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(完整版)大学物理稳恒磁场习题及答案

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衡水学院 理工科专业 《大学物理B 》 稳恒磁场 习题解答

一、填空题(每空1分)

1、电流密度矢量的定义式为:dI j n dS ⊥

=v v

,单位是:安培每平方米(A/m 2) 。 2、真空中有一载有稳恒电流I 的细线圈,则通过包围该线圈的封闭曲面S 的磁通量Φ = 0 .若通过S 面上某面元

d S v

的元磁通为d Φ,而线圈中的电流增加为2I 时,通过同一面元的元磁通为d Φ'

,则d Φ∶d Φ'= 1:2 。 3、一弯曲的载流导线在同一平面内,形状如图1(O 点是半径为R 1和R 2的两个半圆弧的共同圆心,电流自无穷远来到无穷远去),则O 点磁感强度的大小是2

02

01

00444R I

R I

R I

B πμμμ-

+

=

4、一磁场的磁感强度为k c j b i a B ?

???++= (SI),则通过一半径为R ,开口向z 轴正方向的半球壳表面的磁通量的大

小为πR 2c Wb 。

5、如图2所示通有电流I 的两根长直导线旁绕有三种环路;在每种情况下,等于:

对环路a :d B l ??v v ?=____μ0I __;

对环路b :d B l ??v

v ?=___0____; 对环路c :d B l ??v v ? =__2μ0I __。

6、两个带电粒子,以相同的速度垂直磁感线飞入匀强磁场,它们的质量之比是1∶4,电荷之比是1∶2,它们所受的磁场力之比是___1∶2__,运动轨迹半径之比是_____1∶2_____。

二、单项选择题(每小题2分)

( B )1、均匀磁场的磁感强度B v

垂直于半径为r 的圆面.今以该圆周为边线,作一半球面S ,则通过S 面的磁通量的大小为

A. 2πr 2B

B. πr 2B

C. 0

D. 无法确定的量

( C )2、有一个圆形回路1及一个正方形回路2,圆直径和正方形的边长相等,二者中通有大小相等的电流,它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为

A. 0.90

B. 1.00

C. 1.11

D. 1.22

( D )3、如图3所示,电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路,汇合于b 点.若ca 、bd 都沿环的径向,则在环形分路的环心处的磁感强度

A. 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内

B. 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外

C .方向在环形分路所在平面内,且指向a

D .为零

( D )4、在真空中有一根半径为R 的半圆形细导线,流过的电流为I ,则圆心处的磁感强度为

A.

R 140πμ B. R

1

20πμ C .0 D .

R

1

40μ ( C )5、如图4,边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电荷均为q 的点电荷.此正方形以角速度绕AC 轴旋

转时,在中心O 点产生的磁感强度大小为B 1;此正方形同样以角速度

绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时,在

O 点产生的磁感强度的大小为B 2,则B 1与B 2间的关系为

A. B 1 = B 2

B. B 1 = 2B 2 C .B 1 = 2

1

B 2 D .B 1 = B 2 /4

( B )6、有一半径为R 的单匝圆线圈,通以电流I ,若将该导线弯成匝数N = 2的平面圆线圈,导线长度不变,并通以同样的电流,则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的 (A) 4倍和1/8. (B) 4倍和1/2. (C) 2倍和1/4. (D) 2倍和1/2. 三、判断题(每小题1分,请在括号里打上√或×)

( × )1、电源的电动势是将负电荷从电源的负极通过电源内部移到电源正极时,非静电力作的功。

( √ )2、磁通量m S

B dS φ=??v

v 的单位为韦伯。

( × )3、电流产生的磁场和磁铁产生的磁场性质是有区别的。

( × )4、电动势用正、负来表示方向,它是矢量。 ( √ )5、磁场是一种特殊形态的物质,具有能量、动量和电磁质量等物质的基本属性。

( × )6、满足0m S

B dS φ=?=?v

v 的面积上的磁感应强度都为零。

四、简答题(每小题5分)

1、在同一磁感应线上,各点B v 的数值是否都相等?为何不把作用于运动电荷的磁力方向定义为磁感应强度B v

的方向?

答:在同一磁感应线上,各点B v

数值一般不相等。(2分)因为磁场作用于运动电荷的磁力方向不仅与磁感应强度B v 的方向有关,而且与电荷速度方向有关,即磁力方向并不是唯一由磁场决定的,所以不把磁力方向定义为B v

的方向。 (3分)

2、写出法拉第电磁感应定律的数学表达式,说明该表达式的物理意义。 答: 法拉第电磁感应定律的数学表达式

c I d

b a

图3

A C

q

q

q

q

O

图4

r l S B E dl dS t ??=-????v

v v

v ?(2分)

物理意义:(1)感生电场是由变化的磁场激发的;(1分)(2)感生电场r E v 与B

t

??v

构成左手螺旋关系;(1分)

(3)右侧的积分面积S 为左侧积分路径L 包围的面积。(1分)

五、计算题(每题10分,写出公式、代入数值、计算结果。)

1、如图5所示,AB 、CD 为长直导线,BC 为圆心在O 点的一段圆弧形导线,其半径为R .若通以电流I ,求O 点的磁感应强度.

解:如图所示,O 点磁场由AB 、C B )

、CD 三部分电流产生.其中

AB 产生 01=B ?

(1分)

CD 产生R

I

B 1202μ=

,(2分)方向垂直向里(1分)

CD 段产生 )23

1(2)60sin 90(sin 2

4003-πμ=-π

μ=??R I R I B ,(2分)方向⊥向里(1分) ∴)6

231(203210π

πμ+-=

++=R I B B B B ,(2分)方向⊥向里.(1分) 2、如图6所示。半径为R 的均匀带电圆盘,面电荷密度为σ。当盘以角速度ω绕其中心轴OO '旋转时,求盘心O 点的B 值。

解法一:当带电盘绕O 轴转动时,电荷在运动,因而产生磁场。可将圆盘看成许多同心圆环的组合,而每一个带电圆环转动时相当于

一圆电流。以O 为圆心,r 为半径,宽为dr 的圆环,此环上电量

rdr ds dq πσσ2?==(2分)

此环转动时,其等效电流

rdr dq dI ωσπ

ω

=?=

2(3分) 此电流在环心O 处产生的磁感应强度大小

2

200dr

r

dI

dB ωσμμ=

=

(2分)

其方向沿轴线,因此整个圆盘在盘心O 处产生的磁感应强度大小是

R dr dB

B R

ωσμωσμ000

2

1

21==

??

