大学物理(下)磁场习题1.ppt

C 2.如图，流出纸面的电流为如图，流出纸面的电流为 2I，流进纸面流进纸面的电流为的电流为 I，则下述各式中那一个是正确则下述各式中那一个是正确的的?(B)(A)D (C)(D)3.一一 质量为质量为 m、电量为电量为 q 的粒子的粒子,以与均以与均匀磁场匀磁场 B 垂直的速度垂直的速度 v 射入磁场内射入磁场内,则粒则粒子运动轨道所包围范围内的磁通量子运动轨道所包围范围内的磁通量 fm 磁磁场感应强度场感应强度 B 大小的关系曲线大小的关系曲线(A)(E)是中的哪一条是中的哪一条?C (A)(B)(C)(D)(E)4 4.无限长的直导线在无限长的直导线在 A 点弯成半径为点弯成半径为 R的圆环的圆环,则当通以电流则当通以电流 I 时时,圆心圆心 o 处的处的磁感应强度大小等于：磁感应强度大小等于：(D)(E)(C)0;(B)0I/4R;(A)0I/2R；D 5.有两个半径相同的圆环形载流导线有两个半径相同的圆环形载流导线A、B，它它们可以自由转动和移动，把它们放在相互垂直们可以自由转动和移动，把它们放在相互垂直的位置上，如图所示，将发生以下哪一种运动的位置上，如图所示，将发生以下哪一种运动（A）A、B均发生转动和平动，最后两线圈电均发生转动和平动，最后两线圈电流同方向并紧靠一起。流同方向并紧靠一起。（B）A不动，不动，B在磁力作用下发生转动和平动。在磁力作用下发生转动和平动。（C）A、B都在运动，但运动的趋势不能确定。都在运动，但运动的趋势不能确定。（D）A和和B都在转动，都在转动，但不平动，最后两但不平动，最后两线圈磁矩同方向平行。线圈磁矩同方向平行。A 6.有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为 a，厚度不计，电流厚度不计，电流 I 在铜片上均匀分布，在在铜片上均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为 b处的处的 P 点（如图）的磁感应点（如图）的磁感应 B 的大小为的大小为:B 7.一均匀磁场，其磁感应强度方向垂直于一均匀磁场，其磁感应强度方向垂直于纸面，两带电粒子在磁场中的运动轨迹如纸面，两带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，则图所示，则 B (A)两粒子的电荷必然同号两粒子的电荷必然同号.(B)粒子的电荷可以同号也可以异号粒子的电荷可以同号也可以异号.(C)两粒子的动量大小必然不同两粒子的动量大小必然不同.(D)两粒子的运动周期必然不同两粒子的运动周期必然不同.9哪一幅曲线图能确切描述载流圆线圈在哪一幅曲线图能确切描述载流圆线圈在其轴线上任意点所产生的其轴线上任意点所产生的 B 随随 x 的变化关的变化关系？（系？（x 坐标轴垂直于圆线圈平面，原点在坐标轴垂直于圆线圈平面，原点在圆线圈中心圆线圈中心 o）C 10.取一闭合积分回路取一闭合积分回路 L，使三根载流导线使三根载流导线穿过它所围成的面现改变三根导线之间穿过它所围成的面现改变三根导线之间的相互间隔，但不越出积分回路，则的相互间隔，但不越出积分回路，则 B (A)回路回路L内的内的 I 不变，不变，L上各点的上各点的B不不变变(B)回路回路L内的内的 I 不变，不变，L上各点的上各点的B改变改变.(C)回路回路L内的内的 I 改变，改变，L上各点的上各点的B不变不变.(D)回路回路L内的内的 I 改变，改变，L上各点的上各点的B改变改变.11.边长为边长为l的正方形线圈中通有电流的正方形线圈中通有电流,此此线圈在线圈在A点（见图）产生的磁感应强度点（见图）产生的磁感应强度B为为 A 12一载有电流一载有电流 I 的细导线分别均匀密绕的细导线分别均匀密绕在半径为在半径为 R 和和 r 的长直圆筒上形成两个螺的长直圆筒上形成两个螺线管线管(R=2r)，两螺线管单位长度上的匝两螺线管单位长度上的匝数相等两螺线管中的磁感应强度大小数相等两螺线管中的磁感应强度大小 BR 和和 Br 应满足：应满足：B 13.