磁介质习题
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电磁介质1.对各向同性非铁磁介质而言,下列说法不正确的是:( )(A) 顺磁质一定是分子固有磁矩不为零的媒质;(B) 顺磁性来在自分子的固有磁矩;(C) 抗磁性起因于电子的轨道运动在外磁场作用下的变化; 只有抗磁质才具有抗磁性。
2. 同轴电缆由两同心导体组成,内层是半径为R 1的导体圆柱,外层是半径分别为R 2、R 3的导体圆筒。
两导体内电流I 等量而反向,均匀分布在横截面上,导体的相对磁导率为1r μ,两导体间充满相对磁导率为2r μ的不导电的均匀磁介质。
则磁场强度H 在r ›R 3区域中的分布为:( )(A );)(2)(2223223R R r Ir R H --=π (B )H=0; (C )22R rIH π=; (D )rI H π2=。
3.工程上把铁磁质分为软磁材料(软铁)和硬磁材料(硬铁)两大类,下列答案正确的是:( )(A )软铁适合制造电磁铁,硬铁适合制造永磁铁;(B )硬铁适合制造永磁铁,硬铁适合制造变压器;(C )硬铁适合制造变压器,硬铁适合制造电机;(D )硬铁适合制造电机,软铁适合制造电磁铁。
4.一无限长圆柱形直导线,外包一层相对磁导率为r μ的圆筒形磁介质,导线半径为R 1,磁介质的外半径为R 2,导线内有电流I 通过,在横截面上是均匀分布的。
则导线内(0<r <R 1)的磁场强度的分布为:( )(A )2102R rI H π=; (B )r I H π20=; (C )rI H πμ200=; (D )0=H 5.某种磁介质在外磁场0B 中被磁化后,其磁化强度M 总与外磁场方向相反,则该介质必是:(A )顺磁质; (B )铁磁质; (C )抗磁质;(D )以上三种介质都可以。
6.对介质中高斯定理:⎰⎰=∙Sq S d D 0 ,如有下列一些说法,其中正确的是:(A )D 仅与自由电荷有关;(B )若高斯面上处处D=0,则面内必不存在电荷;(C )若高斯面内00=q ,则高斯面上处处0=D ;(D )D 的通量仅与面内自由电荷的电量有关。
磁学习题21.(5666)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 2B cos α. [ ]2.(2018)边长为L 的一个导体方框上通有电流I ,则此框中心的磁感强度 (A) 与L 无关. (B) 正比于L 2.(C) 与L 成正比. (D) 与L成反比.(E) 与I 2有关. [ ]3.(2047)如图,两根直导线ab 和cd 沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上,稳恒电流I从a 端流入而从d 端流出,则磁感强度B沿图中闭合路径L 的积分⎰⋅Ll B d 等于(A) I 0μ. (B)I 031μ.(C) 4/0I μ. (D) 3/20I μ. [ ]4.(2293)三条无限长直导线等距地并排安放,导线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别载有1 A ,2 A ,3 A 同方向的电流.由于磁相互作用的结果,导线Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ单位长度上分别受力F 1、F 2和F 3,如图所示.则F 1与F 2的比值是:(A) 7/16. (B) 5/8.(C) 7/8. (D) 5/4. [ ]5.(5132)如图所示的一细螺绕环,它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成,每厘米绕10匝.当F 1F 2F 31 A2 A3 AⅠⅡⅢ导线中的电流I 为2.0 A 时,测得铁环内的磁感应强度的大小B 为1.0 T ,则可求得铁环的相对磁导率μr 为(真空磁导率μ0 =4π×10-7 T ·m ·A -1) (A) 7.96×102 (B) 3.98×102(C) 1.99×102(D) 63.3 [ ]6.(2398)关于稳恒电流磁场的磁场强度H,下列几种说法中哪个是正确的? (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为边缘的任意曲面的H通量均相等. [ ]7.(2491)在两个永久磁极中间放置一圆形线圈,线圈的大小和磁极大小约相等,线圈平面和磁场方向垂直.今欲使线圈中产生逆时针方向(俯视)的瞬时感应电流i (如图),可选择下列哪一个方法?(A) 把线圈在自身平面内绕圆心旋转一个小角度. (B) 把线圈绕通过其直径的OO ′轴转一个小角度. (C) 把线圈向上平移.(D) 把线圈向右平移. [ ]8.(2505)一根长度为L 的铜棒,在均匀磁场 B 中以匀角速度ω绕通过其一端O 的定轴旋转着,B的方向垂直铜棒转动的平面,如图所示.