
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1、靜電場(chǎng)部分練習(xí)題一、選擇題:1. 根據(jù)高斯定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式$E-ds旦,可知下述各種說(shuō)法中正確的是()£0A閉合面內(nèi)的電荷代數(shù)和為零時(shí),閉合面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定為零。B閉合面內(nèi)的電荷代數(shù)和不為零時(shí),閉合面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定處處不為零。C閉合面內(nèi)的電荷代數(shù)和為零時(shí),閉合面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不一定處處為零。D閉合面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)均為零時(shí),閉合面內(nèi)一定處處無(wú)電荷。2. 在靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線為平行直線的區(qū)域內(nèi)()A電場(chǎng)強(qiáng)度相同,電勢(shì)不同;B電場(chǎng)強(qiáng)度不同,電勢(shì)相同;C電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)都相同;D電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)都不相同;3當(dāng)一個(gè)帶電導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí),()A表面上電荷密度較大處電勢(shì)較高。B表面曲率較大處電勢(shì)較高。C導(dǎo)體內(nèi)部
2、的電勢(shì)比導(dǎo)體表面的電勢(shì)高;D導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)與其表面上任意點(diǎn)的電勢(shì)差等于零。4. 有四個(gè)等量點(diǎn)電荷在OXY平面上的四種不同組態(tài),所有點(diǎn)電荷均與原點(diǎn)等距,設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。則原點(diǎn)O處電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)均為零的組態(tài)是()5. 關(guān)于高斯定理,下列說(shuō)法中哪一個(gè)是正確的?()A高斯面內(nèi)不包圍自由電荷,則面上各點(diǎn)電位移矢量D為零。B高斯面上處處D為零,則面內(nèi)必不存在自由電荷。C高斯面上D通量?jī)H與面內(nèi)自由電荷有關(guān)。D以上說(shuō)法都不對(duì)。S6. A和B為兩個(gè)均勻帶電球體,A帶電量+q,B帶電量-q,作一個(gè)與A同心的球面S為高斯面,如圖所示,則()A通過(guò)S面的電通量為零,S面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零。通過(guò)S面的電通量為邑0S面上
3、各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E二'2。如圖所示,則比值嚴(yán)2為(0J2A電容器的電容量B兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)C兩極板間的電勢(shì)差D電容器儲(chǔ)存的能量qS面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E=-通過(guò)S面的電通量為-Z£0D通過(guò)S面的電通量為邑,但S面上場(chǎng)強(qiáng)不能直接由高斯定理求出。£07三塊互相平行的導(dǎo)體板,相互之間的距離竽叫,與板面積相比線度小得多,外面二反用導(dǎo)線連接,中間板上帶電,設(shè)左、右兩面上電荷面密度分別知JAd/d;12B1Cd/d;21D(d/d)2218一平板電容器充電后切斷電源,若改變兩極板間的距離,則下述物理量中哪個(gè)保持不變?(9. 一空心導(dǎo)體球殼,其內(nèi)外半徑分別為R和R,帶電量q,當(dāng)球殼
4、中心處再放一電量為q的點(diǎn)電荷12時(shí),則導(dǎo)體球殼的電勢(shì)(設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn))為()。q4兀£R01q4兀£Rq2兀£Rq2兀£R02010210. 以下說(shuō)法正確的是()。A場(chǎng)強(qiáng)為零的地方,電勢(shì)一定為零;電勢(shì)為零的地方,均強(qiáng)也一定為零B場(chǎng)強(qiáng)大小相等的地方,電勢(shì)也相等,等勢(shì)面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等;C帶正電的物體,也勢(shì)一定是正的,不帶電的物體,電勢(shì)一定等于零。D沿著均場(chǎng)強(qiáng)的方向,電勢(shì)一定降低。11. 兩個(gè)點(diǎn)電荷相距一定的距離,若在這兩個(gè)點(diǎn)電荷聯(lián)線的中垂線上電勢(shì)為零,那么這兩個(gè)點(diǎn)電荷為)。A電量相等,符號(hào)相同B電量相等,符號(hào)不同C電量不等,符號(hào)相同D電量不等,符號(hào)
5、不同12兩個(gè)同號(hào)的點(diǎn)電荷相距1,要使它們的電勢(shì)能增加一倍,則應(yīng)該()。A外力做功使點(diǎn)電荷間距離減少為l/2B外力做功使點(diǎn)電荷間距離減少為l/4C電場(chǎng)力做功使點(diǎn)電荷間距離增大為21D電場(chǎng)力做功使點(diǎn)電荷間距離增大為4113將充過(guò)電的平行板電容器的極板間距離增大,則()。A極板上的電荷增加B電容器的電容增大C兩極板閃電場(chǎng)強(qiáng)不變D電容器儲(chǔ)存的能量不變二、填空題1. 真空中靜電場(chǎng)的環(huán)路定理的數(shù)學(xué)表示式為:。該式的物理意義是:。該定理表明,靜電場(chǎng)是場(chǎng)。電力線是曲線。2. 圖中所示曲線表示球?qū)ΨQ(chēng)或軸對(duì)稱(chēng)靜電場(chǎng)的某一物理量隨徑向距離r成反比關(guān)系,該曲線可描的電場(chǎng)的Er關(guān)系,也可以描述的電場(chǎng)的Ur關(guān)系。3. 三
