大学物理磁学习题
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大学物理电磁学试题（1）一、选择题：（每题3分，共30分）1. 关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是：（Ａ）如果高斯面上E处处为零，则该面内必无电荷。
（Ｂ）如果高斯面内无电荷，则高斯面上E处处为零。
（Ｃ）如果高斯面上E处处不为零，则该面内必有电荷。
（Ｄ）如果高斯面内有净电荷，则通过高斯面的电通量必不为零（E ）高斯定理仅适用于具有高度对称性的电场。
[ ]2. 在已知静电场分布的条件下，任意两点1P 和2P 之间的电势差决定于：（Ａ）1P 和2P 两点的位置。
（Ｂ）1P 和2P 两点处的电场强度的大小和方向。
（Ｃ）试验电荷所带电荷的正负。
（Ｄ）试验电荷的电荷量。
[ ] 3. 图中实线为某电场中的电力线，虚线表示等势面，由图可看出：（Ａ）C B A E E E >>，C B A U U U >> （Ｂ）C B A E E E <<，C B A U U U << （Ｃ）C B A E E E >>，C B A U U U <<（Ｄ）C B A E E E <<，C B A U U U >> [ ]4. 如图，平行板电容器带电，左、右分别充满相对介电常数为ε1与ε2的介质，则两种介质内：（Ａ）场强不等，电位移相等。
（Ｂ）场强相等，电位移相等。
（Ｃ）场强相等，电位移不等。
（Ｄ）场强、电位移均不等。
[ ] 5. 图中，Ua-Ub 为：（Ａ）IR -ε （Ｂ）ε+IR（Ｃ）IR +-ε （Ｄ）ε--IR [ ]6. 边长为a 的正三角形线圈通电流为I ，放在均匀磁场B 中，其平面与磁场平行，它所受磁力矩L 等于：（Ａ）BI a 221 （Ｂ）BI a 2341 （Ｃ）BI a2 （Ｄ）0 [ ]7. 如图，两个线圈P 和Q 并联地接到一电动势恒定的电源上，线圈P 的自感和电阻分别是线圈Q 的两倍，线圈P 和Q 之间的互感可忽略不计，当达到稳定状态后，线圈P 的磁场能量与Q 的磁场能量的比值是：（Ａ）4； （Ｂ）2； （Ｃ）1； （Ｄ）1/2 [ ] 8. 在如图所示的电路中，自感线圈的电阻为Ω10，自感系数为H 4.0，电阻R 为Ω90，电源电动势为V 40，电源内阻可忽略。
大学物理-磁学习题课和答案解析
2． 均匀磁场的磁感应强度 B 垂直于半径为r的圆面．今
4． 如图，在面电流线密度为 j 的均匀载流无限大平板附近， 有一载流为 I 半径为 R的半圆形刚性线圈，其线圈平面与载流 大平板垂直．线圈所受磁力矩为 ，受力 0 0 为 ．
μ
5、（本题3分） 长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成，两导体 中有等值反向均匀电流I通过，其间充满磁导率为μ的均匀磁介 质．介质中离中心轴距离为r的某点处的磁场强度的大小H I =________________ ，磁感强度的大小B =__________ ． I 2 r 2 r
B (A) B (B) √ R B x (D) O 圆筒 电流 O x
B
0 I (r R) 2r
(r R)
O B
R
x O (C) x O
B
(E)
B0
O
R
R
x
R
x
2、（本题3分）一匀强磁场，其磁感强度方向垂直于纸面(指 向如图)，两带电粒子在该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．
（C） B dl B dl , BP BP 1 2
（D） B dl B dl , BP1 BP2
L1 L2
L1
L2
L1
L2
[ ]
5．有一矩形线圈 AOCD ，通以如图示方向的电流 I，将它置 于均匀磁场 B 中，B 的方向与X轴正方向一致，线圈平面与X 轴之间的夹角为 , 90 ．若AO边在OY轴上，且线圈可 绕OY轴自由转动，则线圈 （A）作使 角减小的转动． （B）作使 角增大的转动． （C）不会发生转动． （D）如何转动尚不能判定．
大学物理-磁学部分习题课
+
v
+ Fm ++
A+
p
+
B
E
+d
-
B v02 2Ed E
m
带电粒子达到最右端时其轨迹与右侧平板相切，
该处速度方向沿轨迹切线方向，与平板平面平行。
Eq
y
带电粒子在磁场，电场中受力
F
Fe
磁不场做力功。Fm
qvFmB与E速q度 方qv向始B终垂直，
x 电场力作功等于粒子动能的增量：
z
Eqd
2r sin
该力对O点的力矩 dM rdF 0 I 2dl
2 sin
任一段单位长的导线对O点的力矩：
M
l 1
dM
0 I 2dl
0I 2
l 2 sin 2 sin
13
5. 如图所示，有一通有电流 I 的直导线附近，有一半 径为 R，质量为m 的细小线圈。细小线圈可绕通过其 中心与直导线平行的轴转动。直导线与细小线圈中心
两导线间夹角为，通有相同的电流I。试求单位长度的导线
所受磁力对O点的力矩。
解：导线1在 dl 处激发的磁场的大小
1
B 0I 0I
2d 2r sin
I dF
O
I
d
Idl
B 2
r
M
电流元 Idl受到的磁力为
dF Idl B
大小： dF (Idl )B 0 I 2dl
根据：
M
r
F
B 0 i
2
二.磁场的性质
i 为线电流密度
1.
高斯定理
:
B
ds
0,
B 0
大学物理(磁学)试卷
大 学 物 理（磁 学） 试 卷一选择题（共24分） 1（本题3分，D ）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（本题3分，C ）电流I 由长直导线1沿垂直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 点流出，经长直导线2沿cb 延长线方向返回电源(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和3B 表示，则O 点的磁感强度大小(A)B = 0，因为B 1 = B 2 = B 3 = 0．(B) B = 0，因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0，但021=+B B，B 3 = 0． (C) B ≠ 0，因为虽然B 3 = 0、B 1= 0，但B 2≠ 0．(D) B ≠ 0，因为虽然021≠+B B，但3B ≠ 0． ［ ］3（本题3分，B ）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？［ ］4（本题3分，C ）如图所示，在磁感强度为B的均匀磁场中，有一圆形载流导线，a 、b 、c 是其上三个长度相等的电流元，则它们所受安培力大小的关系为 (A) F a > F b > F c ． (B) F a < F b < F c ．(C) F b > F c > F a ． (D) F a > F c > F b ． ［ ］BxOR(D )B x OR(C )BxOR(E )电流筒5（本题3分，C ）如图所示，一矩形金属线框，以速度v从无场空间进入一均匀磁场中，然后又从磁场中出来，到无场空间中．不计线圈的自感，下面哪一条图线正确地表示了线圈中的感应电流对时间的函数关系？(从线圈刚进入磁场时刻开始计时，I 以顺时针方向为正)[ ]6（本题3分，D ）如图，长度为l 的直导线ab 在均匀磁场B 中以速度v移动，直导线ab 中的电动势为(A) Bl v ．(B) Bl v sin α． (C) Bl v cos α． (D) 0． ［ ］7（本题3分，D ） 圆铜盘水平放置在均匀磁场中，B 的方向垂直盘面向上．当铜盘绕通过中心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时， (A) 铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的相反方向流动． (B) 铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的方向流动． (C) 铜盘上产生涡流． (D) 铜盘上有感应电动势产生，铜盘边缘处电势最高．(E) 铜盘上有感应电动势产生，铜盘中心处电势最高． ［ ］8（本题3分，C ）两个相距不太远的平面圆线圈，怎样可使其互感系数近似为零？设其中一线圈的轴线恰通过另一线圈的圆心． (A) 两线圈的轴线互相平行放置． (B) 两线圈并联．(C) 两线圈的轴线互相垂直放置． (D) 两线圈串联． ［ ］二 填空题（共24分）9（本题3分） 一半径为a 的无限长直载流导线，沿轴向均匀地流有电流I ．若作一个半径为R = 5a 、高为l 的柱形曲面，已知此柱形曲面的轴与载流导线的轴平行且相距3a (如图)．则B在圆柱侧面S 上的积分 =⎰⎰⋅SS Bd ________________．I O O (D )I O (C )O (B I10（本题3分）载有电流I 的导线由两根半无限长直导线和半径为R 的、以xyz 坐标系原点O 为中心的3/4圆弧组成，圆弧在yOz 平面内，两根半无限长直导线与x 轴平行，电流流向如图所示．O 点的磁感强度=B____________________________________．(用坐标轴正方向单位矢量k j i,,表示)11（本题4分）如图，平行的无限长直载流导线A 和B ，电流强度均为I ，垂直纸面向外，两根载流导线之间相距为a ，则(1) AB 中点(P 点)的磁感强度=p B_____________．(2) 磁感强度B沿图中环路L 的线积分=⎰⋅Ll Bd __________________________________．12（本题3分）如图所示，在真空中有一半径为a 的3/4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_________________．13（本题4分）判断在下述情况下，线圈中有无感应电流，若有，在图中标明感应电流的方向．(1) 两圆环形导体互相垂直地放置．