第四章习题 稳恒电流的磁场.

⎰ L1 2一、选择题稳恒磁场练习题1、在一个平面内，有两条垂直交叉但相互绝缘的导线，流过每条导线的电流相等，方向如图所示。

问哪个区域中有些点的磁感应强度可能为零 （ ）（A ）仅在象限 1 （B ）仅在象限 2 （C ）仅在象限 1、3（D ）仅在象限 2、42、关于洛仑兹力，下列说法错误的是：（ ） （A ） 带电粒子在磁场中运动，不一定受洛仑兹力 （B ） 洛仑兹力不做功（C ） 洛仑兹力只改变粒子运动方向（D ） 当磁场方向与粒子运动方向一致时，洛仑兹力对粒子作正功 3、一电量为q 的粒子在匀强磁场中运动，下面哪种说法是正确的：（ ） （A ） 只要速度大小相同，粒子所受的洛仑兹力就相同（B ） 在速度不变的前提下，若电荷电量q 变为-q ，则粒子受力方向相反，数值不变 （C ） 粒子进入磁场后，其动量和动能都不改变（D ） 洛仑兹力与速度方向垂直，所以带电粒子运动的轨迹一定是圆4、由磁场的高斯定理可知 （）（A ） 穿入闭合曲面的磁感应线条数必然多于穿出的磁感应线条数； （B ） 穿入闭合曲面的磁感应线条数必然少于穿出的磁感应线条数； （C ） 一根磁感应线可以始于闭合曲面外，终止在闭合曲面内； （D ） 一根磁感应线可以完全处于闭合曲面内。

5、对于某一回路L ，安培环路积分等于零，则可以断定（ ）(A) 回路 L 内一定有电流。

(B) 回路 L 内可能有电流，且代数和不为零。

(C) 回路 L 内一定无电流。

(D) 回路 L 内可能有电流，但代数和为零。

6、电流I 穿过一回路L ，而电流I 则在回路的外面，于是有 （ ）12(A) L 上各点的磁感应强度及积分 B ⋅ dl L都只与I 有关。

1(B) L 上各点的磁感应强度B 只与I 有关，积分⎰ B ⋅ dl 与I 、I 有关。

1 L1 2(C) L 上各点的磁感应强度B 与I 、I 有关，积分⎰ B ⋅ dl 只与I 有关。

稳恒磁场一、选择题1．一个半径为r 的半球面如右图放在均匀磁场中，通过半球面的磁通量为 （A ）22r B π； （B ）2r B π；（C ）22cos r B πα； （D ）2cos r B πα。

2．下列说法正确的是：（A ）闭合回路上各点磁感应强度都为零时，回路内一定没有电流穿过； （B ）闭合回路上各点磁感应强度都为零时，回路内穿过电流的代数和必为零； （C ）磁感应强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感应强度必为零；（D ）磁感应强度沿闭合回路的积分不为零时，回路上任意一点的磁感应强度都不可能为零。

3．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 ）0=⋅⎰Ll d B，且环路上任意一点0=B 。

（B ）0=⋅⎰Ll d B，且环路上任意一点0≠B 。

（C ）0≠⋅⎰Ll d B ，且环路上任意一点0≠B 。

（D ）0≠⋅⎰Ll d B，且环路上任意一点=B 常量。

4．图中有两根“无限长” 载流均为I 的直导线，有一回路L ，则正确的是（A ）0=⋅⎰Ll d B，且环路上任意一点0=B ；（B ）0=⋅⎰Ll d B，且环路上任意一点0≠B ；（C ）0≠⋅⎰Ll d B，且环路上任意一点0≠B ；（D ）0≠⋅⎰Ll d B，且环路上任意一点0=B 。

5．取一闭合积分回路L ，使三根载流导线穿过它所围成的面，现改变三根导线之间的相互间隔，但不越出积分回路，则：·LOI图（A ）回路L 内的I ∑不变，L 上各点的B不变；（B ）回路L 内的I ∑不变，L 上各点的B改变；（C ）回路L 内的I ∑改变，L 上各点的B不变； （D ）回路L 内的I ∑改变，L 上各点的B改变。

