元为：
dI
dI I dl
真空的磁导率ppt课件
13
O
r P
Idl
dB
dB
Idl
P r
dB
I
电流元的磁感应线在垂直于电流元的平面内 是圆心在电流元轴线上的一系列同心圆。
磁感应线绕向与电流流向成右手螺旋关系
磁场叠加原理: B dB
oIdl rˆ
ppt课L件
L 4r 2
dB
μ0 4π
最新第7章稳恒磁场及答案
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α ，则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为 (A) πr 2B ． . (B) 2 πr 2B ． (C) -πr 2B sin α． (D) -πr 2B cos α．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⎰⋅LlB d 等于(A) I 0μ． (B)I 031μ． (C) 4/0I μ． (D) 3/20I μ．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Φ =______________．n B α SOB x O R (A) BxO R (B)Bx O R (D) Bx O R (C)BxO R (E)x 电流 圆筒II ab c d 120°I 1I 2b baI6、如图所示，在真空中有一半圆形闭合线圈，半径为a ，流过稳恒电流I ，则圆心O 处的电流元l I d 所受的安培力Fd 的大小为____，方向________．7、有一根质量为m ，长为l 的直导线，放在磁感强度为 B的均匀磁场中B 的方向在水平面内，导线中电流方向如图所示，当导线所受磁力与重力平衡时，导线中电流I =___________________．8、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δ ，求与平板共面且距平板一边为b 的任意点P 的磁感强度．9、一根同轴线由半径为R 1的长导线和套在它外面的内半径为R 2、外半径为R 3的同轴导体圆筒组成．中间充满磁导率为μ的各向同性均匀非铁磁绝缘材料，如图．传导电流I 沿导线向上流去，由圆筒向下流回，在它们的截面上电流都是均匀分布的．求同轴线内外的磁感强度大小B 的分布．答案： 一 选择题1、D2、A3、D4、B5、2ln 20πIaμ6、a l I 4/d 20μ 垂直电流元背向半圆弧(即向左)7、)/(lB mgIlI dIBI8、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 0μxxπ=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 ⎰+πba bxdx x20δμb b a x +π=ln 20δμ 方向垂直纸面向里．9、解：由安培环路定理： ∑⎰⋅=i I l Hd 0< r <R 1区域： 212/2R Ir rH =π 212R Ir H π=， 2102R Ir B π=μR 1< r <R 2区域： I rH =π2r I H π=2， rIB π=2μR 2< r <R 3区域： )()(22223222R R R r I I rH ---=π )1(22223222R R R r r IH ---π= )1(2222322200R R R r r IH B ---π==μμ r >R 3区域： H = 0，B = 0x d x PO x党的十九届四中全会精神解读1.《中共中央关于坚持和完善中国特色社会主义制度、推进国家治理体系和治理能力现代化若干重大问题的决定》提出，到（），各方面制度更加完善，基本实现国家治理体系和治理能力现代化。
大学物理A2稳恒磁场习题解答PPT课件
7、D
B
0 Ir , 2R 2 0I ,r 2r
rR R
8、B
3
2
1
45 6
6
9、C 10、C 11、B
12、D
Rm ,T2m ,m 4,Q 2
qB qB m H Q H
R m P
eB eB
Sin D eBD
RP
R BO•
-e
D
MP mB0
7
13、C
123 F3
F1
F2
1A 2A 3A
Ｌ３、Ｌ４在Ｏ点产生的磁感应强度的大小相 等，方向相反，总值为０。即
B3B4 0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ19
Ｏ点的磁感应强度：
B0
B1B2 B3 B4
0I 4R
方向垂直图面向外。
20
3、带电粒子在均匀磁场中由静止开始下降，磁场方 向与与重力方向（ X轴方向）垂直，求粒子下落 距离为 X 时的速率 V， 并叙述求解方法的理论依据。
16