两环的中心重合，且彼此绝缘，当B 环中的电流发生变化时，在A 环中_______________________． (2) 无限长载流直导线处在导体圆环所在平面并通过环的中心，载流直导线与圆环互相绝缘，当圆环以直导线为轴匀速转动时，圆环中__________________．14（本题4分）半径为L 的均匀导体圆盘绕通过中心O 的垂直轴转动，角速度为ω，盘面与均匀磁场B垂直，如图． (1) 图上Oa 线段中动生电动势的方向为_________________． (2) 填写下列电势差的值(设ca 段长度为d )：U a －U O =__________________．U a －U b =__________________．U a －U c =__________________．15（本题分3）真空中两只长直螺线管1和2，长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比d 1 / d 2 =1/4．当它们通以相同电流时，两螺线管贮存的磁能之比为W 1 / W 2=___________．II(1)a三 计算题（共47分）16（本题5分）一根无限长导线弯成如图形状，设各线段都在同一平面内(纸面内)，其中第二段是半径为R 的四分之一圆弧，其余为直线．导线中通有电流I ，求图中O 点处的磁感强度．17（本题12分）两个无穷大平行平面上都有均匀分布的面电流，面电流密度分别为i 1和i 2，若i 1和i 2之间夹角为θ ，如图，求： (1) 两面之间的磁感强度的值B i ． (2) 两面之外空间的磁感强度的值B o ． (3) 当i i i ==21，0=θ时以上结果如何？18（本题5分）如图所示，有两根平行放置的长直载流导线．它们的直径为a ，反向流过相同大小的电流I ，电流在导线内均匀分布．试在图示的坐标系中求出x 轴上两导线之间区域]25,21[a a 内磁感强度的分布．19（本题5分）通有电流Ｉ的长直导线在一平面内被弯成如图形状，放于垂直进入纸面的均匀磁场B 中，求整个导线所受的安培力(R 为已知)．20（本题10分）如图所示，两条平行长直导线和一个矩形导线框共面．且导线框的一个边与长直导线平行，他到两长直导线的距离分别为r 1、r 2．已知两导线中电流都为t I I ωsin 0=，其中I 0和ω为常数，t 为时间．导线框长为a 宽为b ，求导线框中的感应电动势．21（本题10分）载有电流的I 长直导线附近，放一导体半圆环MeN 与长直导线共面，且端点MN 的连线与长直导线垂直．半圆环的半径为b ，环心O 与导线相距a ．设半圆环以速度 v 平行导线平移，求半圆环内感应电动势的大小和方向以及MN 两端的电压U M - U N ．四 回答问题（共5分）22（本题5分）用简单例子说明：楞次定律是能量守恒的必然结果．换句话说，如果电磁感应的规律正好与楞次定律相反，则能量守恒定律便不成立． 参考答案一 选择题（共24分） DCBCCDDC二 填空题（共24分） 9（本题3分）0 3分BIIO xr 1r 2ab10（本题3分）i RI k j R I83)(400μμ-+π- 3分11（本题4分）0 2分 I 0μ- 2分12（本题3分）a I B 2 3分13（本题4分）无感应电流 2分无感应电流 2分14（本题4分）Oa 段电动势方向由a 指向O ． 1分221L B ω-1分0 1分 )2(21d L Bd --ω 1分15（本题3分）1∶16 3分参考解：02/21μB w =nI B 0μ=)4(222102220021d lI n V B W π==μμμ)4/(21222202d l I n W π=μ16:1::222121==d d W W三 计算题（共47分）16（本题5分）解：将导线分成1、2、3、4四部份，各部分在O 点产生的磁感强度设为B 1、B 2、B 3、B 4．根据叠加原理O 点的磁感强度为：4321B B B B B+++=∵ 1B 、4B均为0，故 32B B B += 1分)2(4102RI B μ= 方向 ⊗ 1分 242)s i n (s i n 401203RI aIB π=-π=μββμ)2/(0R I π=μ 方向 ⊗ 1分2其中 2/R a =， 2/2)4/sin(sin 2=π=β2/2)4/s i n (s i n 1-=π-=β∴ RIRIB π+=2800μμ)141(20π+=RI μ 方向 ⊗ 2分17（本题12分）解：当只有一块无穷大平面存在时，利用安培环路定理，可知板外的磁感强度值为i B 021μ=4分现有两块无穷大平面，1i 与2i夹角为θ ，因11i B ⊥，22i B ⊥，故1B 和2B 夹角也为θ 或π－θ ．(1) 在两面之间1B 和2B夹角为( π－θ )故2/12122210)c o s 2(21θμi i i i B i -+=2分(2) 在两面之外1B 和2B的夹角为θ ，故2/12122210)c o s 2(21θμi i i i B o ++=2分(3) 当i i i ==21，0=θ时，有=-=θμc o s 12210i B i 0 2分 i i B o 00c o s 1221μθμ=+=2分18（本题5分）解：应用安培环路定理和磁场叠加原理可得磁场分布为，)3(2200x a I xI B -π+π=μμ )252(a x a ≤≤ 4分 B的方向垂直x 轴及图面向里． 1分19（本题5分）解：长直导线AC 和BD 受力大小相等,方向相反且在同一直线上，故合力为零．现计算半圆部分受力，取电流元l Id ， B l I F ⨯=d d 即 θd d IRB F = 2分 由于对称性0d =∑xF∴ RIB IRB FF F yy 2d sin d 0====⎰⎰πθθ 3分方向沿y 轴正向20（本题10分）解：两个载同向电流的长直导线在如图坐标x 处所产生的磁场为)11(2210r r x x B +-+π=μ 2分 选顺时针方向为线框回路正方向，则)d d (21111210⎰⎰⎰+++-+π==br r br r r r x x xx Ia BdS μΦ 3分1F)l n (222110r b r r b r Ia+⋅+π=μ 2分 ∴ εtIr r b r b r a td d ]))((ln[2d d 21210++π-=-=μΦ t r r b r b r a I ωωμc o s ]))((ln[2212100++π-= 3分21（本题10分） 解：动生电动势 ⎰⋅⨯=MNd )v (l B MeNε为计算简单，可引入一条辅助线MN ，构成闭合回路MeNM , 闭合回路总电动势0=+=NM MeN εεε总MN NM MeN εεε=-=2分 x xIl B ba ba MNd 2vd )v (0MN⎰⎰⋅+-π-=⨯=μεba b a I -+π-=ln 20vμ负号表示MN ε的方向与x 轴相反． 3分b a b a I M e N -+π-=ln 2v0με 方向N →M 2分ba b a I U U MN N M -+π=-=-ln 2v0με 3分四 回答问题（共5分）22（本题5分）答：例如在磁棒靠近线圈时，线圈中产生感应电流，按楞次定律，线圈电流方向应如图所示，这样线圈阻碍磁棒靠近，使磁棒的动能转化为线圈的磁场能和线圈中因有电流而生的热． 2分如果与楞次定律相反，线圈中感应电流的磁场将吸引磁棒，使磁棒加速，动能增加．这增加的动能、磁场能和线圈中生的热都系无中生有，显然违反能量守恒定律． 3分恒定磁场复习重点（一）要点一.磁感强度B 的定义（略）. 二.毕奥—沙伐尔定律1.电流元I d l 激发磁场的磁感强度 d B =[μ0 /( 4π)]I d l ×r /r 32.运动点电荷q 激发磁场的磁感强度 B =[μ0 /( 4π)]q v ×r /r 3 三.磁场的高斯定理1.磁感线(略)；2.磁通量 Φm =⎰⋅Sd S B3.高斯定理0d =⋅⎰SS B 稳恒磁场是无源场.四.安培环路定理 真空中⎰∑=⋅li I 0 d μl BNSN v稳恒磁场是非保守场,是涡旋场或有旋场.五.磁矩m ： 1.定义 m =IS e n 2. 载流线圈在均匀磁场中受力矩 M=m ×B 六.洛伦兹力1.表达式 F m = q v ×B2.带电粒子在均匀磁场中运动：回旋半径 R =mv sin α / (qB ); 回旋频率 f = qB / (2πm ) 七.安培力 表达式 d F m = I d l ×B ； 八.几种特殊电流的磁场：1.长直电流激发磁场 有限长 B=μ0I (cos θ1－cos θ2)/(4πr )无限长 B=μ0I/(2πr ) 方向都沿切向且与电流成右手螺旋；2. 圆电流在轴线上激发磁场 B=μ0IR 2/[2(x 2+R 2)3/2] , 中心B=μ0I/(2R ) 张角α的园弧电流中心的磁感强度B=[μ0I/(2R )]⋅[α/(2π)], 方向都沿轴向且与电流成右手螺旋；3.无限长密绕载流螺线管激发的磁场 管内 B=μ0nI 管外 B=04.密绕载流螺绕环环内磁场 B=μ0NI //(2π r )5.无限大均匀平面电流激发磁场 B=μ0 j/26.无限长均匀圆柱面电流激发磁场：柱面内 B=0, 柱面外 B=μ0I /(2πr )7.无限长均匀圆柱体电流激发磁场：柱内 B=μ0Ir/(2πR 2) 柱外 B=μ0I /(2πr )（二）试题一、选择题（每题3分）1.电流I 由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀的圆环，再由b 点沿切向从圆环流出，经长直导线2返回电源(如图)．已知直导线上的电流强度I ，圆环的半径R ，且a 、b 和圆心O 在一条直线上，设直电流1、2及圆环电流分别在O 点产生的磁感强度1B 、2B及3B ，则O 点的磁感强度大小 （答案：C ）(B)B = 0，因为B 1 = B 2 = B 3 = 0．(B) B = 0，因为021=+B B，B 3 = 0．(C) B ≠ 0，因为虽然B 1 = B 3 = 0，但B 2≠ 0．(D) B ≠ 0，因为虽然B 1 = B 2 = 0，但B 3≠ 0．（E ）B ≠ 0，因为虽然B 2 = B 3 = 0，但B 1≠ 0．．