(3分) 解法二:根据运动电荷的磁场公式3

04r r

v q B ρρ??=πμ,(2分)求解,在圆盘上取一半径为r ,宽为dr 的圆环,电量rdr dq πσ2=,ω

r v =(2分)

dr rdr r r dq r dB 2

2440020σω

μπσπωμπωμ=?==

(3分)

方向垂直于盘面向上,同样

图5

图6

R

q

R

dr dB B R

πωμωσμσω

μ22

2

000

0=

=

=

=

??

(3分)

3、图7所示,在一长直载流导线旁有一长为L 导线ab ,其上载电流分别为I 1和I 2,a 端到直导线距离为d 求当导线ab 与长直导线垂直,求ab 受力。

解:取如图8所示坐标系直导线在距其为x 处,产生的磁场

x

I B πμ21

0=

(2分) 其方向垂直低面向里,电流之I 2dx 受安培力大小为

dx x

I

I Bdx I df πμ22102== (3分)

df v

方向垂直向上,且各电流之受力方向相同,(2分)

故,ab 受力为 012012ln

22d L L

d

I I I I d L

f df dx x d

μμππ++=

==?

?

(3分) 4、一长直导线通有电流120A I =,旁边放一导线ab ,其中通有电流210A I =,且两者共面,如图8所示。求导线ab 所受作用

力对O 点的力矩.

解:如图9所示,在ab 上取r d ,它受力

ab F ⊥?

d 向上,

(2分) 大小为r

I r

I F πμ2d d 1

02=(2分) F ?d 对O 点力矩F r M ?

???=d (2分) M ?

d 方向垂直纸面向外,

大小为r I

I F r M d 2d d 210π

μ==(2分) ??-?===b a b a r I I M M 6

210106.3d 2d π

μ m N ?(2分) 5、两平行长直导线相距d =40cm ,每根导线载有I 1=I 2=20A 如图10所示。求:

⑴两导线所在平面内与该两导线等距的一点A 处的磁感应强度; ⑵通过图中斜线所示面积的磁通量。(r 1= r 3=10cm ,l=25cm)

解: (1)图中的A 点的磁场

1

2

2222O O A I I B d d μμππ=

+

???? ? ???

??

()512124010O O O

I I I I T d d d

μμμπππ-=

+=+=?(4分) (2)在正方形中距中心x 处,取一窄条ds ldx =,则通过ds 的磁通量

m d B ldx φ=g

()1222O O I I ldx x d z μμππ??=+ ? ?-?? 122O l I I dx x d x μπ??

=

+ ?-??

(3分)

图8

图9

图10

3

1

122d r O m m r l I I d dx x d x μφφπ-??

==+ ?-??

?? 3112

13ln ln 2O l d r d r I I r r μπ??

--=+ ??? ()121ln 2O l d n I I r μπ??-=

+ ???

61

11

ln 2.210O l d r I wb r μπ--=

=?(3分) 6、 已知磁感应强度B =2.0Wb ·m -2的均匀磁场,

方向沿X 轴正方向,如图11所示,试求:

(1) 通过abcd 面的磁通量; (2) 通过图中befc 面的磁通量; (3) 通过图中aefd 面的磁通量。 解: (1)通过abcd 面的磁通量

mabcd abcd B S φ=g 2.00.40.3=??

0.24wb =(4分)

(2)通过ebfc 面的磁通量,由于B v

线掠过此面 故0mbdfc φ=(3分) (3)通过aefd 面的磁通量

0.24maefd mabcd wb φφ==(3分)

图11

大学物理稳恒磁场习题及答案 (1)

衡水学院 理工科专业 《大学物理B 》 稳恒磁场 习题解答 一、填空题(每空1分) 1、电流密度矢量的定义式为:dI j n dS ⊥ =v v ,单位是:安培每平方米(A/m 2) 。 2、真空中有一载有稳恒电流I 的细线圈,则通过包围该线圈的封闭曲面S 的磁通量? = 0 .若通过S 面上某面元d S v 的元磁通为d ?,而线圈中的电流增加为2I 时,通过同一面元的元磁通为d ?',则d ?∶d ?'= 1:2 。 3、一弯曲的载流导线在同一平面内,形状如图1(O 点是半径为R 1和R 2的两个半圆弧的共同圆心,电流自无穷远来到无穷远去),则O 点磁感强度的大小是2 02 01 00444R I R I R I B πμμμ- + = 。 4、一磁场的磁感强度为k c j b i a B ? ???++= (SI),则通过一半径为R ,开口向z 轴正方向的半球壳表面的磁通量的大 小为πR 2c Wb 。 5、如图2所示通有电流I 的两根长直导线旁绕有三种环路;在每种情况下,等于: 对环路a :d B l ??v v ?=____μ0I __; 对环路b :d B l ??v v ?=___0____; 对环路c :d B l ??v v ? =__2μ0I __。 6、两个带电粒子,以相同的速度垂直磁感线飞入匀强磁场,它们的质量之比是1∶4,电荷之比是1∶2,它们所受的磁场力之比是___1∶2__,运动轨迹半径之比是_____1∶2_____。 二、单项选择题(每小题2分) ( B )1、均匀磁场的磁感强度B v 垂直于半径为r 的圆面.今以该圆周为边线,作一半球面S ,则通过S 面的磁通量的大小为 A. 2?r 2B B.??r 2B C. 0 D. 无法确定的量 ( C )2、有一个圆形回路1及一个正方形回路2,圆直径和正方形的边长相等,二者中通有大小相等的电流,它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为 A. B. C. D. ( D )3、如图3所示,电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路,汇合于b 点.若ca 、bd 都沿环的径向,则在环形分路的环心处的磁感强度 A. 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内 B. 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外

浙江工业大学大学物理稳恒磁场习题答案.

2014/08/20张总灯具灯珠初步设想 按照要求: 亮度比例关系:蓝光:白光:红光=1:1:8 光源总功率不超过20W。 一、蓝光光源: 1、光源形式:SMD 2835、芯片安萤11*28mil封装、 2、电路连接:2并20串、 3、光电参数: 单颗光源:IF:60mA、VF:3.0-3.2V、WLD:440-450nm、PO:0.2W、IV:3.5-4lm、 电路总输入:IF:120mA、VF:60-64V、WLD:440-450nm、PO:7.5W、IV:140-160lm、 4、成本:68元/K, πμT; 当cm r 5.45.3≤≤时, 2 1、光源形式:SMD 2835、库存光源第1KK或第2KK光源中正白色温、 2、电路连接:1并20串、 3、光电参数: 单颗光源:IF:20mA、VF:3.0-3.2V、CCT:6000K、PO:0.06W、IV:7-8lm、电路总输入:IF:20mA、VF:60-65V、PO:1.2W、IV:140-160lm、 成本:72元/K,