设t =0时,铜棒与Ob 成θ 角(b 为铜棒转动的平面上的一个固定点),则在任一时刻t 这根铜棒两端之间的感应电动势是:(A) )cos(2θωω+t B L . (B) t B L ωωcos 212.(C) )cos(22θωω+t B L . (D) B L 2ω.(E) B L 221ω. [ ]9.(2315)如图所示,直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中,磁场B平行于ab 边,bc 的长度为l .当金属框架绕ab 边以匀角速度ω转动时,abc 回路中的感应电动势 和a 、c 两点间的电势差U a – U c 为(A) =0,U a – U c =221l B ω.(B) =0,U a – U c =221l B ω-.(C) =2l B ω,U a – U c =221l B ω.(D) =2l B ω,U a – U c =221l B ω-. [ ]12.(2871)如图所示.一电荷为q 的点电荷,以匀角速度ω作圆周运动,圆周的半径为R .设t = 0时q 所在点的坐标为x 0 = R ,y 0 = 0 ,以i、j 分别表示x 轴和y 轴上的单位矢量,则圆心处O 点的位移电流密度为:(A) i t R q ωωsin 42π (B) j t R q ωωcos 42π (C) k Rq24πω (D))cos (sin 42j t i t Rqωωω-π[ ]13.(2009)(4)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=__________.若通过S 面上某面元Sd 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'=_________________.BBa b clω14.(5670)(3)在半经为R 的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为r 的长直圆柱体,两柱体轴线平行,其间距为a ,如图.今在此导体上通以电流I ,电流在截面上均匀分布,则空心部分轴线上O ′点的磁感强度的大小为__________.15.(2701)(5)一初速为零的带电粒子在通过电势差U = 100 V 的加速电场后,飞入互相垂直的均匀电场和磁场中.已知电场强度E = 1×104V/m ,磁感强度B = 0.1 T ,若粒子在其中沿直线运动且与两个场垂直,在忽略重力的情况下,粒子的速度v的方向与电场强度E 的方向和磁感强度B的方向之间的关系是_________________________________________,粒子所带电荷q 和质量m 之比q / m =______________________________.16.(2456)(4) 有半导体通以电流I ,放在均匀磁场B 中,其上下表面积累电荷如图所示.试判断它们各是什么类型的半导体?17.(2025)(3)两根无限长直导线互相垂直地放着,相距d =2.0×102 m ,其中一根导线与z 轴重合,另一根导线与x 轴平行且在Oxy 平面内.设两导线中皆通过I =10 A 的电流,则在y 轴上离两根导线等距的点P 处的磁感强度的大小为B =________________.(μ=4π×10-7 N ·A -2)18.(2109)(5)一个绕有500匝导线的平均周长50 cm 的细环,载有 0.3 A 电流时,铁芯的相对磁导率为600 .(1) 铁芯中的磁感强度B 为__________________________. (2) 铁芯中的磁场强度H 为____________________________. (μ0 =4π×10-7 T ·m ·A -1)19.(2136)(3)如图所示,一导线构成一正方形线圈然后对折,并使其平面垂直置于均匀磁场B.当线圈的一半不动,另一半以角速度ω张开时(线圈边长为2l),线圈中感应电动势的大小 =____________________.(设此时的张角为θ,见图)a R r O O ′IIIBB是_______型,是_______型20.(2760)(3)如图所示.电荷Q 均匀分布在一半径为R ,长为L (L >>R )的绝缘长圆筒上. 一静止的单匝矩形线圈的一个边与圆筒的轴线重合.若筒以角速度)1(0t αωω-=减速旋转,则线圈中的感应电流为 _______________________.21.(2413)(3)一段直导线在垂直于均匀磁场的平面内运动.已知导线绕其一端以角速度ω转动时的电动势与导线以垂直于导线方向的速度v作平动时的电动势相同,那么,导线的长度为____________________.22.(2317)(4)半径为L 的均匀导体圆盘绕通过中心O 的垂直轴转动,角速度为ω,盘面与均匀磁场B垂直,如图.(1) 图上Oa 线段中动生电动势的方向为_________________.