作业05_第三章恒定磁场

恒定磁场（一）参考解答一、选择题1、D2、B3、C 二、填空题 1、大小：00(1122II R R μμπ+方向：⊗2、2cos B r πα- 3、0ln 22Iaμπ三、计算题1.（1）解：金属薄片单位弧长上的电流为I Rπ IdI Rd Rθπ=θπμπμd RIR dI dB 20022==j dB i dB j dB i dB B d y x )cos (sin θθ-+=+=00220020sin 2cos 02x x y y I IB dB d R RIB dB d Rππμμθθππμθθπ=====-=⎰⎰⎰⎰∴02I B i Rμπ=r r1.（2）解：金属薄片单位弧长上的电流为2I Rπ 2IdI Rd Rθπ=0022sin (cos )x y dI I dB d R R dB dB i dB j dB i dB j μμθππθθ===+=+-r r r r r 002220002220sin cos x x y y I IB dB d R RI IB dB d R Rππμμθθππμμθθππ=====-=-⎰⎰⎰⎰∴0022x y I I B B i B j i j R Rμμππ=+=-r r r r r2.解：（1）010212()112222I I B I I dd d μμμπππ=+=+ 方向：⊙（2）010222()I I B r d r μμππ=+- 121010*******121322()ln ln 22r r m m S S S r I I d B dS BdS ldx r d r I l I l r r r r r r μμππμμππ+⎡⎤Φ=Φ===+⋅⎢⎥-⎣⎦++=+⎰⎰⎰⎰r r g四.讨论题32003200321000000440044O I IO R RI IO R Rμμππμμππ=======⊗=====101010、（1）圆环电流的B ；两直导线的B 、B ；点总磁感应强度B （2）圆环电流的B ；两直导线的B 、B ；点总磁感应强度B （3）圆环电流的B ；两直导线的B 、B ；点总磁感应强度B e ee323232000001100O O O ======⊗=⊗=+=-⊗====101012102、（1）三角形电流的B ；两直导线的B 、B ；点总磁感应强度B （2）三角形电流的B ；两直导线的B 、 B ； 点总磁感应强度B B B （3）三角形电流的B ；两直导线的B 、B ； 点总磁感应强度B 04Ilπ⊗；恒定磁场（二）参考解答一、选择题1、C二、填空题1、环路内包围的电流代数和；环路上积分点的磁场；所有电流产生的。

2017高中物理第3章磁场3 几种常见的磁澄时作业新人教版选修3-1 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2017高中物理第3章磁场3 几种常见的磁澄时作业新人教版选修3-1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2017高中物理第3章磁场3 几种常见的磁澄时作业新人教版选修3-1的全部内容。

几种常见的磁场基础夯实一、选择题(1～5题为单选题,6、7题为多选题)1．(上海市浦东新区2015～2016学年高二下学期期末）关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是错误!（ C )A．磁感线和磁场都是客观存在的B．磁铁的磁感线总是从N极出发，到S极终止C．磁感线越密的地方磁场越强D．磁感线的切线方向就是小磁针S极在此位置的受力方向解析:磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向,但不是真实存在的，故A错误；磁感线在磁铁的外部是从磁铁的N极到S极，在磁铁的内部是S极指向N极，磁铁内部的磁感线与外部的磁感线形成闭合曲线,故B错误；磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，故C正确；磁感线的切线方向就是磁场的方向，是小磁针N极在此位置的受力方向，故D 错误,故选C.2．（广东汕头市2014~2015学年高二上学期三校联考）磁场中某区域的磁感线如图所示，则错误!( B )A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a〉B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a〈B bC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零解析:由图可知b处的磁感线较密,a处的磁感线较疏，所以B a<B b，故A错，B对，通电导线在磁场中受力的大小与导线在磁场中的放置方向有很大关系，而不是仅仅取决于B与LI的大小,故C错,磁感线是用来描述磁场的,而又不可能在存在磁场的区域内全部画磁感线，故D 错。

