浙江理工大學(xué)普通物理題庫磁場復(fù)習(xí)題

PAGEPAGE44磁場復(fù)習(xí)題一、選擇題1、5669在半徑為R的長直金屬圓柱體內(nèi)部挖去一個半徑為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O′點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的大小為(A)(B)(C)(D)［C］2、2448磁場由沿空心長圓筒形導(dǎo)體的均勻分布的電流產(chǎn)生，圓筒半徑為R，x坐標(biāo)軸垂直圓筒軸線，原點(diǎn)在中心軸線上．圖(A)～(E)哪一條曲線表示B－x的關(guān)系？B3、2003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，則空間各處的的大小與場點(diǎn)到圓柱中心軸線的距離r的關(guān)系如圖所示．正確的圖是［B］4、5121在圖(a)和(b)中各有一半徑相同的圓形回路L1、L2，圓周內(nèi)有電流I1、I2，其分布相同，且均在真空中，但在(b)圖中L2回路外有電流I3，P1、P2為兩圓形回路上的對應(yīng)點(diǎn)，則：(A),(B),．(C),．(D),．［C］5、2575A、B兩個電子都垂直于磁場方向射入一均勻磁場而作圓周運(yùn)動．A電子的速率是B電子速率的兩倍．設(shè)RA，RB分別為A電子與B電子的軌道半徑；TA，TB分別為它們各自的周期．則(A)RA∶RB=2，TA∶TB=2．(B)RA∶RB，TA∶TB=1．(C)RA∶RB=1，TA∶TB．(D)RA∶RB=2，TA∶TB=1．［D］6、2063圖為四個帶電粒子在O點(diǎn)沿相同方向垂直于磁感線射入均勻磁場后的偏轉(zhuǎn)軌跡的照片．磁場方向垂直紙面向外，軌跡所對應(yīng)的四個粒子的質(zhì)量相等，電荷大小也相等，則其中動能最大的帶負(fù)電的粒子的軌跡是(A)Oa．(B)Ob．(C)Oc．(D)Od．［C］7、2466把輕的正方形線圈用細(xì)線掛在載流直導(dǎo)線AB的附近，兩者在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線AB固定，線圈可以活動．當(dāng)正方形線圈通以如圖所示的電流時線圈將(A)不動．(B)發(fā)生轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線AB．(C)發(fā)生轉(zhuǎn)動，同時離開導(dǎo)線AB．(D)靠近導(dǎo)線AB．(E)離開導(dǎo)線AB．［D］8、2595有一N匝細(xì)導(dǎo)線繞成的平面正三角形線圈，邊長為a，通有電流I，置于均勻外磁場中，當(dāng)線圈平面的法向與外磁場同向時，該線圈所受的磁力矩Mm值為(A)．(B)．(C)．(D)0．［D］9、2467圖示一測定水平方向勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度(方向見圖)的實(shí)驗(yàn)裝置．位于豎直面內(nèi)且橫邊水平的矩形線框是一個多匝的線圈．線框掛在天平的右盤下，框的下端橫邊位于待測磁場中．線框沒有通電時，將天平調(diào)節(jié)平衡；通電后，由于磁場對線框的作用力而破壞了天平的平衡，須在天平左盤中加砝碼m才能使天平重新平衡．若待測磁場的磁感強(qiáng)度增為原來的3倍，而通過線圈的電流減為原來的，磁場和電流方向保持不變，則要使天平重新平衡，其左盤中加的砝碼質(zhì)量應(yīng)為(A)6m．(B)3m/2．(C)2m/3．(D)m/6．(E)9m/2．［B］10、2292有一無限長通電流的扁平銅片，寬度為a，厚度不計(jì)，電流I在銅片上均勻分布，在銅片外與銅片共面，離銅片右邊緣為b處的P點(diǎn)(如圖)的磁感強(qiáng)度的大小為(A)．(B)．(C)．(D)．［B］11、2016無限長直導(dǎo)線在P處彎成半徑為R的圓，當(dāng)通以電流I時，則在圓心O點(diǎn)的磁感強(qiáng)度大小等于(A)．(B)．(C)0．(D)．(E)．［D］12、2609用細(xì)導(dǎo)線均勻密繞成長為l、半徑為a(l>>a)、總匝數(shù)為N的螺線管，管內(nèi)充滿相對磁導(dǎo)率為r的均勻磁介質(zhì)．