大學(xué)物理習(xí)題答案2

習(xí)題討論課磁場(chǎng)部分濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院第11章恒定電流的磁場(chǎng)11.1選擇題（1）有兩條長直導(dǎo)線各載有5A的電流，分別沿x、y軸正向流動(dòng)。在(40,20,0)cm處的是[]。解yzP(40,20,0)cmoI1I2x沿x、y軸正向流動(dòng)的電流分別用I1和I2表示。視兩長直導(dǎo)線為無限長。則I1和I2在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院（2）半徑為a1的圓形載流線圈與邊長為a2的方形載流線圈，通有相同的電流，若兩線圈中心O1和O2的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，則半徑與邊長之比a1:a2為[].a1O1a2O2a2/2圓形載流線圈在其圓心O1處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為方形載流線圈每個(gè)邊的電流在中心O2點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，等大同向，所以解D濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院（3）無限長空心圓柱導(dǎo)體的內(nèi)、外半徑分別為a和b，電流在導(dǎo)體截面上均勻分布，則在空間各處B的大小與場(chǎng)點(diǎn)到圓柱中心軸線的距離r的關(guān)系，定性地分析為[

].解

載流體為無限長空心圓柱導(dǎo)體，安培環(huán)路定理沿以空心圓柱導(dǎo)體的軸線為中心，以r為半徑的圓作為積分路徑，得

B∴答案為B.濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院(5)如圖所示,一細(xì)螺繞環(huán)，它由表面絕緣的導(dǎo)線在鐵環(huán)上密繞而成，每厘米繞10匝，當(dāng)導(dǎo)線中的電流I為2.0A時(shí)，測(cè)得鐵環(huán)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為1.0T。則可求得鐵環(huán)的相對(duì)磁導(dǎo)率為[]解以螺繞環(huán)的環(huán)心為圓心，以環(huán)的平均半徑r為半徑的圓周為積分路徑，根據(jù)磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理得B濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院解

根據(jù)磁場(chǎng)作用于載流線圈的磁力矩公式其中(6)載流I的方形線框，處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，如圖所示，線框受到的磁力矩是[].正法線方向垂直向外，磁場(chǎng)的方向水平向右，那么磁力矩M

的方向豎直向上。A濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院11.2填空題(1)在同一平面內(nèi)有兩條互相垂直的導(dǎo)線L1和L2，L1為無限長直導(dǎo)線，L2是長為2a的直導(dǎo)線，二者相對(duì)位置如圖。若L1和L2同時(shí)通以電流I，那么作用在L2上的力對(duì)于O點(diǎn)的磁力矩為

。解建立坐標(biāo)系如圖。OIL2aa2aIL1

在距直導(dǎo)線L1為x

遠(yuǎn)處取電流元Idl，方向該力對(duì)O點(diǎn)的磁力矩為xxr其在L1產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到的力為安培力為

濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院(2)矩形截面的螺繞環(huán)尺寸見圖，則在截面中點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

；通過截面S的磁通量為

。

解沿以環(huán)心為圓心，以r為半徑的圓周為積分路徑，應(yīng)用安培環(huán)路定理drdS=hdrhS通過截面S的磁通量為11.2填空題濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院(5)如圖，一個(gè)載流線圈繞組中通有電流I=3A，分別寫出解根據(jù)磁介質(zhì)中的環(huán)路定理有所以有濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院(6)圖中所示的是一塊半導(dǎo)體樣品，其體積是a×b×c。沿x方向通有電流I，在z方向有均勻磁場(chǎng)B。實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)是：a=0.10cm，b=0.35cm，c=1.0cm，I=1.0mA，B=0.3T，兩側(cè)電壓UAA’=6.65mV。該半導(dǎo)體樣品載流子濃度是

，是正電荷導(dǎo)電(p)型還是負(fù)電荷導(dǎo)電(n)型

。解

已知磁場(chǎng)方向沿z軸正向、電流方向沿x軸正向。若載流子為負(fù)電荷，那么負(fù)電荷沿x

軸負(fù)向(與電流方向相反)運(yùn)動(dòng)，受到的洛侖茲力方向也沿y

軸負(fù)向，A側(cè)積聚負(fù)電荷，即UAA’<0.濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院若載流子為正電荷(空穴)，那么正電荷沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，受到的洛侖茲力方向沿y軸負(fù)向，A側(cè)積聚正電荷，即UAA’>0。所以為p型半導(dǎo)體.已知根據(jù)霍爾電勢(shì)差公式可以得到載流子的濃度為濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院解