2. 边长为l 的正方形线圈，分别用图所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：（答案：C ） (A) B 1 = 0 . B 2 = 0.(B) B 1 = 0 .20/B I l π= (C)10/B I l π=. B 2=0 .(D)10/B I l π=.20/B I l π= .3.如图，无限长载流导线与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（答案：A ） (A) 向着长直导线平移 (B) 离开长直导线平移 (C) 转动 (D) 不动4. 如图两根载流导线相互正交放置，如图所示，1I 沿y的负方向.若载流1I 的导线不能动，载流2I 的导线可以自由运动，的导线开始运动的趋势是（答案：B ）(A) 沿x 方向平动 (B) 绕x 轴转动(C) 绕y 轴转动 (D) 无法判断5. 如图均匀磁场的磁感强度B垂直于半径为r(2)线，作一半球面S ，则通过S 面的磁通量的大小为(答案B) (A) 2πr 2B ． (B) πr 2B ． (C) 0． (D) 无法确定的量． 6. 长直电流I 2与圆形电流I 1共面，并与其一直径相重合如图(但两者间绝缘)，设长直电流不动，则圆形电流将(答案C) (A) 绕I 2旋转 (B) 向左运动(C) 向右运动 (D) 向上运动 (E) 不动. 二、填空题1.沿着图示的两条不共面而彼此垂直的无限长的直导线，通过电流强度13I A =和24I A =的电流. 在距离两导线皆为20d cm =处的A 点处，磁感强度的大小B = . （答案：025/2μπ，3分）2.真空中载有稳恒电流I 的细线圈，则通过包围该线圈的封闭曲面S 的磁通量Φ= .若通过S 面上某面元dS的元磁通d Φ，而线圈中电流增加为2I 时，通过同一面元的元磁通d 'Φ，则/d d 'ΦΦ= . （答案：0，1/2，3分）3.（本题3分）半径为 0.5 cm 的无限长直圆柱形导体上，沿轴线方向均匀地流着I = 3 A 的电流．作一个半径r = 5 cm 、长l = 5 cm 且与电流同轴的圆柱形闭合曲面S ，则该曲面上的磁感强度B沿曲面的积分=⋅⎰⎰S Bd ___________．（答案：0）4.在安培环路定理∑⎰⋅=i LI l B 0d μ 中，∑i I 是指____________；B是指__________，它是由____________决定的．[答案：环路L 所包围的所有稳恒电流的代数和 （1分）；环路L 上的磁感强度（1分）； 环路L 内外全部电流所产生磁场的叠加 （1分）]5. 有一同轴电缆，其尺寸如图所示，它的内外两导体中的电流为I ，且在横截面上均匀分布，但二者电流的流向正相反，则（本题3分）（1）在1r R <处磁感强度大小为 ；（答案： 201/(2)rI R μπ （2）在3r R >处磁感强度大小为 .（0）6.（本题3分）一密绕的细长螺线管，每厘米长度上绕有10匝细导线，螺线管的横截面积为10cm 2，当在螺线管中通入10A 的电流时，它的横截面上的磁通量为 .（真空中磁导率μ0=4π×10-7 T .m/A ）（答案： BS =4π×10-6韦伯）7.（本题3分）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________．[答案：BIR 2 (2分) 沿y 轴正向 (1分) ]8.（本题4分）A 、B 、C 为三根平行共面的长直导线，导线间距d =10cm ，它们通过的电流分别为I A =I B =5A ，I C =10A ，其中I C 与I A 、I B 的方向相反，每根导线每厘米所受的力的大小A dF dl = （答案：0）B dF dl= （答案：15×10-7 N/ cm 2）1BCdF dl= （答案：-15×10-7 N/ cm 2）(μ0=4π×10-7 N/A 2)9.（本题3分）真空中两只长直螺线管1和2，长度相等，单层密绕匝数相等，直径之比d 1/d 2=1/4，当它们通以相同电流时，两螺线管储存的磁能之比W 1/W 2= . （答案：1/16） 三、计算题1.（本题5分）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 I B μ=(1分) 同理, 2024R I B μ=(1分)∵ 21R R > ∴ 21B B <故磁感强度00021212446I I I B B B R R R μμμ=-=-=1分∴ 213R R = 2分2.（本题5分）如图，1、3为半无限长直载流导线，它们与半圆形载流导线2相连. 导线1在xOy 平面内，导线2、3在Oyz 平面内.试指出电流元123,,Idl Idl Idl 在O 点产生的dB的方向，并写出此载流导线在O 点的总磁感强度（包括大小和方向）.解：电流元1Idl 在O 点产生1d B的方向为↓（-z 方向） 电流元2Id l 在O 点产生2dB的方向为⊗（-x 方向）电流元3Id l 在O 点产生3dB的方向为⊗（-x 方向） 3分00(1)44I I B i k R R μμπππ=-+-2分 3.（本题5分）将通有电流 5.0I A =的无限长导线折成如图形状，已知半圆环的半径为0.10R m =.求圆心O 点的磁感强度解：O 处总磁感强度.ab bc cd B B B B =++，方向垂直向里 1分 而 012(cos cos )4ab IB aμθθπ=- 1210,,2a R θθπ===0/(4)ab B I R μπ∴= 1分又 0/(4)bc B I R μ= 1分 因O 在cd 延长线上 0cd B = 因此 500 2.11044IIB T R Rμμπ=+=⨯ 2分4.（本题10分）横截面为矩形的环形螺线管，高度为b ,芯圆环内外半径分别为R 1和 R 2芯子材料的磁导率为μ，导线总匝数为N ，绕得很密，若线圈通电流I ，求处 （1）芯子中的B 值和芯子截面的磁通量 （2）在r ≤R 1，r ≥R 2处的B 值O解：(1)螺绕环内的磁场具有轴对称性,故在环内作与环同轴的安培环路.有⎰⋅ll B d =2πrB=μ0∑I i =μ0NI B=μ0NI/(2πr )取面积微元b d r 平行与环中心轴, 有d Φm =|B ⋅dS | =[μ0NI/(2πr )]b d r=μ0NIb d r /(2πr )Φm =110021ln22R R N Ib N Ib R dr rR m m p p=ò(2) 根据对称性分析和安培环路定律，可得在r ≤R 1，r ≥R 2处的B 值为零。
大学电磁学考试题及答案
大学电磁学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 电磁波在真空中的传播速度是多少？A. 3×10^8 m/sB. 3×10^5 m/sC. 3×10^6 m/sD. 3×10^9 m/s答案：A2. 法拉第电磁感应定律描述的是哪种现象？A. 电荷守恒定律B. 电荷的产生和消失C. 磁场变化产生电场D. 电场变化产生磁场答案：C3. 根据洛伦兹力公式，当一个带电粒子垂直于磁场运动时，其受到的力的方向是？A. 与磁场方向相同B. 与磁场方向相反C. 与带电粒子速度方向相同D. 与带电粒子速度方向垂直答案：D4. 麦克斯韦方程组中描述电荷分布与电场关系的是？A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 安培环路定理D. 洛伦兹力公式答案：A5. 一个闭合电路中的感应电动势与什么因素有关？A. 磁通量的变化率B. 磁通量的大小C. 电路的电阻D. 电流的大小答案：A6. 根据电磁波的性质，以下哪种波长与频率的关系是正确的？A. 波长与频率成正比B. 波长与频率成反比C. 波长与频率无关D. 波长与频率成正比，但与速度无关答案：B7. 在电磁学中，磁感应强度的单位是什么？A. 库仑B. 特斯拉C. 安培D. 伏特答案：B8. 电磁波的传播不需要介质，这是因为电磁波具有哪种特性？A. 粒子性B. 波动性C. 传播性D. 能量性答案：B9. 根据电磁学理论，以下哪种情况下磁场强度最大？A. 导线电流较小B. 导线电流较大C. 导线电流为零D. 导线电流变化答案：B10. 电磁波的频率与波长的关系是什么？A. 频率越高，波长越长B. 频率越高，波长越短C. 频率与波长无关D. 频率与波长成正比答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 电磁波的传播速度在真空中是______。
答案：3×10^8 m/s2. 根据法拉第电磁感应定律，当磁通量发生变化时，会在______产生感应电动势。
大学物理B作业2-磁学(含答案)
b
a cc
I
I⊙
____________________________________(对环路c)．
11. 一带电粒子平行磁感线射入匀强磁场，则它作________________运动．一带电粒子垂直磁 感线射入匀强磁场，则它作________________运动．一带电粒子与磁感线成任意交角射入匀强磁场， 则它作______________运动。
I
(D) 线圈中感应电流方向不确定。
［
］
7. 一导体圆线圈在均匀磁场中运动，能使其中产生感应电流的一种情况是： ［
］
(A) 线圈绕自身直径轴转动，轴与磁场方向平行。
(B) 线圈绕自身直径轴转动，轴与磁场方向垂直。
(C) 线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向平移。
(D) 线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向平移。
i
小为B =________________，方向_________________________．
14. 已知磁感应强度 B 2.0Wb/m2 的均匀磁场，方向沿x轴 正方向，如图所示.试求：
(1) 通过图中abcd面的磁通量；(2) 通过图中befc面的磁通 量；(3) 通过图中aefd面的磁通量.