6、個(gè)平行的“無(wú)限大”均勻帶電平面,其電荷面密度都是+b,則A、B、C、D四個(gè)區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為E=;E=;ABCDABCE=。(設(shè)方向向右為正)D4. 應(yīng)用高斯定理求某點(diǎn)的電場(chǎng)時(shí),高斯面的選取要求5在相對(duì)介電常數(shù)&=4的各向同性均勻電介質(zhì)中,與電能密度®二2x106J/cm3相應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度re的大小E=6靜電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì),其數(shù)值等于或。7. 兩根相互平行的“無(wú)限長(zhǎng)”均勻帶正電直線1、2,相距為d,其電荷線密度分別為件和九,則場(chǎng)強(qiáng)等于零的點(diǎn)與直線1的距離a為。2間電勢(shì)差Uab;B板接地時(shí)UAb=8. 如圖所示,把一塊原來(lái)不帶電的金屬板B,移近一塊已帶有正電荷Q的金屬板A,平行
7、放置。設(shè)兩板面積都是S,板間距離是d,忽略邊緣效應(yīng)。當(dāng)B板不接地時(shí),兩板9. 一閉合面包圍著一個(gè)電偶極子,則通過(guò)此閉合面電場(chǎng)強(qiáng)度通量0=。e10. 在點(diǎn)電荷系的電場(chǎng)中,任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于這稱(chēng)為場(chǎng)強(qiáng)疊加原理。11. 在靜電場(chǎng)中,電位移線出發(fā),終止于。12. 兩塊“無(wú)限大”的帶電平行平板,其電荷面密度分別為Q>0)及-k,如圖所示。試寫(xiě)出各區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度E。I區(qū)E的大小方向II區(qū)E的大小,方向III區(qū)E的大小,方向13. 當(dāng)帶電量為q的粒子在場(chǎng)強(qiáng)分布為E的靜電場(chǎng)中從a點(diǎn)到b點(diǎn)作有限位移時(shí),電場(chǎng)力對(duì)該粒子所作功的計(jì)算式為A=。14. 靜電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)為UA>UB,則在正電荷由A
8、點(diǎn)移至B點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力作功,電勢(shì)能。15. 靜電場(chǎng)的高斯定理表明靜電場(chǎng)場(chǎng);靜電場(chǎng)的環(huán)路定理表明靜電場(chǎng)場(chǎng)。b16. 在靜電場(chǎng)中,如果所取的閉合曲面上E處處不為零,則該面內(nèi)電荷的代數(shù)和17. 如圖所示,在靜電場(chǎng)中,一電荷q0沿正三角形的一邊從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),已知電場(chǎng)力做功為A0,貝9當(dāng)該電荷q0沿正三角形的另二條邊從b點(diǎn)經(jīng)c點(diǎn)到a點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力做功A=。18. 已知平行板電容器的電容量為C0,極板間距為d0,如果保持兩極板間的電勢(shì)差U不變,而將兩極板間距拉大為2d0,則此時(shí)電容器的儲(chǔ)能W=。19. 在E=100V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電子從A點(diǎn)出發(fā),沿半徑R=0.20m的圓軌道繞圓周一圈后又回到
9、A點(diǎn),則電場(chǎng)力做功為J。三、改錯(cuò)題1. 正電荷均勻分布在半徑為R的球形體積中(如圖),電荷Uab4=兀R3Xdr4k8r2R3p11(_3srr0ab體密度為P,求球內(nèi)a點(diǎn)和球外b點(diǎn)的電勢(shì)差時(shí),得出以下結(jié)果:這個(gè)結(jié)果正確嗎?如有錯(cuò)誤,請(qǐng)指出錯(cuò)在哪里,并予以改正。2. 將一平行電容器充電后切斷電源,用相對(duì)介電常數(shù)為s的各向同性均勻電介質(zhì)充滿(mǎn)其內(nèi),下列有r關(guān)說(shuō)法中如有錯(cuò)誤請(qǐng)改正。1)極板上的電量保持不變。(2) 介質(zhì)中的場(chǎng)強(qiáng)是原來(lái)的1/S倍。r(3) 介質(zhì)中的電場(chǎng)能量是原來(lái)的1飛2倍。r四、判斷題1. 三個(gè)相等的電荷放在等邊三角行的三個(gè)頂點(diǎn)上,可以以三角形中心為球心作一個(gè)球面,利用高斯定律求出它們
10、所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)。2. 如果通過(guò)閉合曲面S的電通量為零,則該面S上每一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都等于零。3. 如果在封閉面S上,E處處為零,則肯定此封閉面一定沒(méi)有包圍凈電荷。4. 電場(chǎng)線可以在無(wú)電荷處中斷。5. 靜電場(chǎng)電力線永不閉合。6. 同一條電力線上任意兩點(diǎn)的電勢(shì)不可能相等。7. 電荷在電勢(shì)高的地點(diǎn)的靜電勢(shì)能一定比在電勢(shì)低的地點(diǎn)的靜電勢(shì)能大。8. 靜電平衡狀態(tài)下,導(dǎo)體的電荷只能分布在導(dǎo)體表面上。9. 靜電平衡狀態(tài)下,只有球形導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零。10. 在一孤立導(dǎo)體殼的中心放一點(diǎn)電荷,球殼內(nèi)、外表面的電荷分布一定均勻。如果點(diǎn)電荷偏離球心,則內(nèi)外表面電荷分布就不均勻。五、計(jì)算題1. 在邊長(zhǎng)為a的正方形的四角,依次放
11、置點(diǎn)電荷q,2q,-4q和2q,其中心放一正的單位點(diǎn)電荷,求這個(gè)電荷受力的大小和方向。2. 兩個(gè)電量都是q的點(diǎn)電荷固定在真空中,相距2a。在它們連線的中垂線上放另一電量為q0的點(diǎn)電荷,q0到A、B連線中點(diǎn)的距離為r。求q0所受的靜電力,并討論其在中垂線上哪點(diǎn)處受力最大。3. 求電矩為p=ql的電偶極子,在靠近+q的一側(cè)的軸線延長(zhǎng)線上任一確定點(diǎn)A的場(chǎng)強(qiáng)。已知A點(diǎn)到偶極子中心的距離為r.4. 兩塊互相平行的無(wú)限大均勻帶電平板,其中一塊的面電荷密度為+。,另一塊面電荷密度為+2。,兩板間距離為d。兩板間的電場(chǎng)為多少?4rd+題5示圖5. 根很長(zhǎng)的絕緣棒,均勻帶電,單位長(zhǎng)度上的電荷量為入。求距棒的一端
12、垂直距離為d的P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度。6. 設(shè)點(diǎn)電荷分布的位置是:在(0,0)處為q在(3m,0)處為q2、在(0,4m)處為一q3。計(jì)算通過(guò)以(0,0)為球心,半徑等于5m的球面上的總E通量。7圖中電場(chǎng)強(qiáng)度的分量為Ex=bxi/2,Ey=Ez=0,試計(jì)算(1)通過(guò)立方體的總電通量(2)立方體內(nèi)的總電荷量。8. 個(gè)半徑R的球體內(nèi),分布電荷體密度P=kr,式中k是常量,r是徑向距離。求空間的場(chǎng)強(qiáng)分布。9. 在半徑分別為10cm和20cm的兩層假想同心球面中間,均勻分布著電荷體密度為P=10-9C/m3的正電荷。求離球心5cm、15cm、50cm處的電場(chǎng)強(qiáng)度。10.一均勻帶電球殼,半徑為R,帶電量為Q,