如图，边长为如图，边长为 a 的正方的正方形的的四个角上固定有四形的的四个角上固定有四个电量均为个电量均为 q 的点电荷的点电荷.此此正方形以角速度正方形以角速度 绕绕 AC 轴旋转时轴旋转时,在中心点在中心点 o 产生产生的磁感应强度大小为的磁感应强度大小为 B1;此正方形同样以角速度此正方形同样以角速度 绕过点绕过点 o 垂直与正方形平垂直与正方形平面的轴旋转时面的轴旋转时,在点在点 o 产生产生的磁感应强度的大小为的磁感应强度的大小为 B2,则则 B1 与与 B2 间的关系间的关系为为:(A)B1=B2 (B)B1=2B2(C)B1=B2/2 (D)B1=B2/4.C 14.一铜条置于均匀磁场中，一铜条置于均匀磁场中，铜条中电子流的方向如图所铜条中电子流的方向如图所示示.试问下述那种情况将会发试问下述那种情况将会发生生?(A)在铜条上在铜条上 a、b 两点产生两点产生电势差电势差,且且 UaUb.(B)在铜条上在铜条上 a、b 两点产生两点产生电势差电势差,且且 UaUb.(C)在铜条上产生涡流在铜条上产生涡流.(D)电子受到洛仑兹力而加速电子受到洛仑兹力而加速.A 15.均匀磁场的磁感应强度均匀磁场的磁感应强度 B 垂直于半径垂直于半径为为 r 的圆面。今以该圆周为边线，作一半的圆面。今以该圆周为边线，作一半球面球面 S,则通过则通过 S 面的磁通量的大小为面的磁通量的大小为(D)无法确定的量无法确定的量.B 17.在截面均匀铜环上任意两点用两根长在截面均匀铜环上任意两点用两根长直导线沿半径方向引到很远的电源上直导线沿半径方向引到很远的电源上,求求环中心处环中心处o点的磁感应强度。点的磁感应强度。解：解：如图所示的电流如图所示的电流系统在系统在 o 点激发的点激发的 B 为为 5 段电流所产生的段电流所产生的 B 矢量方向迭加。矢量方向迭加。o 点在直电流点在直电流 IAE 与与 IFB 所在延长线上。所在延长线上。又又O点离点离IEF很远，此电流的磁场可不计。很远，此电流的磁场可不计。I1电流在电流在O点的磁场：点的磁场：I2电流在电流在O点的磁场：点的磁场：又又R1和和R2并联并联,故有故有R1I1=R2I2由电阻定理知由电阻定理知,ACB和和ADB的电阻的电阻 R1 和和 R2与其长度与其长度 L1 和和 L2间有间有19.一半径为一半径为 R2 带电薄圆盘带电薄圆盘,其中半径为其中半径为 R1 的阴影部分均匀带正电荷的阴影部分均匀带正电荷,面电荷密度面电荷密度为为+,其余部分均匀带负电荷其余部分均匀带负电荷,面电荷密面电荷密度为度为 ,当圆盘以角速度当圆盘以角速度 旋装转时旋装转时,测得圆盘中心点测得圆盘中心点 o 的磁感应强度为零的磁感应强度为零,问问 R1 与与 R2 满足什么关系？满足什么关系？解：解：当带电圆盘转动时当带电圆盘转动时,可看作无数个圆电流的可看作无数个圆电流的磁场在磁场在 o 点点的迭加的迭加,半径为半径为 r,宽为宽为 dr 的圆电流的圆电流dI=2rdr/2=rdr磁场磁场dB=0dI/2r=0R/2阴影部分产生的磁场感应强度为阴影部分产生的磁场感应强度为其余部分：其余部分：20.一对同轴的无限长空心导体圆筒一对同轴的无限长空心导体圆筒,内、内、外半径分别为外半径分别为 R1 和和 R2 (筒壁厚度可以筒壁厚度可以忽略不计忽略不计),电流电流 I 沿内筒流去沿内筒流去,沿外筒沿外筒流回流回,如图所示。如图所示。(1)计算两圆筒间的磁感应强度；计算两圆筒间的磁感应强度；(2)求通过长度为求通过长度为 l 的一段截面的一段截面(图中的图中的斜线部分斜线部分)的磁通量。