B
n
2. 距一根载有电流为3×104 A的电线1 m处的磁感强度的大小为：
(A) 3×10-5 T．
(B) 6×10-3 T．
(C) 1.9×10-2T．
(D) 0.6 T．
(已知真空的磁导率0 =4×10-7 T·m/A)
［
］
uuv v n
3. 关于磁场安培环路定理 ÑL B1 dl 0 Ii ，下列说法正确的是： i 1
9. 5.00×10-5 T ;
大学普通物理磁学练习题
大学普通物理磁学练习题1、一电子（e=1．6某10-19c）以2某107m/的速度射入磁感强度为1T的均匀磁场中，速度方向与磁场方向垂直，则这电子所受到的络仑兹力为F=，方向为2、回路中的自感电动势将回路中的变化。
3、产生动生电动势的非静电力为_____________力。
4、从引起通量变化的原因，可将感应电动势分两类，一类为_________,另一类为__________。
5、有一根金属导线长0.6m，质量为0.01kg,用两根柔软的细线悬在磁感强度为0.4T的匀强磁场中，金属导线中电流为，方向时正好抵消悬线中的张力。
某某某某某某某某某某B某某6、在均匀磁场中有一电子枪，6、6、它可发射出速率分别为V和2V 的两个电子，这两个电子的速度方向相同且均与B垂直，则下列说法正确的是：（1）两电子的轨道半径相同，速度大的电子先回到出发点；（2）两电子的轨道半径相同，两电子同时回到出发点；（3）两电子的轨道半径不同，速度大的电子先回到出发点；（4）两电子的轨道半径不同，两电子同时回到出发点。
答()7、设图中两导线的电流为I1、I2，则下列公式正确的是：（1）∮L1B.dl=μ0I1（2）∮L2B.dl=-μ0I2（3）∮L3B.dl=μ0(I1-I2)（4）∮L3B.dl=μ0(I2-I1)答（）L3L1L2某I1.I28、当实验电荷q0以速度v通过空间一点时受力为0，下面说法正确的是：（1）该点处的磁感强度一定为0；（2）该点处的磁感强度一定不为0；（3）该点处的磁感强度不一定为0；（4）以上说法均不正确。
答()9、下列叙述哪个是不正确的是：（1）磁场线出发于正电荷，终止于负电荷；（2）磁场线是无头无尾的闭合曲线；（3）某点附近的磁场线密度代表了该点磁感应强度的大小；（4）任何两根磁场线都不能相交。
答（）10、如图所示，圆心处的磁感强度B0为（1）0I2R0I2R（2）0I2R0I2R（3）0I2R（4）0I2RIRI答（）11、如图所示，圆心处的磁感强度B0为（1）0I2R0I2R（2）0I8R0I2R（3）0I2R（4）0I2R答（）12、一空芯自感线圈的自感系数：LROII0Nl2S，当线圈中的电流发生变化时，该线圈的自感系数（1）不变；（2）变大；（3）变小。
习题册_II1_电磁学+详细解答
磁感应强度、毕-萨定律1．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21/B B 为（A ）0.90 （B ）1.00 （C ）1.11 （D ）1.222．如图，边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电量均为q 的点电荷。
此正方形以角速度ω绕过AC 轴旋转时，在中心O 点产生的磁感应强度大小为1B ；此正方形同样以角速度ω绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时，在O 点产生的磁感应强度大小为2B ，则1B 与2B 间的关系为 （A ）1B =2B （B ）1B =22B（C ）1B =212B （D ）1B =412B3．一弯曲的载流导线在同一平面内，形状如图（O 点是半径为1R 和2R 的两个圆弧的共同圆心，电流自无限远来到无限远去），则O 点的磁感应强度的大小 是 。
4．在xy 平面内有两根互相绝缘、分别通有电流I3和I 的长直导线，设两导线互相垂直（如图），则在xy 平面内磁感应强度为零的点的轨迹方程为 。
x答案在后5．均匀带电直线AB ，电荷线密度为 ，绕垂直于直线的轴O 以角速度ω匀速转动（线的形状不变，O 点在AB 延长线上），求： （1）O 点的磁感应强度B ，（2）磁矩m p ，（3）若a >>b ，求B 及m p。
6．如图，半径为a ，带正电荷且线密度为λ的半圆，以角速度ω绕轴O 'O ''匀速旋转，求：（1）O 点的B，（2）旋转的带电半圆的磁矩m p。
（积分公式 201sin 2d πθθπ=⎰）7．一半径为R 的带电塑料圆盘，其中有一半径为r 的阴影部分均匀带正电荷，面密度为+σ，其余部分均匀带负电荷，面密度为-σ。
当圆盘以角速度ω旋转时，测得圆盘中心O 点的磁感应强度为零，R 与r 满足什么关系？8．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 点的磁感应强度的大小。
大学电磁学试题及答案
大学电磁学试题及答案一、选择题1. 下列哪个不是电磁场的性质？A. 磁场比电场强B. 磁场可以存储能量C. 磁场的形状与电流的形状无关D. 磁场可以做功2. 下列哪个不是电场的性质？A. 电场是矢量场B. 电场可以存储能量C. 电场的形状与电荷的分布有关D. 电场可以做功3. 以下哪个定理描述了电场的闭合性？A. 麦克斯韦方程组B. 电场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 电场能量密度定理4. 以下哪个定理描述了磁场的无源性？A. 麦克斯韦方程组B. 磁场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 磁场能量密度定理5. 在匀强电场中沿着电场方向移动电荷，电荷所受的力是：A. 垂直于电场方向的力B. 与电场方向相反的力C. 与电场方向相同的力D. 没有受力6. 以下哪个定理描述了磁场的涡旋性？A. 麦克斯韦方程组B. 磁场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 磁场能量密度定理7. 当通过匀强磁场的导线以垂直于磁场方向的速度运动时，导线中将感应出电动势。
这个现象被称为：A. 法拉第现象B. 洛伦兹力C. 磁通量D. 磁感应强度8. 以下哪个定理描述了电磁感应现象？A. 麦克斯韦方程组B. 磁场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 法拉第定律9. 高频交流电的传输会存在什么现象？A. 电流大于电压B. 电流和电压同相C. 电流小于电压D. 电流和电压反相10. 在电磁波中，电场和磁场之间的关系是：A. 电场和磁场互相作用B. 电场和磁场无关联C. 电场和磁场相互垂直D. 电场和磁场相互平行二、解答题1. 描述安培环路定理的表达式以及其含义。
安培环路定理的表达式是：$\oint \mathbf{B}\cdot d\mathbf{l} =\mu_0I_{\text{enc}}$。
该定理表示通过某一闭合回路的磁感应强度的环路积分等于该回路所围绕的电流的总和与真空中的磁导率的乘积。
即磁场的闭合性质。
2. 描述麦克斯韦方程组中法拉第电磁感应定律的表达式以及其含义。
《大学物理》磁学习题及答案
AI I一、选择题1．在磁感强度为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与的夹角为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．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(A)(B) (C) (D) 以上均不对3．如图所示，电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路，汇合于b 点。
若ca 、bd 都沿环的径向，则在环形分路的环心处的磁感强度(A) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内 (B) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外 (C) 方向在环形分路所在平面，且指向b(D) 方向在环形分路所在平面内，且指向a (E) 为零4．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 P5．电流I 由长直导线1沿垂直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 点流出，经长直导线2沿cb 延长线方向返回电源(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、和表示，则O 点的磁感强度大小(A) B = 0，因为B 1 = B 2 = B 3 = 0(B) B = 0，因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0，但，B 3 = 0(C) B ≠ 0，因为虽然B 3 = 0、B 1= 0，但B 2≠ 0(D) B ≠ 0，因为虽然，但≠ 06．电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀的圆环，再由b 点沿切向从圆环流出，经长导线2返回电源(如图)。
大学物理电磁学练习题及答案
大学物理电磁学练习题及答案题目一：1. 电场和电势a) 一个均匀带电圆环上各点的电势如何？答：电场和电势是描述电荷之间相互作用的物理量。
对于一个均匀带电圆环上的各点，其电势是相同的，因为圆环上的每个点与圆心的距离相等且圆环上的电荷密度是均匀分布的。
所以，圆环上任意一点的电势与其它点是等势的。
b) 电势能和电势的关系是什么？答：电势能是电荷在电场中由于位置而具有的能量，而电势则是描述电荷因所处位置而具有的势能单位的物理量。
电势能和电势之间的关系可以用公式：电势能 = 电荷 ×电势来表示。
题目二：2. 高斯定律a) 高斯定律适用于哪些情况？答：高斯定律适用于具有球对称性、圆柱对称性和平面对称性的问题，其中球对称性是最常见和最简单的情况。
b) 高斯定律的数学表达式是什么？答：高斯定律的数学表达式是∮E·dA = ε₀q/ε，其中∮E·dA表示电场E通过闭合曲面积分得到的通量，ε₀是真空介电常数，q表示闭合曲面内的电荷总量，ε表示物质的介电常数。
题目三：3. 电动力学a) 什么是电感？答：电感是指电流在变化时产生的电磁感应现象所引起的抗拒电流的能力。
电感的单位是亨利(H)。
b) 电感的大小与什么因素有关？答：电感的大小与线圈的匝数、线圈的形状以及线圈中的铁芯材料的性质有关。
线圈匝数越多，电感越大；线圈形状越复杂，电感越大；线圈中的铁芯材料磁导率越大，电感越大。
题目四：4. 交流电路a) 直流电和交流电有什么区别？答：直流电是指电流方向始终保持不变的电流，而交流电是指电流方向以一定频率周期性地变化的电流。
直流电是恒定电流，交流电是变化电流。
b) 交流电流的形式有哪些？答：交流电流的形式可以是正弦波、方波、锯齿波等。
其中，正弦波是最常见和最基本的交流电流形式，用于描述交流电路中电压和电流的变化规律。
以上是关于大学物理电磁学练习题及答案的一些内容。
希望这些问题和答案能够帮助你更好地理解和学习物理电磁学的知识。
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L1
H 的环流与沿 环路 L2 的磁 场强 度 H 的环流两者，必有：
(A) H d l H d l .
L2
L1 L2
(B) H d l H d l .