三、红光光源: 1、光源形式:SMD 2835、芯片连胜红光30*30mil封装、 2、电路连接:1并30串、 3、光电参数: 单颗光源:IF:150mA、VF:2.0-2.2V、WLD:640-660nm、PO:0.3W、IV:40- 45lm、 电路总输入:IF:150mA、VF:60-66V、WLD:640-660nm、PO:9.5W、IV:1200-1350lm、 4、成本:约420元/K, --=-?-=∑πσ r r r r r d d r d I B /4101.8(31.01079(24109(105104(24(234 222 423721222220-?=?--????=--=----πππμT; 当cm r 5.4≥时, 0∑=i I , B=0 图略 7-12 解:(1

稳恒电流的磁场(习题答案)

稳恒电流的磁场 一、判断题 3、设想用一电流元作为检测磁场的工具,若沿某一方向,给定的电流元l d I 0放在空间任 意一点都不受力,则该空间不存在磁场。 × 4、对于横截面为正方形的长螺线管,其内部的磁感应强度仍可用nI 0μ表示。 √ 5、安培环路定理反映了磁场的有旋性。 × 6、对于长度为L 的载流导线来说,可以直接用安培定理求得空间各点的B 。 × 7、当霍耳系数不同的导体中通以相同的电流,并处在相同的磁场中,导体受到的安培力是相同的。 × 8、载流导体静止在磁场中于在磁场运动所受到的安培力是相同的。 √ 9、安培环路定理I l d B C 0μ=?? 中的磁感应强度只是由闭合环路内的电流激发的。 × 10、在没有电流的空间区域里,如果磁感应线是一些平行直线,则该空间区域里的磁场一定均匀。 √ 二、选择题 1、把一电流元依次放置在无限长的栽流直导线附近的两点A 和B ,如果A 点和B 点到导线的距离相等,电流元所受到的磁力大小 (A )一定相等 (B )一定不相等 (C )不一定相等 (D )A 、B 、C 都不正确 C 2、半径为R 的圆电流在其环绕的圆内产生的磁场分布是: (A )均匀的 (B )中心处比边缘处强 (C )边缘处比中心处强 (D )距中心1/2处最强。 C 3、在均匀磁场中放置两个面积相等而且通有相同电流的线圈,一个是三角形,另一个是矩形,则两者所受到的 (A )磁力相等,最大磁力矩相等 (B )磁力不相等,最大磁力矩相等 (C )磁力相等,最大磁力矩不相等 (D )磁力不相等,最大磁力矩不相等 A 4、一长方形的通电闭合导线回路,电流强度为I ,其四条边分别为ab 、bc 、cd 、da 如图所示,设4321B B B B 及、、分别是以上各边中电流单独产生的磁场的磁感应强度,下列各式中正确的是:

大学物理第8章-稳恒磁场-课后习题及答案

第8章 稳恒磁场 习题及答案 6. 如图所示,AB 、CD 为长直导线,C B 为圆心在O 点的一段圆弧形导线,其半径为R 。若通以电流I ,求O 点的磁感应强度。 解:O 点磁场由AB 、C B 、CD 三部分电流产生,应用磁场叠加原理。 AB 在O 点产生的磁感应强度为 01 B C B 在O 点产生的磁感应强度大小为 R I B 402 R I R I 123400 ,方向垂直纸面向里 CD 在O 点产生的磁感应强度大小为 )cos (cos 4210 03 r I B )180cos 150(cos 60cos 400 R I )2 31(20 R I ,方向垂直纸面向里 故 )6 231(203210 R I B B B B ,方向垂直纸面向里 7. 如图所示,两根导线沿半径方向引向铁环上的A ,B 两点,并在很远处与电源相连。已知圆环的粗细均匀,求环中心O 的磁感应强度。 解:圆心O 点磁场由直电流 A 和 B 及两段圆弧上电流1I 与2I 所产生,但 A 和 B 在O 点 产生的磁场为零。且 21221R R I I 电阻电阻 1I 产生的磁感应强度大小为 )( 241 01R I B ,方向垂直纸面向外 2I 产生的磁感应强度大小为 R I B 4202 ,方向垂直纸面向里 所以, 1) 2(21 21 I I B B 环中心O 的磁感应强度为 0210 B B B 8. 如图所示,一无限长载流平板宽度为a ,沿长度方向通过均匀电流I ,求与平板共面且距平板一边为b 的任意点P 的磁感应强度。 解:将载流平板看成许多无限长的载流直导线,应用叠加原理求解。 以P 点为坐标原点,垂直载流平板向左为x 轴正方向建立坐标系。在载流平板上取dx a I dI ,dI 在P 点产生的磁感应强度大小为

大连理工大学大学物理作业10(稳恒磁场四)与答案详解

作业 10 稳恒磁场四 1. 载流长直螺线管内充满相对磁导率为 r 的均匀抗磁质,则螺线管内中部的磁感应强度B 和磁场强度 H 的关系是 [ ] 。 A. B 0 H B. B r H C. B 0H D. B 0 H 答案:【 D 】 解:对于非铁磁质,电磁感应强度与磁场强度成正比关系 B r H 抗磁质: r 1,所以, B H 2. 在稳恒磁场中,关于磁场强度 H 的下列几种说法中正确的是 [] 。 A. H 仅与传导电流有关。 B. 若闭合曲线内没有包围传导电流,则曲线上各点的 H 必为零。 C.若闭合曲线上各点 H 均为零,则该曲线所包围传导电流的代数和为零。 D.以闭合曲线 L 为边界的任意曲面的 H 通量相等。 答案:【 C 】 解:安培环路定理 H dl I 0 ,是说:磁场强度 H 的闭合回路的线积分只与传导电流 L 有关,并不是说:磁场强度 H 本身只与传导电流有关。 A 错。 闭合曲线内没有包围传导电流,只能得到:磁场强度 H 的闭合回路的线积分为零。并 不能说:磁场强度 H 本身在曲线上各点必为零。 B 错。 高斯定理 B dS 0 ,是说:穿过闭合曲面,场感应强度 B 的通量为零,或者说, . S 以闭合曲线 L 为边界的任意曲面的 B 通量相等。对于磁场强度 H ,没有这样的高斯定理。 不能说,穿过闭合曲面,场感应强度 H 的通量为零。 D 错。 安培环路定理 H dl I 0 ,是说:磁场强度 H 的闭合回路的线积分等于闭合回路 L 包围的电流的代数和。 C 正确。 抗磁质和铁磁质的 B H 曲线,则 Oa 表示 3. 图 11-1 种三条曲线分别为顺磁质、 ; Ob 表示 ; Oc 表示 。 答案:铁磁质;顺磁质; 抗磁质。 4. 某铁磁质的磁滞回线如图 11-2 所示,则 图中 Ob (或 Ob ' )表示 ; Oc (或 Oc ' )表示 。 答案:剩磁;矫顽力。