2、用两根彼此平行的半无限长的直导线 L、1 L 2
把半径为 R的均匀导体圆环连到电源上，如图所
示，已知直导线上的电流为 I，求圆环中心 O
点的磁感应强度。
O
a
L1
R
b
L2
17
解：L1在O点产生的磁感应强度： 由于L1与O点在一条直线，由毕奥—萨伐定律可求出
B1=0
L2在Ｏ点产生的磁感应强度： Ｌ２为半无限长直电流，它在Ｏ处产生的场是无限长直 电流的一半，由安培环路定律和叠加原理有
0
I1
3
4、D I
a1 O1
I
O2
a2
B12a01I;B222a20I(见2题）
物理课件6.1-6.3稳恒磁场
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安培分子电流假说：解释电流磁 效应的微观机制
洛伦兹力：描述带电粒子在稳恒 磁场中所受力的规律
磁单极子
定义：磁单极子是仅具有N极或S极单一磁极的磁性物质
性质：磁单极子产生的磁场比普通磁体更强大，且相互吸引时会产生巨大的能量
存在证据：目前尚未直接观测到磁单极子，但通过一些物理现象可以间接证明其存在
稳恒磁场与物质的相互作用
磁化现象
定义：磁化是 指物质在磁场 中获得磁性的
过程
磁化现象的分 类：自发磁化、 诱发磁化、铁 磁性物质磁化
磁化现象的原 理：磁场与物 质的相互作用， 导致物质内部 微观结构发生 变化，从而产
生磁性
磁化现象的应 用：磁性材料 的应用，如磁 铁、电磁铁等
Hale Waihona Puke 畴结构磁畴定义：磁畴是 物质内部自发形成 的磁性区域，具有 相同磁矩的区域
磁场的未来应用与挑战
磁场的未来应用： 随着科技的发展， 磁场在医疗、能 源、交通等领域 的应用越来越广 泛，如磁疗、磁
悬浮列车等。
磁场的挑战：虽 然磁场的应用前 景广阔，但也面 临着一些挑战， 如磁场对人体健 康的影响、磁场 与物质的相互作
用等。
磁场的研究方向： 为了更好地应用 磁场，需要进一 步研究磁场与物 质的相互作用、 磁场的产生与控
稳恒磁场中的物理现象
磁屏蔽与磁悬浮
磁屏蔽原理：利 用高导磁材料将 磁场导向特定区 域，实现磁场屏 蔽或减弱
磁屏蔽应用：保 护精密仪器、电 子设备等免受外 界磁场干扰
磁悬浮原理：利 用磁场力使物体 悬浮于空中，实 现无接触运输或 支撑
磁悬浮应用：磁 悬浮列车、磁悬 浮轴承、磁悬浮 电梯等
大学物理自测题下(黄皮书)电磁感应要点及详细答案
b
c
0
同选择题(7) 同选择题
εac = ∫ (v × B) ⋅ dl
1 = Bω(l sin 30°)2 2 1 = Bω l 2 8
1 ac边中的动生电动势为 边中的动生电动势为: 边中的动生电动势为 Bω l 2 8
a
c
dI ε L = −L dt
R I
ε (t )
ε (t) +ε L = IR
U = ∫ E ⋅ dl = ∫ Edl cosθ = 0
E=
q 4πε0 R
2
(−cosω ti − sinω tj )
ωt
q D= (−cosω ti − sinω tj ) 2 4πR dD j= dt
D = ε0 E
qω j= (sinω ti − cosω tj ) 2 4πR
(D)
负
2
2
B
LP =2 L Q
IP RQ 1 = = IQ RP 2
RP =2 RQ
1 2 W = LI 2
1 2 LP IP 12 1 WP 2 = 2×( ) = = 2 2 WQ 1 2 LQ IQ 2
(D)
Ψ = LI
1 1 2 1 W = LI = (LI )I = (ψ )I 2 2 2
l r
电磁波的能流密度(坡因廷矢量) 电磁波的能流密度(坡因廷矢量)： S = wu
⇒ S = EH
E
S = E× H
H
S
10、辐射压强： 、辐射压强：
F pc ∆S P= = = pc = w ∆S ∆S
F S P=( )=w= ∆S c
平均压强： 平均压强：
φ = BS cos( −ωt) = BS sinωt
电磁学第5讲——稳恒磁场小结与习题课ppt课件
O b 2
但B3≠ 0．
I
(D) B ≠ 0，因为虽然B3= 0，但 B1 B2 0
．
4、在真空中，将一根无限长载流导线在一平面内 弯成如图所示的形状，并通以电流I，则圆心O点 的磁感强度B的值为
0 I /(4a)
图 35 I
I
a
I
O
5、两个同心圆线圈，大圆半径为R，通有电流I1；小 圆半径为r，通有电流I2，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
0
I1 O r
I2
R
例题
例1：一根长直圆柱形铜导体载有电流 I ，均匀分布
于截面上，在导体内部，通过圆柱中心轴线作一平面
S ，如右图所示，
计算通过每米长导线内 S 平面
的磁通量。
S
解：如图所示，设电流垂直纸面向外.