我去人(C也) L就1 H 有dl人 L2！H d为l .UR扼腕入站内信不存在向你偶同意调剖沙
L1
L2
-1-
(D)
R1 2 0 r r 2 0 r R1
解得
2 0 rU
3分
建议收藏下载本ln 文RR12 ，以便随时学习！
于是可求得Ａ点的电场强度为
EA
U R ln(R2
/
R1 )
= 998 V/m
方向沿径向向外
2分
A 点与外筒间的电势差：
R2
U Edr
U
R2 d r
R
ln(R2 / R1 ) R r
U
ln R2 = 12.5 V
r
m
质子动能
EK
1 mv 2 2
3.08×10-13 J
9. 1∶16 3 分
参考解：
w
1 2
B2
/
0
B 0nI
我去人也就有人！为WU1R扼B22V腕0 入022n站20I 2l内(d4信12 ) 不存在向你偶同意调剖沙
-4-
W2
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2
I
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/ 4)
W1
: W2
d12
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d
2 2
I
I
电流 I．线圈 1 的电流所产生的通过线圈 2 的磁通用21 表
示，线圈 2 的电流所产生的通过线圈 1 的磁通用12 表示， S 1 2 S 2
大学物理考试(磁学)
大学物理单元测试(磁学)一.选择题：1. 如图，M 、N 为水平面内两根平行金属导轨，ab 与cd 为垂直于导轨并可在其上自由滑动地两根直裸导线.外磁场垂直水平面向上.当外力使ab 向右平移时，cd ：（A ） 不动； （B ） 转动； （C ） 向左移动； （D ） 向右移动.2. 如图一固定地载流大平板，在其附近，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，大平板地电流与线框中电流方向如图所示，则通电线框地运动情况从大平板向外看是：（A ） 靠近大平板AB （B ） 顺时针转动；（C ） 逆时针转动； （D ） 离开大平板向外运动.3. 用细导线均匀密绕成长为l 、半径为a （l >>a ）、总匝数为N 地螺线管，管内充满相对磁导率为r μ地均匀磁介质.若线圈中载有稳恒电流I ，则管中任意一点地：（A ） 磁感应强度大小为NI B r μμ0=； （B ） 磁感应强度大小为l NI B r μ=； （C）磁场强度大小为l NI H o μ=；（D ） 磁场强度大小为lNI H=. 4. 顺磁物质地磁导率： （A ） 比真空地磁导率小； （B ） 比真空地磁导率略大； （C ） 远小于真空地磁导率； （D ） 远大于真空地磁导率.5. 在如图所示地电路中，自感线圈中电阻为10Ω，自感系数为0.4H ，电阻R 为90Ω，电源电动势为40V ，电源内阻可忽略，将电键接通，待电路中电流稳定后，把电键断开，断开后经过0.01秒，这时流入电阻R 地电流为： （A ） 4A ； （B ） 0.44A ； （C ） 0A ； （D ） 0.33A.6. 如图，矩形区域为均匀稳恒磁场，半圆形闭合导线回路在纸面内绕轴O 作逆时针方向匀角速转动，O 点是圆心且恰好落在磁场地边缘上，半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时，图（A）－（D ）地t -ε函数图象中哪一条属于半圆形导线回路中产生地感应电动势：(A) (B)(C) (D)7. 如图，一导体棒ab 在均匀磁场中沿金属导轨向右作匀加速运动，磁场方向垂直导轨所在平面.若导轨电阻忽略不计，并设铁芯磁导率为常数，则达到稳定后在电容器地M 极板上：（A ） 带有一定量地正电荷； （B ） 带有一定量地负电荷； （C ） 带有越来越多地正电荷； （D ） 带有越来越多地负电荷.8.如图所示，通有电流I 地金属薄片，置于垂直于薄片地均匀磁场B 中，则a , b 两点地电势相比较，则有（A ）a b U U >. (B) a b U U =. (C) a b U U <. (D) 无法确定.9．如图（a ）和（b ）中各有一半径相同地圆形回路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，但在图（b ）中L 2回路外还有电流I 3，P 1、P 2为两回路上地对应点，则 （A ）12L L B dl B dl ⋅=⋅⎰⎰； 12P P BB =； (B) 12L L B dl B dl ⋅≠⋅⎰⎰； 12P P BB =；(C) 12L L B dl B dl ⋅=⋅⎰⎰； 12P P BB ≠； （D ）12L L B dl B dl ⋅≠⋅⎰⎰； 12P P BB ≠.二.填空题：1. 一广播电台地平均辐射功率为20Kw ，假定辐射地能量均匀分布在以电台为球心地球面上，那么，距离电台为10Km 处电磁波地平均辐射强度为__________________________2. 长直电缆由一个圆柱体导体和一共轴圆筒状导体组成，两导体中有等值反向均匀电流I 通过，其间充满磁导率为μ地均匀磁介质，介质中离中心轴距离为r 地某点处地磁场强度地大小H=_______________________.磁感应强度地大小B=____________________.3. 若电子在垂直于磁场地平面内运动，均匀磁场作用于电子上地力为F ，轨道地曲率半径为R ，则磁感应强度地大小应为_________________________________.4.一个带电粒子以某一速度射入均匀磁场中，当粒子速度方向与磁场方向间有一角度α（πα<<0且2πα≠）时，该粒子地运动轨道是____________________________.5. 如图所示，一半径为r 地很小地金属圆环，在初始时刻与一半径为a （a<<r ）地大金属圆环共面且同心，在大圆环中通以恒定地电流I ，方向如图.如果小圆环以匀角速度ω绕其任一方向地直径转动，并设小圆环地电阻为R ，则任一时刻t 通过小圆环地磁通量φ=_____________________，小圆环中地感应电流i =___________________________.6. 如图所示，一段长度为l 地直导线MN ，水平放置在截电流为I 地竖直长导线旁与竖直导线共面，并由图示位置自由下落，则t 秒末导线两端地电势差U M －U N ＝______________________________.7. 图示为一充电后地平行板电容器，A 板带正电，B 板带负电，当将开关K 合上时，AB 板之间地电场方向为____________________，位移电流地方向为__________________.（按图上所标X 轴正方向来回答）8. 一质点带有电荷19100.8-⨯=q C ，以速度15100.3-⋅⨯=s m v 在半径为m R 51000.6-⨯=地圆周上，作匀速圆周运动.该带电质点在轨道中心所产生地磁感应强度B=_____________________，该带电质点轨道运动地磁矩m P =________________.9. 圆形平行板电容器，从q=0开始充电，试画出充电过程中，极板间某点P 处电场强度地方向和磁场强度地方向.三.计算题：1. 一半径为R 地长直螺线管单位长度上密绕有n 匝线圈，在管外有一包围着螺线管，面积为S 地圆线圈，其平面垂直于螺线管轴线，螺线管中电流i 随时间作周期为T 地变化，如图，求圆线圈中地感生电动势i ε.画出i ε- t 曲线，注明时间坐标.2. 图示为两条穿过y 轴且垂直于x －y 平面地平行长直导线地俯视图，两条导线皆通有电流I ，但方向相反，它们到x 轴地距离皆为a.（1） 推导出x 轴上P 点处地磁感应强度)(x B地表达式； （2） 求P 点在x 轴上何处时，该点地B 取得最大值.3. 在一半径R=1.0cm 地无限长半圆筒形金属薄片中，沿长度方向有电流I=5.0A 通过，且横截面上电流分布均匀，试求圆柱轴线上任一点地磁感应强度.（270104A N -⨯=πμ）4. 在半径为R 地长直螺线管中通有变化地电流，如果管内磁场以dBdt地变化率增加，求螺线管内外感应电场地场强.5. 均匀带电细直线AB ，电荷线密度为λ，绕垂直于直线地轴O 以ω角速度匀速转动（线形状不变，O 点在AB 延长线上）.求：（1） O 点地磁感应强度o B；（2） 磁矩m P；（3） 若a>>b ，求o B 及m P.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.TIrRG 。
大学物理(16.3.1)--磁学
1、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：2、有一半径为R的单匝圆线圈，通以电流I . 若将该导线弯成匝数N =2的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的：(A) 4倍和1/2倍； (B) 4倍和1/8倍；(C) 2倍和1/4倍； (D) 2倍和 1/2倍3、一载有电流I的细导线分别均匀密绕在半径为R和r的长直圆管上形成两个螺线管(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应满足：（A）B R=Br （B）B R=2Br （C）B R=4Br （D）2B R=Br4、 氢原子处在基态（正常状态）时，它的电子看作是半径为a=0.53×10-8cm的轨道作匀速圆周运动，速率为2.2×108cm/s，那么在轨道中心磁感应强度的大小为（）（A）8.5×10-6 T （B）8.5×10-4 T （C）13 T （D）13-2 T5、如图所示，六根无限长导线互相绝缘，通过电流均为，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6、两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I，并各以dI/ dt的变化率减小，一矩形线圈位于导线平面内(如图)，则（ ）A、线圈中无感应电流B、线圈中感应电流为顺时针方向C、线圈中感应电流为逆时针方向D、线圈中感应电流方向不确定7、如图所示，导体棒AB均匀磁场B中绕通过C点的与棒垂直、与磁场平行的轴OO’转动（角速度ω与磁场B同方向），的长度为棒长的，则 （ ）A、A点比B点电势高B、A点与B点电势相等C、A点比B点电势低D、无法确定8、如图所示，直角三角形金属框架abc放在均匀磁场中，磁场B平行于ab边，bc的长度为l．当金属框架绕ab边以匀角速度ω转动时，abc路中的感应电动势εi和a、c两点间的电势差Ua-Uc为（ ）9、真空中一根无限长直细导线上通电流I，则距导线距离为a的空间某点处的磁场能量密度为（ ）10、下列叙述哪种正确（ ）A、通过螺线管的电流越大，螺线管的自感系数越大B、通过螺线管的电流变化率越大，螺线管的自感系数越大C、螺线管中单位长度的匝数越多，螺线管的自感系数越大6、关于静电场和有旋电场，下列说法正确的是（ ）A、静电场和有旋电场都是由电荷激发的B、无论在静电场中，还是在有旋电场中，两点之间的电势差都是恒定的C、静电场是无旋场，有旋电场是有旋场。