恒定磁场作业班级:_____________ 姓名:_____________ 学号:_____________ 日期:__________年_______月_______日 成绩:_____________ 一、选择题 1.边长为l 的正方形线圈，分别用图示两种方式通以电流I (其中ab 、cd 与正方形共面)，在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为 (A) 01=B ，02=B ．(B) 01=B ，lIB π=0222μ．(C) l IB π=0122μ，02=B ． (D) l I B π=0122μ,lIB π=0222μ．2.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 ϖ沿图中闭合路径L 的积分⎰⋅Ll B ϖϖd 等于(A) I 0μ． (B) I 031μ．(C) 4/0I μ． (D) 3/20I μ． ［ ］3.一个动量为p 的电子，沿图示方向入射并能穿过一个宽度为D 、磁感强度为B ϖ(方向垂直纸面向外)的均匀磁场区域，则该电子出射方向和入射方向间的夹角为 (A) p eBD 1cos -=α． (B) p eBD1sin -=α． (C) ep BD 1sin -=α． (D) epBD1cos -=α． ［ ］ 4.四条皆垂直于纸面的载流细长直导线，每条中的电流皆为I ．这四条导线被纸面截得的断面，如图所示，它们组成了边长为2a 的正方形的四个角顶，每条导线中的电流流向亦如图所示．则在图中正方形中心点O 的磁感强度的大小为(A) I aB π=02μ． (B) I a B 2π=2μ． (C) B = 0． (D) I aB π=0μ． ［ ］5.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(A) RI π20μ． (B) R I40μ．(C) 0． (D) )11(20π-R I μ．(E) )11(40π+R I μ． ［ ］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． ［ ］ 7.四条平行的无限长直导线，垂直通过边长为a =20 cm 的正方形顶点，每条导线中的电流都是I =20 A ，这四条导线在正方形中心O 点产生的磁感强度为(0 =4×10-7 N ·A -2)(A) B =0． (B) B = 0.4×10-4 T ．(C) B = 0.8×10-4 T. (D) B =1.6×10-4 T ． ［ ］ 8.一载有电流I 的细导线分别均匀密绕在半径为R 和r 的长直圆筒上形成两个螺线管，两螺线管单位长度上的匝数相等．设R = 2r ，则两螺线管中的磁感强度大小B R 和B r 应满足：(A) B R = 2 B r ． (B) B R = B r ．(C) 2B R = B r ． (D) B R = 4 B r ． ［ ］有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为a ，厚度不计，电流I 在铜片上均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为b 处的P 点(如图)的磁感强度B ϖ的大小为(A) )(20b a I +πμ． (B) bba a I +πln 20μ．(C) bba b I +πln 20μ． (D) )2(0b a I +πμ． ［ ］10.关于稳恒电流磁场的磁场强度H ϖ，下列几种说法中哪个是正确的？ (A) H ϖ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 ϖ必为零．(C) 若闭合曲线上各点H ϖ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 ϖ通量均相等． ［ ］二、填空题 11.图中所示的一无限长直圆筒，沿圆周方向上的面电流密度(单位垂直长度上流过的电流)为i ，则圆筒内部的磁感强度的大小为B =________，方向_______________． 12.如图所示，在宽度为d 的导体薄片上有电流I 沿此导体长度方向流过，电流在导体宽度方向均匀分布．导体外在导体中线附近处P 点的磁感强度B ϖ的大小为________________________．13.有一长直金属圆筒，沿长度方向有横截面上均匀分布的稳恒电流I 流通．筒 内空腔各处的磁感强度为______________，筒外空间中离轴线r 处的磁感强度为 ______________．一质量为m ，电荷为q 的粒子，以0v ϖ速度垂直进入均匀的稳恒磁场B ϖ中，电荷将作半径为____________________的圆周运动． 15.在磁场中某点放一很小的试验线圈．若线圈的面积增大一倍，且其中电流也 增大一倍，该线圈所受的最大磁力矩将是原来的______________倍． 16.有一半径为a ，流过稳恒电流为I 的1/4圆弧形载流导线bc ，按图示方式置于均匀外磁场B ϖ中，则该载流导线所受的安培力大小为_______________________． 17.氢原子中电子质量m ，电荷e ，它沿某一圆轨道绕原子核运动，其等效圆电 流的磁矩大小p m 与电子轨道运动的动量矩大小L 之比=Lp m________________. 18.一无限长载流直导线，通有电流I ，弯成如图形状．设各线段皆在纸面内，则P点磁感强度B ϖ的大小为________________． 