大學(xué)物理第9章磁場(chǎng)(作業(yè)講解)課件

磁場(chǎng)一作業(yè)解磁場(chǎng)一作業(yè)解選擇題：如圖所示：有兩根載有相同電流的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線，分別通過(guò)x1=1、x2=3的點(diǎn)，且平行于y軸，則磁感應(yīng)強(qiáng)度等于零的地方是[A]。(A)在x=2的直線上。(B)在x>2的區(qū)域。(C)在x<1的區(qū)域。(D)不在OXY平面上。

O13xyII由對(duì)稱性和兩電流同方向可以得出磁感應(yīng)強(qiáng)度等于零的地方是在x=2的直線上。選擇題：如圖所示：有兩根載有相同電流的無(wú)限長(zhǎng)2如圖所示：邊長(zhǎng)為a的正方形四個(gè)角上固定有四個(gè)電量均為q的點(diǎn)電荷。此正方形以角速度繞ac軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，在中心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1；此正方形同樣以角速度繞過(guò)O點(diǎn)垂直于正方形平面的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，在中心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，則B1與B2間的關(guān)系[C]

acaO2如圖所示：邊長(zhǎng)為a的正方形四個(gè)角上固定有四個(gè)電量均為

acaO所以acaO所以3有一無(wú)限長(zhǎng)通電流的扁平銅片，寬度為a，厚度不計(jì)。電流I在銅片上均勻分布，在銅片外與銅片共面，離銅片右邊緣為b

處的p

點(diǎn)（如圖）的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為[B]

xbaxdx3有一無(wú)限長(zhǎng)通電流的扁平銅片，寬度為a，厚度不計(jì)。電流4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)稱性，則磁場(chǎng)分布[D](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─薩伐爾─拉普拉斯定律求出；(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。其中磁感應(yīng)強(qiáng)度1和磁感應(yīng)強(qiáng)度2是電流1、2單獨(dú)存在是產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度。電流1、2單獨(dú)存在時(shí)空間的磁場(chǎng)分布就具有了簡(jiǎn)單的對(duì)稱性，可以用安培環(huán)路定理求解。所以可以用安培環(huán)路定理和磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加原理求解。4若空間存在兩根無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線，空間的磁場(chǎng)分布就不具有如圖，流出紙面的電流為2I，流進(jìn)紙面的電流為I，則下式各式中哪一個(gè)是正確的？[D](A)(B)(C)(D)如圖，流出紙面的電流為2I，流進(jìn)紙面的電流為I，則下式各式中二、填空題1已知兩長(zhǎng)直細(xì)導(dǎo)線A、B，通有電流，IA=1A，IB=2A電流流向和放置位置如圖所示，設(shè)IA和IB在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為BA和BB，則BA與BB之比為

。此時(shí)P點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度與x軸的夾角為

。x1m2mIAIBBBBAB二、填空題1已知兩長(zhǎng)直細(xì)導(dǎo)線A、B，通有電流，IA=2如圖所示，在寬度為d的導(dǎo)體薄片上有電流I,沿此導(dǎo)體長(zhǎng)度方向流過(guò)，電流在導(dǎo)體寬度方向均勻分布，導(dǎo)體外在導(dǎo)體薄片中線附近處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為dL在薄片中線附近近似為無(wú)限大平面2如圖所示，在寬度為d的導(dǎo)體薄片上有電流I,沿此導(dǎo)體長(zhǎng)度3在半徑為R的長(zhǎng)直金屬圓柱體內(nèi)部挖去一個(gè)半徑為r的長(zhǎng)直圓柱體,兩圓柱體軸線平行，其間距為a,如圖.今在此導(dǎo)體上通以電流I，電流在截面上均勻分布，則空心部分軸線上o'點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為

。Rrao'oI設(shè)空心圓柱體中有同電流密度的正反向電流空心圓柱體中反向電流產(chǎn)生的正電流和空心外電流產(chǎn)生的3在半徑為R的長(zhǎng)直金屬圓柱體內(nèi)部挖去一個(gè)半徑為r的4一質(zhì)點(diǎn)帶有電量C，以速度在半徑為該帶電質(zhì)點(diǎn)在軌道中心所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為

；該帶電質(zhì)點(diǎn)軌道運(yùn)動(dòng)的磁矩的大小為

。的圓周上作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。4一質(zhì)點(diǎn)帶有電量C，以速度在半徑為該帶電質(zhì)點(diǎn)在軌道中心所三、計(jì)算題：1有一條載有電流I的導(dǎo)線彎成如圖示abcda形狀,其中ab、cd是直線段，其余為圓弧。兩段圓弧的長(zhǎng)度和半徑分別為l1、R1和l2、R2,且兩段圓弧共心。求圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。l1產(chǎn)生的（圓?。裭2產(chǎn)生的（圓?。┤⒂?jì)算題：1有一條載有電流I的導(dǎo)線彎成如圖示abab產(chǎn)生的（有限直線）起點(diǎn)１１１注意大弧線是2!!!ab產(chǎn)生的（有限直線）起點(diǎn)１１１注意大弧線是2!!!2用兩根彼此平行的半無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線L1、L2把半徑為R的均勻?qū)w圓環(huán)聯(lián)到電源上，如圖所示。已知直導(dǎo)線上的電流為I。求圓環(huán)中心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

