2021-2022學(xué)年高二物理競賽課件：穩(wěn)定電流的磁場習(xí)題解答

1、穩(wěn)定電流的磁場兩根長直導(dǎo)線互相平行地放置在真空中，如圖所示，其中通以同向電流I1=I2=10安培。試求P點的磁感應(yīng)強度。已知： PI1垂直于PI2.21BBB+=解：設(shè)I1 產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為 I2 產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為 方向平行于I1，I2 的連線，方向如圖所示 )(106.5261TBB-=rx PI1I2B1B2B)(104261021Tr1IBB-x=pm= 如圖所示的被折成鈍角的長導(dǎo)線中通有20安培的電流。求A點的磁感應(yīng)強度。設(shè)a=2厘米，=120。解：I 沿PO的電流對A點不產(chǎn)生磁場， I沿OQ的電流對A點對A點產(chǎn)生的磁場為 其中的方向垂直于紙面向外PIQ0A.ar AA和BB為兩個

2、正交地放置的圓形線圈，其圓心相重合，AA線圈半徑RA=0.2米，NA=10匝，通有電流IA=10安培。BB線圈半徑RB=0.1米，NB=20匝，通有電流IB=5安培。求兩線圈公共中心處的磁感應(yīng)強度。解：AA載流線圈在圓心處產(chǎn)生的磁場為 方向如圖 BB載流線圈在圓心處產(chǎn)生的磁場為 方向如圖IAIB已知一均勻磁場的磁感應(yīng)強度B=2特斯拉，方向沿x 軸正方向，如圖所示，試求：（1）通過圖中abcd面的磁通量；（2）通過圖中befc面的磁通量；（3）通過圖中aefd面的磁通量。解：efBabcdn 磁力線穿入 磁力線穿出閉合面 兩平行長直導(dǎo)線相距d=40厘米，每根導(dǎo)線載有電流I1=I2=20安培，如圖

3、所示，求：（1）兩導(dǎo)線所在平面內(nèi)與該兩導(dǎo)線等距的一點A處的磁感應(yīng)強度。（2）通過圖中斜線所示面積的磁通量。（r1 = r2 =10厘米，l =25厘米）解：（1）（2）如圖所示的導(dǎo)體圓管，其內(nèi)、外半徑分別為a和b，導(dǎo)體內(nèi)載有電流I，設(shè)電流I均勻分布在導(dǎo)體的橫截面上，求證導(dǎo)體內(nèi)部各點（a r b）的磁感應(yīng)強度B，由下式給出：試以a=0的極限情況來檢驗這個公式。r =b時又怎樣？ 解：以O(shè)為圓心，半徑為r作圓環(huán)路，根據(jù)安培環(huán)路定理彼此相距10厘米的三根平行的長直導(dǎo)線中，各通有10安培同方向的電流，試求各導(dǎo)線上每1厘米上作用力的大小和方向。 解：畫俯視圖，以任一電流為研究對象，則其受鄰近電流的作用，

4、受力如圖。（l 為導(dǎo)線長度）（a=10厘米） 與 夾角為60。 導(dǎo)體上單位長度所受力為由于對稱性任一導(dǎo)線上受力情況都相同。123如圖所示，在長直導(dǎo)線旁有一矩形線圈。導(dǎo)線中通有電流I1=20安培，線圈中通有電流I2 =10安培。求矩形線圈上受到的合力是多少？已知a=1厘米，b=9厘米，l=20厘米。解:矩形線圈左邊導(dǎo)線受到電流I1的磁場作用力為 ，方向向左 矩形線圈右邊導(dǎo)線受到電流I1的磁場作用力為 ，方向向右 上、下邊導(dǎo)線受力相互抵消。線圈受到的合力方向向左一螺線管長30厘米，直徑為15毫米，由絕緣的細導(dǎo)線密繞而成，每厘米繞有100匝。當(dāng)導(dǎo)線中通以2.0安培的電流后，把這螺線管放到B=4.0特

5、斯拉的均勻磁場中。求（1）螺線管的磁矩；（2）螺線管所受力矩的最大值。解：把2.0KeV的一個正電子射入磁感應(yīng)強度B為0.10韋伯/米2的均勻磁場內(nèi)（如圖所示），其速度矢量與 成89。角，路徑成螺旋線，其軸沿 的方向，試求這螺旋線運動的周期T、螺距p和半徑r。解：一測定離子質(zhì)量所用的裝置。離子源S為發(fā)生氣體放電的氣室。一質(zhì)量為M、電量為+q的離子在此處產(chǎn)生出來時基本上是靜止的。離子經(jīng)電勢差V加速后進入磁感應(yīng)強度為 的均勻磁場，在這磁場中，離子沿一半圓周運動后射到離入口縫隙x遠處的感光底片上，并予以記錄。試證明離子的質(zhì)量M為：解：將(3)代入(2),再將(2)代入（1) 得：在霍耳效應(yīng)實驗中，寬b=1.0厘米，長4.0厘米，厚h=1.010-3厘米的導(dǎo)體，沿長度方向載有3.0安培的電流，當(dāng)磁感應(yīng)強度B=1.5特斯拉的磁場垂直地通過該薄導(dǎo)體時，產(chǎn)生1.0 10-5伏的橫向霍耳電壓（在寬度兩端）。試由這些數(shù)據(jù)求：（1）載流子的漂移速度；（2）每立方厘米的載流子數(shù)目；（3）假設(shè)載流子是電子，試就圖中所給定的電流和磁場方向在圖上畫出霍耳電壓的極性。解：（1）霍耳電壓（2）（3）霍耳電壓的極性如圖所示一個半圓形閉合線圈半徑R=0.1m，通過電流I=10A，放在均勻磁場中，磁場方向與線圈面平行，如圖所示，B= 高斯。求（1）線圈