11稳恒电流和稳恒磁场习题解答

第^一章稳恒电流和稳 恒磁场 选择题 1. 边长为I的正方形线圈中通 有电流I,此线圈在A点(如 图)产生的磁感 应强度B的大小为() A 72 2丨 4 n C P2 Mo1 n 解:设线圈四个端点为 点产生的磁感应强度为零, 强度由 所以选(A) 2. 如图所示, i2 的点,且平行于y轴,则磁感应强度 地方是:() A. x=2的直线上 B. 在x>2的区域 C. 在x<1的区域 D. 不在x、y平面上B等于零的 y 1 11 」L I 1 2 3x B 必(cos i cos 4 n d 垂直纸面向里2), 可得B BC cos -) 2 2 0I 旨,方向 o I(cos- 4 合磁感应强度B BC B CD 、、 2。1 8n 2 ,方向垂直纸面向里 01 4 n D. 0 ABCD ,贝U AB、AD线段在A BC、CD在A点产生的磁感应 B 选择题1图

解:本题选(A) 3?图中,六根无限长导线互相绝缘,通过电流均为区域 I、n、川、w均为相等的正方形,哪一个区域指向纸内的磁 通量最大?() A. I区域 B. n区域 C.m区域 D .W区域E.最大不止一个 选择题3图解:本题选(B)

4?如图,在一圆形电流I 所在的平面内,选取一个同心圆形闭合回路 L , 由安培环路定理可知:( ) A. / L B ?d l=0,且环路上任意 亠占 八、、 B-0 B. 莎L B (1-0,且环路上任意 亠占 八、、 B 工0 C. 爭L B ?d l 丰0,且环路上任意- 占 八、、 B M 0 D. 莎L B ?d l 丰0,且环路上任意 占 八、、 B-常量 解: 本题选(B ) 5.无限长直圆柱体,半径为 的磁感应强度为 B i ,圆柱体外(r>R ) A. C. B t 、B e 均与r 成正比 B i 与r 成反比,B e 与r 成正比 R ,沿轴向均匀流有电流,设圆柱体内( 的磁感应强度为 B e ,则有:( B. B i 、B e 均与r 成反比 D. B i 与r 成正比,B e 与r 成反比 rE a =E c D. E a =E b =E c E b > E c >E a 解:由于洛伦兹力不做功,当它们落到同一水平面上时, CD a X X X X X X ■ B c 选择题6图 C 只有重力 做功, 则E a =E c ,在此过程中,对 b 不仅有重力做功,电场力也要做正功,所 以 E b >E a = E c 所以选(C ) 7.图为四个带电粒子在 O 点沿相同方向垂直于磁力线射入均匀磁场后的偏 转轨迹的照片,磁场方向垂直纸面向外,四个粒子的质量相等,电量大小也相等, 则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是: ( ) A. Oa B. Ob C. Oc D. Od 解: 根据F qv B ,从图示位置出发,带负 选择题7图 O

大学物理习题稳恒磁场

稳恒磁场 一、选择题 1. 一圆电流在其环绕的平面内各点的磁感应强度 B 【 】 (A) 方向相同, 大小相等; (B) 方向不同,大小不等; (C) 方向相同, 大小不等; (D) 方向不同,大小相等。 2. 电流由长直导线流入一电阻均匀分布的金属矩形框架,再从长直导线流出,设图中 321O ,O ,O 处的磁感应强度为 B B B 123,,,则 【 】 (A) B B B 123==; (B) 0B 0B B 321≠== ; (C) 0B ,0B ,0B 321=≠= ; (D) 0B ,0B ,0B 321≠≠= 3. 所讨论的空间处在稳恒磁场中,对于安培环路定律的理解,正确的是 【 】 (A) 若?=?L 0l d B ,则必定L 上 B 处处为零 (B) 若?=?L 0l d B , 则必定L 不包围电流 (C) 若?=?L 0l d B , 则L 所包围电流的代数和为零 (D) 回路L 上各点的 B 仅与所包围的电流有关。 4. 在匀强磁场中,有两个平面线圈,其面积21A 2A =, 通有电流21I 2I =, 它们所受 的最大磁力矩之比M M 12/等于 【 】 (A) 1 (B) 2 (C) 4 (D) 1/4 5. 由N 匝细导线绕成的平面正三角形线圈,边长为a , 通有电流I , 置于均匀外磁场 B 中,当线圈平面的法向与外磁场同向时,该线圈所受的磁力矩M m 值为: 【 】 (2) 选择题

(A) 2/IB Na 32, (B) 4/IB Na 32, (C) 60sin IB Na 32, (D) 0 6. 一带电粒子以速度 v 垂直射入匀强磁场 B 中,它的运动轨迹是半径为R 的圆, 若要半 径变为2R ,磁场B 应变为: 【 】 B 2 2) D (B 2 1 ) C (B 2)B (B 2) A ( 7. 图中所示是从云室中拍摄的正电子和负电子的轨迹照片,均匀磁场垂直纸面向里,由两 条轨 迹 可 以 判 断 【 】 (A) a 是正电子,动能大; (B) a 是正电子, 动能小; (C) a 是负电子,动能大; (D) a 是负电子,动能小。 8. 从电子枪同时射出两电子,初速分别为v 和2v ,方向如图所示, 经均匀磁场偏转后, 先回到出发点的是: 【 】 (A) 同时到达 (B) 初速为v 的电子 (C) 初速为2v 的电子 9. 有一电荷q 在均匀磁场中运动,下列哪种说法是正确的? (A )只要速度大小相同,所受的洛仑兹力就相同; (B )如果电荷q 改变为q -,速度v 反向,则受力的大小方向均不变; (C )已知v 、B 、F 中任意两个量的方向,就能判断第三个量的方向; (D )质量为m 的运动电荷,受到洛仑兹力作用后,其动能和动量均不变。 10. 设如图所示的两导线中的电流1I 、2I 均为5A ,根据安培环路定律判断下列表达式中错 误的是( ) (A )?=?a A l d H 5 ; (B )?=?c l d H 0 ; a b c ?? (7)选择题(8) 选择题

大学物理练习册-稳恒磁场

九、稳恒磁场 磁感应强度 9-1 如图9-1所示,一条无穷长载流20 A 的直导线在P 点被折成1200的钝角,设d =2cm , 求P 点的磁感应强度。 9-2半径为R 的圆弧形导线与一直导线组成回路,回路中通有电流I ,如图9-2所示,求弧心 O 点的磁感应强度(图中 ? 为已知量)。 9-3 两根长直导线沿半径方向引到铁环上A 、B 两点,并与很远的电源相连。如图9-3所示, 求环中心的磁感应强度。 图 9-1

