上海理工大學(xué)2018級大學(xué)物理恒定磁場試題

BB

1

1

O

bI（其中ab、cd與正方形共面），在這兩種情況下，線圈在其中心產(chǎn)22Il

B1

22I22IllI1沿BB

1

1

O

bI（其中ab、cd與正方形共面），在這兩種情況下，線圈在其中心產(chǎn)22Il

B1

22I22IllI1沿IIII的導(dǎo)線開始運(yùn)動的趨勢是(B)繞x軸轉(zhuǎn)動(D)無法判斷I1d123

0

2a0l22Il

00y軸的正方向，1223AI20cm處的abl?B10c(1)2的導(dǎo)線不能動，載流的導(dǎo)線可以自由運(yùn)和A點(diǎn)處，磁感強(qiáng)度的大小?B2(2)2Bd4A.的電流.在距離兩

一、選擇題1.（本題3分，答案：C）電流I由長直導(dǎo)線1沿半徑方向經(jīng)a點(diǎn)流入一電阻均勻的圓環(huán)，再由b點(diǎn)沿切向從圓環(huán)流出，經(jīng)長直導(dǎo)線2返回電源(如圖)．已知直導(dǎo)線上的電流強(qiáng)度I，圓環(huán)的半徑R，且a、b和圓心O在一條直線上，設(shè)直電流1、2及圓環(huán)電流分別在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度、及B，則O點(diǎn)的磁感強(qiáng)度大小(A)B=0，因?yàn)锽1=B2=B=0．(B)B=0，因?yàn)锽B2，B3=．(C)B≠0，因?yàn)殡m然B=B3=0，但B2≠0．(D)B≠0，因?yàn)殡m然B=B2=，但B3≠0．（E）B≠0，因?yàn)殡m然B2=B=0，但B1≠0．．

2.（本題3分，答案：C）邊長為l的正方形線圈，分別用圖15.2所示兩種方式通以電流

生的磁感強(qiáng)度的大小分別為：(A)B1=0.B2=0.

(B)B1=0.B2

(C).B2=0.

(D)B1.B2.

3.（本題3分，答案：A）如圖，無限長載流導(dǎo)線與三角形載流線圈在同一平面內(nèi)，若長直導(dǎo)線固定不動，則載流三角形線圈將(A)向著長直導(dǎo)線平移(B)離開長直導(dǎo)線平移(C)轉(zhuǎn)動(D)不動4.（本題3分，答案：B；09A）

兩根載流導(dǎo)線相互正交放置，如圖所示，

沿z軸的負(fù)方向.若載流

動，則載流

(A)沿x方向平動(C)繞y軸轉(zhuǎn)動

二、填空題1.（本題3分）沿著圖示的兩條不共面而彼此垂直的無限長的

直導(dǎo)線，通過電流強(qiáng)度

導(dǎo)線皆為

5IdSddBB是指________________，它是由_________________決定的．[答案：環(huán)路R3

rR1R30rIBS=4π×10-10T.m/A）IaB2BIRIA=IB=5A，=0

=15×10-7N/cm0的細(xì)線圈，則通過包圍該線圈的封閉曲面，而線圈中電流增加為，則BdlL5IdSddBB是指________________，它是由_________________決定的．[答案：環(huán)路R3

rR1R30rIBS=4π×10-10T.m/A）IaB2BIRIA=IB=5A，=0

=15×10-7N/cm0的細(xì)線圈，則通過包圍該線圈的封閉曲面，而線圈中電流增加為，則BdlL所包圍的所R2處磁感強(qiáng)度大小為；處磁感強(qiáng)度大小為/(2b45°45°(2分)沿y軸正向(1分)]2）S的磁通量2IddS0R1.R2)x時(shí)，通/d________________________．（答案：0）II1.（答案：0，1/2）i，0）中，Ii是指_________________________________；

2.（本題3分）真空中載有穩(wěn)恒電流

.若通過S面上某面元的元磁通

過同一面元的元磁通

3.（本題3分）半徑為0.5cm的無限長直圓柱形導(dǎo)體上，沿軸線方向均勻地流著I=3A的電流．作一個(gè)半徑r=5cm、長l=5cm且與電流同軸的圓柱形閉合曲面S，則該曲面上的

磁感強(qiáng)度沿曲面的積分

4.（本題3分）在安培環(huán)路定理

L

B

有穩(wěn)恒電流的代數(shù)和（1分）；環(huán)路L上的磁感強(qiáng)度（1分）；環(huán)路L內(nèi)外全部電流所產(chǎn)生磁場的疊加（1分）]5.（本題3分）有一同軸電纜，其尺寸如圖所示，它的內(nèi)外兩導(dǎo)體中的電流為I，且在橫截面上均勻分布，但二者電流的流向正相反，則

（1）在

（2）在rI（答案：

6.（本題3分）一密繞的細(xì)長螺線管，每厘米長度上繞有10匝細(xì)導(dǎo)線，螺線管的橫截面積為10cm2，當(dāng)在螺線管中通入10A的電流時(shí)，它的橫截面上的磁通量為韋伯.（真空中磁導(dǎo)率μ0=4π×10-7

y7.（本題3分）如圖，一根載流導(dǎo)線被彎成半徑為R的1/4圓弧，放在磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場中，則載流導(dǎo)線ab所受磁場的作用力的大小為____________，O方向_________________．[答案：

