磁场对电流的作用自测题答案(1)

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习题二十二 磁场对电流的作用 一.填空
1.一电子在B =2×10-3T 的磁场中沿半径为R =2×10-
2m 、
螺距为h =5.0×10-
2m 的螺旋运动,如图22.1所示,则磁场的方向 水平向右 , 电子速度大小为
s m /1089.67⨯ .
2.如图22.2所示一半径为m R 10.0=的半圆形闭合矩形线圈,载有电流A I 10=,放在T B 5.0=的均匀磁场中,磁场的方向与线圈平面平行(如图22.2)则线圈所受磁力矩的大小为 0.22Nm 。

方向为 向下 。

3.彼此相距cm 10的三根平行的长直导线中各通有A I 10=的同向电流,如图22.3所示。

各导线每米长度上所受的作用力大小为 m N /1046.34
-⨯ 。

二.单项选择
1.一铜板厚度为D =1.00mm, 放置在磁感应强度为B =1.35T 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导体的侧表面,如
图22.4所示,现测得铜板上下两面电势差为V =1.10×10-5V,
已知铜板中自由电子数密度 n =4.20×1028m -3, 则此铜板中的电流为( B ) A.82.2A . B.54.8A . C. 30.8A . D.22.2A .
2.一均匀磁场,其磁感应强度方向垂直于纸面,两带电粒子在该磁场中的运动轨迹如图22.5所示,则( B ) A.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.
C.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.
3.如图22.6,匀强磁场中有一矩形通电线圈,它的平面与磁场平行,
在磁场作用下,线圈发生转动,其方向是(A ) A.ab 边转入纸内, cd 边转出纸外. B. ab 边转出纸外, cd 边转入纸内.
C.ad 边转入纸内, bc 边转出纸外. C. ad 边转出纸外, bc 边转入纸内

22.6
图22.4
· · · · · · · · ·
·
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
B
图22.5
三.计算
1. 半径为R 的圆盘均匀带有电荷Q ,如果使这个圆盘以角速度0ω绕过其质心的轴线逆时针旋转(圆盘与轴线垂直),试求圆盘中心处的磁感应强度及总磁矩。

解:选择一个距O 点为r ,宽度为d r 的面积元,其面积为r r S d 2d π=,带有电荷
S q d d σ=,它所形成的电流为π/d 2
1
d ωq I =
,d I 在O 点产生的磁感强 度为 r
q r
I
B π=
=
4d 2d d 00ω
μμr d 2
0σω
μ=
∴O 点处的磁感强度为 ⎰
=
R
r B 0
0d 2
σω
μ2
0R
σωμ=
R
Q
πωμ200=
B
的方向垂直纸面向外.
总磁矩的计算:
dr r rdr r dI r dp m 32222ωσππσπ
ω
ππ=⋅
== ⎰=
=R
m R dr r p 0
4
3
4
πωσπωσ
2. 一无限长直导线1L ,载有电流1I ,旁边有一段与它垂直且共面的导线2L ,2L 的长度为L 载有电流2I ,2L 靠近1L 的一端到1L 的距离为d (如图22.7),求1L 作用在2L 上的作用力。

解:因为;B l d I f d ⨯=22
所以:)
(21
02x d I dx I f d +=πμ
d
L
d I I df f L +==⎰ln 20210πμ。