的磁通量。解解:(1)由安培环路定理由安培环路定理(2)在截面上在截面上 r 处处,取取宽为宽为 dr,长长 l 的窄条的窄条,其面积其面积dS=ldr则则21.一通有电流一通有电流 I 的半圆形闭合回路的半圆形闭合回路,放在放在磁感应强度为磁感应强度为 B 的均匀磁场中的均匀磁场中,回路平面回路平面垂直于磁场方向垂直于磁场方向,如图所示。求作用在半如图所示。求作用在半圆弧圆弧 ab 上的磁力及直径上的磁力及直径 ab 段的磁力。段的磁力。解：解：取如图所示取如图所示,取取电流元电流元 Idl,它所受它所受的安培力的安培力ab 受磁力受磁力 F=2BIR,沿沿 y 轴正向轴正向.直径直径ab 受磁力受磁力：F=2RBI，沿沿 y 轴负向轴负向.22.一半径为一半径为 R 的无限长半圆柱面导体的无限长半圆柱面导体,载载有与轴线上的长直导线载有等值反向的电有与轴线上的长直导线载有等值反向的电流流 I。试求轴线上长直导线单位长度所受试求轴线上长直导线单位长度所受磁力。磁力。解：解：取如图坐标取如图坐标,柱柱面电流密度为面电流密度为 I/R,在半圆柱面在半圆柱面上取宽度为上取宽度为 dl 平行平行与轴线的窄条与轴线的窄条,它在它在轴线上产生磁感应轴线上产生磁感应强度。强度。轴线上单位长度受力：轴线上单位长度受力：23.一半径为一半径为 R 的薄圆盘的薄圆盘,放在磁感应强放在磁感应强度为度为 B 的均匀磁场中的均匀磁场中,B 的方向与盘面的方向与盘面平行平行,如图所示如图所示,圆盘表面的电荷面密度为圆盘表面的电荷面密度为 ,若圆盘以角速度若圆盘以角速度 绕其轴线转动绕其轴线转动,试求试求作用在圆盘上的磁力矩。作用在圆盘上的磁力矩。解：解：取半径为取半径为 r,宽为宽为dr的圆环电量的圆环电量 dq=2rdr转动形成电流转动形成电流 dI=dq/2 磁矩磁矩dpm=r2dI=r3方向沿轴线向上方向沿轴线向上,受磁力矩受磁力矩dM=dpm Bsin/2方向为方向为 24.如图所示如图所示,为一均匀密绕的环形螺线为一均匀密绕的环形螺线管管,匝数为匝数为 N,通电电流为通电电流为 I,其横截面其横截面积为矩形积为矩形,芯子材料的磁导率为芯子材料的磁导率为 ,圆环圆环内外半径分别为内外半径分别为 R1 和和 R2,求：求：(1)芯子中的芯子中的B值和芯子截面磁通量。值和芯子截面磁通量。(2)在在 r R2 处的处的 B 值。值。解解：(1)由安培环流定理由安培环流定理25.假定地球的磁场是由地球中心的小电流假定地球的磁场是由地球中心的小电流环产生的，已知地极附近磁感应强度环产生的，已知地极附近磁感应强度 B 为为6.2710-5T,地球半径为地球半径为 R=6.3710-6m,0=4 10-7H/m.试用毕奥试用毕奥-萨伐尔定律求萨伐尔定律求小电流环的磁矩大小小电流环的磁矩大小.解解:毕奥毕奥-萨伐尔定律萨伐尔定律:如图示如图示,（a为小为小电流环的半径）电流环的半径）小小电流环的磁矩电流环的磁矩 在极地附近在极地附近并可以认为磁感应强并可以认为磁感应强度的轴向分量度的轴向分量Bz就是就是极地的磁感应强度极地的磁感应强度B，因而有：因而有：26.有一闭合回路由半径为有一闭合回路由半径为 a 和和 b 的两个的两个同心共面半圆连接而成同心共面半圆连接而成,如图其上均匀分布如图其上均匀分布线密度为线密度为 的电荷的电荷,当回路以匀角速度当回路以匀角速度 绕过绕过 o 点垂直于回路平面的轴转动时点垂直于回路平面的轴转动时,求圆求圆心心o 点处的磁感强度的大小点处的磁感强度的大小.解解:B=B1+B2+B3B1、B2 分别为带电的大分别为带电的大半圆线圈和小半圆线圈半圆线圈和小半圆线圈转动产生的磁感应强度转动产生的磁感应强度，B3为带电线段为带电线段ba转动产生的磁感应强转动产生的磁感应强度度.