8.（本題4分，09B）A、B、C為三根平行共面的長直導(dǎo)線，導(dǎo)線間距d=10cm，它們通過的電流分別為IC=10A，其中IC與IA、IB的方向相反，每根導(dǎo)線每厘米所受的力的大小dFAdldFBdl

=-15×10-N/cm(μ0=4π×10-7N/A

2=及R2(R1>R2)的兩個(gè)同心半圓弧和兩個(gè)直導(dǎo)線段組成(如

2/3，求

O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為B1，則

0I04R4RRR2BB2B=-15×10-N/cm(μ0=4π×10-7N/A

2=及R2(R1>R2)的兩個(gè)同心半圓弧和兩個(gè)直導(dǎo)線段組成(如

2/3，求

O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為B1，則

0I04R4RRR2BB2BB2B1II2分2相連.導(dǎo)線xOyOyz平面內(nèi)IdlO點(diǎn)的總磁感強(qiáng)度（包括大小和方向）11IdldB3300I4R4RI5.0A的無限長導(dǎo)線折成如圖形狀，已知半圓環(huán)的半徑為O點(diǎn)的磁感強(qiáng)度BabBab0,0IBbc22)

1/16.(1分)同理,(1分)12111分1,.在O點(diǎn)產(chǎn)生的方向?yàn)?2在O點(diǎn)產(chǎn)生的方向?yàn)镮Bbc0I412/(4R0II∴Idl（-z方向）（-x方向）（-x方向）3分2分Bcda

2)/(4R)23，方向垂直向里(cos

,1分1分,Idl1分1a在O點(diǎn)產(chǎn)生的dBOcos)R2dl9.（本題3分）真空中兩只長直螺線管1和2，長度相等，單層密繞匝數(shù)相等，直徑之比d1/d2=1/4，當(dāng)它們通以相同電流時(shí)，兩螺線管儲存的磁能之比W1/W三、計(jì)算題1.（本題5分）平面閉合回路由半徑為R1圖)．已知兩個(gè)直導(dǎo)線段在兩半圓弧中心O處的磁感強(qiáng)度為零，且閉合載流回路在O處產(chǎn)生的總的磁感強(qiáng)度B與半徑為R2的半圓弧在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度B2的關(guān)系為B=2BR1與R2的關(guān)系．解：由畢奧－薩伐爾定律可得，設(shè)半徑為R1的載流半圓弧在

B1B2

∵故磁感強(qiáng)度

000I4R24R16R2∴R13R22.（本題5分）如圖，1、3為半無限長直載流導(dǎo)線，它們與半圓形載流導(dǎo)線

1在平面內(nèi)，導(dǎo)線2、3在.試指出電流元

的方向，并寫出此載流導(dǎo)線在

解：電流元IdldB

電流元在O點(diǎn)產(chǎn)生的方向?yàn)?/p>

電流元IdldB

B(1)ik

3.（本題10分）將通有電流R0.10m.求圓心

解：O處總磁感強(qiáng)度.B

而

1

Bab

又

BcdB2.1105T

R2芯子材料的磁導(dǎo)率為

≥Ｒ2處的B值

Bdl

m=0NI/0NIhNIhNIh2r2D1r≤Ｒ1，r≥Ｒ2處的B值為零。0BcdB2.1105T

R2芯子材料的磁導(dǎo)率為

≥Ｒ2處的B值

Bdl

m=0NI/0NIhNIhNIh2r2D1r≤Ｒ1，r≥Ｒ2處的B值為零。00I2RBdSr處的磁感強(qiáng)度的大小0I2rBdSI42直恰過半圓的直徑，兩導(dǎo)線相互絕緣．求半圓線圈受到長直線電流I1的磁力．00I0I4R4Rμ，導(dǎo)線=2rB=Ii=B=(2r)

drln），半徑為R，通有均勻分布的電流2BdS2分0I2ln21分00NI0NI/

D2I3分02r1分.今IRdr20I2rdrln20I41分2分

因此

4.（本題10分）橫截面為矩形的環(huán)形螺線管，芯圓環(huán)內(nèi)外半徑分別為R1和總匝數(shù)為N，繞得很密，若線圈通電流I，求處（1）芯子中的B值和芯子截面的磁通量（2）在r≤Ｒ1，r解：(1)螺繞環(huán)內(nèi)的磁場具有軸對稱性,故在環(huán)內(nèi)作與環(huán)同軸的安培環(huán)路.有

l取面積微元hdr平行與環(huán)中心軸,有dBdS=[(2r)]hdr=dr/(2r)D2200m=D12

(2)根據(jù)對稱性分析和安培環(huán)路定律，可得在

5.（本題10分）一無限長柱形銅導(dǎo)線（磁導(dǎo)率

取一矩形平面S（長為1m，寬為2R），位置如右圖中畫斜線部分所示，求通過該矩形平面的磁通量.解：在圓柱體內(nèi)部與導(dǎo)體中心軸線相距為r處的磁感強(qiáng)度的大小，由安培環(huán)路定律可得：

Br(r