(2) 填写下列电势差的值(设ca 段长度为d ): U a -U O =__________________. U a -U b =__________________.U a -U c =__________________. 23.(2521)(3)一线圈中通过的电流I 随时间t 变化的曲线如图所示.试定性画出自感电动势 L 随时间变化的曲线.(以I 的正向作为 的正向)24.(2525)(3)一自感线圈中,电流强度在 0.002 s 内均匀地由10 A 增加到12 A ,此过程中线圈内自感电动势为 400 V ,则线圈的自感系数为L =____________.25.(5147)(4)真空中两条相距2a 的平行长直导线,通以方向相同,大小相等的电流I ,O 、P 两点与ω θ × × × ×dab cB× × × ×× × × ×LaItLtO两导线在同一平面内,与导线的距离如图所示,则O 点的磁场能量密度w mo =___________,P 点的磁场能量密度w mr =__________________.26.(5161)(3)一平行板空气电容器的两极板都是半径为R 的圆形导体片,在充电时,板间电场强度的变化率为d E /d t .若略去边缘效应,则两板间的位移电流为________________________.27.(2606)(10)从经典观点来看,氢原子可看作是一个电子绕核作高速旋转的体系.已知电子和质子的电荷分别为-e 和e ,电子质量为m e ,氢原子的圆轨道半径为r ,电子作平面轨道运动,试求电子轨道运动的磁矩m p的数值?它在圆心处所产生磁感强度的数值B 0为多少?28.(5309)(5)若把氢原子的核外电子轨道看作是圆轨道.已知基态氢原子的电子轨道半径r = 0.53×10-10 m ,速度大小v =2.18×108 m/s .求对应的轨道磁矩大小.(基本电荷e =1.60×10-19 C)29.(2357)(5)已知半径之比为2∶1的两载流圆线圈各自在其中心处产生的磁感强度相等,求当两线圈平行放在均匀外场中时,两圆线圈所受力矩大小之比.30.(5910)(5)螺绕环中心周长l = 10 cm ,环上均匀密绕线圈N = 200匝,线圈中通有电流I = 0.1 A .管内充满相对磁导率μr = 4200的磁介质.求管内磁场强度和磁感强度的大小.31.(2507)(5)如图所示,有一根长直导线,载有直流电流I ,近旁有一个两条对边与它平行并与它共面的矩形线圈,以匀速度v沿垂直于导线的方向离开导线.设t =0时,线圈位于图示位置,求(1) 在任意时刻t 通过矩形线圈的磁通量Φ. (2) 在图示位置时矩形线圈中的电动势 .32.(2409)(10)I如图所示,一半径为r 2电荷线密度为λ的均匀带电圆环,里边有一半径为r 1总电阻为R 的导体环,两环共面同心(r 2 >> r 1),当大环以变角速度ω =ω(t )绕垂直于环面的中心轴旋转时,求小环中的感应电流.其方向如何?33.(2234)(10)在水平光滑的桌面上,有一根长为L ,质量为m 的匀质金属棒.该棒绕过棒的一端O 且垂直于桌面的轴旋转.其另一端A 在半径为L 的金属圆环上滑动,且接触良好.在棒的O 端和金属环之间接一电阻R (如图).在垂直桌面的方向加一均匀磁场.已知棒在起始时刻的角速度为ω0,在t 时刻的角速度为ω.求磁感强度B的大小.(机械摩擦可以忽略,金属棒、金属环以及接线的电阻全部归入R ,不另计算,棒对过O 端的轴的转动惯量为231mL .)34.(2498)(10)载流长直导线与矩形回路ABCD 共面,导线平行于AB ,如图所示.求下列情况下ABCD 中的感应电动势:(1) 长直导线中电流I = I 0不变,ABCD 以垂直于导线的速度v从图示初始位置远离导线匀速平移到某一位置时(t 时刻). (2) 长直导线中电流I = I 0 sin ω t ,ABCD 不动.(3) 长直导线中电流I = I 0 sin ω t ,ABCD 以垂直于导线的速度v远离导线匀速运动,初始位置也如图.35.(2532)(5)一螺绕环单位长度上的线圈匝数为n =10匝/cm .环心材料的磁导率μ =μ0.求在电流强度I 为多大时,线圈中磁场的能量密度w =1 J / m 3? (μ0 =4π×10-7 T ·m/A )36.(2878)(8)B(俯视图)×××Cl一电荷为q 的点电荷,以匀角速度ω作圆周运动,圆周的半径为R .设t = 0 时q 所在点的坐标为x 0 = R ,y 0 = 0 ,以i、j 分别表示x 轴和y 轴上的单位矢量.求圆心处的位移电流密度J.37.(2225)(5)给电容为C 的平行板电容器充电,电流为i = 0.2e -t ( SI ),t = 0时电容器极板上无电荷.求:(1) 极板间电压U 随时间t 而变化的关系.(2) t 时刻极板间总的位移电流I d (忽略边缘效应).38.(5157)(8)两根平行长直导线,横截面的半径都是a ,中心线相距d ,属于同一回路.设两导线内部的磁通都略去不计,证明这样一对导线单位长的自感系数为aa d L -π=ln 0μ39.(2335)(5)当扳断电路时,开关的两触头之间常有火花发生,如在电路里串接一电阻小、电感大的线圈,在扳断开关时火花就发生得更厉害,为什么会这样?。
