稳恒电流的磁场作业.ppt

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1、一、一、选择题选择题1安培安培环环路定理路定理 中，说明中，说明()的的环环流流仅仅由由环环路路L所包所包围围的的传导电传导电流决定流决定仅仅由由环环路路L所包所包围围的的传导电传导电流决定流决定应应由由环环路内与路内与环环路外的全部路外的全部传导电传导电流决定流决定2下列说法正确的是下列说法正确的是()A一个电流元能够在它的周围任一点激起磁场一个电流元能够在它的周围任一点激起磁场B圆电流在其环绕的平面内，产生磁场是均匀场圆电流在其环绕的平面内，产生磁场是均匀场C方程式方程式B0nI对横截面为正方形或其他形状对横截面为正方形或其他形状 的无限长螺线管内的磁场都成立的无限长螺线管内的磁场都成立3

2、半径半径为为a的的长长直直导线导线，通有恒定，通有恒定电电流流i0，设设有一有一半径半径为为2a圆圆与与导线导线同心同心圆圆的平面与的平面与导导体正交，体正交，问问通通过过此此圆圆的磁通量的磁通量m是多少？是多少？A0 B无法确定无法确定 C4有两束阴极射有两束阴极射线线向同一方向向同一方向发发射，关于它射，关于它们们的的相互作用有下面几种相互作用有下面几种说说法法,试试指出哪一种指出哪一种说说法正确法正确 A.二射二射线线有三种相互作用力有三种相互作用力,安培力、安培力、库仑库仑力和洛力和洛 仑兹仑兹力力B.只有只有库仑库仑力和洛力和洛仑兹仑兹力力C.只有三种中某一种只有三种中某一种5载载流

3、流为为I、磁矩、磁矩为为Pm的的线线圈，置于磁感圈，置于磁感应应强强度度为为B的均匀磁的均匀磁场场中。若中。若Pm与与B方向相同，方向相同，则则通通过线过线圈的磁通量圈的磁通量与与线线圈所受的磁力矩圈所受的磁力矩M的大小的大小为为 A BCD6在磁感应强度为在磁感应强度为 的均匀磁场中作一半径为的均匀磁场中作一半径为r的半球面的半球面S，S边线所在平面的法线方向单位矢量边线所在平面的法线方向单位矢量 与与 的夹角为的夹角为 ,则通过半球面则通过半球面S的磁通量为的磁通量为 B.CD A.7如如图图所示，两根直所示，两根直导线导线ab和和cd沿半径沿半径方向被接到一个截面方向被接到一个截面处处处

4、处相等的相等的铁环铁环上，上，稳稳恒恒电电流流I从从a端流入而从端流入而从d端流出，端流出，则则磁感磁感应应强强度度沿沿图图中中闭闭合路径合路径L的的积积分分 等于等于 C.B DA8两个共面同心的两个共面同心的圆圆形形电电流流I1和和I2，其半径分，其半径分别别为为R1和和R2，当，当电电流在流在圆圆心心处产处产生生总总的磁感的磁感强强度度为为零零时时，则则二者二者电电流流强强度之比度之比I1：I2为为()(A)R1：R2;(B)R2：R1；(C)R21：R22;(D)R22：R219.有一无限有一无限长长通有通有电电流流,宽宽度度为为a,厚度不厚度不计计的扁平的扁平铜铜片片,电电流流 I

5、在在铜铜片上均匀分布片上均匀分布,在在铜铜片外与片外与铜铜片共面片共面,离离铜铜片右片右边缘边缘b处处的的P点的磁感点的磁感应应强强度度 的大小为的大小为(A)(B)(C)(D)10磁介磁介质质有三种，用相有三种，用相对对磁磁导导率率 r r表征它们各表征它们各自的特性时，自的特性时，A顺顺磁磁质质 r r0，抗磁质，抗磁质 r r1B顺顺磁磁质质 r r1，抗磁质，抗磁质 r r=1,铁铁磁磁质质 r r1C顺顺磁磁质质 r r1，抗磁质，抗磁质 r r1D顺顺磁磁质质 r r0，抗磁质，抗磁质 r r1二、填空二、填空题题1.一一质质点点带带有有电电荷荷q，以速度，以速度 在半径为在半径为

6、R的圆周的圆周上作匀速圆周运动，该带电质点在轨道中心所产上作匀速圆周运动，该带电质点在轨道中心所产生的磁感应强度生的磁感应强度B=；该带电质点轨道；该带电质点轨道运动的磁矩运动的磁矩Pm=。2.两根两根长长直直导线导线通有通有电电流流 I，图图示有三种示有三种环环路；路；在每种情况下，在每种情况下，等于：等于：(对对于于环环路路a)；(对对于于环环路路b)；(对对于于环环路路c)。3.如如图图所示所示,在真空中有一半径在真空中有一半径为为a的的3/4圆圆弧形的弧形的导线导线,其中通以其中通以稳稳恒恒电电流流 I,则则O点的磁感点的磁感应应强强度大度大小小为为 。4有一磁矩为有一磁矩为Pm的载流