大学物理(电磁学部分)试题库及答案解析
大学物理（电磁学部分）试题库及答案解析一、 选择题1.库仑定律的适用范围是()A 真空中两个带电球体间的相互作用； ()B 真空中任意带电体间的相互作用； ()C 真空中两个正点电荷间的相互作用； ()D 真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离。
〔 D 〕2.在等量同种点电荷连线的中垂线上有A 、B 两点,如图所示，下列结论正确的是()A A B E E ，方向相同；()B A E 不可能等于B E ,但方向相同；()C A E 和B E 大小可能相等，方向相同；()D A E 和B E 大小可能相等，方向不相同。
〔 C 〕4.下列哪一种说法正确()A 电荷在电场中某点受到的电场力很大,该点的电场强度一定很大；()B 在某一点电荷附近的任一点,若没放试验电荷,则这点的电场强度为零；()C 若把质量为m 的点电荷q 放在一电场中,由静止状态释放,电荷一定沿电场线运动；()D 电场线上任意一点的切线方向,代表点电荷q 在该点获得加速度的方向。
〔 D 〕5.带电粒子在电场中运动时()A 速度总沿着电场线的切线，加速度不一定沿电场线切线；()B 加速度总沿着电场线的切线，速度不一定沿电场线切线；()C 速度和加速度都沿着电场线的切线；()D 速度和加速度都不一定沿着电场线的切线。
〔 B 〕7．在真空中的静电场中，作一封闭的曲面，则下列结论中正确的是A.通过封闭曲面的电通量仅是面内电荷提供的B.封闭曲面上各点的场强是面内电荷激发的C.由高斯定理求得的场强仅由面内电荷所激发的D.由高斯定理求得的场强是空间所有电荷共同激发的〔 D 〕9、下面说法正确的是(A)等势面上各点场强的大小一定相等；(B)在电势高处，电势能也一定高；(C)场强大处，电势一定高；(D)场强的方向总是从电势高处指向低处〔 D 〕10、已知一高斯面所包围的体积内电量代数和为零，则可肯定：（A ）高斯面上各点场强均为零。
（B ）穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。
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大学电磁学习题1一．选择题（每题3 分）1.如图所示，半径为 R 的均匀带电球面，总电荷为 Q ，设无穷远处的电势为零，则球内距离球心为r 的 P 点处的电场强度的大小和电势为：(A) E=0， UQ4．0 R (B) E=0， UQ4．r(C)EQ ， UQ 4 0r 2 4 ．r(D)EQ， UQ4 0r 2 4R．［ ］2.一个静止的氢离子 (H +)在电场中被加速而获得的速率为一静止的氧离子 (O +2)在同一电场中且通过相同的路径被加速所获速率的：(A) 2 倍． (B) 2 2 倍．(C) 4 倍．(D) 42 倍．［ ］3.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 2 B ．(C) - r 2Bsin ．(D) - r 2Bcos ．［ ］4.一个通有电流 I 的导体，厚度为 D ，横截面积为 S ，放置在磁感强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体的侧表面，如图所示．现测得导体上下两面电势差为 V ，则此导体的霍尔系数等于VDS (A)IBVS (C)． (B)．(D)IBVDS IVS．．IBDBD(E)VD ． ［］IB5.两根无限长载流直导线相互正交放置，如图所示． I 1 沿 y 轴的正方向， I 2 沿 z 轴负方向．若载流I 1 的导线不能动，载流 I 2 的导线可以自由运动，则载流I 2 的导线开始运动的趋势是(A) 绕 x 轴转动． (B) 沿 x 方向平动．(C)绕 y 轴转动．(D)无法判断．［］6.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(A)I(B)I．．2 RR(C)0．(D)I1(1) ．2R(E)I1［］(1)．4R7.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2.0 A 时，测得铁环内的磁感应强度的大小 B 为 1.0 T ，则可求得铁环的相对磁导率r 为 (真空磁导率 0 =4 × 10-7T · m ·A - 1 )(A) 7.96× 102 (B) 3.98× 10 2(C) 1.99 × 102 (D) 63.3 ［］8.一根长度为 L 的铜棒，在均匀磁场 B 中以匀角速度绕通过其一端的定轴旋转着， B 的方向垂直铜棒转动的平面，如图所示．设t =0 时，铜棒与 Ob 成角 (b 为铜棒转动的平面上的一个固定点)，则在任一时刻t 这根铜棒两端之间的感应电动势的大小为：(A) L2 B cos( t ) ．(B) 1 L2 B cos t．L2 B cos( t 2L2B ．(C) 2 ) ．(D)(E) 1 L2B ．［］29.面积为 S 和 2 S 的两圆线圈1、 2 如图放置，通有相同的电流I．线圈 1 的电流所产生的通过线圈2 的磁通用 21 表示，线圈 2 的电流所产生的通过线圈 1 的磁通用12表示，则21 和 12 的大小关系为：(A) 21 =2 12 ．(B) 21 >12 ．(C) 21 =12．1［］(D) 21 = 12 ．210. 如图，平板电容器 (忽略边缘效应 )充电时，沿环路 L1的磁场强度H 的环流与沿环路L2的磁场强度 H 的环流两者，必有：(A) H d l H d l .L1 L2(B) H d l H d l .L1 L2(C) H d l H d l .L1 L2(D) H d l 0 . ［］L1二．填空题（每题 3 分）1.由一根绝缘细线围成的边长为l 的正方形线框，使它均匀带电，其电荷线密度为，则在正方形中心处的电场强度的大小E＝ _____________ ．2.描述静电场性质的两个基本物理量是___________ ___；它们的定义式是 ____________ ____和 __________________________________________ ．3.一个半径为 R 的薄金属球壳，带有电荷q，壳内充满相对介电常量为r 的各向同性均匀电介质，壳外为真空．设无穷远处为电势零点，则球壳的电势U = ________________________________ ．4.一空气平行板电容器，电容为C，两极板间距离为d．充电后，两极板间相互作用力为 F ．则两极板间的电势差为______________ ，极板上的电荷为______________ ．5.真空中均匀带电的球面和球体，如果两者的半径和总电荷都相等，则带电球面的电场能量W1与带电球体的电场能量W2相比， W1________ W2 (填 <、=、>)．6.若把氢原子的基态电子轨道看作是圆轨道，已知电子轨道半径r =0.53 10×-10 m，绕核运动速度大小 v =2.18 × 108 m/s, 则氢原子基态电子在原子核处产生的磁感强度 B 的大小为____________ ． (e =1.6 × 10 -19 C，0 =4×10 -7 T ·m/A)7.如图所示．电荷 q (>0) 均匀地分布在一个半径为R 的薄球壳外表面上，若球壳以恒角速度0 绕z轴转动，则沿着 z 轴从－∞到＋∞磁感强度的线积分等于____________________ ．8.带电粒子穿过过饱和蒸汽时，在它走过的路径上，过饱和蒸汽便凝结成小液滴，从而显示出粒子的运动轨迹．这就是云室的原理．今在云室中有磁感强度大小为 B = 1 T 的均匀磁场，观测到一个质子的径迹是半径r = 20 cm 的圆弧．已知质子的电荷为q = 1.6 × 10-19 C，静止质量 m = 1.67 × 10-27 kg，则该质子的动能为 _____________ ．9.真空中两只长直螺线管 1 和 2，长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比d1 / d2 =1/4 ．当它们通以相同电流时，两螺线管贮存的磁能之比为 W 1 / W 2 =___________ ． -10. 平行板电容器的电容C 为 20.0 F ，两板上的电压变化率为1，则该平 dU/dt =1.50 × 105 V ·s 行板电容器中的位移电流为 ____________ ．三．计算题（共计 40 分）1. （本题 10 分）一“无限长”圆柱面，其电荷面密度为：= 0cos ，式中为半径R 与 x 轴所夹的角，试求圆柱轴线上一点的场强．2. （本题 5 分）厚度为 d 的“无限大”均匀带电导体板两表面单位面积上电荷之和为 ．试求图示离左板面距离为 a 的一点与离右板面距离为 b 的一点之间的电势差．3. （本题 10 分）一电容器由两个很长的同轴薄圆筒组成，内、外圆筒半径分别为R = 2 cm ， R = 5 cm ，其12间充满相对介电常量为r的各向同性、均匀电介质．电容器接在电压U =32V的电源上， (如图所示 )，试求距离轴线 R = 3.5 cm 处的 A 点的电场强度和 A 点与外筒间的电势差．4. （本题 5 分）一无限长载有电流 I 的直导线在一处折成直角， P 点位于导线所在平面内，距一条折线的延长线和另一条导线的距离都为a ，如图．求 P 点的磁感强度B ．5. （本题 10 分）无限长直导线， 通以常定电流 I ．有一与之共面的直角三角形线圈 ABC ．