第十二章 磁介质一 选择题1. 磁介质有三种,用相对磁导率r μ表征它们各自的特征时,( ) A .顺磁质0r >μ,抗磁质0r <μ,铁磁质1r >>μ。
B .顺磁质1r >μ,抗磁质1r =μ,铁磁质1r >>μ。
C .顺磁质1r >μ,抗磁质1r <μ,铁磁质1r >>μ。
D .顺磁质0r >μ,抗磁质0r <μ,铁磁质1r >μ。
解:选(C )2. 关于稳恒磁场的磁场强度H 的下列几种说法中哪个是正确的?( ) 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 . 由于闭合曲线上各点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 通量均相等。
解:由⎰∑=⋅L i I l H d ,H 的环流仅与闭合曲线内的传导电流I 有关,而不是H 仅与传导电流有关,所以A 不对。
同样,若闭合曲线内没有包围传导电流,则H 的环流为零,而不是H 为零,B 不对。
H 通量的正负与环路的积分方向有关,所以H 通量并不相同,D 不对所以选(C )二 填空题1. 一个单位长度上密绕有n 匝线圈的长直螺线管,每匝线圈中通有强度为I 的电流,管内充满相对磁导率为μr 的磁介质,则管内中部附近磁感应强度B 的大小= ,磁场强度H 的大小= 。
解:B =nI r μμ0,H =nI2. 图示为三种不同的磁介质的B-H 关系曲线,其中虚线表示的是B =μ0H 的关系,说明a 、b 、c 各代表哪一类磁介质的B-H 关系曲线:a 代表 的B-H 关系曲线;b 代表 的B-H 关系曲线;填空题2图c 代表 的B-H 关系曲线。
解:铁磁质、顺磁质、抗磁质3. 长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成,两导体中有等值反向均匀电流I 通过,其间充满磁导率为μ的均匀磁介质,介质中离中心轴距为r 的某点处的磁场强度的大小 H = ,磁感应强度的大小B = 。
H B a b c o 第13单元 磁介质 第九章 电磁场理论(二)磁介质 麦克斯韦方程组学号 姓名 专业、班级 课程班序号一 选择题[ B ]1. 顺磁物质的磁导率:(A)比真空的磁导率略小 (B)比真空的磁导率略大(C)远小于真空的磁导率 (D)远大于真空的磁导率[ C ]2. 磁介质有三种,用相对磁导率r μ表征它们各自的特性时, (A )顺磁质0>r μ,抗磁质0<r μ,铁磁质1>>r μ(B )顺磁质1>r μ,抗磁质1=r μ,铁磁质1>>r μ(C )顺磁质1>r μ,抗磁质1<r μ,铁磁质1>>r μ(D )顺磁质0>r μ,抗磁质0<r μ,铁磁质1>r μ[ B ]3. 如图,平板电容器(忽略边缘效应)充电时,沿环路L1,L2磁场强度H 的环流中,必有:(A )⎰⎰⋅>⋅211L L d d l H l H(B )⎰⎰⋅=⋅211L L d d l H l H(C )⎰⎰⋅<⋅211L L d d l H l H(D )021=⋅⎰L d l H[ D ]4. 如图,流出纸面的电流为2I ,流进纸面的电流为I ,则下述各式中哪一个是正确的?(A)I d L 21=⋅⎰l H (B) I d L =⋅⎰2l H (C) I d L -=⋅⎰3l H (D) I d L -=⋅⎰4l H二 填空题1. 图示为三种不同的磁介质的B ~H 关系曲线,其中虚线表示的是H B 0μ=的关系。
试说明a 、b 、c 各代表哪一类磁介质的B ~H 关系曲线:a 代表 铁磁质 的B ~H 关系曲线。
b 代表 顺磁质 的B ~H 关系曲线。
c 代表 抗磁质 的B ~H 关系曲线。
L 1 L 2 ⊙ × L 1 L 2 L 3 L 42. 一个单位长度上密绕有n 匝线圈的长直螺线管,每匝线圈中通有强度为I 的电流,管内充满相对磁导率为r μ的磁介质,则管内中部附近磁感强度B = 0r nI μμ,磁场强度H =__nI _。
第四章习题1.是非题〔1〕在均匀无穷大媒介质中,磁场强度的数值不仅与电流的大小和导体的形状有关,还与媒介质的性质有关.〔2〕两根靠得很近相互平行的直导线,若通以相反方向的电流,则它们互相吸引. 〔3〕如果通过某一截面的磁通为零,则该截面处的磁感应强度一定为零.〔4〕通电线圈在磁场中的受力方向,可以用左手定则判别,也可以用楞次定律判别. 〔5〕由自感系数定义式可知:当空心线圈中通过的电流i越小,自感系数L就越大. 〔6〕磁感应线的方向总是从N极指向S极.〔7〕磁导率是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量,对于不同的物质就有不同的磁导率.〔8〕互感电动势的方向与线圈的绕向是有关的.