《大學(xué)物理AⅠ》恒定磁場(chǎng)習(xí)題、答案及解法(2011.5.17)

大學(xué)物理A恒定磁場(chǎng)習(xí)題、答案及解法1 選擇題。1. 邊長(zhǎng)為的一個(gè)導(dǎo)體邊框上通有電流，則此邊框中心的磁感應(yīng)強(qiáng)度【C】（A） 正比于； （B）與成正比；（C）與成反比 ； （D）與有關(guān)。參考答案： 2. 一彎成直角的載流導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，形狀如圖1所示，到兩邊無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線的距離均為，則點(diǎn)磁感線強(qiáng)度的大小【B】（A) 0 (B)（C） （D）參考答案： 3在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中，沿半徑為的圓周做一如圖2所示的任意曲面，則通過(guò)曲面的磁通量為（已知圓面的法線與成角）【D】（A） （B）（C） （D）參考答案：4. 兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I，如圖3所示，有3個(gè)回路，則【D】（A） （B) （C) （D) 參考答案： 5. 在磁場(chǎng)空間分別取兩個(gè)閉合回路，若兩個(gè)回路各自包圍載流導(dǎo)線的條數(shù)不同，但電流的代數(shù)和相同，則由安培環(huán)路定理可知【B】(A) 沿閉合回路的線積分相同，回路上各點(diǎn)的磁場(chǎng)分布相同(B) 沿閉合回路的線積分相同，回路上各點(diǎn)的磁場(chǎng)分布不同(C) 沿閉合回路的線積分相同，回路上各點(diǎn)的磁場(chǎng)分布相同(D) 沿閉合回路的線積分不同，回路上各點(diǎn)的磁場(chǎng)分布不同參考答案： 6. 恒定磁場(chǎng)中有一載流圓線圈，若線圈的半徑增大一倍，且其中電流減小為原來(lái)的一半，磁場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則該線圈所受的最大磁力矩與原來(lái)線圈的最大磁力矩之比為【 C 】(A)1:1 (B)2:1 (C)4:1 (D)8:1參考答案： 7. 質(zhì)量為的電子以速度垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的均勻磁場(chǎng)中，則該電子的軌道磁矩為【A】(A) (B) (C) (A)參考答案： 8. 下列對(duì)穩(wěn)定磁場(chǎng)的描述正確的是【B】(A) 由可知穩(wěn)定磁場(chǎng)是個(gè)無(wú)源場(chǎng)（B）由可知磁場(chǎng)為無(wú)源場(chǎng)（C）由可知穩(wěn)定磁場(chǎng)是有源場(chǎng)（D）由可知穩(wěn)定磁場(chǎng)為有源場(chǎng)參考答案： 磁場(chǎng)是一個(gè)無(wú)源場(chǎng) 磁場(chǎng)是一個(gè)有旋場(chǎng)9. 一運(yùn)動(dòng)電荷，質(zhì)量為，垂直進(jìn)入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則【C】（A） 其動(dòng)能改變，動(dòng)量不變;（B） 其動(dòng)能和動(dòng)量都改變;（C） 其動(dòng)能不變，動(dòng)量改變;（D） 其動(dòng)能、動(dòng)量都不變.參考答案：洛淪茲力提供向心力，該力不做功。故動(dòng)能不變。10. 如圖4所示，一電子以速度垂直地進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，此電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌道所圍面積內(nèi)的磁通量將【B】（A) 正比于，反比于 （B）反比于，正比于(C)正比于，反比于 (D) 反比于，反比于參考答案： 11. 如圖5所示，無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線與矩形載流線框在同一平面內(nèi)，若長(zhǎng)直導(dǎo)線固定不動(dòng)，則矩形載流線框?qū)ⅰ綛】（A) 向著長(zhǎng)直導(dǎo)線平移（B) 離開(kāi)長(zhǎng)直導(dǎo)線平移（C) 轉(zhuǎn)動(dòng)（D) 不動(dòng)2 填空題1. 高壓輸電線在地面上空25m處通有電流 ，則該處地面上由這個(gè)電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度參考答案：2. 兩根導(dǎo)線沿半徑方向被引到鐵環(huán)上兩點(diǎn)，電流方向如圖6所示，則環(huán)中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小0 參考答案： 3. 如圖7所示，均勻帶電剛性細(xì)桿，均勻帶電量為，繞垂直于直線的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（點(diǎn)在細(xì)桿延長(zhǎng)線上），則點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，方向 垂直于紙面向里 。參考答案： 4. 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，則通過(guò)一半徑為R、開(kāi)口向z軸負(fù)方向的半球殼表面的磁通量= Wb參考答案：5. 一電子以速率在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)作半徑為的圓周運(yùn)動(dòng)，求此圓周所包圍的磁通量大小Wb參考答案： 6. 如圖8所示，在一圓形電流所在的平面內(nèi)，選取一個(gè)同心圓形閉合回路，則 0 。環(huán)路上任意一點(diǎn) 不等于零 。（填等于0”或“不等于0”）參考答案：因?yàn)榛芈穬?nèi)沒(méi)有電流通過(guò)，所以。但是不等于環(huán)路上任意一點(diǎn)均等于零。7、 已知面積相等的載流圓線圈與載流正方形線圈的磁矩之比為，正方形（邊長(zhǎng)為）線圈在其中心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，那么圓線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻外磁場(chǎng)中所受最大磁力矩為 。參考答案：8、 有一載有穩(wěn)恒電流為的任意形狀的載流導(dǎo)線，按圖9所示方式置于均勻外磁場(chǎng)中，則該載流導(dǎo)線所受的安培力大小為 ，方向垂直于紙面向外 。參考答案： 9、 一載有電流的細(xì)導(dǎo)線分別均勻地密繞在半徑為和的長(zhǎng)直圓筒上，形成兩個(gè)螺線管，兩螺線管單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)相等.設(shè)，則兩螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小= 1。參考答案： 3 計(jì)算題。1、 在無(wú)限長(zhǎng)的載流直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，有一個(gè)與導(dǎo)線共面的正方形，其邊長(zhǎng)為，直導(dǎo)線通過(guò)的電流為，如圖所示，求通過(guò)正方形線圈的磁通量。解: 無(wú)限長(zhǎng)的載流直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度 通過(guò)正方形線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度通量元 通過(guò)正方形線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度通量 2、如圖所示的載流體系（點(diǎn)是半徑為和的兩個(gè)半圓弧的共同圓心），試計(jì)算點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。解：半圓載流環(huán)對(duì)于圓心點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 半無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為, 設(shè)垂直紙面向外為正方向。磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向內(nèi)。3、如圖所示，無(wú)限長(zhǎng)的載流直導(dǎo)線載有恒定電流，直角三角形載流線框載有電流，并與載流導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，試計(jì)算各邊所受的安培力，及整個(gè)線框受安培力的大小和方向。解： 水平邊： 豎直邊： 斜邊： 閉合線圈所收合力為：4、 平面線框由半徑為的圓弧和相互相互垂直的二直線組成，并繞邊以勻角速度旋轉(zhuǎn)，初始時(shí)刻如圖13所示位置，通有電流為，置入磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，求：（1） 線框的磁矩，及在任意時(shí)刻所受的磁力距。（2）