若線圈中載有穩(wěn)恒電流I，則管中任意一點(diǎn)的(A)磁感強(qiáng)度大小為B=0rNI．(B)磁感強(qiáng)度大小為B=rNI/l．(C)磁場強(qiáng)度大小為H=0NI/l．(D)磁場強(qiáng)度大小為H=NI/l．［D］13、1932如圖所示，一矩形金屬線框，以速度從無場空間進(jìn)入一均勻磁場中，然后又從磁場中出來，到無場空間中．不計(jì)線圈的自感，下面哪一條圖線正確地表示了線圈中的感應(yīng)電流對時間的函數(shù)關(guān)系？(從線圈剛進(jìn)入磁場時刻開始計(jì)時，I以順時針方向?yàn)檎?[C]14、2145兩根無限長平行直導(dǎo)線載有大小相等方向相反的電流I，并各以dI/dt的變化率增長，一矩形線圈位于導(dǎo)線平面內(nèi)(如圖)，則：(A)線圈中無感應(yīng)電流．(B)線圈中感應(yīng)電流為順時針方向．(C)線圈中感應(yīng)電流為逆時針方向．(D)線圈中感應(yīng)電流方向不確定．［B］15、2756在一通有電流I的無限長直導(dǎo)線所在平面內(nèi)，有一半徑為r、電阻為R的導(dǎo)線小環(huán)，環(huán)中心距直導(dǎo)線為a，如圖所示，且a>>r．當(dāng)直導(dǎo)線的電流被切斷后，沿著導(dǎo)線環(huán)流過的電荷約為(A)(B)(C)(D)［C］16、2123如圖所示，導(dǎo)體棒AB在均勻磁場B中繞通過C點(diǎn)的垂直于棒長且沿磁場方向的軸OO轉(zhuǎn)動（角速度與同方向），BC的長度為棒長的，則A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢高．(B)A點(diǎn)與B點(diǎn)電勢相等．A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢低．(D)有穩(wěn)恒電流從A點(diǎn)流向B點(diǎn)．[A]17、2315如圖所示，直角三角形金屬框架abc放在均勻磁場中，磁場平行于ab邊，bc的長度為l．當(dāng)金屬框架繞ab邊以勻角速度轉(zhuǎn)動時，abc回路中的感應(yīng)電動勢和a、c兩點(diǎn)間的電勢差Ua–Uc為(A)=0，Ua–Uc=．(B)=0，Ua–Uc=．(C)=，Ua–Uc=．(D)=，Ua–Uc=．［B］18、5138在一自感線圈中通過的電流I隨時間t的變化規(guī)律如圖(a)所示，若以I的正流向作為的正方向，則代表線圈內(nèi)自感電動勢隨時間t變化規(guī)律的曲線應(yīng)為圖(b)中(A)、(B)、(C)、(D)中的哪一個？[D]19、5677在圓柱形空間內(nèi)有一磁感強(qiáng)度為的均勻磁場，如圖所示，的大小以速率dB/dt變化．有一長度為l0的金屬棒先后放在磁場的兩個不同位置1(ab)和2(a＇b＇)，則金屬棒在這兩個位置時棒內(nèi)的感應(yīng)電動勢的大小關(guān)系為(A)2＝1≠0．(B)2>1．(C)2<1．(D)2＝1＝0．［C］20、2419在圓柱形空間內(nèi)有一磁感強(qiáng)度為的均勻磁場，如圖所示，的大小以速率dB/dt變化．有一長度為l0的金屬棒先后放在磁場的兩個不同位置1(ab)和2(a＇b＇)，則金屬棒在這兩個位置時棒內(nèi)的感應(yīng)電動勢的大小關(guān)系為(A)2＝1≠0．(B)2>1．(C)2<1．(D)2＝1＝0．［B］二、填空題21、2565如圖，球心位于O點(diǎn)的球面，在直角坐標(biāo)系xOy和xOz平面上的兩個圓形交線上分別流有相同的電流，其流向各與y軸和z軸的正方向成右手螺旋關(guān)系．則由此形成的磁場在O點(diǎn)的方向?yàn)開_兩單位矢量和之和，即的方向．______________．22、2370兩根長直導(dǎo)線通有電流I，圖示有三種環(huán)路；在每種情況下，等于：____________________________________(對環(huán)路a)．_________0___________________________(對環(huán)路b)．_____2_______________________________(對環(huán)路c)．