〔9〕磁路中的欧姆定律是:磁感应强度与磁动势成正比,而与磁阻成反比.〔10〕线圈中感应电动势的大小跟穿过线圈的磁通的变化成正比,这个规律叫做法拉第电磁感应定律.〔11〕在同一变化磁通的作用下,感应电动势极性相同的端子叫做同名端.〔12〕线圈的铁心不是整块金属,而是许多薄硅钢片叠压而成,这是为了节约金属材料.2.选择题〔1〕如图所示,六根导线互相绝缘,所通电流均为I,区域A、B、C、D均为相等的正方形,那么,指向纸内的磁通量最大的区域是〔〕A.A区域B.B区域C.C区域D.D区域〔2〕如图所示,在研究自感现象的实验中,由于线圈L的作用,〔〕A.电路接通时,白炽灯不会发光B.电路接通时,白炽灯不能立即达到正常亮度C.电路切断瞬间,白炽灯突然发出比较强的光D.电路接通后,白炽灯发光比较暗〔3〕两个互感线圈反串时,等效电感为〔〕A.0≥反L B.0≤反L C.0=反L D.不能确定〔4〕在电磁感应现象中,下列说法正确的是〔〕A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流B.导体作切割磁感应线运动,导体内一定会产生感应电流C.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中就一定有感应电流D.闭合电路在磁场内作切割磁感应线运动,电路中就一定有感应电流〔5〕如图所示,A、B是两个用细线悬着的闭合铝环,当合上开关S的瞬间〔〕A.A环向右运动,B环向左运动B.A环向左运动,B环向右运动C.A、B环都向右运动D.A、B环都向左运动〔6〕如图所示,多匝线圈的电阻和电源的内电阻可忽略,两个电阻器的阻值都是R.S原来断开,电路中电流REI2=.现闭合S将一电阻器短路,于是线圈中有自感电动势产生,这自感电动势〔〕A.有阻碍电流的作用,最后电流由I0减为零B.有阻碍电流的作用,最后电流总小于I0C.有阻碍电流增大的作用,因而电流保持I0不变D.有阻碍电流增大的作用,但电流最后还是要增大到2I0〔7〕如图所示,在匀强磁场中,两根平行的金属导轨上放置两条平行的金属导线ab、cd,假定它们沿导轨运动的速度分别为v1和v2,且v2>v1.现要使回路中产生最大的感应电流,且方向为ba→,那么ab、cd的运动情况应为〔〕A.背向运动B.相向运动C.都向右运动D.都向左运动〔8〕在图中,当S闭合瞬间,B线圈中a、b电位的关系为〔〕A.bavv<B.bavv>C .b a v v =D .不能确定〔9〕如图所示,闭合电路ABCD 竖直放在匀强磁场中, 磁场方向垂直纸面向外,AB 段可沿导轨自由向下滑动, 当AB 由价值开始向下滑动时,则〔 〕 A .A 端电位较低,B 端电位较高B .AB 段在重力和磁场力的作用下最后匀速下滑C .AB 段在磁场力作用下,以大于g 的加速度下滑D .AB 段在磁场力作用下,速度逐渐减小〔10〕如图所示,L 为足够大的电感,电阻可忽略不计, EL1和EL2是两个相同的小白炽灯,如将S 闭合, 待灯亮度稳定后再断开.则随着S 的闭合和断开, EL1和EL2的亮度将是〔 〕A .S 闭合:EL2很亮、EL1不亮,S 断开:EL1、EL2即熄灭B .S 闭合:EL1很亮、EL2逐渐亮,最后一样亮,S 断开:EL2即灭、EL1逐渐灭C .S 闭合:EL1、EL2同时亮,然后EL1灭、EL2不变,S 断开:EL2即灭、EL1亮一下后灭D .S 闭合:EL1、EL2都亮, EL1从亮变暗至灭,EL2则同时变得更亮, S 断开:EL2即灭、EL1亮一下后灭〔11〕相同长度、相同截面积的两段磁路,a 段为气隙,磁阻为ma R ,b 段为铸钢,磁阻为mb R ,则〔 〕A .mb ma R R =B .mb ma R R =C .mb ma R R >D .条件不够,不能比较〔12〕如图所示,磁极中间通电直导体A 的受力方向为〔 〕 A .垂直向上 B .垂直向下 C .水平向左 D .水平向右3.填空题〔1〕如果环形线圈的匝数和流过它的电流不变,只改变线圈中的媒介质,则线圈内磁场强度将________,而磁感应强度将___________.〔2〕所谓磁滞现象,就是_______的变化总是落后于________的变化;所谓剩磁现象,就是当_________为零时,________不等于零.〔3〕如图所示,长10cm 的导线ab,通有3A 电流,电流方向从a 到b.将导线ab 沿垂直磁感应线方向放在一匀强磁场中,测得ab 所受磁场力为0.15N,则该区域的磁感应强度为________,磁场对导线ab 作用力的方向为_________.若导线ab 中的电流为零,那么该区域的磁感应强度为______.〔4〕有一空心环形螺旋线圈的平均周长为31.4cm,截面积为252cm ,线圈共绕有1000匝,若在线圈中通入2A 的电流,那么,该磁路中的磁阻为______,通过的磁通为______. 