在垂直于铜导体中轴线的平面
上，作一半径为 r , 圆心位于中轴
线上的圆，应用安培回路定理：
0I
0
4
例2、一半径为 4.0 cm的圆环放在磁场中，磁场的方 向对环而言是对称发散的，如图所示．圆环所在处 的磁感强度的大小为0.10 T，磁场的方向与环面法向 成60°角．求当圆环中通有电流I =15.8A时，圆环所 受磁力的大小和方向．
60° B
I
例3、一根同轴线由半径为R1的长导线和套在它外面 的 内 半 径 为 R2 、 外 半 径 为 R3 的 同 轴 导 体 圆 筒 组
导线1、2的延长线均通过O点)．设载流导线1、2和 正方形
线框中的电流在框中心O点产生的磁感强度分别用 表示，则O点的磁感强度大小［ A］
大学物理课件第6章 稳恒磁场 磁场练习
转过角度________________时，磁力矩恰为零。
n ( n 为整数)
O
2
B
R
I
O′
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磁场练习
恒定磁场
产生的磁感强度的大小之比B1:B2=
。
2 2: 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，哪一个区域指向内部的磁 通量最大？
II
I II
III IV
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磁场练习
恒定磁场
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磁场练习
恒定磁场
图为四个带电粒子在O点沿相同方向垂直于磁感线射入 均匀磁场后的偏转轨迹图。磁场方向垂直于纸面向外， 轨迹所对应的四个粒子的质量相等，电荷大小也相等， 则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是( )
C (A) Oa
C
(A) B 20 I
a
(C) B0
(B) B 20 I I
a
(D) B 0 I a I
2a
I
O 2a
I
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磁场练习
恒定磁场
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
(A) 0I1I2r2
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? 1 ? B ?? r 2 cos ? ? 0 ? 1 ? ? B ?? r 2 cos ?
1 2
D
12
B
13
?
I1
?
2q ?
2?
?
I2
?
4q ?
2?
圆电流的半径一样
2 a
1
2
B1 ?
B2
2
14
x2? r
15
5.如图，流出纸面的电流为 2I ，流进纸面的电 流为 I ，则下述各式中那一个是正确的?
2. 安培环路定理表达式中的 B 由所有的电流共同产生，
但电流强度 I 是指穿过闭合曲线的电流，不包括闭合曲线
以外的电流。
3. 环路的选择及形状是任意的，但是要尽量方便积分。
4
载流直导线
B ? ? 0 I (cos 4? a
无限长 B ? ? 0 I
? 1 ? cos ? 2 )
2? a
半无限长 B ? ? 0 I
??
?l H ?d l ? ? I 0
H 2? r ? NI
4? a
载流圆环 B ?
? 0 IR 2
2( R 2 ? z 2 ) 3 2
? 中心 B ? ? 0 I
dl ? ? 0 I
4? R 2 l
2R
无限远 B ? ? 0 IR 2 ? ? 0 IS
2 z3
2? z 3
螺线管
B ? ? 0 nI (cos ? 2 ? cos ? 1 )
2
无限长
B?
?
nI
第七章 稳恒磁场知识点总结
?
磁感应强度 B
单位： N /( A ?m ) ? T 方向：磁力线的切线方向，用箭头指出； 大小：垂直于磁感应强度方向单位面积上的磁力线根数。
B ? F / q v sin ?
? ?? F ? qv ? B F ? q vB sin ?
? 洛伦兹力公式
F?
B
??
v
1
毕奥-萨伐尔定律
? ? ?
B?
? dB ?
?0
?? Id l ? r
L
4? L r 3
? 0 ? 4 ? ? 1 0 ? 7 T ? m /A
真空磁导率
? B?
M m ax ?
m
磁矩
? en 右手螺旋
?
?
m ? N ISe n
I
S ? ? R 2 线圈平面法向单位矢量
2
??
磁 ? m ? ??S B ?d S ? ??S Bd S co s ?
0
半无限长 B
?