13、試求:導(dǎo)體內(nèi)外的電場(chǎng)強(qiáng)度分布和電勢(shì)分布。A。f。i11IIJd/2;d/2:rq1Dq211.如圖所示,已知r=6cm,d=8cm,q1=3X10-sC,q2=-3X10-sCo求:(1)將電荷量為2X10-9C的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功。(2)將點(diǎn)電荷C點(diǎn)移到D點(diǎn),電場(chǎng)力所做的功。12. 有兩個(gè)無(wú)限長(zhǎng)同軸金屬圓筒,內(nèi)圓筒A的半徑為R1,外圓筒B的半徑為R2,在內(nèi)圓筒上每單位長(zhǎng)度有正電荷入,在外圓筒單位長(zhǎng)度上有等量的負(fù)電荷,試求1)內(nèi)外筒之間的電場(chǎng)強(qiáng)度分布;內(nèi)外筒之間的電勢(shì)差。13. 大氣層中發(fā)生的閃電相當(dāng)于電容器放電,若放電的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為109V,放電量為34C,求所釋放的電能
14、為多少?14. 在半徑為R的金屬球外包有一層均勻介質(zhì),外半徑為R2。設(shè)介質(zhì)的相對(duì)電容率為£r,金屬球帶電Q,求:介質(zhì)層內(nèi)、外的電場(chǎng)分布和電勢(shì)差分布。15半徑為R0的導(dǎo)體球,外套同心的導(dǎo)體球殼,殼的內(nèi)外半徑分別是R1和R2。球與殼之間是空氣,殼外也是空氣,當(dāng)內(nèi)球帶電為Q時(shí),問(wèn)(1)系統(tǒng)儲(chǔ)藏多少電能?(2)如用導(dǎo)線把殼與球聯(lián)在一起,結(jié)果如何?靜電場(chǎng)練習(xí)題標(biāo)準(zhǔn)答案一選擇1.C2.A3.D4.C5.C6.D7.C8.B9.D10.D11.B12.A13.C二填空1. EE-dl二0;L在電場(chǎng)力作用下單位正電荷沿任何閉合路移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力作功為零非閉合2.無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直線;點(diǎn)電荷3ccc3c3.
15、,2e2e,2e,2e00004.1)必須通過(guò)待測(cè)場(chǎng)強(qiáng)的哪一點(diǎn);(2)各部分或者與場(chǎng)強(qiáng)垂直或者與場(chǎng)強(qiáng)平行;(3)與場(chǎng)強(qiáng)垂直的那部分面上的各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等。5.6.7.-2®-_0.34ee丫0r申_1*參E-dlpp九i-d九+九1_jdq4兀erV08.Qd.Qd2es'09.010.每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量疊加;11.正自由電荷;負(fù)自由電荷。13.qjbE-adl15.有源;保守力。17.A019.0三.改錯(cuò)題p2R31.U_(3R2-r2-)ab6ear0b2.(3)x®Q2Q21Q2x2C2eCe2Cr0r0四判斷題1.錯(cuò)2.錯(cuò)3.對(duì)4.
16、錯(cuò)5.對(duì)c3cc12.,T;T;;J;2e2e2e'00014.正;減少16.可能18.C0U2/46.對(duì)7.錯(cuò)8.對(duì)9.錯(cuò)10.錯(cuò)五.計(jì)算題1.兩個(gè)2q對(duì)中心單位電荷的作用力相抵消,中心電荷受的即為q和-4q對(duì)它的合力,其大小為F=F+F=qq01348r20丄4qq+04k8r205q2兀8a202.q0所受靜電力的大小2rF=.4兀*0(a2+r2)p'a2+r2qqr02兀8(a2+r2)3/203.4.5.6.方向垂直于ABdF由=0可得(a2+r2)-3r2=0,drd2F二0,該處受力最大。dr2由電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加可得:E=-4兀801(r-2)2(r+2)22lr
17、r2-(|)2由場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理cE=2edE=x九ddx4K£(x2+d2)(x2+d2)1/20方向:Tc4兀8(x2+d2)0dE=dEsin0yXxdx4K£(x2+d2)3/204兀8(x2+d2)3/20九fxdx=JdE九4兀8'(x2+d2)3/24兀8d000=XdJdx九4兀8'(x2+d2)3/24兀8d000X丁X弋i+j4兀8d4兀8d00方向與X軸夾角為1350。=JdEyE=Ei+Ej=xy根據(jù)高斯定律,球面上的總通量q二(q+qq)i812307. 因場(chǎng)強(qiáng)只有X分量,電力線從左側(cè)面進(jìn)入,從右側(cè)面射出。00+0ES+ES=bd5/
18、2+、:2bd5/2=(、:21)bd5/2EE左E右左右(2)q=80=8(、:21)bd5/20E0&在球內(nèi)距球心r處選擇一高斯面,其包圍的電量為9qJJJpdVJkr4兀r2dr兀kr4kr24兀8r24800E=q=kR44兀8r248r200,在球內(nèi)r處的場(chǎng)強(qiáng)為:E纟在球外r處所包圍的電量為:q=Jkr4兀r2dr=兀kR40當(dāng)r=5cm時(shí),球面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)均為零。r=15cm時(shí),以r為半徑球形高斯面內(nèi)的電量為444qp(兀r3兀R3)兀p(r3R3)33i31E=44r50cm時(shí),qp(兀R3一兀R3),323-E=(r3一R3)4.0V/m4兀8r238r2100q1.05
19、V/m4兀8r2010球殼內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為零。殼內(nèi)電勢(shì)為,VJ4兀8R0球殼外r處:E11(1)A點(diǎn)電勢(shì)為V+a4兀8r4兀8r01A02AA=q(VV)=3.6x106J0AB(2)C點(diǎn)的電勢(shì)為-9x109(3x10-83x10-80.061.8x103V,V0V0.062+0.082BV=-(£+冬)=1.8x103V,V0C4兀8rrD01C2CA=q(VV)=3.6x106J0CD12.小于R和大于R2區(qū)域內(nèi)任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零。當(dāng)R<r<R的內(nèi)部任一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為:12九E=2兀8r0九.Rln2-2兀8R01VJE-dr=¥dr2兀8rR0113.W1V1.7x101