〔5〕有两根相互平行的长直导线A 、B,其中A 通有稳恒电流,B 是闭合电路的一部分,当它们互相靠近时,B 中产生的感应电流方向与A 中的电流方向______;互相远离时,B 中产生的感应电流方向与A 中的电流方向______. 〔6〕如图所示,如果线圈的电阻不计, 分析下述四种情况下,C 、D 两点电位的高低.①S 未接通时,________; ②S 闭合的瞬间,________;③S 闭合后,________; ④S 断开的瞬间,________.〔7〕在图示的螺线管中,放有一条形磁铁, 磁极已在图中标出.当磁铁突然向左抽出时, 端点A 的电位将比端点B 的电位_______; 当磁铁突然向右抽出时,端点A 的电位将 比端点B 的电位________.〔8〕一个线圈铁心的截面积为2.52cm ,线圈的匝数为2000匝,当线圈中电流由零增至2A 时,线圈从外电路共吸收能量0.4J,那么,该线圈的电感是_______,通过线圈的磁通为_______,线圈中的磁感应强度为_______.〔9〕图示出了A 、B 、C 三个线圈在铁心上的绕向,那么,可以确定端子________〔或端子_________〕为同名端.〔10〕两个相互靠近的线圈,已知甲线圈中电流的变化率为100A/s,在乙线圈中引起0.5V 的互感电动势,那么,两线圈间的互感系数为______.又若甲线圈中的电流是10A,那么甲线圈产生而与乙线圈交链的磁链是______.〔11〕自感线圈的横截面积为202cm ,共1000匝,通入图示的电流,在头2s 内产生的感应电动势为1V ,则线圈的自感系数为_______,1s 末线圈内部的磁感应强度 为_____,第3、4s 内线圈的自感电动势为_______, 第5s 内线圈中的自感电动势 为_______.〔12〕在匝数为1500匝的环形线圈中通以0.9A 的电流,测得其中的磁感应强度为0.9T,圆环的截面积为22cm ,那么,环形线圈中的磁通为_______,线圈的自感系数为_______,储存在线圈中的磁场能量是_______. 4.问答和计算题〔1〕把一根通有4A 电流、长为30cm 的导线放在匀强磁场中,当导线和磁感应线垂直时,测得所受的磁场力是0.06N,求:①磁场的磁感应强度;②如果导线和磁场方向成30º角,导线所受到的磁场力的大小.〔2〕如图所示,矩形线圈ab=cd=50cm,ad=bc=20cm,共有100匝,通以0.2A 的电流,方向如图所示.①为使线圈abcd 按图示方向转动,电磁铁上的线圈哪一端〔A 或B 〕接在直流电源正极上?哪一端接在负极上?②若线圈在图示位置所受的磁场力矩为0.2N •m,求匀强磁场的磁感应强度.〔3〕导线ab 可在导电轨道上无摩擦滑动,如图所示.Ab 长1m,匀强磁场的磁感应强度为0.8T,电源电动势E=2V,内阻不计,电阻R=5Ω.①当导线ab 运动的速度达到1m/s 时,它受多大的力?②导线ab 的最大速度可达多少?③若要使导线ab 以3m/s 的速度向右运动,则必须对ab 施以多大的力?〔4〕有一平均周长为80cm,截面直径为4cm 的环形螺旋线圈,线圈的匝数为5000匝,当线圈中通入5A 的电流,产生2105.7-⨯Wb 的磁通,求线圈铁心的相对磁导率. 〔5〕有一环形空心螺旋线圈,其外径为32cm,内径为28cm,线圈匝数为1500匝,其中电流为4.5A,求线圈中的磁通为多大?〔6〕如图所示,一矩形导电框架两端各串一电阻,Ω=11R ,Ω=22R ,放在匀强磁场中,其磁感应强度B=5T,方向如图所示.今有一导体AB,长0.2m,以1m/s 的速度在框架上向右滑动,求:①通过R1、R2的电流大小②磁场对导体AB 的作用力③电阻R1、R2上消耗的功率④外力作用于AB 做功的功率. 〔7〕如图所示,AB 、CD 是平行的金属导轨,ab 、mn 是压在导轨上的两条金属滚棒,磁场方向垂直纸面向外.当滚棒ab 向左运动时,mn 滚棒受力是什么方向?为什么? 〔8〕如图所示,当可变电阻触点M 向右移动时,①标出L 2上感应电流的方向 ②指出AB 、CD 相互作用力的方向 ③指出线圈GHJK 的转动方向 〔9〕如图所示,有一匀强磁场,磁感应强度为3102-⨯T,在垂直于磁场的平面内,有一金属棒绕平行于磁场的O 轴按逆时针转动,转速为5r/s,已知棒长0.4m.求:①金属棒上产生的感应电动势多大?②O 、A 两端哪端电位高?〔10〕一个平行长度为15cm 、截面积为22cm 的铁氧体环形磁心上均匀分布500匝线圈,测出其电感为0.6H,试求磁心的相对磁导率.如果其它条件不变而匝数增加为2000匝,试求此线圈的电感. 〔11〕标出图中开关S 闭合瞬间互感电动势的极性.〔12〕如图所示的电路中,R 1=10Ω,R 2=20Ω,R 3=30Ω,U=12V ,L=20mH,C=50F μ,电路处于稳态,求:①L 中的电流和两端电压 ②C 上的电流和电压. 5.实验题〔1〕有两位同学,各自在一铁棒上绕一些导电线圈制成电磁铁.通电时电流都是从右端流入,从左端流出.但甲同学制成的电磁铁,左端时N 极,右端时S 极;而乙同学制成的电磁铁,恰好左端是S 极,右端是N 极.