19.一根无限长直导线通有电流I ，在P 点处被弯成了一个半径为R 的圆，且P 点处无交叉和接触，则圆心O 处的磁感强度大小为_______________________________________，方向为 ______________________________．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 = 0H 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．c 代表______________________________的B ~H 关系曲线． 三、计算题 21.真空中有一边长为l 的正三角形导体框架．另有相互平行并与三角形的bc 边平行的长直导线1和2分别在a 点和b 点与三角形导体框架相连(如图)．已知直导线中的电流为I ，三角形框的每一边长为l ，求正三角形中心点O 处的磁感强度B． 22.横截面为矩形的环形螺线管，圆环内外半径分别为R 1和R 2，芯子材料的磁导率为，导线总匝数为N ，绕得很密，若线圈通电流I ，求． (1) 芯子中的B 值和芯子截面的磁通量． (2) 在r < R 1和r > R 2处的B 值． 23.在一无限长的半圆筒形的金属薄片中，沿轴向流有电流，在垂直电流方向单位长度的电流为i = k sin ，其中k 为常量，如图所示．求半圆筒轴线上的磁感强度．24.在真空中有两根相互平行的无限长直导线L 1和L 2，相距10 cm ，通有方向相反的电流，I 1 =20 A ，I 2 =10 A ，试求与两根导线在同一平面内且在导线L 2两侧并与导线L 2的距离均为 5.0 cm 的两点的磁感强度的大小．(=4×10-7 H ·m -1)参考答案1.C2.D3.B4.C5.D6.B7.C8.B9.B 10.C 11.i 2分沿轴线方向朝右 1分 12.)2/(0d I μ 3分13.0 1分 )2/(0r I πμ 2分 14.)/(0B q m v 3分15.4 3分 16.aIB 3分 17.me2 3分 18.aIB π=830μ 3分 19.)11(20π-R Iμ 2分 垂直纸面向里． 1分 20铁磁质 1分 顺磁质 1分 抗磁质 1分 21.解：令1B ϖ、2B ϖ、ab B ϖ和acb B ϖ分别代表长直导线1、2和通电三角框的 ab 、ac 和cb 边在O 点产生的磁感强度．则 ab acb B B B B B ϖϖϖϖϖ+++=211B ϖ：对O 点，直导线1为半无限长通电导线，有)(401Oa IB π=μ， 1B ϖ的方向垂直纸面向里． 2分2B ϖ：由毕奥－萨伐尔定律，有 )(402Oe I B π=μ)60sin 90(sin ︒-︒方向垂直纸面向里． 2分ab B 和acb B ：由于ab 和acb 并联，有 )(cb ac I ab I acb ab +⋅=⋅ 根据毕奥－萨伐尔定律可求得 ab B =acb B 且方向相反． 2分所以 21B B B ϖϖϖ+= 1分 把3/3l Oa =，6/3l Oe =代入B 1、B 2，则B ϖ的大小为 )13(43)231(346343000-π=-π+π=l I lI l I B μμμB ϖ的方向：垂直纸面向里． 1分22.解：(1) 在环内作半径为r 的圆形回路, 由安培环路定理得NI r B μ=π⋅2， )2/(r NI B π=μ 3分在r 处取微小截面d S = b d r , 通过此小截面的磁通量 穿过截面的磁通量⎰=SS B d Φr b r NId 2π=μ12ln 2R R NIb π=μ 5分 (2)同样在环外( r < R 1 和r > R 2 )作圆形回路, 由于0=∑i I∴ B = 0 2分 23.解：设轴线上任意点的磁感强度为B ，半圆筒半径为R ．先将半圆筒面分成许多平行轴线的宽度为d l 的无限长直导线，其中流过的电流为θθθd sin d sin d d R k l k l i I =⋅== 2分它在轴线上产生的磁感强度为RIB π=2d d 0μ， 方向如图． 2分由对称性可知：B ϖd 在z 轴向的分量为0，在y 轴的分量叠加中相互抵消，只需考虑B ϖd 在x 轴的分量d B x ． 2分d B x = d B sin θμsin 2d 0RIπ=θθμd 2sin 20π=k 2分 积分： ⎰⎰ππ==020d 2sin d θθμk B B x4/0k μ= 2分B ϖ的方向沿x 轴负方向． 24.解：(1) L 1中电流在两导线间的a 点所产生的磁感强度51101100.82-⨯=π=aa r IB μ T 2分L 2中电流在a 点所产生的磁感强度 52202100.42-⨯=π=aa r I B μ T 1分由于a B 1ϖ、a B 2ϖ的方向相同，所以a 点的合磁感强度的大小421102.1-⨯=+=a a a B B B T 2分(2) L 中电流在两导线外侧b 点所产生的磁感强度51101107.22-⨯=⋅π=bb r IB μ T 2分L 2中电流在b 点所产生的磁感强度 52202100.42-⨯=⋅π=bb r I B μ T 1分由于和b B 1ϖ和b B 2ϖ的方向相反，所以b 点的合磁感强度的大小521103.1-⨯=-=b b b B B B T 2分希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：1、常自认为是福薄的人，任何不好的事情发生都合情合理，有这样平常心态，将会战胜很多困难。