I1I2ROabIIL1L2⊙⊙2用兩根彼此平行的半無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線L1、L2把半徑為R四、改錯(cuò)題：有人作如下推理:“如果一封閉曲面上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小處處相等,則根據(jù)磁學(xué)中的高斯定理,可得到又因?yàn)镾≠0,故可推知必有B＝0."這個(gè)推理正確嗎?如有錯(cuò)誤,請(qǐng)說(shuō)明錯(cuò)在哪里.可得出：或四、改錯(cuò)題：可得出：或五.問(wèn)答題：1.從畢奧─薩伐爾定律能導(dǎo)出無(wú)限長(zhǎng)直電流的磁場(chǎng)公式當(dāng)考察點(diǎn)無(wú)限接近導(dǎo)線時(shí)(a→0),則B→∞,這是沒有物理意義的,請(qǐng)解釋.當(dāng)a→0時(shí)，直電流模型不成立，必須根據(jù)電流的實(shí)際情況進(jìn)行處理。畢奧─薩伐爾定律是實(shí)驗(yàn)定律，在a>>dl情況下成立。五.問(wèn)答題：當(dāng)考察點(diǎn)無(wú)限接近導(dǎo)線時(shí)(a→0),則磁場(chǎng)二作業(yè)解磁場(chǎng)二作業(yè)解有一個(gè)由N匝細(xì)導(dǎo)線繞成的平面正三角形線圈，邊長(zhǎng)為a，通有電流I，置于均勻外磁場(chǎng)中，當(dāng)線圈平面的法向與外磁場(chǎng)同向時(shí)，該線圈所受的磁力矩值為:[D].(A)(B)(D)0(C)一.選擇題:角度為0有一個(gè)由N匝細(xì)導(dǎo)線繞成的平面正三角形線圈，邊長(zhǎng)為a，通有電2.有兩個(gè)同心圓線圈，大圓半徑為R，通有電流I1；小圓半徑為r，通有電流I2，方向如圖。若r<<R（大線圈在小線圈處產(chǎn)生的磁場(chǎng)近似為均勻磁場(chǎng))，當(dāng)它們處在同一平面內(nèi)時(shí)小線圈所受磁力矩的大小為[D]。I1I2Rr角度為02.有兩個(gè)同心圓線圈，大圓半徑為R，通有電流I1；小3.如圖,一個(gè)電量為+q、質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，以速度

沿x軸射入磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，其范圍從x=0延伸到無(wú)限遠(yuǎn)，如果質(zhì)點(diǎn)在x=0

和y=0處進(jìn)入磁場(chǎng)，則它將以速度-從磁場(chǎng)中某一點(diǎn)出來(lái)，這點(diǎn)坐標(biāo)是x=0和[B]。xy電子向上偏轉(zhuǎn)×BO3.如圖,一個(gè)電量為+q、質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，以速度4.一張氣泡室照片表明,質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡是一半徑為10cm的圓弧,運(yùn)動(dòng)軌跡平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.3Wb/m2磁場(chǎng)垂直。該質(zhì)子動(dòng)能的數(shù)量級(jí)為[A].4.一張氣泡室照片表明,質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡是一半徑為10c二、填空題：一面積為S，載有電流I的平面閉合線圈置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中，此線圈受到的最大磁力矩的大小為

，此時(shí)通過(guò)線圈的磁通量為

。當(dāng)此線圈受到最小的磁力矩作用時(shí)通過(guò)線圈的磁通量為

。此時(shí)最小的磁力矩二、填空題：一面積為S，載有電流I的平面閉合線圈置于磁2.氫原子中，電子繞原子核沿半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)，它等效于一個(gè)圓形電流，如果外加一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，其磁力線與軌道平面平行，那么這個(gè)圓電流所受的磁力矩的大小M=

。(設(shè)電子質(zhì)量為m,電子電量的絕對(duì)值為e)。Br2.氫原子中，電子繞原子核沿半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)，它等效2在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.5×10-4T的均勻磁場(chǎng)中,一以垂直于磁場(chǎng)的速度R＝

.(電子質(zhì)量m＝9.11×10-31kg).飛行的電子，其圓弧軌跡的半徑2在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.5×10-4T的均勻磁場(chǎng)中,一以垂直三、證明題：如圖,一條任意形狀的載流導(dǎo)線位于均勻磁場(chǎng)中,試證明它所受的安培力等于載流直導(dǎo)線ab所受的安培力.xy建立“傾斜”坐標(biāo)