那么,他们各是怎样绕导线的?用简图表示出来. 〔2〕在研究电磁感应现象的实验中,如图所示.①首先把单刀双掷开关S1掷向A,待指针一摆动便立即断开,目的是_____________________________.②若测得电流从电流计的哪边接线柱进入,指针就向哪边偏转.当S1掷向B,再闭合S2时,电流计指针将________________;又当断开S2时,指针将______________③若把条形磁铁的S 极向线圈L1中插入时,指针将____________________;条形磁铁插入后不动时,指针将___________________.〔3〕分别用万用表欧姆档来测量阻值很大的电阻器、电容器、电感线圈〔其直流电阻很小〕三种元件时,指针的偏转情况各有什么不同?〔4〕读者可亲自动手做个小实验,观察电磁感应现象和验证楞次定律.类似《电工基础》〔第 2版,周绍敏主编〕第6章中图6-5所示,用薄金属片〔最好是铝片,质量轻,导电性能也较好〕弯成一个闭合圆环,用细线悬起,当磁铁〔条形磁铁或马蹄形磁铁〕的一端穿进环心时,环将随磁铁一起运动.当从环心抽出磁铁时,环仍然随磁铁同向移动.如果圆环不闭合,则无此现象产生.试用楞次定律来解释这个实验现象.。
大学普通物理磁学练习题1、一电子(e=1.6某10-19c)以2某107m/的速度射入磁感强度为1T的均匀磁场中,速度方向与磁场方向垂直,则这电子所受到的络仑兹力为F=,方向为2、回路中的自感电动势将回路中的变化。
3、产生动生电动势的非静电力为_____________力。
4、从引起通量变化的原因,可将感应电动势分两类,一类为_________,另一类为__________。
5、有一根金属导线长0.6m,质量为0.01kg,用两根柔软的细线悬在磁感强度为0.4T的匀强磁场中,金属导线中电流为,方向时正好抵消悬线中的张力。
某某某某某某某某某某B某某6、在均匀磁场中有一电子枪,6、6、它可发射出速率分别为V和2V 的两个电子,这两个电子的速度方向相同且均与B垂直,则下列说法正确的是:(1)两电子的轨道半径相同,速度大的电子先回到出发点;(2)两电子的轨道半径相同,两电子同时回到出发点;(3)两电子的轨道半径不同,速度大的电子先回到出发点;(4)两电子的轨道半径不同,两电子同时回到出发点。
答()7、设图中两导线的电流为I1、I2,则下列公式正确的是:(1)∮L1B.dl=μ0I1(2)∮L2B.dl=-μ0I2(3)∮L3B.dl=μ0(I1-I2)(4)∮L3B.dl=μ0(I2-I1)答()L3L1L2某I1.I28、当实验电荷q0以速度v通过空间一点时受力为0,下面说法正确的是:(1)该点处的磁感强度一定为0;(2)该点处的磁感强度一定不为0;(3)该点处的磁感强度不一定为0;(4)以上说法均不正确。
答()9、下列叙述哪个是不正确的是:(1)磁场线出发于正电荷,终止于负电荷;(2)磁场线是无头无尾的闭合曲线;(3)某点附近的磁场线密度代表了该点磁感应强度的大小;(4)任何两根磁场线都不能相交。
答()10、如图所示,圆心处的磁感强度B0为(1)0I2R0I2R(2)0I2R0I2R(3)0I2R(4)0I2RIRI答()11、如图所示,圆心处的磁感强度B0为(1)0I2R0I2R(2)0I8R0I2R(3)0I2R(4)0I2R答()12、一空芯自感线圈的自感系数:LROII0Nl2S,当线圈中的电流发生变化时,该线圈的自感系数(1)不变;(2)变大;(3)变小。
磁介质
一、 选择题
1、 关于稳恒磁场的磁场强度H 的下列几种说法中哪个是正确的() 答案:C
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
为零 C 、若闭合曲线上各点的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 为边缘的任意曲面的H 通量均相等
2、 磁介质有三种,用相对磁导率r μ表征它们各自的特性时() 答案:C
A 、顺磁质r μ>0,抗磁质r μ<0,铁磁质r μ>>1
B 、顺磁质r μ>1,抗磁质r μ=1,铁磁质r μ>>1
C 、顺磁质r μ>1,抗磁质r μ<1,铁磁质r μ>>1
D 、顺磁质r μ>0,抗磁质r μ<0,铁磁质r μ>1
3、 用细导线均匀密绕成的长为l ,半径为a(l >>a),总匝数为N 的螺线管通以稳恒电流I ,当管内充满磁导率为r μ的均匀磁介质后,管中任意一点() 答案:D
A 、磁感应强度大小为B=r μμ0NI
B 、磁感应强度大小为B=r μNI /l
C 、磁场强度大小为H=0μNI/l
D 、磁场强度大小为H=NI/l
4、 顺磁物质的磁导率() 答案:B
A 、比真空的磁导率略小
B 、比真空的磁导率略大
C 、远小于真空的磁导率
D 、远大于真空中的磁导率
5、 通电直长螺线管内的一半空间充满磁介r u ,在螺线管中,介质中与空气中相等的物理量是() A 、B 1=B 2 B 、H 1=H 2 C 、M 1=M 2 D 、21ψψ=