23、2571有一長直金屬圓筒，沿長度方向有橫截面上均勻分布的穩(wěn)恒電流I流通．筒內(nèi)空腔各處的磁感強(qiáng)度為___0___，筒外空間中離軸線r處的磁感強(qiáng)度為__________．24、5124如圖所示，磁感強(qiáng)度沿閉合曲線L的環(huán)流_________________________．25、2053有一同軸電纜，其尺寸如圖所示，它的內(nèi)外兩導(dǎo)體中的電流均為I，且在橫截面上均勻分布，但二者電流的流向正相反，則在r<R1處磁感強(qiáng)度大小為________________．(2)在r>R3處磁感強(qiáng)度大小為________________．26、2710將半徑為R的無限長導(dǎo)體薄壁管(厚度忽略)沿軸向割去一寬度為h(h<<R)的無限長狹縫后，再沿軸向流有在管壁上均勻分布的電流，其面電流密度(垂直于電流的單位長度截線上的電流)為i(如上圖)，則管軸線磁感強(qiáng)度的大小是__________________．27、2394電子在磁感強(qiáng)度為的均勻磁場中沿半徑為R的圓周運(yùn)動，電子運(yùn)動所形成的等效圓電流強(qiáng)度I=______________________________；等效圓電流的磁矩pm=________________．已知電子電荷為e，電子的質(zhì)量為me．28、2208圖中A1A2的距離為0.1m，A1端有一電子，其初速度v=1.0×107m·s-1，若它所處的空間為均勻磁場，它在磁場力作用下沿圓形軌道運(yùn)動到A2端，則磁場各點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的大小B=______________________，方向?yàn)開_____________，電子通過這段路程所需時間t=__________．(電子質(zhì)量me=9.11×10-31kg，基本電荷e=1.6×10-19C)29、0361如圖所示，一半徑為R，通有電流為I的圓形回路，位于Oxy平面內(nèi)，圓心為O．一帶正電荷為q的粒子，以速度沿z軸向上運(yùn)動，當(dāng)帶正電荷的粒子恰好通過O點(diǎn)時，作用于圓形回路上的力為________，作用在帶電粒子上的力為________．30、2095如圖，半圓形線圈(半徑為R)通有電流I．線圈處在與線圈平面平行向右的均勻磁場中．線圈所受磁力矩的大小為__________，方向?yàn)開___________．把線圈繞OO＇軸轉(zhuǎn)過角度____________時，磁力矩恰為零．31、2103一電子以速率v=2.20×106m·s-1垂直磁力線射入磁感強(qiáng)度為B=2.36T的均勻磁場，則該電子的軌道磁矩為____________．其方向與磁場方向_________．(電子質(zhì)量為m=9.11×10-31kg)32、2479有一流過電流I=10A的圓線圈，放在磁感強(qiáng)度等于0.015T的勻強(qiáng)磁場中，處于平衡位置．線圈直徑d=12cm．使線圈以它的直徑為軸轉(zhuǎn)過角時，外力所必需作的功A=_______________，如果轉(zhuǎn)角，必需作的功A=________________．33、2614將條形磁鐵插入與沖擊電流計(jì)串聯(lián)的金屬環(huán)中時，有q=2.0×10-5C的電荷通過電流計(jì)．若連接電流計(jì)的電路總電阻R=25，則穿過環(huán)的磁通的變化=_____________________．34、2149一面積為S的平面導(dǎo)線閉合回路，置于載流長螺線管中，回路的法向與螺線管軸線平行．設(shè)長螺線管單位長度上的匝數(shù)為n，通過的電流為（電流的正向與回路的正法向成右手關(guān)系），其中Im和為常數(shù)，t為時間，則該導(dǎo)線回路中的感生電動勢為__________________．35、2116一半徑r=10cm的圓形閉合導(dǎo)線回路置于均勻磁場(B=0.80T)中，與回路平面正交．若圓形回路的半徑從t=0開始以恒定的速率dr/dt=-80cm/s收縮，則在這t=0時刻，閉合回路中的感應(yīng)電動勢大小為______________；如要求感應(yīng)電動勢保持這一數(shù)值，則閉合回路面積應(yīng)以dS/dt=____________的恒定速率收縮．