大學(xué)物理電磁場(chǎng)練習(xí)試題含答案

1、前面是答案和后面是題目,大家認(rèn)真對(duì)對(duì)三、穩(wěn)恒磁場(chǎng)答案1-5CADBC6-8CBC三、穩(wěn)恒磁場(chǎng)習(xí)題1.有一個(gè)圓形回路1及一個(gè)正方形回路2，圓直徑和正方形的邊長相等，二者中通有大小相等的電流，它們?cè)诟髯灾行漠a(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的大小之比B/B為12(A) 0.90(B)1.00(C)1.11(D)1.222.完美整理邊長為I的正方形線圈中通有電流I,此線圈在人點(diǎn)(見圖)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度B為v2pI-V2卩I00(A)4兀l<2卩I0(B)2兀l(C)兀l(D)以上均不對(duì)3.通有電流I的無限長直導(dǎo)線有如圖三種形狀，則P,Q，0各點(diǎn)磁感強(qiáng)度的大小B，PB，B間的關(guān)系為：0(A) B>B>BP

2、Q0(C)B>B>BQ0P(B) B>B>BQP0(D)B>B>B0QP4.無限長載流空心圓柱導(dǎo)體的內(nèi)外半徑分別為a、b,電流在導(dǎo)體截面上均勻分布，則空間各處的B的大小與場(chǎng)點(diǎn)到圓柱中心軸線的距離r的關(guān)系定性地如圖所示.正確的圖是5.電流I由長直導(dǎo)線1沿平行bc邊方向經(jīng)a點(diǎn)流入由電阻均勻的導(dǎo)線構(gòu)成的正三角形線框，再由b點(diǎn)沿垂直ac邊方向流出，經(jīng)長直導(dǎo)線2返回電源(如圖).若載流直導(dǎo)線1、2和三角形框中的電流在框中心0點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度分別用B、B2和B3表示,則0點(diǎn)的磁感強(qiáng)度大小(A) B=0，因?yàn)锽=B=B=0.123_(B) B=0,因?yàn)殡m然B工0、B工0,

3、但B+B2=0,B=0.123(C) B工0,因?yàn)殡m然B二0、B二0,但B工0._2_31(D) B工0,因?yàn)殡m然B+B2豐0，但B工0.36.電流由長直導(dǎo)線1沿半徑方向經(jīng)a點(diǎn)流入一電阻均勻的圓環(huán)，再由b點(diǎn)沿切向從圓環(huán)流出，經(jīng)長導(dǎo)線2返回電源(如圖).已知直導(dǎo)線上電流強(qiáng)度為I,圓環(huán)的半徑為R,且a、b與圓心0三點(diǎn)在同一直線上.設(shè)直電流1、2及圓環(huán)電流分別在0點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為B、B2及B3，則0點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的大小(A) B=0，因?yàn)锽=B=B=0.丄一23(B) B=0,因?yàn)锽i+B2二0,B3=0.(C) B工0,因?yàn)殡m然B=B=0,但B工0.132(D) B工0,因?yàn)殡m然B=B=0,但B工

4、0.1 23(E) B工0,因?yàn)殡m然B=B=0,但B工0.2 31v1Icb7.電流由長直導(dǎo)線1沿切向經(jīng)a點(diǎn)流入一個(gè)電阻均勻的圓環(huán)，再由b點(diǎn)沿切向從圓環(huán)流出，經(jīng)長直導(dǎo)線2返回電源(如圖).已知直導(dǎo)線上電流強(qiáng)度為I,圓環(huán)的半徑為R,且a、b和圓心0在同一直線上.設(shè)長直載流導(dǎo)線1、2和圓環(huán)中的電流分別在0點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為B1、B2、B3，則圓心處磁感強(qiáng)度的大小(A) B=0,因?yàn)锽=B=B=0.123_(B) B=0,因?yàn)殡m然B工0、B工0,但B+B2=0,B=0.123(C) B工0,因?yàn)锽工0、B工0,B工0.12_3_(D) B豐0,因?yàn)殡m然B=0,但B+B2豐0.3在半徑為R的長直金屬圓

5、柱體內(nèi)部挖去一個(gè)半徑為r的長直圓柱體，兩柱體軸線平行，其間距為a,如圖.今在此導(dǎo)體上通以電流I,電流在截面上均勻分布，則空心部分軸線上0點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的大小為卩Ia20(A)(B)2兀aR2卩Ia2-(D)(C)2兀aR2一r2即：1e2v2二m4兀£a2a000，由此得2分參考解：導(dǎo)體中電流密度J二IIMR2-r2）.設(shè)想在導(dǎo)體的挖空部分同時(shí)有電流密度為J和一J的流向相反的電流.這樣，空心部分軸線上的磁感強(qiáng)度可以看成是電流密度為J的實(shí)心圓柱體在挖空部分軸線上的磁感強(qiáng)度B1和占據(jù)挖空部分的電流密度-J的實(shí)心圓柱在軸線上的磁感強(qiáng)度B2的矢量和.由安培環(huán)路定理可以求得_卩Ia2B-nB2=

