大学物理-电流与磁场(2)
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大学物理第8章磁场题库2(含答案)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第八章磁场填空题(简单)1、将通有电流为I的无限长直导线折成1/4圆环形状,已知半圆环的半径为R,则圆心O点的磁感应强度大小为08IRμ。
2、磁场的高斯定理表明磁场是无源场。
3、只要有运动电荷,其周围就有磁场产生;4、(如图)无限长直导线载有电流I1,矩形回路载有电流I2,I2回路的AB边与长直导线平行。
电流I1产生的磁场作用在I2回路上的合力F的大小为01201222()I I L I I La a bμμππ-+,F的方向水平向左。
(综合)5、有一圆形线圈,通有电流I,放在均匀磁场B中,线圈平面与B垂直,则线圈上P点将受到安培力的作用,其方向为指向圆心,线圈所受合力大小为 0 。
(综合)6、∑⎰==⋅niilIl dBμ是磁场中的安培环路定理,它所反映的物理意义是在真空的稳恒磁场中,磁感强度B沿任一闭合路径的积分等于0μ乘以该闭合路径所包围的各电流的代数和。
7、磁场的高斯定理表明通过任意闭合曲面的磁通量必等于 0 。
4题图5题图10题图8、电荷在磁场中 不一定 (填一定或不一定)受磁场力的作用。
9、磁场最基本的性质是对 运动电荷、载流导线 有力的作用。
10、如图所示,在磁感强度为B 的均匀磁场中,有一半径为R 的半球面,B 与半球面轴线的夹角为α。
求通过该半球面的磁通量为2cos B R πα-。
(综合)12、一电荷以速度v 运动,它既 产生 电场,又 产生 磁场。
(填“产生”或“不产生”)13、一电荷为+q ,质量为m ,初速度为0υ的粒子垂直进入磁感应强度为B 的均匀磁场中,粒子将作 匀速圆周 运动,其回旋半径R=0m Bqυ,回旋周期T=2mBq π 。
14、把长直导线与半径为R 的半圆形铁环与圆形铁环相连接(如图a 、b 所示),若通以电流为I ,则 a 圆心O 的磁感应强度为___0__________;图b 圆心O 的磁感应强度为04IRμ。
1、如图所示,半圆形线圈半径为R ,通有电流I ,在磁场B 的作用下从图示位置转过30°时,它所受磁力矩的大小和方向分别为( (4))(1)214R IB π,沿图面垂直向下;(2)214R IB π,沿图面垂直向上; (3)234R IB π,沿图面垂直向下;(4)234R IB π。
沿图面垂直向上。
2、如图所示,载流为I 2的线圈与载流为I 1的长直导线共面,设长直导线固定,则圆线圈在磁场力作用下将( (1))(1)向左平移;(2)向右平移;(3)向上平移;(4)向下平移。
3、质子和α粒子质量之比为1:4,电量之比为1:2,它们的动能相同,若将它们引进同一均匀磁场,且在垂直于磁场的平面内作圆周运动,则它们的回转半径之比为((2) )(1)1:4; (2)1:1; (3)1:2; (4)124、如图所示,a 、c 处分别放置无限长直载流导线,P 为环路L 上任一点,若把a 处的载流导线移至b 处,则((4) )(1)L B dl •⎰变,p B 变; (2)L B dl •⎰变,p B 不变; (3)L B dl •⎰不变,p B 不变; (4)LB dl •⎰不变,p B 变5、如图所示,ab 导线与无限长直导线GE 共面,ab 延长线与GE 交于O 点成45°,若分别通以电流I 1=20 A ,I 2=10 A ,ab 长92L = cm ,a 端距GE 为d=1 cm ,求ab 在图示位置时所受GE 产生的磁场作用力F 。
解答:此题直接运用无限长直导线磁场公式以及通电直导线和磁场作用公式即可。
2F I dl B =⨯⎰,其方向为垂直于ab 向左上,其大小如下计算:设ab 上dl 长度距GE 为r ,则有2()]2dl d r d dr =-=,r 的取值范围很明显是[0.01,0.1]。
于是有 0.10122224I F BI dl I dr r μπ==⎰⎰,代入相关数值并且积分得到, 41.310F N -=⨯。
稳恒磁场小结1、磁感应强度 B 描写磁场大小和方向的物理量2、磁通量mΦ:穿过某一曲面的磁力线根数。
定义:θφcos ⋅⋅=⋅=⎰⎰⎰⎰S B S B d d ss m单位:韦伯, Wb nˆ NIS S NI P m == 3、磁矩m :描写线圈性质的物理量。
定义:单位:安培·米2方向:与电流满足右手定则。
一、基本概念n I二、磁感应强度B的计算20ˆ4rr l d I B d ⨯=πμ1)载流直导线的磁场aI B πμ20=)cos (cos 4210θθπμ-=aI B 无限长直导线的磁场1 利用毕萨定律求B PlId rθB1θIa P2θ二、磁感应强度B的计算20ˆ4rr l d I B d ⨯=πμ2)圆电流轴线上的磁场232220)(2x R R I B +=μ在圆弧电流圆心处:πθμ220R I B =在圆电流圆心处:RI B 20μ=1利用毕萨定律求B IB⊗θI⊗B l I d ROPxBiLI 1I 2I 3∑-=12I I Ii应用:分析磁场对称性;选定适当的安培环路。
各电流的正、负:I 与L呈右手螺旋时为正值;反之为负值。
⎰∑=⋅LIl d B 0μ2 利用安培环路定理计算磁场 B⎰∑=⋅LI l d B 0μ 1)、密绕长直螺线管内部nIB 0μ=rIN B πμ20=2) 螺绕环内部3)圆柱载流导体内部r < R 区域圆柱载流导体外一点r > R 区域r R IB 202πμ=rI B πμ20=4)圆柱面载流导体内部r < R 区域圆柱载流导体外一点r > R 区域I B μ0==B20 ˆ4rr v q B ⨯= πμ3 运动电荷的磁场Pqv+rθ大小 20 sin 4rv q B θπμ=三、两个重要定理1、磁场中的高斯定理0=⋅=Φ⎰⎰S m S d B2、磁场中的环路定理⎰∑=⋅LIl d B 0μ(1)磁场是“无源场”。