36、2753如圖所示，在與紙面相平行的平面內(nèi)有一載有電流I的無限長直導(dǎo)線和一接有電壓表的矩形線框．線框與長直導(dǎo)線相平行的邊的長度為l，電壓表兩端a、b間的距離和l相比可以忽略不計(jì)．今使線框在與導(dǎo)線共同所在的平面內(nèi)以速度沿垂直于載流導(dǎo)線的方向離開導(dǎo)線，當(dāng)運(yùn)動到線框與載流導(dǎo)線相平行的兩個邊距導(dǎo)線分別為r1和r2(r2>r1)時，電壓表的讀數(shù)V=_________________，電壓表的正極端為____________．37、2135四根輻條的金屬輪子在均勻磁場中轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸與平行，輪子和輻條都是導(dǎo)體，輻條長為R，輪子轉(zhuǎn)速為n，則輪子中心O與輪邊緣b之間的感應(yīng)電動勢為______________，電勢最高點(diǎn)是在______________處．38、2625自感系數(shù)L=0.3H的螺線管中通以I=8A的電流時，螺線管存儲的磁場能量W=___________________．39、5678真空中一根無限長直導(dǎo)線中通有電流I，則距導(dǎo)線垂直距離為a的某點(diǎn)的磁能密度wm=________________．40、5146半徑為R的無限長柱形導(dǎo)體上均勻流有電流I，該導(dǎo)體材料的相對磁導(dǎo)率r=1，則在導(dǎo)體軸線上一點(diǎn)的磁場能量密度為wmo=_________，在與導(dǎo)體軸線相距r處(r<R)的磁場能量密度wmr=___________．三、計(jì)算題41、2666平面閉合回路由半徑為R1及R2(R1>R2)的兩個同心半圓弧和兩個直導(dǎo)線段組成(如圖)．已知兩個直導(dǎo)線段在兩半圓弧中心O處的磁感強(qiáng)度為零，且閉合載流回路在O處產(chǎn)生的總的磁感強(qiáng)度B與半徑為R2的半圓弧在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度B2的關(guān)系為B=2B2/3，求R1與R2的關(guān)系．42、2726無限長直導(dǎo)線折成V形，頂角為，置于xy平面內(nèi)，一個角邊與x軸重合，如圖．當(dāng)導(dǎo)線中有電流I時，求y軸上一點(diǎn)P(0，a)處的磁感強(qiáng)度大小．43、2006一無限長圓柱形銅導(dǎo)體(磁導(dǎo)率0)，半徑為R，通有均勻分布的電流I．今取一矩形平面S(長為1m，寬為2R)，位置如右圖中畫斜線部分所示，求通過該矩形平面的磁通量．44、2764如圖所示，一個帶有正電荷q的粒子，以速度平行于一均勻帶電的長直導(dǎo)線運(yùn)動，該導(dǎo)線的線電荷密度為，并載有傳導(dǎo)電流I．試問粒子要以多大的速度運(yùn)動，才能使其保持在一條與導(dǎo)線距離為r的平行直線上？45、2087一圓線圈的半徑為R，載有電流I，置于均勻外磁場中(如圖示)．在不考慮載流圓線圈本身所激發(fā)的磁場的情況下，求線圈導(dǎo)線上的張力．(載流線圈的法線方向規(guī)定與的方向相同．)46、5128用兩根彼此平行的半無限長直導(dǎo)線L1、L2把半徑為R的均勻?qū)w圓環(huán)聯(lián)到電源上，如圖所示．已知直導(dǎo)線中的電流為I．求圓環(huán)中心O點(diǎn)的磁感強(qiáng)度．47、2252繞鉛直軸作勻角速度轉(zhuǎn)動的圓錐擺，擺長為l，擺球所帶電荷為q．求角速度為何值時，該帶電擺球在軸上懸點(diǎn)為l處的O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度沿豎直方向的分量值最大．48、2737兩根平行無限長直導(dǎo)線相距為d，載有大小相等方向相反的電流I，電流變化率dI/dt=>0．一個邊長為d的正方形線圈位于導(dǎo)線平面內(nèi)與一根導(dǎo)線相距d，如圖所示．求線圈中的感應(yīng)電動勢，并說明線圈中的感應(yīng)電流是順時針還是逆時針方向．