可以把無限長直導(dǎo)線分為三部分，兩側(cè)的半無限長直導(dǎo)線和中間的圓弧。它們?cè)贠點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為垂直向里。(1)半無限長直導(dǎo)線在O點(diǎn)的B直的大小。由左側(cè)半無限長直導(dǎo)線右側(cè)半無限長直導(dǎo)線11.4將一無限長直導(dǎo)線彎成圖示的形狀，其上載有電流I，計(jì)算圓心O點(diǎn)處B的大小。濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院(2)圓弧載流導(dǎo)線在O點(diǎn)的B弧(3)O點(diǎn)處B的大小為濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院11.9電纜由導(dǎo)體圓柱和一同軸的導(dǎo)體圓筒構(gòu)成，使用時(shí)電流I從導(dǎo)體流出，從另一導(dǎo)體流回，電流均勻分布在橫截面上，如圖所示。設(shè)圓柱體的半徑為r1，圓筒的內(nèi)、外半徑分別為r2、r3，若場(chǎng)點(diǎn)到軸線的距離為r，求r從0到無窮大范圍內(nèi)各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。解沿以導(dǎo)線的軸線為心，半徑r的圓周為積分路徑，根據(jù)安培環(huán)路定理(1)當(dāng)時(shí)，濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院(2)當(dāng)時(shí)(3)當(dāng)時(shí)(4)當(dāng)時(shí)，積分路徑內(nèi)的電流為零，即濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院解(1伐)已知拌載流足線圈內(nèi)所受蔥到的讓力矩襪為半徑為R=0.10m的半圓形閉合線圈，載有電流I=10A,置于均勻的外磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線圈平面平行，B的大小是。求(1)線圈所受的力矩；(2)在力矩的作用下，線圈轉(zhuǎn)過90°時(shí)，力矩做的功是多少？(2液)力矩節(jié)做的蓄功為11政.1煮7濟(jì)南立大學(xué)胃泉城果學(xué)院解(1)根據(jù)刷磁介指質(zhì)內(nèi)戲的安槍培環(huán)螞路定鄰理以細(xì)饑環(huán)的衡環(huán)心油為中掉心,r為半徑(在細(xì)踩環(huán)內(nèi))的圓取周為肥積分炸路徑薪得11.24將磁導(dǎo)率為的鐵磁質(zhì)做成一個(gè)細(xì)圓環(huán)，環(huán)上密繞線圈，單位長度匝數(shù)，形成有鐵芯的螺繞環(huán)。當(dāng)線圈中電流I=4A時(shí)，試計(jì)算(1)環(huán)內(nèi)B、H的大?。凰詽?jì)南退大學(xué)密泉城膜學(xué)院解:(1壓)沿以感螺繞喘環(huán)心厘為中比心，該以r(在螺辣繞環(huán)各的細(xì)份環(huán)內(nèi))為半格徑的滲圓周螞為積隆分路鉛徑，癢應(yīng)用撐磁介獻(xiàn)質(zhì)中角的安舅培環(huán)外路定敲理有得到屋管內(nèi)貧的H和B那么果有(2就)若管日內(nèi)充河滿磁摘介質(zhì)，則誕管內(nèi)督的B為11.25螺繞環(huán)平均周長，環(huán)上線圈匝,線圈中電流。試求：(1)管內(nèi)B和H的大??；(2)若管內(nèi)充滿相對(duì)磁導(dǎo)率的磁介質(zhì)，管內(nèi)B的大小。濟(jì)南辛大學(xué)釘泉城償學(xué)院一、庭選擇玻題(1怒)Ek和E分別疑是電爪源中吃的非綱靜電疑場(chǎng)和框靜電臺(tái)場(chǎng)的贊場(chǎng)強(qiáng)琴，rI為內(nèi)倦阻上槳的電膽勢(shì)降麻落，世取從鵲電源裳負(fù)極油經(jīng)電換源內(nèi)愿部到萬正極視為積胞分路切徑，左則解：根據(jù)夢(mèng)電源室電動(dòng)虛勢(shì)的婦定義笨：積分和路徑麗是從飯電源測(cè)的負(fù)辯極經(jīng)兄電源葉內(nèi)部談到的中正極究，所檢以第災(zāi)一個(gè)權(quán)積分魚為電濃源的煩電動(dòng)益勢(shì)。為電源內(nèi)部電源兩極間的電勢(shì)差，即路端電壓，它降低的方向與電動(dòng)勢(shì)升高的方向相同。所以二者的差，就是電源內(nèi)阻上的電勢(shì)降第12章倉電邊磁感徐應(yīng)與允電磁障場(chǎng)濟(jì)南擔(dān)大學(xué)踩泉城聾學(xué)院12饒.2填空兩題解：閉合叨回路都在勻疲強(qiáng)磁仍場(chǎng)中昨運(yùn)動(dòng)噸，轉(zhuǎn)臭軸與瘋磁場(chǎng)晝平行顯，所頓圍面移積內(nèi)江的磁眾通量籍不變亂，所畜以回異路中得電動(dòng)獻(xiàn)勢(shì)等臟于0。根據(jù)控動(dòng)生嬸電動(dòng)次勢(shì)(1)把一根導(dǎo)線彎成平面曲線放在均勻磁場(chǎng)B中，繞其一端a以角速度ω逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸與B平行，如圖所示。則整個(gè)回路電動(dòng)勢(shì)為

，ab兩端的電動(dòng)勢(shì)大小為

，a點(diǎn)的電動(dòng)勢(shì)比b點(diǎn)的電動(dòng)勢(shì)

。0高badll方向b→a濟(jì)南新大學(xué)洗泉城雙學(xué)院12豎.3如圖痰所示悅，長灘直載智流導(dǎo)域線載侄有電喊流I，一拳導(dǎo)線稼框與拆它處脫在同粉一平準(zhǔn)面內(nèi)眼，導(dǎo)病線ab可在滲線框悄上滑感動(dòng)。秩若ab向右隔以勻建速度v運(yùn)動(dòng)罰，求鴿線框弓中感廚應(yīng)電困動(dòng)勢(shì)繁的大慌小。解長直唇電流I在距衡它r遠(yuǎn)處馳的面葬元ds=xdr處產(chǎn)減生的符磁通停量為通過孩導(dǎo)線禮框ab膛cd的磁搞通量滿為abcd濟(jì)南狗大學(xué)騰泉城涌學(xué)院12牧.7均勻只磁場(chǎng)B被限鄭制在歐半徑織為R趴=0.燥10到m的無而限長色圓柱省空間般內(nèi)，雞方向禿垂直卷紙面殊向外護(hù)，設(shè)靜以dB/dt=10質(zhì)0T鼓/s的蘭變化腔率增苗加，雕已知θ=π/3,oa=媽ob虜=0.鍬04云m,求等本