磁矩 9-4一半径为R的薄圆盘,其中半径为r的阴影部分均匀带正电,面电荷密度为+s,其余部分均匀带负电,面电荷密度为-s(见图9-4)。设此盘以角速度为ω绕其轴线匀速转动时,圆盘中心O处的磁感应强度为零,问R和r有什么关系?并求该系统的磁矩。 图9-4 9-5氢原子处在正常态(基态)时,它的电子可看作是在半径为a=0.53×10-8cm的轨道(称为玻尔轨道)上作匀速圆周运动,若电子在轨道中心处产生的磁感应强度大小为12.5T,求(1)电子运动的速度大小?(2)该系统的磁矩。(电子的电荷电量e=1.6×10-19C)。

磁通量 9-6已知一均匀磁场的磁感应强度B=2T,方向沿x轴正方向,如图9-6所示,已知ab=cd =40cm,bc=ad=ef=30cm,be=cf=30cm。求:(1)通过图中abcd面的磁通量;(2)通过图中befc面的磁通量;(3)通过图中aefd面的磁通量。 图9-6 9-7两平行长直导线相距d=40cm,每根导线载有等量同向电流I,如图9-7所示。求:(1)两导线所在平面内,与左导线相距x(x在两导线之间)的一点P处的磁感应强度。(2)若I=20A,通过图中斜线所示面积的磁通量(r1=r3=10cm,l=25cm)。 图9-7

大学物理稳恒磁场习题及答案

衡水学院理工科专业《大学物理B 》稳恒磁场习题解答 一、填空题(每空1分) 1、电流密度矢量的定义式为:dI j n dS ⊥ = ,单位是:安培每平方米(A/m 2)。 2、真空中有一载有稳恒电流I 的细线圈,则通过包围该线圈的封闭曲面S 的磁通量Φ=0 .若通过S 面上某面元d S 的元磁通为d Φ,而线圈中的电流增加为2I 时,通过同一面元的元磁通为d Φ',则d Φ∶d Φ'=1:2 。 3、一弯曲的载流导线在同一平面内,形状如图1(O 点是半径为R 1和R 2的两个半圆弧的共同圆心,电流自无穷远来到无穷远去),则O 点磁感强度的大小是2 02 01 00444R I R I R I B πμμμ- + =。 4、一磁场的磁感强度为k c j b i a B ++= (SI),则通过一半径为R ,开口向z 轴正方向的半球壳表面的磁通量的大小为πR 2c Wb 。 5、如图2所示通有电流I 的两根长直导线旁绕有三种环路;在每种情况下,等于: 对环路a :d B l ?? =____μ0I__; 对环路b :d B l ?? =___0____; 对环路c :d B l ?? =__2μ0I__。 6、两个带电粒子,以相同的速度垂直磁感线飞入匀强磁场,它们的质量之比是1∶4,电荷之比是1∶2,它们所受的磁场力之比是___1∶2__,运动轨迹半径之比是_____1∶2_____。 二、单项选择题(每小题2分) ( B )1、均匀磁场的磁感强度B 垂直于半径为r 的圆面.今以该圆周为边线,作一半球面S ,则通过S 面的磁通量的大小为 A. 2πr 2B B. πr 2B C. 0 D.无法确定的量 ( C )2、有一个圆形回路1及一个正方形回路2,圆直径和正方形的边长相等,二者中通有大小相等的电流,它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为 A. 0.90 B. 1.00 C. 1.11 D.1.22 (D )3、如图3所示,电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路,汇合于b 点.若ca 、bd 都沿环的径向,则在环形分路的环心处的磁感强度 A. 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内 B. 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外

大学物理课后习题答案 稳恒磁场

第十一章 稳恒磁场 1、[E]依据()θπμθR I B 40= 和载流导线在沿线上任一点的0=B 得出答案。 2、[E]依据r I B πμ40= 和磁感强度的方向和电流的方向满足右手法则,得出答案。 3、[C]依据()210cos cos 4θθπμ-= R I B 和载流导线在沿线上任一点的0=B , 有:()[]445180cos 45cos 2 401?--= l I B π μ; π μμπl I I l 002222 22= ??,02=B 4、[D]依据()R I R I R I B 444000μππμθπμθ=?== 5、[C] r I B πμ40= 、 2 a r = 、 4 000108.0245sin 122-?==??= a I a I B πμπμ T 6、[D]依据()210 0cos cos 4θθπμ-= r I B ,应用21I I I +=,分别求出各段直导线电流的磁感强度,可知03=B 、方向相反,∴0≠B 7、[D]注意分流,和对L 回路是I 的正负分析得结论。 8、[B]洛伦兹力的方向向上,故从y 轴上方射出,qB m v R = ,轨迹的中心在qB m v y =处故 I I

射出点:qB m v R y 22= = 9、[B] 作出具体分析图是解决该题的关键。从图上看出: D R =αsin qB D qB m v R = = p eBD p qBD = =αsin p eBD sin arg =α 10、[D] 载流线圈在磁场中向磁通量增加的方向移动。当线圈在该状态时,磁通量已达最大,不可能通过转动来增加磁通量,因此不发生转动,而线圈靠近导线AB 磁通量增大。 应用安培力来进行分析:向左的磁力比向右的磁力大,因此想左靠近。 11、[B] 载流线圈在磁场中向磁通量增加的方向转动或移动,该题中移动不能增加磁通量,则发生转动,从上向下看线圈作顺时针方向转动,结果线圈相当一个条形磁铁,右侧呈现S 级,因此靠近磁铁。 12、[D] B P M m ?=,αsin B P M m =, m P 和B 平行, ∴ 0=α,0sin =α,0=M 13、[C] 应用r I B πμ20= 的公式分别计算出电流系统在各导线上代表点处的B ,然后用安培力的公式:B l I F ?=d d 计算出1F ,2F 用r 表示导线间的距离。 r I r I r I B πμπμπμ4743220001=+= r I r I r I B πμπμπμ0002232=+-=