49、2499無限長直導(dǎo)線，通以常定電流I．有一與之共面的直角三角形線圈ABC．已知AC邊長為b，且與長直導(dǎo)線平行，BC邊長為a．若線圈以垂直于導(dǎo)線方向的速度向右平移，當(dāng)B點(diǎn)與長直導(dǎo)線的距離為d時，求線圈ABC內(nèi)的感應(yīng)電動勢的大小和感應(yīng)電動勢的方向．50、2138求長度為L的金屬桿在均勻磁場中繞平行于磁場方向的定軸OO＇轉(zhuǎn)動時的動生電動勢．已知桿相對于均勻磁場的方位角為，桿的角速度為，轉(zhuǎn)向如圖所示．答案一、選擇題1、C2、B3、B4、C5、D6、C7、D8、D9、B10、B11、D12、D13、C14、B15、C16、A17、B18、D19、C20、B二、填空題21、2565兩單位矢量和之和，即的方向．22、2370；0；223、25710；24、512425、2053；026、271027、2394；分28、22081.14×10-3T；(垂直紙面向里)；1.57×10-8s29、03610；030、2095；在圖面中向上；(n=1，2，……)31、21039.34×10-19Am2；相反32、24791.70×10-3J；033、26145×10-4Wb34、214935、21160.40V；－0.5m2/s36、2753；a端37、2135BnR2；O38、26259.6J39、567840、51460；三、計(jì)算題41、2666解：由畢奧－薩伐爾定律可得，設(shè)半徑為R1的載流半圓弧在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為B1，則同理,∵∴故磁感強(qiáng)度∴42、2726解：如圖所示，將V形導(dǎo)線的兩根半無限長導(dǎo)線分別標(biāo)為1和2．則導(dǎo)線1中電流在P點(diǎn)的磁感強(qiáng)度為方向垂直紙面向內(nèi)．導(dǎo)線2中電流在P點(diǎn)的磁感強(qiáng)度為方向垂直紙面向外．P點(diǎn)的總磁感強(qiáng)度為的方向垂直紙面向外．43、2006解：在圓柱體內(nèi)部與導(dǎo)體中心軸線相距為r處的磁感強(qiáng)度的大小，由安培環(huán)路定律可得：因而，穿過導(dǎo)體內(nèi)畫斜線部分平面的磁通1為在圓形導(dǎo)體外，與導(dǎo)體中心軸線相距r處的磁感強(qiáng)度大小為因而，穿過導(dǎo)體外畫斜線部分平面的磁通2為穿過整個矩形平面的磁通量44、2764解：依據(jù)無限長帶電和載流導(dǎo)線的電場和磁場知：(方向沿徑向向外)(方向垂直紙面向里)運(yùn)動電荷受力F(大小)為：此力方向?yàn)檠貜较?或向里，或向外)為使粒子繼續(xù)沿著原方向平行導(dǎo)線運(yùn)動，徑向力應(yīng)為零，=0則有45、2087解：考慮半圓形載流導(dǎo)線CD所受的安培力列出力的平衡方程式故：46、5128解：設(shè)L1中電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為B1，由于L1與O點(diǎn)在一條直線上，由畢奧－薩伐定律可求出設(shè)L2中電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為B2，L2為半無限長直電流，它在O處產(chǎn)生的場是無限長直電流的一半，由安培環(huán)路定律和疊加原理有方向垂直圖面向外．3分以下求圓環(huán)中電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度．電流由L1經(jīng)a點(diǎn)分兩路流入圓環(huán)，一路由a點(diǎn)經(jīng)1/4圓弧流至b，稱此回路為L3．另一路由a點(diǎn)經(jīng)3/4圓弧流至b，稱此段回路為L4．由于圓環(huán)為均勻?qū)w，若L2的電路電阻為R，則L4的電阻必為3R．因此電流在L3、L4上的分配情況為L3中電流為3I/4，L4中電流為I/4．L3、L4中電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的大小相等，方向相反，總值為0．即故O點(diǎn)的磁感強(qiáng)度：方向垂直圖面向外．47、2252解∶