林科大大一物理答案10

1、 1、如圖、如圖1所示，三條平行的無限長直導(dǎo)線，垂直通過所示，三條平行的無限長直導(dǎo)線，垂直通過邊長為邊長為a 的正三角形頂點，每條導(dǎo)線中的電流都是的正三角形頂點，每條導(dǎo)線中的電流都是I，這三條導(dǎo)線在正三角形中心這三條導(dǎo)線在正三角形中心O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為：點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為： (A) B = 0 (B) B = 0I/( a)(C) B = 0I/(2 a) (D) B = 0I/(3 a)333大學(xué)物理作業(yè)大學(xué)物理作業(yè)10參考解答參考解答答案答案: B aIII O圖圖1 rIB20一、選擇題：一、選擇題：答案答案: D 2、如圖、如圖2,載流圓線圈載流圓線圈(半徑為半徑為R)與正方形線

2、圈與正方形線圈(邊長邊長為為a)通有相同電流通有相同電流I ,若兩線圈中心若兩線圈中心O1與與O2處的磁感處的磁感應(yīng)強度大小相同應(yīng)強度大小相同,則半徑則半徑R與邊長與邊長a之比之比R : a為為:(A) 1:1 (B) (C) (D) 8:24:21:2O1O2RaII圖圖2RIB20210coscos4rIB3、有一半徑為、有一半徑為R的單匝圓線圈，通以電流的單匝圓線圈，通以電流I. 若將該若將該導(dǎo)線彎成匝數(shù)導(dǎo)線彎成匝數(shù)N=2的平面圓線圈，導(dǎo)線長度不變，的平面圓線圈，導(dǎo)線長度不變，并通以同樣的電流，則線圈中心的磁感應(yīng)強度和并通以同樣的電流，則線圈中心的磁感應(yīng)強度和線圈的磁矩分別是原來的線圈的

3、磁矩分別是原來的: (A) 2倍和倍和1/4倍；倍； (B) 2倍和倍和 1/2倍；倍； (C) 4倍和倍和1/2倍；倍； (D) 4倍和倍和1/8倍倍答案答案: C RINB20NISPm答案答案: C 4、運動電荷產(chǎn)生的磁場可由公式、運動電荷產(chǎn)生的磁場可由公式 計算。計算。有一點電荷在真空中作直線運動，它在定點處產(chǎn)生的磁有一點電荷在真空中作直線運動，它在定點處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的大小、方向的情況為：感應(yīng)強度的大小、方向的情況為：(A)大小和方向都發(fā)生變化。大小和方向都發(fā)生變化。 (B)大小不變，方向變化。大小不變，方向變化。(C)大小變化，方向不變。大小變化，方向不變。 (D)大小和方向不變

4、。大小和方向不變。304rrvqB5、 一銅板厚度為一銅板厚度為D=1.00mm, 放置在磁感應(yīng)強度為放置在磁感應(yīng)強度為B=1.35T的勻強磁場中的勻強磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)體的側(cè)表磁場方向垂直于導(dǎo)體的側(cè)表面面,如圖如圖3所示所示,現(xiàn)測得銅板上下兩面電勢差為現(xiàn)測得銅板上下兩面電勢差為V=1.1010 5 V,已知銅板中自由電子數(shù)密度已知銅板中自由電子數(shù)密度 n=4.201028m 3, 則此銅板中的電流為：則此銅板中的電流為： (A) 22.2A； (B) 30.8A； (C) 54.8A； (D) 82.2A答案答案: C VIDB圖圖3DIBnebIBRUHH16、磁介質(zhì)有三種，用相對磁