答案:B
6、 图中所示的三条线分别表示三种不同磁介质的B-H 关系,表示顺磁质的是()
A 、第一条
B 、第二条
C 、第三条
D 、无法判断
答案:B 7、 磁铁能吸引铁钉之类的小物体是由于()
A 、小物体是铁磁性的,被磁铁磁化,受到吸引力
B 、小物体是顺磁性的,被磁铁磁化,受到吸引力
C 、小物体是抗磁性的,被磁铁磁化,受到吸引力
D 、磁铁和小物体都是顺磁性物质,相互吸引 答案:A
8、如图所示,一永磁环,环开一很窄的空隙,环内磁化强度矢量为M ,则空隙中P 点处的H
的大小为()
A 、0μM
B 、M
C 、r μμ0M
D 、0
答案:B 。
用分子电流的观点解释,磁化电流密度为M ,则铁磁质内部B = μ0M ,因为磁感应强度在介质交界面上法线方向是连续的,所以在空隙处B = μ0M 。
而空隙处磁化强度为零,所以M M B
H =-=空0μ
9、如图所示,一根沿轴向均匀磁化的细长永磁棒,磁化强度为M ,图中所标各点的磁感应强度是()
A 、0,3021===
B M B B μ B 、M B B M B 0320121,μμ===
C 、0,,2130201===B M B M B μμ
D 、0,2
1,30201===B M B M B μμ 答案:D (先求磁化电流,再把它看成无限长螺线管) 10、在磁介质存在的情况下对安培环路定理=
⋅⎰L l d H ()∑内
L I 中,下述说法正确的是() 答案:C A 、∑I 是空间所有传导电流 B 、∑I 是穿过环路L 的传导电流和磁化电流
C 、∑I 是穿过环路L 的传导电流
D 、H 只与传导电流有关
11、若已知铁磁质中某处的M B ,,则该点处的磁场强度H 必须满足的关系是() 答案:C
A 、M
B H -=μ
B 、H B 0μ=
C 、)(0M H B +=μ
D 、H B μ= 12、在均匀各向同性的线性磁介质中() 答案:A
A 、不论顺磁质或抗磁质
B 总是与H 同向
B 、在顺磁质中,B 与H 同向,在抗磁质中B 与H 反向
C 、以闭合曲线为边界的同一曲面的B 通量与H 通量相等
D 、通过任一闭合面的B 的通量与H
通量不相等
13、在稳恒磁场中,有磁介质存在时的安培环路定理的积分形式是() 答案:B A 、=
⋅⎰L l d B ()∑内L I B 、=⋅⎰L l d H ()∑内L I C 、=⋅⎰L
l d H ()∑内L I 0μ D 、⎰⎰⎰⋅∂∂+=⋅S L S d t D I l d H 0
14、一均匀磁化的介质棒,横截面半径为0.1米,长为1米,其总磁矩为3140安·米2,则棒中的磁化强度矢量M 的大小为() 答案:A
A 、105安/米
B 、104安/米
C 、98596⨯103安/米
D 、103安/米
二、 填空题
1、一个绕有500匝导线的平均周长50cm 的细环,载有0.3A 电流时,铁芯的相对磁导率为600,(1)铁芯中的磁感应强度B 为 ;(2)铁芯中的磁场强度H 为 。
答案:0.266T;300A/m(170104--⋅⋅⨯=A m T πμ)
2、长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成,两导体中有等值反向均匀电流I 通过,其间充满磁导率为μ(μ=μ0μr )的均匀磁介质,介质中离中心轴距离为r 的某点处的磁场强度的大小H= ;磁感应强度的大小B= 。
答案:r I H r I πμμπ2,2=
3、铜的相对磁导率r μ=0.9999912,其磁化率m χ= ;它是 磁性磁介质
答案:-8.88⨯10-6,抗
4、一无限长直导线,通有I=lA 的电流,直导线外紧包一层相对磁导率r μ=2的圆筒形磁介质,直导线半径R 1=0.1cm,磁介质的内半径为R 1,外半径为R 2=0.2cm ,则距直导线轴线为r 1=0.15cm 处的磁感应强度为 ;距轴线为r 2=0.25cm 处的磁场强度为 。
答案:2.67⨯10-4T;63.7A/m(真空的磁导率170104--⋅⋅⨯=A m T πμ)
5、硬磁材料的特点是 ;适于制造 。
答案:矫顽力大,剩磁也大;永久磁铁
6、软磁材料的特点是 ;适于制造 等。
答案:磁导率大,矫顽力小,磁滞损耗低;变压器,交流电机的铁芯
7、在国际单位制中,磁场强度H 的单位是 ; 磁导率0μ的单位是 。
答案:A/m,A m T /⋅
8、在各向同性非铁磁质中同一点的H B ,之间的关系为B = ;B 与M 的关系为M = 。
答案:B H ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-μμμμμ00011;
9、一个单位长上密绕有n 匝线圈的长直螺线管,每匝线圈中通有强度为I 的电流,管内充满相对磁导率为r u 的
磁介质,则管内中部附近磁感强度B= ,磁场强度H= 。
答案:nI nI r ,0μμ。