7、线圈，置于磁感应强度的载流线圈，置于磁感应强度为为B的均匀磁场中，的均匀磁场中，Pm与与B的夹角为的夹角为，则，则（1）当）当 时时,线圈处于稳定平衡状态；线圈处于稳定平衡状态；（2）当）当 时，线圈所受的力矩最大。时，线圈所受的力矩最大。5 5半径半径为为R的的细圆环细圆环均匀均匀带电带电，电电荷荷线线密度密度为为。若若圆环圆环以角速度以角速度绕绕通通过环过环心且垂直于心且垂直于环环面的面的转转轴轴作匀速作匀速转动转动，则环则环心心处处的磁感的磁感应应强强度度 的大小的大小为为 。6一均匀一均匀带电圆环带电圆环，带电带电量量为为q，其半径，其半径为为R，置于均匀磁，置于均匀磁场场 中，中，的

8、方向与圆环所在平面的方向与圆环所在平面成成60角。现使圆环绕通过圆心垂直环面的轴转动角。现使圆环绕通过圆心垂直环面的轴转动,角速度为角速度为，则圆环磁矩为，则圆环磁矩为 ,其所受到其所受到的磁力矩为的磁力矩为 。R RABC12O7用均匀用均匀细细金属金属丝丝构成一半径构成一半径为为R的的圆环圆环C,电电流流I由由导线导线1流入流入圆环圆环A点，而后由点，而后由圆环圆环B流出，流出，进进入入导线导线2，设导线设导线1和和导线导线2与与圆环圆环共面，共面，则环则环心心O处处的磁感的磁感应应强强度大小度大小 ,方向方向 。三、三、计计算算题题1.如如图图所示，一半径所示，一半径为为R的均匀的均匀带

9、电带电无限无限长长直直圆圆筒，筒，电电荷面密度荷面密度为为 ，该筒以角速度，该筒以角速度 绕其轴线绕其轴线匀速旋转，试求圆筒内部的磁感应强度。匀速旋转，试求圆筒内部的磁感应强度。R R等效于长直螺线管。等效于长直螺线管。L2一根很一根很长的的铜导线载有有电流流10A，设电流均匀流均匀分布分布.在在导线内部作一平面内部作一平面S，如图所示试计算，如图所示试计算通过通过S平面的磁通量平面的磁通量(沿导线长度方向取长为沿导线长度方向取长为1m的一段作计算的一段作计算)铜的磁导率铜的磁导率=0.rLR R3如如图所示，所示，AB、CD为长直导线为长直导线,BC弧为圆心在弧为圆心在o点的一段圆弧形导线，

10、其半径为点的一段圆弧形导线，其半径为R.若通以电流若通以电流I,求求o点的磁感应强度。点的磁感应强度。RrO4.一半径一半径为为R的薄的薄圆盘圆盘，其中半径，其中半径为为r的阴影部分均的阴影部分均匀匀带带正正电电，面，面电电荷密度荷密度为为+，其余部分均匀，其余部分均匀带负带负电电，面，面电电荷密度荷密度为为-（见见图图）。设设此此盘盘以角速度以角速度为为绕绕其其轴线轴线匀速匀速转动时转动时，圆盘圆盘中心中心o处处的磁感的磁感应应强强度度为为零，零，问问R和和r有什么关系？有什么关系？5.一根半径一根半径为为R的的长长直直导线载导线载有有电电流流I，作一，作一宽为宽为R，长为长为l的假想平面的

11、假想平面S，如，如图图所示，若假想平面所示，若假想平面S可在可在导线导线直径与直径与轴轴 所确定的平面内离开轴所确定的平面内离开轴 移移动到远处，试求：当通过动到远处，试求：当通过S面的磁通量最大时面的磁通量最大时S平平面位置。（设直导线内电流分布是均匀的）面位置。（设直导线内电流分布是均匀的）x解：由安培环路定律可知解：由安培环路定律可知6如如图图所示，一半径所示，一半径为为R的薄的薄圆盘圆盘，表面上的，表面上的电电荷面密度荷面密度为为，放入均匀磁场，放入均匀磁场 中，中，的方向与盘的方向与盘面平行。若圆盘以角速度面平行。若圆盘以角速度 绕通过盘心、垂直盘绕通过盘心、垂直盘面的轴转动。求作用

12、在圆盘上的磁力矩。面的轴转动。求作用在圆盘上的磁力矩。解解:任取一半径任取一半径为为r，宽为宽为dr的的细圆环细圆环,带电带电：产产生生电电流：流：圆电圆电流的磁矩：流的磁矩：细环细环受的力矩：受的力矩：圆盘圆盘受的磁力矩：受的磁力矩：力矩方向力矩方向为为沿沿轴轴向上向上7载载有有电电流流为为I1的的长长直直导线导线旁，有一旁，有一载载有有电电流流I2的等腰直角形的等腰直角形导线导线回路回路ABC，如，如图图2.7.7所示，所示，AB边边与直与直导线导线平行，相距平行，相距为为b，BC边边与直与直导线导线垂直，垂直，长长度度为为a，试试求三角形求三角形载载流回路流回路所受所受导线导线I1磁磁场场的作用。的作用。解解 ：