20、0J14.應(yīng)用有介質(zhì)時(shí)的高斯定理可得電位移的分布為D=(rR)介質(zhì)內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)分布為E=-D=Q-4兀r211ss4kssr20r0r介質(zhì)外E=一-2s4兀sr2001PEdr=Q2介質(zhì)層內(nèi)部一點(diǎn)P的電勢(shì)為:V=JEdl=J2Edr+JEdr2介質(zhì)外的電勢(shì)分布為:V2R215(1)空間場(chǎng)強(qiáng)分布為E=0,(rR,RrR012E=J4兀sr20儲(chǔ)藏的能量為W=-JJJsE2dV=仝(J丄dr+J丄dr)=208兀sr2r20R0R2(2)當(dāng)用導(dǎo)線聯(lián)接后,殼內(nèi)(rR)無(wú)電場(chǎng),系統(tǒng)的電能為2,(R0叭R1,rR2王(丄4兀sR0011、+)RR12q28兀sR02電磁學(xué)練習(xí)題一、選擇題1一運(yùn)動(dòng)電荷q,質(zhì)量為
21、m,以初速u(mài)0進(jìn)入均勻磁場(chǎng)中,若u0與磁場(chǎng)的方向夾角為a,則()。A其動(dòng)能改變,動(dòng)量不變B其動(dòng)能、動(dòng)量都改變C其動(dòng)能不變,動(dòng)量改變D其動(dòng)能、動(dòng)量都不變2無(wú)限長(zhǎng)載流空心圓柱導(dǎo)體的內(nèi)外半徑分別為a,b,電流在導(dǎo)體截面上均勻分布,則空間各處的B的大小與場(chǎng)點(diǎn)到圓柱中心軸線的距離r的關(guān)系定性地如圖所示()。3B(A)如圖在一圓形電流I所在平面內(nèi),選取一個(gè)同心圓形閉合回路L,則由安培環(huán)路定理可知:()。ABCDJBdl=0且環(huán)路上任意點(diǎn)B=0LJBd=0且環(huán)路上任意點(diǎn)b豐0LJBd豐0且環(huán)路上任意點(diǎn)b豐0LJBd豐0且環(huán)路上任意點(diǎn)b=常量L4對(duì)于安培環(huán)路定理的理解,正確的是(所討論的空間為真空并處于穩(wěn)恒磁
22、場(chǎng)中)()。A若JBd=0,則在回路L上必定B是處處為零Lb若JBd=0,則回路l必定不包圍電流Lc若JBd=0,則回路l所包圍傳導(dǎo)電流的代數(shù)和必定為零LD回路L上各點(diǎn)的B僅與回路L所圍的電流有關(guān)5根無(wú)限長(zhǎng)的導(dǎo)線載有電流I,折成右圖所示的形狀,圓弧部分的半徑為R,則圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為()。卩I3卩I0+94兀R8R如右圖所示。則通過(guò)陰影部分的磁通量為()。卩l(xiāng)abA-t0-2兀l卩Ib、l+aB0In2兀l卩l(xiāng)abC2兀(/+a)卩IKlD0In2兀l+a6根無(wú)限長(zhǎng)的載流直導(dǎo)線,流過(guò)的電流為I,6題圖7如右圖所示,均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向沿y軸正向,要使電量為q的正離子沿x軸做勻
23、速直線運(yùn)動(dòng),則必須加一個(gè)均勻電場(chǎng)E,其大小和方向?yàn)椋ǎ?。AE=B/u,E沿z軸的正向bE=B/u,E沿y軸的正向CE=Bu,E沿z軸的正向DE=Bu,E沿z軸的負(fù)向T一u7題圖8在感應(yīng)電場(chǎng)中電磁感應(yīng)定律可寫(xiě)成J:E-d=kd_頁(yè)'式中Ek為感應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度。此式表明:)。A閉合曲線l上E處處相等kB感應(yīng)電場(chǎng)是保守場(chǎng)C感應(yīng)電場(chǎng)的電力線不是閉合曲線D在感應(yīng)電場(chǎng)中不能象對(duì)靜電場(chǎng)那樣引入電勢(shì)的概念9如圖,M、N為水平面內(nèi)兩根平行金屬導(dǎo)軌,ab與cd為垂直于導(dǎo)軌并可在其上自由滑動(dòng)的兩根直裸導(dǎo)線。外磁場(chǎng)垂直水平面向上,當(dāng)外力使ab向右平移時(shí),cd(A不動(dòng)B轉(zhuǎn)動(dòng)C向左移動(dòng)D向右移動(dòng))。9題圖10矩形線框
24、長(zhǎng)為a寬為b,置于均勻磁場(chǎng)中,線框繞oo軸,以勻角速度旋轉(zhuǎn)(如圖所示)。設(shè)t=0時(shí),線框平面處于紙面內(nèi),則任意時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為()。A2abB|cosBabBCabBcos2DQabBcos10題圖EQabBsinqt|11若空間存在兩根無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線,空間的磁場(chǎng)分布就不具有簡(jiǎn)單的對(duì)稱(chēng)性,則該磁場(chǎng)分布()。A不能用安培環(huán)路定理來(lái)計(jì)算B可以直接用安培環(huán)路定理求出C只能用畢奧一薩伐爾定律求出D可以用安培環(huán)路定理和磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加原理求出12對(duì)于單匝線圈取自感系數(shù)的定義式為L(zhǎng)=,當(dāng)線圈的幾何形狀、大小及周?chē)沤橘|(zhì)分布不變,且無(wú)鐵磁性物質(zhì),若線圈中的電流強(qiáng)度變小,則線圈的自感系數(shù)L()。A變大
25、,與電流成反比關(guān)系B變小C不變D變大,但與電流不成反比關(guān)系13半徑為a的載流圓形線圈與邊長(zhǎng)為a方形線圈通有相同電流I,2a為(21一)。度大小相同,則半徑與邊長(zhǎng)之比a:1B:1DJ2兀:814.兩電子同時(shí)由兩電子槍射出,它們的初速度與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,速率分別為u和2u,經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn))。A第一電子先回到出發(fā)點(diǎn)(速率為u的)B兩個(gè)電子同時(shí)回到出發(fā)點(diǎn)C第二電子先回到出發(fā)點(diǎn)(速率為2u的)D兩個(gè)電子不回到出發(fā)點(diǎn)15.長(zhǎng)直電流I2與圓形電流I】共面,并與其一直徑相重合(但兩者絕緣),如圖所則圓形電流將(示,設(shè)長(zhǎng)直導(dǎo)線不動(dòng),)。A繞I2旋轉(zhuǎn)C向左運(yùn)動(dòng)B向右運(yùn)動(dòng)D向上運(yùn)動(dòng)116在如圖的均勻磁場(chǎng)中,長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)