已知 AC 边长为 b ，且与长直导线平行，BC 边长为 a ．若线圈以垂直于导线方向的速度 v 向右平移，当 B 点与长直导线的距离为 d 时，求线圈 ABC 内的感应电动势的大小和感应电动势的方向．基础物理学 I 模拟试题参考答案一、选择题 (每题 3 分，共 30 分)1.[A]2.[B]3.[D]4.[E]5.[A]6.[D]7.[B]8.[E]9.[C]10.[C] 二、填空题 (每题 3 分，共 30 分)1． 03 分2. 电场强度和电势 1 分3. q / (4 0R)3 分EF / q 0 ,1 分0 U aW / q 0E dl(U 0=0) 1 分a4.2Fd / C 2 分 5. <3 分6. 12.4 T3 分2FdC1 分 7.q3 分2参考解：由安培环路定理B dlB d lI而Iq 0 ，故B d l 0 0q2=28.3.08 × 10 -13J3 分参考解∶qv Bm v 2vqBr 1.92× 107 m/srm质子动能E K 1 mv 23.08× 10 -13 J29.1∶ 16 3 分参考解：w1B 2/ 0210. 3 A 3 分三、计算题（共 40 分）1. （本题 10 分） 解：将柱面分成许多与轴线平行的细长条，每条可视为“无限长”均匀带电直线，其电荷线密度为= 0 cos Rd ，它在 O 点产生的场强为：d E0 R2co s d3 分2它沿 x 、y 轴上的二个分量为：dE x =－dEcos =cos 2 d1 分2ysin co s d1 分 dE =－dEsin = 2积分：E x20 co s 2d ＝2 分22 0E y2 0sin d(sin ) 02 分2∴E E x ii1 分2 02. （本题 5 分）解：选坐标如图．由高斯定理，平板内、外的场强分布为：E x/(2 0)(板外 )2 分21、 2 两点间电势差U 1 U 2E x d x12 (b a)3 分3. （本题 10 分）解：设内外圆筒沿轴向单位长度上分别带有电荷 +和 , 根据高斯定理可求得两圆筒间任一点的电场强度为E20 rr2 分R 2R 2d rR 2 则两圆筒的电势差为UE d rlnR 12 0 rr2R 1R 10 r解得2rU3 分lnR2R 1于是可求得Ａ点的电场强度为E AUR ln( R 2 / R 1 )= 998 V/m方向沿径向向外 2 分A 点与外筒间的电势差：UR 2U R2d rE d rln( R 2 / R 1 ) R rRUR 2= 12.5 V3 分lnln( R 2 / R 1 ) R4. （本题 5 分）解：两折线在P 点产生的磁感强度分别为：B 10I(1 2 ) 方向为1 分4 a2B 20I (1 2 ) 方向为⊙2 分4 a2B B 1 B 22 0I /(4 a) 方向为各 1 分5. （本题 10 分）解：建立坐标系，长直导线为y 轴， BC 边为 x 轴，原点在长直导线上，则斜边的方程为 y (bx / a) br / a式中 r 是 t 时刻 B 点与长直导线的距离．三角形中磁通量Ia ry0 Ia rb brIbr a r 6 分d x2 r() d x (bln)2rxaax2 ard 0 Iba r ad r3 分d t2 (lnra)d ta r 当 r =d 时，Ib(lnad a )v2 ada d方向： ACBA (即顺时针 )1 分。
大学物理磁学习题
答：有安培回路定理 lB dS 0 Ii 可知：B 矢量的
环流只与回路L内包围的传导电流代i 数和有关 ，而与环 路外电流无关。因此不能说所有的电流都对 B的环流
有贡献。
9. 从毕奥─萨伐尔定律能导出无限长直电流的磁场公
式
B 0 ，I 当考察点无限接近导线时（ａ→０），
2a
则Ｂ→∞，这是没有物理意义的，请解释．
径为 r 的无限长小圆柱。 导体内均匀通过电流，电流密度
J
求：小圆柱空腔内一点的磁感强度 分析：由于挖去了一个小圆柱，
J
使得电流的分布失去了对轴线的
对称性，所以无法整体用安培回
路定理求解
但，可以利用补偿法，使电流恢 复对轴线的对称性。
大家好
Rod
o
r
J•
13
解：此题用补偿方法
B 11 2
0 jr 1
B d S Bcd o 0 S s不论B为何值，当
1 2
时
s
s
或 scosdS0时均可是B scosdS0
所以B不一定等于零
大家好
7
5。如图，均匀磁场中放一均匀带正电荷的圆环，其电荷
wl 线密度为 ，圆环可绕与环面垂直的转轴旋转．当圆环以
角速度 转动时，圆环受到的磁力矩为____，其方向
1. 1. 如图所示，一半径为Ｒ，通有电 流为Ｉ的圆形回路，位于ＯＸＹ平面
z
内，圆心为Ｏ．一带正电荷为ｑ的粒
子，以速度沿Ｚ轴向上运动，当带正 电荷的粒子恰好通过Ｏ点时，作用于
o
y
圆形回路上的力为__0______，作用在
带电粒子上的力为__0______．
x
大家好
6
3。 一磁场的磁感应强度为 B a i b j c k （Ｔ），
大学物理2磁学与电磁感应试题及答案(新)
磁学练习答案: 磁学练习(打*为选做题)一. 选择题: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 ］(A) -πr 2B cos α．(B) -πr 2B sin α． (C) 2 πr 2B ． (D) πr 2B ． 2. 通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状，则C ，O ，A 各点磁感强度的大小B C ，B O ，B A 间的关系为：［ B ］ (A) B O > B A > B C . (B) B O > B C > B A （C ）B C > B O > B A ．(D) B A > B C > B O ． 3.无限长的载流导体电流密度均匀，电流沿导体长度方向流动，其在空间产生的磁场如图中曲线表示B －x 的关系（半径为导体R ，x 坐标轴垂直导体轴线，原点在中心轴线），此载流导体为［ B ］ （A ）无限长圆柱体 （B ）空心长圆筒形导体 （C ）无限长直导线 （D ）无限长半圆柱体4. 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⎰⋅Ll Bd 等于［ A ］(B)I 0μ．(C) 3/20I μ． (D) 6/0I μ ． ［ A ］5.2063一均匀磁场，磁场方向垂直纸面向里，有四个质量、电荷大小均相等的带电粒子，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如图，四个粒子中动能最大的带负电的粒子的轨迹是(A) Oa ． (B) Ob ．(C) Oc ． (D) Od ． ［ B ］ 6.2464xRO把通电的直导线放在蹄形磁铁磁极的上方，如图所示．导线可以自由活动，且不计重力．当导线内通以如图所示的电流时，导线将(A) 不动．(B) 顺时针方向转动(从上往下看)．(C) 逆时针方向转动(从上往下看)，然后下降．(D) 顺时针方向转动(从上往下看)，然后下降．(E) 逆时针方向转动(从上往下看)，然后上升．［ D ］7. 2518有甲乙两个带铁芯的线圈如图所示．接通甲线圈电源后，抽出甲中铁芯，则乙线圈中产生感生电流情况，则(A) 无感生电流产生．(B) 感生电流的方向a到b方向．(C) 感生电流的方向b到a方向．［ C ］8.2314如图所示，M、N为水平面内两根平行金属导轨，ab与cd为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线．外磁场垂直水平面向上．当外力使ab向右平移时，cd(A) 向左移动．(B) 向右移动．(C) 不动．(D) 转动．［ B ］9. 5138在一自感线圈中通过的电流I随时间t的变化规律如图(a)所示，若以I的正流向作为 的正方向，则代表线圈内自感电动势 随时间t变化规律的曲线应为图(b)中(A)、(B)、(C)、(D)中的哪一个？[ C ]10.2564甲乙bNtt ttt(b)(a)如图，两根导线沿半径方向引到铁环（半径为r ）的上A 、B 两点，并在很远处与电源相连，则环中心的磁感强度为 (A)2032rI μ (B) 0(C)r I 80μ (D) 22rI πμ [ B ]11.2420在圆柱形空间内有一磁感强度为B 的均匀磁场，如图所示．B的大小以速率d B /d t 变化．在磁场中有A 、B 两点，其间可放直导线AB 和弯曲的导线AB ，则 (A) 电动势只在AB 导线中产生． (B) 电动势只在AB 导线中产生． (C) 电动势在AB 和AB 中都产生，且两者大小相等．(D) AB 导线中的电动势小于AB 导线中的电动势． ［ D ］ 12.2148半径为r 的小绝缘圆环，置于半径为R 的大导线圆环中心，二者在同一平面内，且r <<R ．在大导线环中通有正弦电流（取逆时针方向为正）I =I 0sin ωt ，其中ω、I 0为常数，t 为时间，则任一时刻小线环中感应电动势（取逆时针方向为正）为 (A)t I Rrωωμcos 202π (B) t I R r ωωμcos 2020π-(C)t I Rrωωμsin 202π (D) t I Rrωωμsin 202π-[ B ]13.2690一根直导线长为L 在磁感强度为B 的均匀磁场中以速度 v运动切割磁力线．导线中对应于非静电力的场强(称作非静电场场强)KE为：(A) B V⨯ (B) V B ⨯(C) VBL (D) l d B V L⋅⨯⎰)( [ A ]14. 5468电流I 由长直导线1沿垂直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 点流出，经长直导线2沿cb 延长线方向返回电源(如图)．若载流直导线1在O 点产生的磁感强度为1B, 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2B 和3B表示，则O 点的磁感强度大小(A)B ≠ 0，因为虽然B 3 = 0、B 1= 0，但B 2≠ 0．(B) B = 0，因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0，但021=+B B，B 3 = 0．(C) B = 0，因为B 1 = B 2 = B 3 = 0．(D) B ≠ 0，因为虽然021≠+B B ，但3B≠ 0． ［ A ］15. 