大學(xué)物理：20章磁場(chǎng)對(duì)電流的作用解答

1、圖4-1BabcabFbcF40cmab 30cmbc B0.3IB0.4IB0.5IB0.7IBabc是彎成直角的導(dǎo)線(xiàn)，通以電流I，并放在和均勻磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)，則導(dǎo)線(xiàn)所受到磁場(chǎng)力為 （A）； （B）； （C）； （D） FIlBabFIab BbcFIbc B220.30.40.5abbcFFFIBIB兩個(gè)在同一平面內(nèi)的同心圓線(xiàn)圈，大圓半徑為R，通有電流I1，小圓半徑為r，通有電流I2，電流方向如圖4-2所示，且rR，那么，在小線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)到兩線(xiàn)圈平面相互垂直位置的過(guò)程中，磁力矩所作的功A為 20 12IIrR20 122IIrR20 12IIrR20 122IIrR（A）（B）（C）

2、（D）rI2I1OR圖4-21220 1222(0)2I OIAIIr BIrR 圖4-3xa2 IBIIAx3如圖4-3所示，平行放置在同一平面內(nèi)的載流長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)，要使AB導(dǎo)線(xiàn)受的安培力等于零，則的值為 13a23a12a34a（A）； （B）； （C）； （D） 0 1002011222,222 ()2 ()IIIIFIlBIlIlFIlBIlIlxxaxax12FF12()xax13xa4如圖4-4，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形通電線(xiàn)圈，它的平面與磁場(chǎng)平行，在磁場(chǎng)作用下，線(xiàn)圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，其方向是 abcd圖4-4載流直導(dǎo)線(xiàn)在均勻磁場(chǎng)中受力為 Bl IF，由此可判斷ab邊受力指向紙內(nèi)，cd邊受力指向紙外

3、。（A）ab邊轉(zhuǎn)入紙內(nèi)，cd邊轉(zhuǎn)出紙外； mPBmPB M電流為I，磁矩為的線(xiàn)圈置于磁感應(yīng)強(qiáng)度的均勻磁場(chǎng)中，與方向相同，求通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量 ；線(xiàn)圈所受的磁力矩的大小 。答案：；M = 0。mPB SBSBI sinmMBP710 m/sav 410 cmr32 10 m/sbv avbv2如圖4-5所示，某瞬間a點(diǎn)有一質(zhì)子A以沿圖所示方向運(yùn)動(dòng)。相距遠(yuǎn)處的b點(diǎn)，有另一質(zhì)子B以沿圖所示方向運(yùn)動(dòng)。、與r在同一平面內(nèi)，求：（1）質(zhì)子A經(jīng)過(guò)a點(diǎn)的瞬間在b點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 ；（2）b點(diǎn)的質(zhì)子所受洛倫茲力的大小 。ab（1）質(zhì)子A經(jīng)過(guò)點(diǎn)的瞬間在點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度7702sin450.8 2 10

4、 T1.13 10 T4aevBr（2）質(zhì)子B在b點(diǎn)所受到的洛倫茲力232302sin452.56 2 10N3.6 10N4abbevFev Bevr45ABabvavb圖4-545一個(gè)通有電流I的導(dǎo)體，厚度為D，放置在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體的側(cè)表面，如圖所示，則導(dǎo)體上下兩面的電勢(shì)差為/VAIB D (其中A為一常數(shù)）。則上式中A定義為 系數(shù)，且A與導(dǎo)體中的載流子數(shù)密度n及電荷q之間的關(guān)系為_(kāi)。DISVB答案：（1）霍爾；（2）1AnqBbIKBbIneUHH1420 10 TB2.0cmR 5.0cmh 一電子在的磁場(chǎng)中沿半徑為的螺旋線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，螺距為如圖4-7所示。（1

5、）這電子速度的大小 ；（2）方向 。/coshvTvT22RmTveB22226/27.57 10 m/s4eBhvvvRmv/2222/cos2vhvvRh與軸線(xiàn)夾角，1125coscos0.3768 171625RhvB圖4-7554.0 107.2 10m/svij13132.7 101.5 10NFij 0 xB B 一個(gè)速度的電子，在均勻磁場(chǎng)中受到的力為。如果，則_。 xyzyzyzzyxzxyFqvBe v iv jv kB jB kev Bv Biv B jv B k13132.7 101.5 10NxyzFF iF jF kij 兩式相等得：0yB 13132.7 101.5

6、10zyxBe ve v2.3 (T)BkI2I1b1cma10cm圖4-8120AI 210AI 如圖4-8所示，一長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)通有電流，其旁置一導(dǎo)線(xiàn)ab，通以電流，求導(dǎo)線(xiàn)ab所受的作用力的大小和方向。222sin(, )dfBI dlI dl BBI dl 垂直于ab向上。 0.10 10 1 20 1 2220.01ln10222II II IdlFdfBI dlI dlll75541020 10ln104ln10 109.2 10 N2有一圓線(xiàn)圈直徑8厘米，共12匝，通電流5安培，將此線(xiàn)圈置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.6特斯拉的均勻磁場(chǎng)中。試求：（1）作用在線(xiàn)圈上的最大轉(zhuǎn)矩是多少？（2）線(xiàn)圈平面在什

7、么位置時(shí)轉(zhuǎn)矩是（1）中的一半？ mMpB22max12 54 100.60.181N/mmMp BnISB 1sin2mMMp Bmax1sin2B30150MmaxM即線(xiàn)圈法線(xiàn)與成或角時(shí)為的一半。如圖4-9所示，盤(pán)面與均勻磁場(chǎng)B成角的帶電圓盤(pán)，半徑為R，電量Q均勻分布在表面上，當(dāng)圓盤(pán)以角速度繞通過(guò)圓盤(pán)中心與盤(pán)面垂直的軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，求圓盤(pán)在磁場(chǎng)中所受的磁力矩。 圖4-9ROB2QR2dqrdr 22dIfdqrdrrdr 2Sr3mdPSdIr dr34201144RmmPdPr drRQRmMPB2211sincos424MR BQR BOO IFmg1l2l圖4-10 ：磁場(chǎng)力的力矩為221 2coscoscosFMFlBIl lBIl重力的力矩為212221sin2sin2sin2mgMgSl lgSllgSlFmgMM22cos2sinBIlgSl3622 8.9 109.82 10tantan1510gSBI 2233.84 10tan153.84 100.2689.35 10 T IRB圖4-110.1mR 10AI 0.5TB 5一半徑為的半圓形閉合線(xiàn)圈，載有電流，放在均勻磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線(xiàn)圈面平行，如圖4-11所