26、線ab在垂直于紙的平面內(nèi)與B成a角度,以速度廳移動(dòng),直導(dǎo)線ab中的電動(dòng)勢(shì)為()。BLBBLusinaBLucosa15題圖17關(guān)于電磁波下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。a電磁波是橫波,電場(chǎng)E和磁場(chǎng)B的方向與電磁波的傳播方向垂直B電磁波中磁場(chǎng)和電場(chǎng)的變化是同相的C電磁波傳播的同時(shí)伴隨著能量的傳播D電磁波中電場(chǎng)E和磁場(chǎng)B的方向也相互垂直,傳播方向、電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向三者形成左手關(guān)系18在下列矢量場(chǎng)中,屬于保守力場(chǎng)的是()。衣化*匯A靜電場(chǎng)B渦旋電場(chǎng)C穩(wěn)恒磁場(chǎng)D變化的磁場(chǎng)匚書(shū)xxxxxXXXXXXyXXX19題圖19. 如有圖所示,一矩形導(dǎo)體框,以速度廳從a處進(jìn)入以均勻磁場(chǎng)并從b處出來(lái)。若不計(jì)導(dǎo)體框的自感,下
27、面哪一條曲線正確表示了線圈中的感應(yīng)電流隨時(shí)間的變化關(guān)系(以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)榛芈返睦@行正方向)。()20. 電流由長(zhǎng)直線1沿平行be邊方向經(jīng)a點(diǎn)流入一電阻均勻分布的正三角形線框,再由b點(diǎn)沿cb流出,經(jīng)長(zhǎng)直線2返回電源(如圖),已知直導(dǎo)線上的電流為I,三角框的每一邊長(zhǎng)為1。若載流導(dǎo)線1、2和三角形框在三角框中心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)分別用B、B和B3表示,則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小()。123AB=0,因?yàn)锽1=B2=B3=0BB=0,因?yàn)锽+B=0、B=0123CBM0,因?yàn)锽+B=0但B3M0123DBM0,因?yàn)锽3=0,但B+B豐031221. 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中作一半徑為r的半球面S,S邊
28、線所在平面的法線方向單位矢量n與B的夾角為a,則通過(guò)半球面S的磁通量為()。A兀r2BB2兀r2bC-兀r2BsinaD-兀r2Bcosa22. 若一平面截流線圈在磁場(chǎng)中既不受力,也不受力矩作用,這說(shuō)明()。A該磁場(chǎng)一定均勻,且線圈的磁矩方向一定與磁場(chǎng)方向平行B該磁場(chǎng)一定不均勻,且線圈的磁矩方向一定與磁場(chǎng)方向平行C該磁場(chǎng)一定均勻,且線圈的磁矩方向一定與磁場(chǎng)方向垂直D該磁場(chǎng)一定不均勻,且線圈的磁矩方向一定與磁場(chǎng)方向垂直23. «粒子與質(zhì)子以同一速率垂直于磁場(chǎng)方向入射到均勻磁場(chǎng)中,它們各自作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑比R/R,和周期比T/T分別為()。apapA1和2B1和1C2和2D2和124.
29、在時(shí)間變化率為dB/dt的均勻磁場(chǎng)中,平行放有一個(gè)銅環(huán)A、一個(gè)木環(huán)B如圖所示,環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)()。X;術(shù)環(huán)XXX詞環(huán)XXXXXXXXXA£=0B£>£/IfBABXXXXXXXiIy四懾C£<£D£=£ABABX一XXXXXXXXXX24題圖25. 一長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流I均勻分布在它的橫截面上,導(dǎo)線內(nèi)部單位長(zhǎng)度的磁能為()。A卩12/16兀;B卩12/8兀;C無(wú)限大;D0.0026.如圖所示,一無(wú)限長(zhǎng)通電流的扁平直銅片,寬度為a,厚度不計(jì),電流I均勻分布于銅片。與銅片共面、離銅片近端為b的P點(diǎn)上,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小
30、為(pI02兀(a+b)pI、a+bBIn2兀abpI、a+bCjn2兀bapID12k(-a+b)27.在無(wú)限長(zhǎng)載流導(dǎo)線附近有一個(gè)球形閉合曲面S,當(dāng)S面垂直于導(dǎo)線電流方向向長(zhǎng)直導(dǎo)線靠近時(shí),穿過(guò)S面的磁通量m和面上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小將:()。Am增大,B也增大Bm不變,B也不變Cm增大,B不變Dm不變,B增大28.如圖所示,兩線圈A、B相互垂直放置。當(dāng)通過(guò)兩線圈中的電流I、I2均發(fā)生變化時(shí),那么()。A線圈A中產(chǎn)生自感電流,線圈B中產(chǎn)生互感電流B線圈B中產(chǎn)生自感電流,線圈A中產(chǎn)生互感電流C兩線圈中同時(shí)產(chǎn)生自感電流和互感電流D兩線圈中只有自感電流,不產(chǎn)生互感電流29.如圖所示,在磁感強(qiáng)度為B
31、的均勻磁場(chǎng)中,有一圓形載流導(dǎo)線,a、b、c是其上三個(gè)長(zhǎng)度相等的電流元,則它們所受安培力大小的關(guān)系為()。AF>F>FabcCF>F>FbcaBF<F<FabcDF>F>Facb29題圖30.對(duì)位移電流,有下述四種說(shuō)法,請(qǐng)指出哪一種說(shuō)法正確:()。A位移電流是指變化電場(chǎng)B位移電流是由線性變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的C位移電流的熱效應(yīng)服從焦耳一楞次定律D位移電流的磁效應(yīng)不服從安培環(huán)路定理31.麥克斯韋方程組中,電場(chǎng)豆的環(huán)路定理為tE-dl=A.0B.poI32將載流線圈放入磁場(chǎng)后,以下正確的說(shuō)法是A.載流線圈的磁矩與磁場(chǎng)強(qiáng)弱成正比B.載流線圈的磁矩一定不為零C.載
32、流線圈受的力矩一定不為零D.載流線圈受力矩的方向不一定與磁場(chǎng)垂直33.在圖(a)和(b)中各有一半徑相同的圓形回路L2,圓周內(nèi)有電流I.、I2,其分布相同,且均在真空中,但圖(b)中L2回路外還有電流I3。P:、P2為兩回路上對(duì)應(yīng)點(diǎn),JB-dl=JB-dl;JB-dlHJB-dl;JB-dl=JB-dl;JB-dlHJB-dl;L厶2則()。二BP2二BP2豐BP2豐BP2)。34.下面哪個(gè)圖正確地描述了無(wú)限長(zhǎng)均勻載流圓柱體(半徑為R)沿徑向的磁場(chǎng)分布?ACB35.一細(xì)導(dǎo)線彎成直徑為d的半圓,置于紙面內(nèi),均勻磁場(chǎng)B垂直紙面向里,當(dāng)導(dǎo)線繞著O點(diǎn)以勻角3在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),Oa間的電動(dòng)勢(shì)為(wBd22