5121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 B⎰⋅2d L l B, 21P P B B =(B) ≠⎰⋅1d L l B⎰⋅2d L l B, 21P P B B =．(C) ≠⎰⋅1d L l B⎰⋅2d L l B, 21P P B B ≠．(D) =⎰⋅1d L l B⎰⋅2d L l B ,21P P B B ≠． ［ D ］16. 2059一匀强磁场，其磁感强度方向垂直于纸面(指向如图)，两带电粒子在该磁场中的运动轨迹如图所示，则 (A) 两粒子的动量大小必然不同． (B) 两粒子的运动周期必然不同．(C) 粒子的电荷可以同号也可以异号．(D) 两粒子的电荷必然同号． ［ C ］17 2092L 1 2I 3(a)(b)⊙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) 0 ． (B)RrI I 22210μ．(C) rR I I 22210πμ． (D)Rr I I 22210πμ． ［ A ］18. 2315如图所示，直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中，磁场B平行于ab 边，bc 的长度为l ．当金属框架绕ab 边以匀角速度ω转动时，abc 回路中的感应电动势ε和a 、c 两点间的电势差U a – U c 为 (A)ε =0， U a – U c =221l B ω． (B)ε =2l B ω，U a – U c =221l B ω． (C)ε =2l B ω，U a – U c =221l B ω-．(D) ε =0，U a – U c =221l B ω-． ［ D ］二、填空题1.2004磁场中某点的磁感强度为B ，在该点放一个小的载流试验线圈（可以确定该点的磁感强度，其大小等 于放在该点处试验线圈所受的__最大磁力矩___和线圈的_磁矩___的比值． *2.2558在真空中，半径为R 的细导线环中的通有电流，离环上所有点的距离皆等于r (r ≥R )的一点处的磁感强度大小为B 0 ，则细导线环中通有的电流I =2302Rr B μ 。
大学物理电磁学基础题目及答案
大学物理电磁学基础题目及答案一、选择题1. 电荷守恒定律是指：A. 电荷之间相互作用力与电荷互动时间的乘积是一个常数B. 电荷聚集和消散都需要电源的供给C. 一个相对孤立的物体在任何情况下，其电量都保持不变D. 电导率为常数答案：C2. 以下哪种情况下，两个相同物体间的静电力最大？A. 电量相同，距离相同B. 电量减半，距离翻倍C. 电量翻倍，距离减半D. 电量加倍，距离不变答案：D3. 关于电场强度和电势的说法，下列哪个是正确的？A. 电场强度是标量，电势是矢量B. 电场强度和电势都是标量C. 电场强度和电势都是矢量D. 电场强度是矢量，电势是标量答案：D4. 电场线的性质中，下列哪个说法是正确的？A. 电场线可以相交B. 电场线的切线方向与场强方向相同C. 电场线的切线方向与场强方向垂直D. 电场线的切线方向与场强方向相反答案：B5. 两个完全导体平行板之间存在均匀电场，下列哪个说法是正确的？A. 两板之间的电场强度是均匀的B. 两板之间的电势是均匀的C. 两板之间的电势差与电场强度无关D. 两板之间的电势差与电场强度成正比答案：D二、计算题1. 一个带电粒子在电场中的电势能为5J，电量为2C，求该电场的电势差。
解答：电势能等于电量乘以电势差，即 U = qV。
所以 V = U / q = 5J / 2C = 2.5V。
2. 一匀强电场中，两点之间的电势差为10V，两点之间的距离为5m。
求该电场的电场强度。
解答：电场强度等于电势差除以距离，即 E = V / d。
所以 E = 10V / 5m = 2V/m。
3. 一个带有2μC电荷的点电荷在真空中受到的电场力为4N，求该电场中的电场强度。
解答：电场力等于电荷乘以电场强度，即 F = qE。
所以E = F / q = 4N / 2μC = 2N / μC = 2 * 10^9 N/C。
4. 一电势为100V的点电荷在电场中的位置A处势能为60J，位置B处势能为30J。
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Ii 可知：B矢量的
环流只与回路L内包围的传导电流代i 数和有关 ，而与环
路外电流无关。因此不能说所有的电流都对 B的环流
有贡献。
9. 从毕奥─萨伐尔定律能导出无限长直电流的磁场公
式
B
0 2
，I 当考察点无限接近导线时（ａ→０），
a
则Ｂ→∞，这是没有物理意义的，请解释．
.
一半径为ａ的无限长直载流导线，
.
均匀带电刚性细杆AB，线电荷密度为l，绕垂直于直线的轴O以w
角速度匀速转动(O点在细杆AB延长线上)．求：
(1) O点的磁感强度；
(2) 系统的磁矩；
O
a
(3) 若a >> b，求B0及pm．
Ab
(1) 对r～r+dr段，电荷 dq = l dr，
Bw
旋转形成圆电流．则
dIdqwl
w
dr
2 2
它(3d)在Bp若0m O a点 >rd的>2Bd 磁b0I感 lnl1 2 强a4law 度b0rw2 abaadd brdB rr0p m(a l0 2d 4rdb wI)p3 m 0 . lla na4 a3ba (w 1 120 a ld3 brb rw r2/a d方内)r 向．l垂[w 直a (纸b 面)3向a3]/6
在O点的叠加
某一半径为 的圆环的磁场为
dB 0di
d i22d 2wwd
d
o
dB 1 20d w
正电部分产生的磁感应强度为
负令B 电 B部 分0r产 B0 生2 的w d 磁 感应R 强0 2 度2为w rrB . rR02 d w 02 (w Rr)
7.有一闭合回路由半径为ａ和ｂ的两个同心共面半圆连接
________，方向为____________．把线圈绕OO＇轴转过角
度____________时，磁力矩恰为零． 在图面中向上
(n = 1，2，……)
R 2 IB
.
O
B
R
I
O′
将一个通过电流为I的闭合回路置于均匀磁场中，回路所围面积的
法线方向与磁场方向的夹角为a ．若均匀磁场通过此回路的磁通 量为F ，则回路所受力矩 的大小为_________________I_F__ta_n_a______________________．
1. 1. 如图所示，一半径为Ｒ，通有电 流为Ｉ的圆形回路，位于ＯＸＹ平面
z
内，圆心为Ｏ．一带正电荷为ｑ的粒
子，以速度沿Ｚ轴向上运动，当带正 电荷的粒子恰好通过Ｏ点时，作用于
o
y
圆形回路上的力为__0______，作用在
带电粒子上的力为__0______．
x
.
3。 一磁场的磁感应强度为 Baib jck （Ｔ），
B d S Bco d sS 0不论B为何值，当
1 2
时
s
s
或 scosdS0时均可是B scosdS0
所以B不一定等于零
.
5。如图，均匀磁场中放一均匀带正电荷的圆环，其电荷
wl 线密度为 ，圆环可绕与环面垂直的转轴旋转．当圆环以
角速度 转动时，圆环受到的磁力矩为____，其方向
I
2Rl
w 2
Rlw
pm IR2
l
R
R3lBw 在图面中向上
ow B
4. 如图，一半径为Ｒ的带
电塑料圆盘，其中有一半径为
ｒ的阴影部分均匀带正电荷，
面电荷密度为＋ ，其余部分均
匀带负电荷，面电荷密度为－
+
当圆盘以角速度旋转时，测得
圆盘中心Ｏ点的磁感应强度为
零，问Ｒ与ｒ满足什么关系？.
解：带电圆盘的转动，可看作无数的电流圆环的磁场
则通过一半径为Ｒ，开口向Ｚ正方向的半球壳表面的磁通
R c 量的大小为_________2___Ｗｂ
4。有人作如下推理：“如果一封闭曲面上的磁感应强
度 理
大小处B处sd相S，等B可，S得则0到根据磁学中的S高斯0，定又s因BdS0
为
，故可以推知必有Ｂ＝０．”这个推理正确
吗?如有错误请说明错在哪里．
答：这个推理不正确，因为有题设有
而成，如图其上均匀分布线密度为 l的电荷，当回路以匀
角速度 w绕w过Ｏ点垂直于回路平面的轴转动时，求圆心Ｏ
点处的磁感应强度的大小．
解： BB1B2B3
B1、B2 分别为带电的大半圆线圈
b
和小线圈转动产生的磁感应强度，
B 3 为带电线段b-a转动产生的磁感应强度
o a
I1
lwb 2
B1
0 I1
2b
0 lw
J
求：小圆柱空腔内一点的磁感强度 分析：由于挖去了一个小圆柱，
J
使得电流的分布失去了对轴线的
对称性，所以无法整体用安培回
路定理求解
但，可以利用补偿法，使电流恢 复对轴线的对称性。
.
Rod
o
r
J•
解：此题用补偿方法
B 11 2
0 jr 1
B 21 2
0 jr 2
R1
r1
r2
B B 1 B 2 1 20 j ( r 1 r 2 )
. 一圆电流I与它同心共面取一圆形回路L(如图所示),则磁感强度沿L
的环流为
A.
Bdl 0
l
，因为L上B处处为零
B. Bdl 0
l
C. Bdl 0
D.
l Bdl 0
l
，因为L上B处处与垂直 ，因为L包围电流且绕向与dl流向相反 ，因为L上B处处不为零
I L
一根导线弯折成如图所示的形状,当通以电流 I 时,O点处
.
a I 2R 0 R
L b
4ห้องสมุดไป่ตู้
lwlw B2
0lw d3 I2d/2 r d/r
B 3 4 a b0 2 d r3I a b2 0 lrd . w r2 0 l lw n b a
8.空间任一点的磁感应强度B是空间所有电流在该点激发的磁场的
B
BdS
都有贡献。这种看法如有错误请指出并改正． l
答：有安培回路定理 lBdS0
的磁感应强度B0为
o
.
如图所示, 将半径为R的无限长薄圆柱管沿轴向割去一宽 度为a的狭缝, x轴穿过该狭 缝,且a << R, 电流沿轴向均匀 分布,单位周长的电流为i, 则轴线上任意点处的磁感应强度 的大小和方向为:
0 ia 2R
Y轴正向
.
如图，半圆形线圈(半径为R)通有电流I．线圈处在与线圈平面平行 向右的均匀磁场中．线圈所受磁力矩的大小为
沿轴向均匀地流有电流Ｉ．若作一
l 个半径为Ｒ＝５ａ、高为 的柱形
曲面，已知此柱形曲面的轴与载流
S
导线的轴平行且相距３ａ（如
图）．则在圆柱侧面Ｓ上的
sBds ＝_______0_________．
I
.
通电导体的形状是：在一半径为R的无限长的导体圆
柱内，在距柱轴为 d 远处，沿轴线方向挖去一个半
径为 r 的无限长小圆柱。 导体内均匀通过电流，电流密度