6．在球面上竖直和水平的两个载流圆线圈中，通有相等的电流I ，方向如图所示，则圆心处磁感应强度B的大小为（A ）R I 0μ（B ）R I20μ （C ）RI 220μ（D ）R I40μ7．一长直载流I 的导线，中部折成图示一个半径为R 的圆，则圆心的磁感应强度大小为 （A ）R I 20μ；（B ）RIπ20μ； （C ）RIRIπ2200μμ+；（D ）0。

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.。

衡水学院理工科专业《大学物理B 》稳恒磁场习题解答 【1 】一.填空题（每空1分）1.电流密度矢量的界说式为：dIj n dS ⊥=,单位是：安培每平方米（A/m2）. 2.真空中有一载有稳恒电流I 的细线圈,则经由过程包抄该线圈的关闭曲面S 的磁通量=0 ．若经由过程S 面上某面元d S 的元磁通为d,而线圈中的电流增长为2I 时,经由过程统一面元的元磁通为d ＇,则d ∶d ＇=1:2 .3.一曲折的载流导线在统一平面内,外形如图1(O 点是半径为R1和R2的两个半圆弧的配合圆心,电流自无限远来到无限远去),则O 点磁感强度的大小是2020100444R IR IR IB πμμμ-+=.4.一磁场的磁感强度为k c j b i a B++= (SI),则经由过程一半径为R,启齿向z 轴正偏向的半球壳概况的磁通量的大小为πR2cWb. 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;在每种情形下,等于： 对环路a ：d B ⋅⎰=____μ0I__;对环路b ：d B ⋅⎰=___0____; 对环路c ：d B ⋅⎰=__2μ0I__.6.两个带电粒子,以雷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__,活动轨迹半径之比是_____1∶2_____. 二.单项选择题（每小题2分）（ B ）1.平均磁场的磁感强度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,则经由过程S 面的磁通量的大小为（ 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,它们在各自中间产生的磁感强度的大小之比B1 / B2为（D ）3.如图3所示,电流从a 点分两路经由过程对称的圆环形分路,会合于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. 偏向垂直环形分路地点平面且指向纸内B. 偏向垂直环形分路地点平面且指向纸外C ．偏向在环形分路地点平面内,且指向aD ．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. R120πμ C ．0D ．R 140μ （ 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 轴扭转时,在中间O 点产生的磁感强度大小为B1;此正方形同样以角速度绕过O 点垂直于正方形平面的轴扭转时,在O 点产生的磁感强度的大小为B2,则B1与B2间的关系为A. B1= B2B. B1= 2B2C ．B1=21B2D ．B1= B2 /4O IR 1 R 2图1b⊗ ⊙ cI I c a图2c I db a图3A CqqqqO图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,则线圈中间的磁感强度和线圈的磁矩分离是本来的 (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.断定题（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经由过程电源内部移到电源正极时,非静电力作的功. （ √ ）2.磁通量m SB dS φ=⋅⎰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此外. （ × ）4.电动势用正.负来暗示偏向,它是矢量.（ √ ）5.磁场是一种特别形态的物资,具有能量.动量和电磁质量等物资的根本属性. （ × ）6.知足0m SB dS φ=⋅=⎰的面积上的磁感应强度都为零.四.简答题（每小题5分）1.在统一磁感应线上,各点B 的数值是否都相等？为何不把感化于活动电荷的磁力偏向界说为磁感应强度B的偏向？答：在统一磁感应线上,各点B 数值一般不相等.（2分）因为磁场感化于活动电荷的磁力偏向不但与磁感应强度B 的偏向有关,并且与电荷速度偏向有关,即磁力偏向其实不是独一由磁场决议的,所以不把磁力偏向界说为B 的偏向.（3分）2.写出法拉第电磁感应定律的数学表达式,解释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r lS BE dl dS t∂⋅=-⋅∂⎰⎰（2分） 物理意义：（1）感生电场是由变更的磁场激发的;（1分）（2）感生电场r E 与Bt∂∂组成左手螺旋关系;（1分）（3）右侧的积分面积S 为左侧积分路径L 包抄的面积.