6、012兀。(R2r2)所以挖空部分軸線上一點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的大小就等于_卩IaB012兀(R2一r2)9.R2C3分10.B兀R223分11.6.67X10-7T3分7.20X10-7A.m22分12.減小2分在x<R/邁區(qū)域減??；在x>R/邁區(qū)域增大.（x為離圓心的距離）3分13.01分一卩I02分14.4X10-6T2分5A2分15.卩I01分02分2卩I202分16.解：電子繞原子核運(yùn)動(dòng)的向心力是庫侖力提供的.電子單位時(shí)間繞原子核的周數(shù)即頻率ve1v=二2分2兀a4兀a.兀m£a0000由于電子的運(yùn)動(dòng)所形成的圓電流i-Ve-:兀mEaoo4兀a、:02分因?yàn)殡娮訋ж?fù)電，

7、電流i的流向與v方向相反i在圓心處產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度其方向垂直紙面向外17.解：將導(dǎo)線分成1、2、3、4四部份，2分各部分在0點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度設(shè)為B、B、B、3B根據(jù)疊加原理0點(diǎn)的磁感強(qiáng)度為:4_B=B+B+B+B1234B4均為0故B-丄(比242RB-(sin0-sin0)-上J234兀a214兀R方向2分2分卩I/（2kR）0其中a-R/邁，sin0丄-sin（兀/4）=2/2sin0-sin（兀/4）-.2/2B卩I丄卩I卩I（1+1） 8R2兀R2R4兀 方向2分方向2分3分2分2分18.解：電流元1叫在0點(diǎn)產(chǎn)生dBi的方向?yàn)镴（-z方向）電流元1dl2在0點(diǎn)產(chǎn)生dB2的方向?yàn)椋?X方向

8、）電流元1dl3在0點(diǎn)產(chǎn)生dB3的方向?yàn)椋?X方向）B-上丄-（兀+1）f丄-k4兀R4兀R19.解：設(shè)x為假想平面里面的一邊與對(duì)稱中心軸線距離,=JBdS=fBldr+XjRBldr1xdS=ldr卩IrB=-12兀R2（導(dǎo)線內(nèi)）2分Bp1B=o22兀r（導(dǎo)線外）2分pIl=4兀R2卩Ilx+R(R2一x2)+oln2兀R2分令d/dx=0,得最大時(shí)x=-G5-1)R22分20.解：洛倫茲力的大小f=qvB1分對(duì)質(zhì)子：q1vB=mv2/R111分對(duì)電子：|qvB=mv2/R12221分qi=lq2I1分R1/R=m/m2121分60°y2分21.60°解：電子在磁場(chǎng)中作半

9、徑為R=mv/（eB）的圓周運(yùn)動(dòng).連接入射和出射點(diǎn)的線段將是圓周的一條弦，如圖所示所以入射和出射點(diǎn)間的距離為：3分-2l二2Rsin60。=j3r二呂mv/(eB)22.解：在任一根導(dǎo)線上（例如導(dǎo)線2）取一線元dl，該線元距0點(diǎn)為I.該處的磁感強(qiáng)度為B卩IB=o2分1分2分2兀lsin0方向垂直于紙面向里.電流元Idl受到的磁力為dF=IdIxBu12dldF-IBdl-i其大小2兀lsin02分方向垂直于導(dǎo)線2，如圖所示該力對(duì)0點(diǎn)的力矩為1分uI2dldM-ldF-2兀sin02分任一段單位長度導(dǎo)線所受磁力對(duì)0點(diǎn)的力矩M-JdM-Tdl卩丿22兀sm0l2兀sin02分導(dǎo)線2所受力矩方向垂直

10、圖面向上，導(dǎo)線1所受力矩方向與此相反23.(C)24.(B)25.解：H-nI-NI/1-200A/m3分B-uH-u0卩H-1.06T2分26.解：B=/S=2.0X10-2T2H-nI-NI/1-32A/m分2分卩-B/H-6.25X10-4T.m/A2分咒m-U/巴1-4962分匚匚匚9.一磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B=ai+可+ck(SI),則通過一半徑為R,開口向z軸正方向的半球殼表面的磁通量的大小為WbS10.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，取一半徑為R的圓，圓面的法線n與B成60°角，如圖所示,則通過以該圓周為邊線的如圖所示的任意曲面S的磁通量11.一質(zhì)點(diǎn)帶有電荷q=8.0X1O-ioC,以速度