5、導(dǎo)率、磁介質(zhì)有三種，用相對磁導(dǎo)率r表示它們各自的表示它們各自的特性時：特性時：(A)順磁質(zhì)順磁質(zhì)r0，抗磁質(zhì)，抗磁質(zhì)r0，鐵磁質(zhì)，鐵磁質(zhì)r1。(B)順磁質(zhì)順磁質(zhì)r1，抗磁質(zhì)，抗磁質(zhì)r=1，鐵磁質(zhì)，鐵磁質(zhì)r1。(C)順磁質(zhì)順磁質(zhì)r1，抗磁質(zhì)，抗磁質(zhì)r1，鐵磁質(zhì)，鐵磁質(zhì)r1。(D)順磁質(zhì)順磁質(zhì)r0，抗磁質(zhì)，抗磁質(zhì)r0，鐵磁質(zhì)，鐵磁質(zhì)r1。答：C答：A7、用細(xì)導(dǎo)線均勻密繞成長為、用細(xì)導(dǎo)線均勻密繞成長為l、半徑為、半徑為a(la) 、總匝、總匝數(shù)為數(shù)為N的螺線管，通以穩(wěn)恒電流的螺線管，通以穩(wěn)恒電流I，當(dāng)管內(nèi)充滿相對磁，當(dāng)管內(nèi)充滿相對磁導(dǎo)率為導(dǎo)率為 的均勻介質(zhì)后，管中任意一點的磁感應(yīng)強度的均勻介質(zhì)后，管

6、中任意一點的磁感應(yīng)強度大小為大小為rlNIr/0lNIr/lNI /0lNI /(A) (B)(C)(D)1、 一質(zhì)點帶有電荷一質(zhì)點帶有電荷q = 8.0 10 19 C，以速度，以速度v = 3.0 105 m/s在半徑為在半徑為R = 6.0 10 8 m的圓周上，的圓周上，作勻速圓周運動，該運動的帶電質(zhì)點在軌道中作勻速圓周運動，該運動的帶電質(zhì)點在軌道中心所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度心所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度B = 。該運動。該運動的帶電質(zhì)點軌道運動的磁矩的帶電質(zhì)點軌道運動的磁矩Pm= 。6.710-6 T7.210-21 Am2二、填空題：二、填空題：204RqvBqvRRvRqISPm21222、真空

7、中穩(wěn)恒電流、真空中穩(wěn)恒電流I 流過兩個半徑分別為流過兩個半徑分別為R1 、R2的同心的同心半圓形導(dǎo)線，兩半圓導(dǎo)線間由沿直徑的直導(dǎo)線連接，電半圓形導(dǎo)線，兩半圓導(dǎo)線間由沿直徑的直導(dǎo)線連接，電流沿直導(dǎo)線流入流沿直導(dǎo)線流入(1) 如果兩個半圓面共面，如圖如果兩個半圓面共面，如圖4 (a)，圓心，圓心O點磁感應(yīng)強點磁感應(yīng)強度度B0 的大小為的大小為 ，方向為，方向為 ；(2) 如果兩個半圓面正交，如圖如果兩個半圓面正交，如圖4 (b)，則圓心，則圓心O點磁感應(yīng)點磁感應(yīng)強度強度B0 的大小為的大小為 ，B0的方向與的方向與y軸的軸的夾角為夾角為 .圖圖4R1R2IO(a)OxyzIIR1R2(b)垂直向外

8、垂直向外 +arctan(R1/R2) 201044RIRIRIB202122210)11)(4(RRI3、如圖、如圖5所示，真空中有兩圓形電流所示，真空中有兩圓形電流I1 和和 I2 和三個環(huán)和三個環(huán)路路L1、L2、L3，則安培環(huán)路定律的表達(dá)式為，則安培環(huán)路定律的表達(dá)式為 = , = , = . lB d1LlB d3LlB d2L圖圖50 (I1+ I2)-0I104、一半圓形閉合線圈，半徑、一半圓形閉合線圈，半徑R = 0.2m ， 通過電流通過電流I = 5A ，放在均勻磁場中。，放在均勻磁場中。 磁場方向與線圈平面平行磁場方向與線圈平面平行, 如圖如圖6所示。磁感應(yīng)強度所示。磁感應(yīng)強