33、wBd2Bdwcoswt2Bdwsinwt2)。二.填空題I1一根導(dǎo)線與Z軸重合,另一根導(dǎo)線與X軸平行且在XOY平面內(nèi),設(shè)兩導(dǎo)線中皆通過(guò)I=10A的電流,則在Y軸上離兩根導(dǎo)線等距離的點(diǎn)P處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=。(卩二4兀x10-7T-m-A-1)03.真空中有一電流元Idl,在由它起始的矢徑r的端點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)學(xué)表達(dá)式為4如圖所示,用均勻細(xì)金屬絲構(gòu)成一半徑為R的圓環(huán)C,電流I由導(dǎo)線1流入圓環(huán)A點(diǎn),而后由圓環(huán)B點(diǎn)流出,進(jìn)入導(dǎo)線2。設(shè)導(dǎo)線1和導(dǎo)線2與圓環(huán)共面,則環(huán)心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,方5產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力,產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是6.如圖,在無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線的右側(cè)有面積為S1和S
34、2兩個(gè)矩形回路。兩個(gè)回路與長(zhǎng)直載流導(dǎo)線在同一平面,且矩形回路的一邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行,則通過(guò)面積S1的矩形回路的磁通量與通過(guò)面積為S2的矩形回路的磁通量之比為。7題圖7如圖所示,兩根通有電流為I,流向相反的導(dǎo)線A、B,在四個(gè)環(huán)路中B矢量的環(huán)流分別為:JB-dl=,JB-dl=JB-dl=L3fL2,JB-dl二。L48. 麥克斯韋電磁理論中提出了渦旋電場(chǎng)和位移電流的假設(shè)。渦旋電場(chǎng)由產(chǎn)生;位移電流由產(chǎn)生。9.長(zhǎng)50cm,截面積為8.0cm2的空心螺線管共繞4000匝,則此螺線管的自感系數(shù)L=。如果電流在10x10-3s內(nèi)由1.0A減少到0.1A,線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)大小,方向與電流的方向。(填:“相同
35、”或“相反”)10.一半徑為a的無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線,沿軸向均勻地流有電流I。若作一個(gè)半徑為R=5a、高為l的柱形曲面,已知此柱形曲面的軸與載流導(dǎo)線的軸平行且相距3a(如圖)。則B在圓柱側(cè)面S上積分JJB-dS=。S10題圖11載有一定電流的圓線圈在周?chē)臻g產(chǎn)生的磁場(chǎng)與圓線圈半徑R有關(guān),(1)圓線圈中心(即圓心)的磁場(chǎng)。(2)圓線圈軸線上各點(diǎn)的磁場(chǎng)12. 如圖所示,有一根流有電流I的導(dǎo)線,被折成長(zhǎng)度分別為a、b夾角為1200的兩段,并置于均勻磁場(chǎng)B中,若導(dǎo)線的長(zhǎng)度為b的一段與B平行,則a、b兩段載流導(dǎo)線所受的合磁力的大小為。12題圖13. 將一個(gè)通過(guò)電流強(qiáng)度為I的閉合回路置于均勻磁場(chǎng)中,回路所圍的
36、面積的法線方向與磁場(chǎng)方向的夾角為a。若均勻磁場(chǎng)通過(guò)此回路的磁通量為,則回路所受力矩的大小為。14. 兩長(zhǎng)直密繞螺線管,長(zhǎng)度及線圈匝數(shù)相同,半徑及磁介質(zhì)不同,設(shè)其半徑之比為r1:r2=1:2,磁導(dǎo)率叮叮2:1,則其自感系數(shù)之比L1:L2=,通以相同的電流時(shí)所貯的磁能之比W1:W2=。15. 有兩個(gè)長(zhǎng)度相同,匝數(shù)相同,載面積不同的長(zhǎng)直螺線管,通以相同大小的電流,現(xiàn)在將小螺線管完全放入大螺線管里(兩者軸線重合),且使兩者產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向一致,則小螺線管內(nèi)的磁能密度是原來(lái)的;若使兩螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反,則小螺線管中的磁能密度為。(忽略邊緣效應(yīng))18題圖17. 圖所示,一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I=10A
37、,在一處折成夾角9=60°的折線,求角平分線上與I丿r導(dǎo)線的垂直距離均為r=0.1cm的P點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=18. 已知載流圓線圈中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,此圓線圈的磁矩與一邊長(zhǎng)為a通過(guò)電流為I的正方形線圈的磁矩之比為2:1,載流圓線圈的半徑為。19. 如右圖所示,平行長(zhǎng)直電流A和B,電流強(qiáng)度均為I,電流方向垂直紙面向外,兩導(dǎo)線相距a,則(1) P點(diǎn)(AB中點(diǎn))的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bp=1丿(2) 磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿圖中環(huán)路L的線積分JB-dl=。L(3) 環(huán)路積分JB-di中的B是由電流所決定的。L20. 如圖所示,1/4圓弧電流置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中,則圓弧所受的安培力f=方向24
38、題圖21題圖大小為,方向?yàn)?1. 如圖,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一任意形狀的載流導(dǎo)線,導(dǎo)線平面與B垂直,其所受安培力大小應(yīng)為,這說(shuō)明,在垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng),起點(diǎn)與終點(diǎn)一樣的曲導(dǎo)線和直導(dǎo)線所受安培力大小。22、一平面試驗(yàn)線圈的磁矩大小pm為1X10-8A.m2,把它放入待測(cè)磁場(chǎng)中的A處,試驗(yàn)線圈很小,可以認(rèn)為圈內(nèi)磁場(chǎng)是均勻的。當(dāng)此線圈的p與z軸平行時(shí),所受的磁力矩大小為M=5X10-9Nm,m方向沿x軸負(fù)方向;當(dāng)此線圈p與y軸平行時(shí),所受的磁力矩為零,則空間A點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的m丿23、如圖,均勻磁場(chǎng)中有載流線圈,電流為I,oa=ab=R,則ab所受安培力大小為,be弧所受安培力大小為,線圈所受力矩為,線圈磁矩