1
?
n
0
I
2
I
I
I I
无限大面电流
B ? ? 0? ,? ? ? I
2
?l
b
a
. . . ..
c
d
螺绕环 B ? ? 0 n I
螺绕环外部无磁场
5
安培力公式
?
??
F ? ?l Id l ? B
左手定则判断力的方向
? ?? F ? qv ? B
洛伦兹力
安培定义：真空中相距 1 m的两无限长平行直导线载有相等 的电流时，若在每米长度导线上的相互作用力为 2 ? 10 ? 7 N时， 则导线中的电流定义为 1 A (安培)。
?
?
通 量 ?
?
,? 2
m ? 0;
?
?
,? m ? 0 2
单位：T ?m 2 ? W b
?
en ?
?B
s
?
dS
磁高斯定理
??
???S B ?d S ? 0
3
安培环路定理
I 1
??
? ? B ?d l l
?
?0
Ii
i
I3
l
I2
1. 代数和：电流有正负
电流方向跟积分环绕方向满足右手螺旋关系的为正，
相反为负。 ?
??
I s ? ??l M ?d l
10
磁场强度
? ?B ? H ? ?M
?0
对于各向同性介质
?
??
?
?
?
? ? B ? ? 0 H ? M ? ? 0 ?1 ? ? m ?H ? ? 0 ? r H ? ? H
有磁介质时的安培环路定理
??l H?
? ?d l
?
?
I0
11
??
? B ?dS ? 0
?
?
B
g
18
?
??
f ? qv ? B
mv R?
qB
Ek
?
1 mv
2
2
19
? ?? M ? m? B
M ? mB sin ?
垂直时:
?
?
m
?
ISe n
3 Na 2 IB 4
? ?0 M ?0
20
铁磁质-顺磁质
11. 附图中，M、P、O为由软磁材料制成的
棒，三者在同一平面内，当K闭合后，
(A) M的左端出现N极．
(A) ? L 1 H ?d l ? 2 I (C) ? L 3 H ?d l ? ? I
(B) ? L 2 H ? d l ? I (D) ? L 4 H ? d l ? ? I
2 I L1
L
?
I?
2
L3
L 4
[D]
16
? ?? f ? qv ? B
17
?
??
f ? qv ? B
f ? qvB sin ?
7
磁力矩
? ??
??
M ? m ? B ? IS e n ? B
磁力、磁力矩做功
??
? A ? F ?S ? I ( ? f ? ? i ) 磁通量有正负，用电流与磁场
是否成右手螺旋判断正负。
? A ? M d ? ? I ( ? f ? ? i )
做功等于电流乘以通过载流线圈的磁通量的改变量
8
霍尔效应
导电流的代数和为零。 (D) 以闭合曲线 L为边缘的任意曲面的 H通量均相等。
22
13．如图所示的一细螺绕环，它由表面绝缘的导线在铁环上密 绕而成，每厘米绕10匝。当导线中的电流I为2.0A时，测得 铁环内的磁感应强度的大小B为1.0T，则可求得铁环的相对 磁导率 ? r 为（真空磁导率 ? 0 ? 4? ? 10 ? 7 T ?m ? A? 1 ）。
M
(B) P的左端出现N极．
?? O
(C) O的右端出现N极． P
(D) P的右端出现N极．
K
Ｉ
?? ??
[B]
21
[12 ] 关于稳恒磁场的磁场强度的下列几种说法中哪 个是正确的？
(A) 仅与传导电流有关。 (B) 若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点
的H必为零。 (C) 若闭合曲线上各点 H均为零，则该曲线所包围传
6
?
y?
dF
?
B
I
O
? ? Idl
P
x
0
? ? F x ? d F x ? B I d y ? 0 0
l
? ? F y ? d F y ? B I d x ? B Il 0
结论：任意平面载流导线在均匀磁场中所受的力 , 与 其始点和终点相同的载流直导线所受的磁场力相同。
推论：任意形状的平面闭合载流线圈在均匀磁场中所受合力为零
霍耳电势差
BI VH ? RH
b
霍尔系数
1 RH ?
nq
测定载流子的浓度 RH ? n
判定载流子的正、负 RH ? 0 ? q ? 0 ? V1 ? V2 RH ? 0 ? q ? 0 ? V1 ? V2
9
磁介质
磁化强度 磁化电流密度
?
?
?m
M?
?V
? ?? J s ? M ? n0
磁化电流
介质表面法线方向单位矢量