9、度B = 0.5T。則線圈所受到磁。則線圈所受到磁力矩為力矩為 。若此線圈受磁力矩的作用從上。若此線圈受磁力矩的作用從上述位置轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場方向成述位置轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場方向成30 的位置，則此的位置，則此過程中磁力矩作功為過程中磁力矩作功為 。0.157N m27.85 10 JRIB圖6nNISPmBPMm)(12mmmIIW5、如圖、如圖7所示，在真空中有一半徑為所示，在真空中有一半徑為R的的3/4圓弧形的圓弧形的導(dǎo)線，其中通以穩(wěn)恒電流導(dǎo)線，其中通以穩(wěn)恒電流I，導(dǎo)線置于均勻外磁場中，導(dǎo)線置于均勻外磁場中，且且B與導(dǎo)線所在平面平行。則該載流導(dǎo)線所受的安培與導(dǎo)線所在平面平行。則該載流導(dǎo)線

10、所受的安培力的大小為力的大小為 。IBROBIcbRa圖 7R6、如圖、如圖8所示，將半徑為所示，將半徑為R的無限長導(dǎo)體薄壁管的無限長導(dǎo)體薄壁管(厚度忽略厚度忽略)沿軸向割去一寬度為沿軸向割去一寬度為h(h R)的無限長的無限長狹縫后，再沿軸向均勻地流有電流，其面電流的狹縫后，再沿軸向均勻地流有電流，其面電流的線密度為線密度為i，則管軸線上磁感應(yīng)強度的大小，則管軸線上磁感應(yīng)強度的大小是是 。ihRoo圖802ihR7、長直電纜由一個圓柱導(dǎo)體和一共軸圓筒狀導(dǎo)、長直電纜由一個圓柱導(dǎo)體和一共軸圓筒狀導(dǎo)體組成，兩導(dǎo)體中有等值反向均勻電流體組成，兩導(dǎo)體中有等值反向均勻電流I通過，其通過，其間充滿磁導(dǎo)率為

11、間充滿磁導(dǎo)率為的均勻磁介質(zhì)，介質(zhì)中離中心軸的均勻磁介質(zhì)，介質(zhì)中離中心軸距離為距離為r的某點處的磁場強度的大小的某點處的磁場強度的大小H= ，磁感應(yīng)強度的大小磁感應(yīng)強度的大小B= 。 rI2rI28、硬磁材料的特點是、硬磁材料的特點是 ，適于制造適于制造 。軟磁材料的特點是軟磁材料的特點是 ，它們，它們適于用來制造適于用來制造 等。等。 磁化后保留較大的剩磁耳機 錄音機 等材料易磁化也易失磁變壓器 鎮(zhèn)流器 1、如圖、如圖9所示，寬度為所示，寬度為a的薄長金屬板中通有電流的薄長金屬板中通有電流I，電流沿薄板寬度方向均勻分布。求在薄板所在平面電流沿薄板寬度方向均勻分布。求在薄板所在平面內(nèi)距板的邊緣為

12、內(nèi)距板的邊緣為x的的P點處的磁感應(yīng)強度。點處的磁感應(yīng)強度。 yaIidd yiB2dd0ayyI2d0BBd xaxydyaI20 xxaaIln20圖9y解：解：取離取離P點為點為y寬度為寬度為dy的無限長載流細(xì)條的無限長載流細(xì)條 長載流細(xì)條長載流細(xì)條在在P點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度 載流長條在載流長條在P點產(chǎn)生的磁感強度的方向都相同，點產(chǎn)生的磁感強度的方向都相同，方向垂直方向垂直紙面向外紙面向外。所以所以 方向垂直紙面向外方向垂直紙面向外。三、計算題三、計算題2、一根很長的同軸電纜一根很長的同軸電纜，由半徑為由半徑為R1的導(dǎo)體圓柱和的導(dǎo)體圓柱和套在它外面的內(nèi)半徑為套在它外面的內(nèi)半