39、大小為。24. 寫(xiě)出真空中的麥克斯韋方程組的積分表達(dá)式:25.在均勻磁場(chǎng)B中,有一剛性直角三角形線圈ABC,AB=a,BC=2a,AC邊平行于B。線圈繞AC邊以勻角速s轉(zhuǎn)動(dòng),方向如圖所示。AB邊的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)8=,BC邊的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)8=,i1i2線圈的總電動(dòng)勢(shì)8=。i三、判斷題1、關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義,判斷下列三種說(shuō)法的正誤。廠F(1) 運(yùn)動(dòng)電荷以速度v垂直通過(guò)磁場(chǎng)某點(diǎn)時(shí),受到最大磁場(chǎng)力Fmax,則B=,方向?yàn)樵擖c(diǎn)小qu磁針N極指向。()廠F(2) 運(yùn)動(dòng)電荷以速度v垂直通過(guò)磁場(chǎng)某點(diǎn)時(shí),受到最大磁場(chǎng)力Fmax,則B=fx,方向?yàn)殡姾蓂u受力方向。()一一廠F一、(3) 電荷平行通過(guò)磁場(chǎng)某點(diǎn)時(shí),受最
40、大磁場(chǎng)力Fmax,則B=-劉,方向?yàn)殡姾稍谠撎幍氖芰Ψ絨u向()2、一電荷q在均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),判斷下列的說(shuō)法是否正確,并說(shuō)明理由。(1) 只要電荷速度的大小不變,它朝任何方向運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的洛侖茲力都相等。()(2) 在速度不變的前提下,電荷量q改為q,它所受的力將反向,而力的大小不變.()(3) 電荷量q改為-q,同時(shí)其速度反向,則它所受的力也反向,而大小則不變。()(4) U,B,F三個(gè)矢量,已知任意兩個(gè)矢量的大小和方向,就能確定第三個(gè)矢量的方向和大小。()(5) 質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)帶電粒子,在磁場(chǎng)中受洛侖茲力后動(dòng)能和動(dòng)量不變。()3. 根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的定義判斷下列說(shuō)法的正誤。(1) 導(dǎo)體回路中的
41、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)回路的磁感應(yīng)通量成正比。()(2) 當(dāng)導(dǎo)體回路所構(gòu)成的平面與磁場(chǎng)垂直時(shí),平移導(dǎo)體回路不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。()(3) 只要導(dǎo)體回路所在處的磁場(chǎng)發(fā)生變化,回路中一定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。()(4) 將導(dǎo)體回路改為絕緣體環(huán),通過(guò)環(huán)的磁通量發(fā)生變化時(shí),環(huán)中有可能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。()4. 在恒定電流形成的磁場(chǎng)中通過(guò)同一邊界的任意曲面的電流總量相同.()5. 在任何磁場(chǎng)中通過(guò)任何曲面的磁通量總是等于零.()6安培環(huán)路定理中的電流指的是閉合的恒定電流,對(duì)于一段電流形成的磁場(chǎng),則安培環(huán)路定理不成立()7動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的本質(zhì)是一樣的,都是洛倫茲力的表現(xiàn).()8在磁介質(zhì)磁化過(guò)程中出現(xiàn)的磁化
42、電流與自由電流的本質(zhì)是完全不同的,但在激發(fā)磁場(chǎng)方面上卻具有相同的規(guī)律()9. 變化的電場(chǎng)可以激發(fā)磁場(chǎng),變化的磁場(chǎng)可以激發(fā)電場(chǎng).()10. 在均勻磁場(chǎng)中平面載流線圈所收的合力為零,僅受力矩的作用.()四、計(jì)算題1. 一根很長(zhǎng)的同軸電纜,由一導(dǎo)體圓柱(半徑為a)和一同軸的導(dǎo)體圓筒(內(nèi)、外半徑分別為b,c)構(gòu)成,如圖所示。使用時(shí),電流I從一導(dǎo)體流去,從另一導(dǎo)體流回。設(shè)電流都是均勻分布在導(dǎo)體的橫截面上。求:(1)導(dǎo)體圓柱體內(nèi)(ra),(2)兩導(dǎo)體之間(arb),(3)導(dǎo)體圓筒內(nèi)(brc),(4)電纜外(rc)各點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。2如圖所示,在一根半徑為R的無(wú)限長(zhǎng)圓柱形導(dǎo)體棒,棒中有一半徑為R的圓柱
43、狀空腔,空腔的軸線與導(dǎo)體棒的軸線平行,兩軸相距為a,且a>R,2電流I沿導(dǎo)體棒軸向流動(dòng),電流均勻分布棒的橫截面上,(1)導(dǎo)體棒軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B;0(2)空腔軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B03電荷q均勻分布于半徑為R的塑料圓盤(pán)上,若該盤(pán)繞垂直于盤(pán)面的中心軸以角速度®的旋轉(zhuǎn),試求盤(pán)心處磁感應(yīng)強(qiáng)度和圓盤(pán)的磁矩。計(jì)4題圖4.一圓線圈的半徑為R,載有電流/,置于均勻外磁場(chǎng)B中(如圖所示),在不考慮載流圓線圈本身所激發(fā)的磁場(chǎng)的情況下,求線圈導(dǎo)線上的張力和磁矩(已知載流線圈的法線方向與B的方向相同)。5如圖,半徑為R的半圓線圈ACD通過(guò)電流12,并置于電流為I】的無(wú)限長(zhǎng)直線電流的磁場(chǎng)中
44、,直線電流I恰過(guò)半圓的直徑,求半圓線圈受到的長(zhǎng)直線電流I1的磁力。6無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線與一個(gè)長(zhǎng)薄電流板構(gòu)成閉合回路,電流為I,電流板寬為a,兩者相距也為a(導(dǎo)線與板在一同平面內(nèi)),如圖所示,求導(dǎo)線與電流板間單位長(zhǎng)度內(nèi)的作用力。計(jì)6題圖7如圖所示,一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線,中間為一半徑為R的圓環(huán),當(dāng)導(dǎo)線通過(guò)的電流為I時(shí),求:(1)環(huán)中心o處的磁感應(yīng)強(qiáng)度;(2)垂直于環(huán)面的軸線上距o點(diǎn)為r處的p點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。8如圖所示,二同軸無(wú)限長(zhǎng)的導(dǎo)體薄壁圓筒,內(nèi)筒的半徑為R2,二筒上均勻地流著方向相反的電流,電流強(qiáng)度皆為I。試求:(1)的大小;(2)二筒單位長(zhǎng)度上的自感系數(shù)L及儲(chǔ)存磁場(chǎng)的能量W。9如圖所示,一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)