（1分）五.盘算题（每题10分,写出公式.代入数值.盘算成果.）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．个中AB 产生01=B（1分）CD 产生RIB 1202μ=,（2分）偏向垂直向里（1分）CD 段产生)231(2)60sin 90(sin 24003-πμ=-πμ=︒︒R I R I B ,（2分）偏向⊥向里（1分）∴)6231(203210ππμ+-=++=R I B B B B ,（2分）偏向⊥向里．（1分） 2.如图6所示.半径为R 的平均带电圆盘,面电荷密度为σ.当盘以角速度ω绕个中间轴OO '扭转时,求盘心O 点的B 值.解法一：当带电盘绕O 轴迁移转变时,电荷在活动,因而产生磁场.可将圆盘算作很多齐心圆环的组合,而每一个带电圆环迁移转变时相当图5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）此环迁移转变时,其等效电流rdr dq dI ωσπω=⋅=2（3分） 此电流在环心O 处产生的磁感应强度大小2200drrdIdB ωσμμ==（2分）其偏向沿轴线,是以全部圆盘在盘心O 处产生的磁感应强度大小是R dr dBB Rωσμωσμ0002121==⎰⎰（3分） 解法二：依据活动电荷的磁场公式304r rv q B ⨯=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=,ωr v =（2分）dr rdr r r dq r dB 22440020σωμπσπωμπωμ=⋅==（3分）偏向垂直于盘面向上,同样RqRdr dB B Rπωμωσμσωμ2220000====⎰⎰（3分） 3.图7所示,在一长直载流导线旁有一长为L 导线ab,其上载电流分离为I1和I2,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xI B πμ210=（2分） 其偏向垂直低面向里,电流之I2dx 受安培力大小为dx xI I Bdx I df πμ22102==（3分） df 偏向垂直向上,且各电流之受力偏向雷同,（2分）故,ab 受力为012012ln22d L LdI I I I d Lf df dx x dμμππ++===⎰⎰（3分） 4.一长直导线通有电流120A I =,旁边放一导线ab,个中通有电流210A I =,且两者共面,如图8所示.求导线ab 所受感化力对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rI rI F πμ2d d 102=（2分） F d 对O 点力矩F r M⨯=d （2分）图6I 1I2dL图7Md 偏向垂直纸面向外,大小为r I I F r M d 2d d 210πμ==（2分） ⎰⎰-⨯===ba bar II M M 6210106.3d 2d πμm N ⋅（2分）5.两平行长直导线相距d=40cm,每根导线载有I1=I2=20A 如图10所示.求： ⑴两导线地点平面内与该两导线等距的一点A 处的磁感应强度; ⑵经由过程图中斜线所示面积的磁通量.(r1=r3=10cm,l=25cm)解: （1）图中的A 点的磁场122222O O A I I B d d μμππ=+⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()512124010O O OI I I I T d d dμμμπππ-=+=+=⨯（4分） （2）在正方形中距中间x 处,取一窄条ds ldx =,则经由过程ds 的磁通量m d B ldx φ=()1222O O I I ldxx d z μμππ⎛⎫=+ ⎪ ⎪-⎝⎭ 122O l I I dx x d x μπ⎛⎫=+ ⎪-⎝⎭（3分）31122d r O m m r l I I d dx x d x μφφπ-⎛⎫==+ ⎪-⎝⎭⎰⎰311213ln ln 2O l d r d r I I r r μπ⎛⎫--=+ ⎪⎝⎭ ()121ln 2O l d n I I r μπ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭6111ln 2.210O l d r I wb r μπ--==⨯（3分） 6.已知磁感应强度B=2.0Wb ·m －2的平均磁场, 偏向沿X 轴正偏向,如图11所示,试求：（1） 经由过程abcd 面的磁通量; （2） 经由过程图中befc 面的磁通量; （3）经由过程图中aefd 面的磁通量. 解:（1）经由过程abcd 面的磁通量mabcd abcd B S φ= 2.00.40.3=⨯⨯ 0.24wb =（4分）（2）经由过程ebfc 面的磁通量,因为B 线擦过此面 故0mbdfc φ=（3分）（3）经由过程aefd 面的磁通量图110.24 maefd mabcd wbφφ==（3分）。