13、徑為R2、外半徑為、外半徑為R3的同軸導(dǎo)體圓的同軸導(dǎo)體圓筒組成，如圖筒組成，如圖10所示。電流所示。電流I沿導(dǎo)體圓柱流去，由導(dǎo)沿導(dǎo)體圓柱流去，由導(dǎo)體圓筒流回，設(shè)電流都均勻分布在它們的橫截面上。體圓筒流回，設(shè)電流都均勻分布在它們的橫截面上。設(shè)導(dǎo)體的磁導(dǎo)率均為設(shè)導(dǎo)體的磁導(dǎo)率均為 。求：電纜內(nèi)外磁感應(yīng)強度隨。求：電纜內(nèi)外磁感應(yīng)強度隨距軸線距離的分布距軸線距離的分布 。)(rB0R3R1R2解解: (1) 當(dāng)當(dāng)r R1時時,IBrlBL0112d 212RIrI21012 RIrB(2) 當(dāng)當(dāng)R1 r R2時時,IBrlBL 0222d II rIB2 02(3) 當(dāng)當(dāng)R2 r R3時時,IBrlBL

14、 0332d )()(2222223RrRRIII 2223222032 RRRrrIB(4) 當(dāng)當(dāng)r R3時時,0 4BR3R1R23、如圖、如圖11所示，一根半徑為所示，一根半徑為R的無限長載流直導(dǎo)體，的無限長載流直導(dǎo)體，內(nèi)有一半徑為內(nèi)有一半徑為R 的圓柱形空腔，其軸與直導(dǎo)體的軸平的圓柱形空腔，其軸與直導(dǎo)體的軸平行，兩軸相距為行，兩軸相距為 d。電流。電流I沿軸向流過，并均勻分布在沿軸向流過，并均勻分布在橫截面上。試求空腔中任意一點的磁感應(yīng)強度。橫截面上。試求空腔中任意一點的磁感應(yīng)強度。圖11O2RdOR解：此電流可認(rèn)為是由半徑為解：此電流可認(rèn)為是由半徑為R的無的無限長圓柱電流限長圓柱電流

15、I1和一個同電流密度的和一個同電流密度的反方向的半徑為反方向的半徑為R 的無限長圓柱電流的無限長圓柱電流I2組成。組成。 I1=J R2 I2= J R 2 J=I/ (R2 R 2)它們在空腔內(nèi)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度分別為它們在空腔內(nèi)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度分別為 B1= 0r1J/2 B2= 0r2J/2 方向如圖。方向如圖。 Bx=B2sin 2 B1sin 1 =( 0J/2)(r2sin 2 r1sin 1) =0OO Ir1r2 1 1 2 2B1B2yxRR dBy =B2cos 2B1cos 1 =( 0J/2)(r2cos 2r1cos 1) =( 0J/2)d所以所以 B = By= 0

16、dI/2 (R2R 2)方向沿方向沿y軸正向軸正向4、如圖、如圖12所示，半徑為所示，半徑為R的半圓線圈的半圓線圈ACD通有電流通有電流I2，置于電流為置于電流為I1的無限長直線電流的磁場中，直線電流的無限長直線電流的磁場中，直線電流I1 恰過半圓的直徑，兩導(dǎo)線相互絕緣。求半圓線圈受到長恰過半圓的直徑，兩導(dǎo)線相互絕緣。求半圓線圈受到長直線電流直線電流I1的磁場力。的磁場力。 解：解：在圓環(huán)上取微元在圓環(huán)上取微元I2dl= I2Rd ,該處磁場為該處磁場為: B= 0I1/(2 Rcos )I2dl與與B垂直垂直,所以有所以有dF= I2dlBsin( /2) dF= 0I1I2d /(2 cos )dFx=dFcos = 0I1I2d /(2 )dFy=dFsin = 0I1I2sin d /(2 cos ) = 0I1I2/2因?qū)ΨQ因?qū)ΨQFy=0. 故故 F= 0I1I2/2 方向向右向右.222102dIIFx I1 I2 R x y dF圖12 解：解：(1)由介質(zhì)中的安培環(huán)路定理由介質(zhì)中的安培環(huán)路定理Il dH5、環(huán)形螺線管中心周長環(huán)形螺線管中心周長l=10cm，環(huán)上均勻密繞線圈，環(huán)上均勻密繞線圈N=200匝，匝，線圈中通有電流線圈中通有電流I=100mA。（1）求管內(nèi)的磁感應(yīng)強度）求管內(nèi)的磁感應(yīng)強度B0和磁場強度和磁場