45、線通有電流I,旁邊放有一直角三角形回路,回路中通由電流I,回路與長(zhǎng)直導(dǎo)線共面.求:2(1)電流I的磁場(chǎng)分別作用在三角形回路上各段的安培力;1(2)電流I的磁場(chǎng)通過(guò)三角形回路的磁通量。1m10.如圖所示,矩形導(dǎo)體框架置于通有電流I的長(zhǎng)直載流導(dǎo)線旁,且兩者共面,ad邊與直導(dǎo)線平行,de段可以沿框架平動(dòng),設(shè)導(dǎo)體框架的總電阻為R始終保持不變?,F(xiàn)de段以速度u沿框架向下作勻速運(yùn)動(dòng),試秋:I(1)當(dāng)de段運(yùn)動(dòng)到圖示位置(與ab邊相距x)時(shí),穿過(guò)abeda回路1計(jì)9題圖的磁通量;m(2)回路中的感應(yīng)電流;計(jì)11題圖(3)ed段所受長(zhǎng)直載流導(dǎo)線的作用力。xii. 如圖所示,均勻磁場(chǎng)B中有一矩形導(dǎo)體框架,B與框
46、架平面的正法線方向n之間的夾角e=兀/3,框架的ab段長(zhǎng)為l,可沿框架以速度廳向右勻速運(yùn)動(dòng)。已知B=kt,k為正數(shù),當(dāng)t=0時(shí),x=0。試問(wèn)當(dāng)直導(dǎo)線ab運(yùn)動(dòng)到與cd邊相距x時(shí),框架回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)£為多少?i平面內(nèi)有一矩形線框,12.一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I=Ie-xr(式中I,九為恒量),和直導(dǎo)線在00其邊長(zhǎng)與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行,線框尺寸及位置如圖所示,且b/c=3。試求:(1)直導(dǎo)線與線框間的互感系數(shù);(2)線框中的互感電動(dòng)勢(shì);13.如圖所示,在均勻磁場(chǎng)中有一金屬框架aoba,ab邊可無(wú)摩擦自由滑動(dòng),已知Zaob=0,ab丄ox,磁場(chǎng)隨時(shí)間變化的規(guī)律為B二。若t=0時(shí),ab邊由x=0
47、處開(kāi)始以速率U作平行于X軸的勻速滑動(dòng)。試求任意時(shí)刻t金屬中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。XX乂*貿(mào)乂X13題圖14題圖14.如圖所示,無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線載有交流電流I=10sinl05t(A),旁邊有一個(gè)共面的等腰直角三角形線圈,匝數(shù)N=1000。如果已知a=b=10(cm),求線圈中的感應(yīng)電勢(shì)。磁學(xué)練習(xí)題標(biāo)準(zhǔn)答案2.2.83x10-8T-ridixr3.dB=04兀r2RI4.盤(pán)垂直紙指向里。5.洛侖茲力;感生電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力。6.1:17.0;2R0I;R0I;-R0I8.變化的磁場(chǎng);變化的電場(chǎng)1C2C3B4C5A6B7D8D9D1D11D12C13D14B15B16B17D18A19D2D21D22
48、B23C24D25A26B27D28D29C3A31C32B33C34D35A二.填空題一選擇題回路L所包圍的電流的代數(shù)和;L上確定點(diǎn)的總磁感應(yīng)強(qiáng)度;空間所有電流共同1010.RI11B=欣2)2(R2+x2)3212.'密aIB/213.Itga14.L11=L22W1=W2154倍;01617B二3.73x10-3(T),垂直于紙指向外。Ra2I18.R=(兀B1)39.L二3.2x10-2H;£=29V;相同。19.20.f=BIR;方向:垂直于紙面向內(nèi)21.BIr;相等;ab(1)0;(2)R01;(3)A,B共同;22. 0.5T;沿y軸的正向;23. BIR;2B
49、IR;0;兀R2I/2;24. AE-dS=q/£;1B-dS=0;E-dr=d©/dt=J-dS;S0SLSStB-dr-丁1卩I+d©f(J+£SE)dSL0C2!dt0Se0dt25.2a2;1B02a2;0三判斷題1.(1)丁(2)X(3)X2.(1)X(2)V(3)X(4)V(5)X3.(1)X(2)X(3)X(4)V4.V;5.X;6V;7X;8V;9V;10V;四、計(jì)算題1.解:由于電流軸對(duì)稱(chēng)分布,B線是一系列圓心在軸線上的同心圓,同一條B線上B的大小相等。過(guò)場(chǎng)點(diǎn)作一條半徑為r的同心圓作為安培環(huán)路,規(guī)定與導(dǎo)體圓柱的電流成右手螺旋關(guān)系的方向?yàn)?/p>
50、環(huán)路繞行方向。由安培環(huán)路定理:fB-dl-H工I02兀rB-H工I0LB-匕工I2兀r(1)B-HIHIr當(dāng)0<r<a時(shí),由(1)式得0-兀r2:12兀r兀a22兀a2當(dāng)a<r<b時(shí),由(1)式得B-HI022兀r當(dāng)B<r<c時(shí),式得BHr2b2HI(c2r2)由(1)(I一I)-032兀rc2b22兀r(c2一b2)當(dāng)r>c時(shí),由(1)式得2. 解:(1)假想空腔流過(guò)了與圓柱體的電流密度相同的電流。由電流分布的對(duì)稱(chēng)性可知:空腔電流和圓柱體電流在圓柱體軸心出形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。因而,帶有空腔的載流圓柱體在軸心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小等于空腔流過(guò)了與圓柱體的電流密度相同的電流在軸心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度。選取以空腔軸心為圓點(diǎn),以a為半徑做一閉合路徑。由磁場(chǎng)環(huán)路定理1B-dl=2兀aB=pJJds=pI2L00R2-R212因而,導(dǎo)體棒軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B0(2)同理,可得出空腔軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B0,pIaB=002兀R2R2123. 解:當(dāng)帶電圓盤(pán)以的角速度旋轉(zhuǎn)時(shí),可以把帶電圓盤(pán)看
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