作业05楞次定律和法拉第电磁感应定律三、电磁感应定律1．感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势，2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．(2)公式：E＝nΔΦΔt，其中(3)在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯四、导线切割磁感线时的感应电动势1．导线垂直于磁场方向运动，甲乙2．导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图乙所示，E ＝Blv sin θ.3．导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向相反，导体棒克服安培力做功，把其他形式的能转化为电能．一、单选题1．如图甲所示，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向。

螺线管与导线框abcd 相连，导线框内有一小金属圆环L ，圆环与导线框在同一平面内。

当螺线管内的磁感应强度B 随时间按图乙所示规律变化时，下列说法正确的是（）A ．在10~t 时间内，通过bc 边的电流方向由c 到b 且大小保持不变B ．在21~t t 时间内，通过bc 边的电流方向先由b 到c 后变为由c 到bC ．在21~t t 时间内，圆环L 内有逆时针方向的感应电流且大小保持不变D ．在23~t t 时间内，圆环L 有扩张趋势2．手机无线充电是比较新颖的充电方式。

如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。

当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。

当充电板内的送电线圈通入如图乙所示的交变电流时（电流由a 流入时的方向为正），不考虑感应线圈的自感，下列说法中正确的是（）A ．t 1~t 3时间内，c 点电势始终高于d 点电势B ．t 1~t 3时间内，c 点电势始终低于d 点电势C ．t 1在时刻受电线圈中电流最强D ．t 2时刻受电线圈中电流为03．如图所示，一磁铁通过支架悬挂于电子秤上方，磁铁的正下方有两条光滑的固定金属导轨M 、N ，其上有两根可以左右自由滑动的金属杆a 、b ，磁铁在金属导轨M 、N 、a 、b 组成回路中心的正上方且S 极朝下，当剪断细线磁铁下落时，以下说法正确的是（）A ．a 、b 杆保持静止状态B ．磁铁会受到向下的吸引力C ．a 、b 杆相互靠近D ．与剪断前相比，导轨对电子秤的压力变小4．麦克斯韦从场的观点出发，认为变化的磁场会激发感生电场。

恒定磁场参考答案恒定磁场参考答案磁场是我们日常生活中常见的物理现象之一。

它是由电流或磁体产生的，并且可以对其他物体产生各种各样的影响。

在这篇文章中，我们将探讨恒定磁场的一些基本概念和应用。

首先，我们来了解一下什么是恒定磁场。

恒定磁场是指磁场的强度和方向在空间中保持不变的情况。

这意味着无论我们在磁场中的位置如何，磁场的性质都是一样的。

这与变化磁场不同，变化磁场的强度和方向会随着时间的推移而改变。

恒定磁场有许多重要的应用。

其中一个应用是在磁共振成像（MRI）中。

MRI是一种医学成像技术，它利用恒定磁场和无线电波来生成人体内部的图像。

MRI可以帮助医生诊断各种疾病，如肿瘤和神经系统疾病。

恒定磁场在MRI中起到了至关重要的作用，它能够使人体内的原子核在磁场中产生共振，从而产生信号被接收器捕获并转化为图像。

另一个应用是在磁力计中。

磁力计是一种测量磁场强度和方向的仪器。

它通常由一个磁针和一个刻度盘组成。

当磁针暴露在磁场中时，它会受到磁场力的作用，从而指向磁场的方向。

通过读取刻度盘上的刻度，我们可以确定磁场的强度。

磁力计在许多领域中都有广泛的应用，包括地质勘探、导航和科学研究等。

此外，恒定磁场还与电磁感应相关。

电磁感应是指当导体在恒定磁场中运动时，会在导体中产生感应电流。

这个现象是由法拉第电磁感应定律描述的。

根据这个定律，感应电流的大小与导体的速度、磁场的强度和导体的几何形状有关。

电磁感应在发电机和变压器等电力设备中起着重要的作用。

最后，让我们来看一下恒定磁场对物体运动的影响。

当一个带电粒子进入恒定磁场时，它会受到洛伦兹力的作用。

洛伦兹力是由带电粒子的速度和磁场的方向决定的。

根据洛伦兹力的方向，带电粒子可能会被弯曲成一个圆形轨道，这被称为磁场中的圆周运动。

这个现象在粒子加速器和等离子体物理学中非常常见。

总之，恒定磁场是一个重要的物理现象，它在许多领域中都有广泛的应用。

无论是在医学成像、磁力计、电磁感应还是物体运动中，恒定磁场都起着关键的作用。