大学物理稳恒磁场解读

大学物理稳恒磁场解读 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第十一章稳恒磁场 磁场由运动电荷产生。 磁场与电场性质有对称性,学习中应注意对比。 §11-1 基本磁现象 磁性,磁力,磁现象; 磁极,磁极指向性,N极,S极,同极相斥,异极相吸。 磁极不可分与磁单极。 一、电流的磁效应 1819年,丹麦科学家奥斯特发现电流的磁效应; 1820年,法国科学家安培发现磁场对电流的作用。 二、物质磁性的电本质 磁性来自于运动电荷,磁场是电流的场。 注:1932年,英国物理学家狄拉克预言存在“磁单极”,至今科学家一直在努力寻找其存在的证据。 §11-2 磁场磁感强度 一、磁场 磁力通过磁场传递,磁场是又一个以场的形式存在的物质。 二、磁感强度 磁感强度B的定义:

(1)规定小磁针在磁场中N极的指向为该点磁感强度B的方向。若正电荷沿此方向运动,其所受磁力为零。 (2)正运动电荷沿与磁感强度B垂直的方向运动时,其所受最大磁力F max与电荷电量q和运动速度大小v的乘积的比值,规定为磁场中某点磁感强度的大小。即: 磁感强度B是描写磁场性质的基本物理量。若空间各点B的大小和方向均相等,则该磁场为均匀磁场;若空间各点B的大小和方向均不随时间改变,称该磁场为稳恒磁场。 磁感强度B的单位:特斯拉(T)。 §11-3 毕奥-萨伐尔定律 一、毕-萨定律 电流元: 电流在空间的磁场可看成是组成电流的所有电流元在空间产生 元磁感强度的矢量和。 式中μ0:真空磁导率,μ0=4π×10-7 NA 2 dB的大小:

d B的方向:d B总是垂直于Id l与r组成的平面,并服从右手定则。 一段有限长电流的磁场: 二、应用 1。一段载流直导线的磁场 说明: (1)导线“无限长”:

稳恒磁场一章习题解答..

稳恒磁场一章习题解答 习题9—1 无限长载流空心圆柱导体的内外半径分别为a 、b ,电流在导体截面 上均匀分布,则空间各处的B 的大小与场点到圆柱中心轴线的距离r 的关系定性地如图所示。正确的图是:[ ] 解:根据安培环路定理,容易求得无限长载流空心圆柱导体的内外的磁感应强度分布为 ????? ????--=r I a b r a r I B πμπμ2)(2)(0 02 2220 )()()(b r b r a a r >≤≤< 所以,应该选择答案(B)。 习题9—2 如图,一个电量为+q 、质量 为m 的质点,以速度v 沿X 轴射入磁感应强度为B 的均匀磁场中,磁场方向垂直纸面向里,其范围从x =0延伸到无限远,如果质点在x =0和y =0处进入磁场, 则它将以速度v -从磁场中某一点出来,这点坐标是x =0和[ ]。 (A) qB m y v + =。 (B) qB m y v 2+=。 (C) qB m y v 2- =。 (D) qB m y v -=。 解:依右手螺旋法则,带电质点进入磁场后将在x >0和y >0区间以匀速v 经一个半圆周而从磁场出来,其圆周运动的半径为 qB m R v = r B O a b (A) (B) B a b r O B r O a b (C) B O r a b (D) 习题9―1图 习题9―2图

因此,它从磁场出来点的坐标为x =0和qB m y v 2+=,故应选择答案(B)。 习题9—3 通有电流I 的无限长直导线弯成如图三种形状,则P ,Q ,O 各点磁感应强度的大小B P ,B Q ,B O 间的关系为[ ]。 (A) O Q P B B B >>。 (B) O P Q B B B >>。 (C) P O Q B B B >>。 (D) P Q O B B B >> 说明:本题得通过计算才能选出正确答案。对P 点,其磁感应强度的大小 a I B P πμ20= 对Q 点,其磁感应强度的大小 [][])2 2 1(2180c o s 45cos 4135cos 0cos 4000+=-+-= a I a I a I B Q πμπμπμ 对O 点,其磁感应强度的大小 )2 1(2424000π πμπμμ+=? += a I a I a I B O 显然有P Q O B B B >>,所以选择答案(D)。 [注:对一段直电流的磁感应强度公式)cos (cos 4210θθπμ-= a I B 应当熟练掌握。] 习题9—4 如图所示,一固定的载流大平板, 在其附近有一载流小线框能自由转动或平 动,线框平面与大平板垂直,大平板的电流 与线框中的电流方向如图所示,则通电线框 的运动情况从大平板向外看是:[ ] (A) 顺时针转动 (B) 靠近大平板AB (C) 逆时针转动 (D) 离开大平板向外运动 解:根据大平板的电流方向可以判断其右侧磁感应强度的方向平行于大平板、且垂直于I 1;小线框的磁矩方向向上,如图所示。由公式 习题9―3图 题解9―4图

最新第7章稳恒磁场习题(包含答案)

练习八磁感应强度毕奥—萨伐尔定律(黄色阴影表示答案) 一、选择题 如图8.1所示,边长为l的正方形线圈中通有电流I,则此线圈在 : A l I π μ 2 2 0.(C) l I π μ 2 (D) 以上均不对. 电流I由长直导线1沿对角线AC方向经A点流入一电阻均匀分布的正方形导线框,再由D点沿对角线BD方向流出,经长直导线2返回电源, 如图8.2所示. 若载流直导线1、2和正方形框在导线框中心O点产生的磁感强度分别用B1、B2和B3表示,则O点磁感强度的大小为:A (A) B = 0. 因为B1 = B2 = B3 = 0 . (B) B = 0. 因为虽然B1 ≠ 0, B2 ≠ 0, B1+B2 = 0, B3=0 (C) B ≠ 0. 因为虽然B3 = 0, 但B1+B2 ≠ 0 (D) B≠ 0. 因为虽然B1+B2 = 0, 但B3 ≠ 0 3. 如图8.3所示,三条平行的无限长直导线,垂直通过边长为a 的正三角形顶点,每条导线中的电流都是I,这三条导线在正三角形中心O (D) B =3μ0I/(3πa) . . 如图8.4所示,无限长直导线在P处弯成半径为R的圆,当通以电流I时,则在圆心O点的磁感强度大小等于:C (A) R I π μ 2 0. (B) I μ . (D) ) 1 1( 4 π μ + R I . 二、填空题 如图8.6所示,在真空中,电流由长直导线1沿切向经a点流 入一电阻均匀分布的圆环,再由b点沿切向流出,经长直导线2返 回电源.已知直导线上的电流强度为I,圆环半径为R,∠aob=180?. 则圆心O点处的磁感强度的大小B = .0 图8.1 图8.2 图8.3 图8.4 图8.6