11、v=3.0X105m.s-i在半徑為R=6.00X10-3m的圓周上，作勻速圓周運(yùn)動(dòng).該帶電質(zhì)點(diǎn)在軌道中心所產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度B=，該帶電質(zhì)點(diǎn)軌道運(yùn)動(dòng)的磁矩p=.(A=4X10-7Hm-1)m012.載有一定電流的圓線圈在周圍空間產(chǎn)生的磁場(chǎng)與圓線圈半徑R有關(guān)，當(dāng)圓線圈半徑增大時(shí)，(1)圓線圈中心點(diǎn)(即圓心)的磁場(chǎng).如圖，平行的無限長直載流導(dǎo)線A和B,電流強(qiáng)度均為I,垂直紙面向外，兩根載流導(dǎo)線之間相距為a，則(1) AB中點(diǎn)(P點(diǎn))的磁感強(qiáng)度Bp=(2) 磁感強(qiáng)度B沿圖中環(huán)路L的線積分JBdl=L.14.一條無限長直導(dǎo)線載有10A的電流.在離它0.5m遠(yuǎn)的地方它產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度B為.一條長直載流導(dǎo)線，

12、在離它1cm處產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度是10-4T,它所載的電流為.兩根長直導(dǎo)線通有電流I,JB°dT圖示有三種環(huán)路；在每種情況下,等于：_（對(duì)環(huán)路a）.（對(duì)環(huán)路b）.（對(duì)環(huán)路c）.設(shè)氫原子基態(tài)的電子軌道半徑為a0求由于電子的軌道運(yùn)動(dòng)（如圖）在原子核處（圓心處）產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的大小和方向.17.一根無限長導(dǎo)線彎成如圖形狀,設(shè)各線段都在同一平面內(nèi)（紙面內(nèi)）,其中第二段是半徑為R的四分之一圓弧，其余為直線.導(dǎo)線中通有電流I,求圖中0點(diǎn)處的磁感強(qiáng)度.18.如圖，1、3為半無限長直載流導(dǎo)線，它們與半圓形載流導(dǎo)線2相連.導(dǎo)線1在xOyWord格式K.X.平面內(nèi)，導(dǎo)線2、3在0y平面內(nèi).試指出電流元1dl

13、1、1d12、1d13在0點(diǎn)產(chǎn)生的dB的方向，并寫出此載流導(dǎo)線在0點(diǎn)總磁感強(qiáng)度(包括大小與方向).完美整理19.一根半徑為R的長直導(dǎo)線載有電流I,作一寬為R、長為I的假想平面S,如圖所示。若假想平面S可在導(dǎo)線直徑與軸00'所確定的平面內(nèi)離開00'軸移動(dòng)至遠(yuǎn)處.試求當(dāng)通過S面的磁通量最大時(shí)S平面的位置(設(shè)直導(dǎo)線內(nèi)電流分布是均勻的).20.質(zhì)子和電子以相同的速度垂直飛入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，試求質(zhì)子軌道半徑R與電子軌道半徑R的比值.12磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)只存在于x>0的空間中，在x=0的平面上有理想邊界，且B垂直紙面向內(nèi)，如圖所示.一電子質(zhì)量為m、電荷為-e,它在紙面內(nèi)以與X二0的界面成60°角的速度v進(jìn)入磁場(chǎng).求電子在磁場(chǎng)中的出射點(diǎn)與入射點(diǎn)間的距離.如圖所示，兩根相互絕緣的無限長直導(dǎo)線1和2絞接于0點(diǎn)，兩導(dǎo)線間夾角為，通有相同的電流I.試求單位長度的導(dǎo)線所受磁力對(duì)0點(diǎn)的力矩.磁介質(zhì)有三種，(A) 順磁質(zhì)>0,r(B) 順磁質(zhì)>1，r用相對(duì)磁導(dǎo)率表征它們各自的特性時(shí),r抗磁質(zhì)<0,鐵磁質(zhì)>>1.rr抗磁質(zhì)=1,鐵磁質(zhì)>>1.(C)順磁質(zhì)>1,r抗磁質(zhì)<1,r鐵磁質(zhì)>>1.r(D)順磁質(zhì)<0,r抗磁質(zhì)<1,r鐵磁質(zhì)>0.r24. 順磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率：(B