第四章 习题一(磁场)1、一根载有电流I 的无限长直导线，在A 处弯成半径为R 的圆形，由于导线外有绝缘层，在A 处两导线并不短路，则在圆心处磁感应强度B的大小为( C )(A) I (μ0＋1)／(2πR) (B) μ0πI ／(2πR) (C) μ0I(1＋π)／(2πR) (D) μ0I(1＋π)／(4πR)2、载有电流为I 的无限长导线，弯成如图形状，其中一段是半径为a 的半圆，则圆心处的磁感应强度B的大小为( D )(A) μ0I ／(4a ) + μ0I ／(4πa )(B))8/(2)4/()4/(a I a I a I o o o πμπμμ++(C) ∞(D))4/(2)4/()4/(a I a I a I o o o πμπμμ+-3、如图，电流I 均匀地自下而上通过宽度为a 的 无限长导体薄平板，求薄平板所在平面上距板的一 边为d 的P 点的磁感应强度。

解：该薄板可以看成是由许多无限长的细直载流 导线组成的，每一条载流线的电流为dI =Idx /a ， 根据无限长直载流线磁场公式，它们在P 点产 生的磁感应强度的大小为xdxa πI μx πdI μdB 2200==，B d 的方向⊗ ∴ dad a πI μx dx a πI μdB B a d d ad d+===⎰⎰++ln 2200，B 的方向⊗PB4、电流均匀地自下而上通过宽为2a 的无限长导体薄平板，电流为I ，通过板的中线并与板面垂直的平面上有一点P ，P 到板的垂直距离为x ，设板厚可略去不计，求P 点磁感应强度B 。

解：面电流线密度a I j 2/=在离轴线y 处取一宽为dy 的窄条，其电流为dy a Ijdy dI 2==, 22y x r +=P 点B d的方向如图所示。

r πdI μdB 20=220044yx dy a πI μr dy a πI μ+== 22cos sin yx x rx φθ+===，22sin cos yx y ry φθ+===2204cos y x ydya πI μθdB dB x +==，2204sin y x xdy a πI μθdB dB y+== 04220=+==⎰⎰--a a aa x x yx ydya πI μdB Bxaa πI μx y a πI μy x dy aπIx μdB B aa aa aa y y arctan 2arctan 4400220==+==---⎰⎰ y y y x x e x a aπIμe B e B B ⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=arctan 205、求上题当a →∞，但维持aIj 2=(单位宽度上的电流，叫做电流线密度)为一常量时P 点的磁感应强度。

习题三一、选择题1．如图3-1所示，两根长直载流导线垂直纸面放置，电流I 1 =1A ，方向垂直纸面向外；电流I 2 =2A ，方向垂直纸面向内，则P 点的磁感应强度B r的方向与x 轴的夹角为[] （A ）30˚； （B ）60˚； （C ）120˚； （D ）210˚。

答案：A解：如图，电流I 1，I 2在P 点产生的磁场大小分别为1212,222I IB B d d ππ==，又由题意知12B B =；再由图中几何关系容易得出，B 与x 轴的夹角为30º。

2．如图3-2所示，一半径为R 的载流圆柱体，电流I 均匀流过截面。

设柱体内（r < R ）的磁感应强度为B 1，柱体外（r > R ）的磁感应强度为B 2，则 [ ]（A ）B 1、B 2都与r 成正比； （B ）B 1、B 2都与r 成反比；（C ）B 1与r 成反比，B 2与r 成正比； （D ）B 1与r 成正比，B 2与r 成反比。

答案：D解：无限长均匀载流圆柱体，其内部磁场与截面半径成正比，而外部场等效于电流集中于其轴线上的直线电流磁场，所以外部磁场与半径成反比。

3．关于稳恒电流磁场的磁场强度H v，下列几种说法中正确的是 [ ]（A ）H v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 v必为零。

（C ）若闭合曲线上各点H v均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零。

图3-12I 1I（D ）以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的H v通量均相等。

答案：C解：若闭合曲线上各点H ϖ均为零，则沿着闭合曲线H ϖ环流也为零，根据安培环路定理，则该曲线所包围传导电流的代数和为零。

4．一无限长直圆筒，半径为R ，表面带有一层均匀电荷，面密度为σ，在外力矩的作用下，这圆筒从t=0时刻开始以匀角加速度α绕轴转动，在t 时刻圆筒内离轴为r 处的磁感应强度B r的大小为 [ ]（A ）0； （B ）0R t μσα； （C ）0R t r μσα； （D ）0rt Rμσα。