大学物理稳恒磁场

第十一章稳恒磁场 磁场由运动电荷产生。 磁场与电场性质有对称性,学习中应注意对比。 §11-1 基本磁现象 磁性,磁力,磁现象; 磁极,磁极指向性,N极,S极,同极相斥,异极相吸。 磁极不可分与磁单极。 一、电流的磁效应 1819年,丹麦科学家奥斯特发现电流的磁效应; 1820年,法国科学家安培发现磁场对电流的作用。 二、物质磁性的电本质 磁性来自于运动电荷,磁场是电流的场。 注:1932年,英国物理学家狄拉克预言存在“磁单极”,至今科学家一直在努力寻找其存在的证据。 §11-2 磁场磁感强度 一、磁场 磁力通过磁场传递,磁场是又一个以场的形式存在的物质。

二、磁感强度 磁感强度B 的定义: (1)规定小磁针在磁场中N 极的指向为该点磁感强度B 的方向。若正电荷沿此方向运动,其所受磁力为零。 (2)正运动电荷沿与磁感强度B 垂直的方向运动时,其所受最大磁力F max 与电荷电量q 和运动速度大小v 的乘积的比值,规定为磁场中某点磁感强度的大小。即: qv F B max = 磁感强度B 是描写磁场性质的基本物理量。若空间各点B 的大小和方向均相等,则该磁场为均匀磁场....;若空间各点B 的大小和方向均不随时间改变,称该磁场为稳恒磁场.... 。 磁感强度B 的单位:特斯拉(T )。 §11-3 毕奥-萨伐尔定律 一、毕-萨定律 电流元: l Id 电流在空间的磁场可看成是组成电流的所有电流元l Id 在空间产生元磁感强度的矢量和。

式中μ0:真空磁导率,μ0=4π×10-7NA2 dB的大小: 2 sin 4r Idl dB θ π μ = d B的方向:d B总是垂直于Id l与r组成的平面,并服从右手定则。 一段有限长电流的磁场:? ?? = = l l r r l Id B d B 3 4π μ 二、应用 1。一段载流直导线的磁场 ) cos (cos 42 1 0θ θ π μ - = r I B 说明: (1)导线“无限长”: 2r I B π μ = (2)半“无限长”: 4 2 2 1 r I r I B π μ π μ = =

11稳恒电流和稳恒磁场习题解答

第十一章 稳恒电流和稳恒磁场 一 选择题 1. 边长为l 的正方形线圈中通有电流I ,此线圈在A 点(如图)产生的磁感应强度B 的大小为( ) A. l I μπ420 B. l I μπ20 C . l I μπ20 D. 0 解:设线圈四个端点为ABCD ,则AB 、AD 线段在A 点产生的磁感应强度为零,BC 、CD 在A 点产生的磁感应强度由 )cos (cos π4210θθμ-= d I B ,可得 l I l I B B C π82)2π cos 4π(cos π400μμ= -= ,方向垂直纸面向里 l I l I B CD π82)2π cos 4π(cos π400μμ= -= ,方向垂直纸面向里 合磁感应强度 l I B B B CD B C π420μ=+= 所以选(A ) 2. 如图所示,有两根载有相同电流的无限长直导线,分别通过x 1=1、x 2=3的点,且平行于y 轴,则磁感应强度B 等于零的 地方是:( ) A. x =2的直线上 B. 在x >2的区域 C. 在x <1的区域 D. 不在x 、y 平面上 解:本题选(A ) 3. 图中,六根无限长导线互相绝缘,通过电流均为I , 区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为相等的正方形,哪一个区域指向 纸内的磁通量最大?( ) A. Ⅰ区域 B. Ⅱ区域 C .Ⅲ区域 D .Ⅳ区域 E .最大不止一个 解:本题选(B ) 选择题2图 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 选择题3图 选择题1图

4. 如图,在一圆形电流I 所在的平面内,选取一个同心圆形闭合回路L ,则由安培环路定理可知:( ) A. ∮L B ·d l =0,且环路上任意一点B =0 B. ∮L B ·d l =0,且环路上任意一点B ≠0 C. ∮L B ·d l ≠0,且环路上任意一点B ≠0 D. ∮L B ·d l ≠0,且环路上任意一点B =常量 解:本题选(B ) 5. 无限长直圆柱体,半径为R ,沿轴向均匀流有电流,设圆柱体内(r R )的磁感应强度为B e ,则有:( ) A. B t 、B e 均与r 成正比 B. B i 、B e 均与r 成反比 C. B i 与r 成反比,B e 与r 成正比 D. B i 与r 成正比,B e 与r 成反比 解:导体横截面上的电流密度2 πR I J =,以圆柱体轴线为圆心,半径为r 的同心圆作为安培环路,当r E a =E c D. E b >E c >E a 解:由于洛伦兹力不做功,当它们落到同一水平面上时,对a 、c 只有重力做功, 则E a =E c ,在此过程中,对b 不仅有重力做功,电场力也要做正功,所以E b >E a =E c 所以选(C ) 7. 图为四个带电粒子在O 点沿相同方向垂直于磁力线射入均匀磁场后的偏转轨迹的照片,磁场方向垂直纸面向外,四个粒子的质量相等,电量大小也相等,则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是:( ) A. Oa B. Ob C. Oc D . Od 解:根据B F ?=v q ,从图示位置出发,带负选择题7图 c d b a B O ? B × × × × × × E a b c 选择题6 图 选择题4图

大学物理稳恒磁场习题及答案

衡水学院理工科专业《大学物理B》稳恒磁场习题解答 一、填空题(每空1分) - dI O 1、电流密度矢量的定义式为:j =—L n ,单位是:安培每平方米(AIm)O dS丄 2、真空中有一载有稳恒电流I的细线圈,则通过包围该线圈的封闭曲面S的磁通量J-=0_?若通过S面上某面元dS 的元磁通为d①,而线圈中的电流增加为2I时,通过同一面元的元磁通为d①/,则族:曲Z=1:2 o 3、一弯曲的载流导线在同一平面内,形状如图1(0点是半径为R i和R2的两个半圆弧的共同圆心,电流自无穷远来 到无穷远去),则0点磁感强度的大小是B o M ’ O 4R1 4R24I R2 4、一磁场的磁感强度为^ai bj Ck (SI),则通过一半径为R,开口向Z轴正方向的半球壳表面的磁通量的大小为ΠcWb 5、如图2所示通有电流I的两根长直导线旁绕有三种环路;在每种情况下,等于: 对环路a:应B dl = _μp l=; 对环路b: ? B dl = 0 ; 对环路C:、B dl =_2 μg l—o 6、两个带电粒子,以相同的速度垂直磁感线飞入匀强磁场,它们的质量之比是 1 : 4,电荷之比是1 : 2,它们所受 的磁场力之比是 1 : 2 ,运动轨迹半径之比是 1 : 2 o 二、单项选择题(每小题2分) (B ) 1、均匀磁场的磁感强度B垂直于半径为r的圆面?今以该圆周为边线,作一半球面S,则通过S面的磁通量的 大小为 2 2 A. 2町B B. JT B C. 0 D.无法确定的量 (C ) 2、有一个圆形回路1及一个正方形回路2,圆直径和正方形的边长相等,二者中通有大小相等的电流,它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B1 I B2为 A. 0.90 B. 1.00 C. 1.11 D.1.22 (D) 3、如图3所示,电流从a点分两路通过对称的圆环形分路,汇合于b点.若ca、bd都沿环的径向,则在环形分路的环心处的磁感强度 A.方向垂直环形分路所在平面且指向纸内 B.方向垂直环形分路所在平面且指向纸外 C方向在环形分路所在平面内,且指向aD?为零

大连理工大学大学物理作业10(稳恒磁场四)及答案详解

作业 10 稳恒磁场四 1.载流长直螺线管内充满相对磁导率为r μ的均匀抗磁质,则螺线管内中部的磁感应强度B 和磁场强度H 的关系是[ ]。 A. 0B H μ> B. r B H μ= C. 0B H μ= D. 0B H μ< 答案:【D 】 解:对于非铁磁质,电磁感应强度与磁场强度成正比关系 H B r μμ0= 抗磁质:1≤r μ,所以,0B H μ< 2.在稳恒磁场中,关于磁场强度H →的下列几种说法中正确的是[ ]。 A. H →仅与传导电流有关。 B.若闭合曲线内没有包围传导电流,则曲线上各点的H →必为零。 C.若闭合曲线上各点H →均为零,则该曲线所包围传导电流的代数和为零。 D.以闭合曲线L 为边界的任意曲面的H →通量相等。 答案:【C 】 解:安培环路定理∑?=?0I l d H L ρρ,是说:磁场强度H ρ的闭合回路的线积分只与传导电流有关,并不是说:磁场强度H ρ本身只与传导电流有关。A 错。 闭合曲线内没有包围传导电流,只能得到:磁场强度H ρ的闭合回路的线积分为零。并不能说:磁场强度H ρ本身在曲线上各点必为零。B 错。 高斯定理0=???S S d B ρρ,是说:穿过闭合曲面,场感应强度B ρ的通量为零,或者说,. 以闭合曲线L 为边界的任意曲面的B ρ通量相等。对于磁场强度H ρ,没有这样的高斯定理。不能说,穿过闭合曲面,场感应强度H ρ的通量为零。D 错。 安培环路定理∑?=?0I l d H L ρρ,是说:磁场强度H ρ的闭合回路的线积分等于闭合回路 包围的电流的代数和。C 正确。 3.图11-1种三条曲线分别为顺磁质、抗磁质和铁磁质的B H -曲线,则Oa 表示 ;Ob 表示 ;Oc 表示 。 答案:铁磁质;顺磁质; 抗磁质。 图中Ob (或4.某铁磁质的磁滞回线如图11-2 所示,则'Ob )表示 ;Oc (或'Oc )表示 。 答案:剩磁;矫顽力。

大学物理稳恒磁场

大学物理稳恒磁场 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第十一章稳恒磁场 磁场由运动电荷产生。 磁场与电场性质有对称性,学习中应注意对比。 §11-1 基本磁现象 磁性,磁力,磁现象; 磁极,磁极指向性,N极,S极,同极相斥,异极相吸。 磁极不可分与磁单极。 一、电流的磁效应 1819年,丹麦科学家奥斯特发现电流的磁效应; 1820年,法国科学家安培发现磁场对电流的作用。 二、物质磁性的电本质 磁性来自于运动电荷,磁场是电流的场。 注:1932年,英国物理学家狄拉克预言存在“磁单极”,至今科学家一直在努力寻找其存在的证据。 §11-2 磁场磁感强度 一、磁场

磁力通过磁场传递,磁场是又一个以场的形式存在的物质。 二、磁感强度 磁感强度B 的定义: (1)规定小磁针在磁场中N 极的指向为该点磁感强度B 的方向。若正电荷沿此方向运动,其所受磁力为零。 (2)正运动电荷沿与磁感强度B 垂直的方向运动时,其所受最大磁力F max 与电荷电量q 和运动速度大小v 的乘积的比值,规定为磁场中某点磁感强度的大小。即: qv F B max 磁感强度B 是描写磁场性质的基本物理量。若空间各点B 的大小和方向均相等,则该磁场为均匀磁场....;若空间各点B 的大小和方向均不随时间改变,称该磁场为稳恒磁场.... 。 磁感强度B 的单位:特斯拉(T )。 §11-3 毕奥-萨伐尔定律 一、毕-萨定律 电流元: l Id 电流在空间的磁场可看成是组成电流的所有电流元l Id 在空间产生元磁感强度的矢量和。

3 04r r l Id B d ?=πμ 式中μ0:真空磁导率, μ0=4π×10-7 NA 2 dB 的大小: 2 0sin 4r Idl dB θ πμ= d B 的方向: d B 总是垂直于Id l 与r 组成的平面,并服从右手定则。 一段有限长电流的磁场: ???= =l l r r l Id B d B 30 4πμ 二、应用 1。一段载流直导线的磁场 )cos (cos 4210 0θθπμ-= r I B 说明: (1)导线“无限长”: 002r I B πμ=

第七章 稳恒磁场习题及答案大学物理

7章练习题 1、在磁感强度为B 的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ,S 边线所在平面的法线 方向单位矢量n 与B 的夹角为α ,则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为 (A) πr 2B . . (B) 2 πr 2B . (C) -πr 2B sin α. (D) -πr 2 B cos α. 2、如图所示,电流I 由长直导线1经a 点流入由电阻均匀的导线构 成的正方形线框,由b 点流出,经长直导线2返回电源(导线1、2的延长线均通过O 点).设载流导线1、2和正方形线框中的电 流在框中心O 点产生的磁感强度分别用 1B 、2B 、3B 表示,则O 点的磁感强度大小 (A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0. (B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0、B 3≠ 0,但 0321=++B B B . (C) B ≠ 0,因为虽然021=+B B ,但B 3≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B . 3、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状,则P ,Q ,O 各点磁感强度的大小B P ,B Q ,B O 间的关系为: (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O . (C) B Q > B O > B P . (D) B O > B Q > B P . 4、磁场由沿空心长圆筒形导体的均匀分布的电 流产生,圆筒半径为R ,x 坐标轴垂直圆筒轴线,原点在中心轴线上.图(A)~(E)哪一条曲 线表示B -x 的关系? [ ] B x O R (D) B x O R (C) B x O R (E)

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