文稿講稿物理

電磁學(xué)綜合練(99分(3分在磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場中作一半徑為r的半球面S，SnBα，則通過半球面S的磁通量(取彎面向外為正)為 (B)2 (C)- (D)- (3分面S，則通過S面的磁通量的大小為

無法確定的量 (3分a如圖所示，電流I由長直導(dǎo)線1經(jīng)a點(diǎn)流入由電阻均勻 aO導(dǎo)線構(gòu)成的正方形線框，由b點(diǎn)流出，經(jīng)長直導(dǎo)線2返回電 O(1、2的延長線均通過O點(diǎn))1、22線框中的電流在框中心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度分別用B1、B2 2IB3OB0，因?yàn)锽1B2B3B0，因?yàn)殡m然B10、B20、B30B1B2B30B0，因?yàn)殡m然B1B20B3B≠0，因?yàn)殡m然B3=0，但B1+B2≠0 (3分aaaQaaaaaQaaaOP，Q，O各點(diǎn)磁感強(qiáng)度的大小BP，BQ，BO間的關(guān)系 為 BP>BQ>BO (B)BQ>BP> BQ>BO> (D)BO>BQ> (3分1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)，I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)IRa、b1圓心O三點(diǎn)在同一直線上．設(shè)直電流1、2及圓環(huán)電流分別 OB1B2B3OB0，因?yàn)锽1B2B3B0，因?yàn)锽1B20，B3=B0，因?yàn)殡m然B1B30B2B0，因?yàn)殡m然B1B20B3B≠0，因?yàn)殡m然B2=B3=0，但B1≠ (3分IbaIcd如圖，兩根直導(dǎo)線abcd沿半徑方向被接到一個(gè)截面處處相等的鐵環(huán)上，穩(wěn)恒電流IIbaIcd磁感強(qiáng)度B沿圖中閉合路徑L的積分 等 L1 μ0I μ0I3(C)μ0I/ (D)2μ0I (3分若要使半徑為4×10-3m的銅線表面的磁感強(qiáng)度為7.0×10-5T，則銅線中需要通過的電流為(μ0=4π×10-7T·m·A-1)0.14 (B)1.4(C)2.8 (D)14 (3分p的電子，沿圖示方向入射并能穿過一個(gè)寬度為D、磁感強(qiáng)度為B(方向垂直紙面向外)的均勻磁場區(qū)?1eBDp (B)α=sin?1eBDp α=?1BD α= BD (C)α=

(3分α粒子與質(zhì)子以同一速率垂直于磁場方向入射到均勻磁場中，它們各自作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑比Rα/Rp和周期比Tα/Tp分別為：1和2 (B)1和1(C)2和2 (D)2和1 S SN向下偏 (B)向上偏(C)向紙外偏 (D)向紙內(nèi)偏 (3分qm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 (3分況將會(huì)發(fā)生 ×××B×a在銅條上a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生一小電勢差，且UaB×a在銅條上a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生一小電勢差，且Ua在銅條上產(chǎn)生渦

×××電子受到洛倫茲力而 (3分 向著長直導(dǎo)線平移 (B)離開長直導(dǎo)線平移(C)轉(zhuǎn)動(dòng) (D)不動(dòng) (3分adbcadbcab邊轉(zhuǎn)入紙內(nèi)，cd邊轉(zhuǎn)出紙外ab邊轉(zhuǎn)出紙外，cd邊轉(zhuǎn)入紙內(nèi)ad邊轉(zhuǎn)入紙內(nèi)，bc邊轉(zhuǎn)出紙外ad邊轉(zhuǎn)出紙外，bc邊轉(zhuǎn)入紙內(nèi) (3分r2OR通有電流I2，方向如圖．若r<<R(大線圈在小線圈處產(chǎn)生的磁場 μ0πI1I2r2． (B)μ0Ir2OR 2RμπII 12 16. NSI示．導(dǎo)線可以自由活動(dòng)，NS不動(dòng) (C)逆 順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)(從上往下看)，然后下降 逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)(從上往下看)，然后上升 (3分B的均勻磁場中，有一圓形載流導(dǎo)線，a、b、c是其上三個(gè)長度相等的電流元，則它們所受安Fa>Fb>Fc．(B)Fa<Fb<Fb>Fc>Fa．(D)Fa>Fc>Fb． (3分mqBv射入磁場內(nèi)，則粒子運(yùn)動(dòng)軌道所包圍范圍內(nèi)的磁通量Φm與磁場磁O感強(qiáng)度B大小的關(guān)系曲線是(A)～(E)中的哪一

BBBBBBBBB(3分四條皆垂直于紙面的載流細(xì)長直導(dǎo)線，每條中的電流皆 OIOI．這四條導(dǎo)線被紙面截得的斷面，如圖所示2a長為2a的正方形的四個(gè)角頂，每條導(dǎo)線中的電流流向亦如圖所示．則在圖中正方形中心點(diǎn)O的磁感強(qiáng)度的大小為 II B 2μ0I (B)B 2μ0I μ(C)B= (D)B 0I ］(3分比真空的磁導(dǎo)率略小 (B)比真空的磁導(dǎo)率略大(C)遠(yuǎn)小于真空的磁導(dǎo)率 (D)遠(yuǎn)大于真空的磁導(dǎo)率 而成，每厘米繞10匝．當(dāng)導(dǎo)線中的電流I為2.0A時(shí)，測得鐵環(huán)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B為1.0T，則可求得鐵環(huán)的相對(duì) (B)(C) (D) (3分半徑為a的圓線圈置于磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場中，線圈平面與磁場方中通過的電荷與線圈面積及轉(zhuǎn)動(dòng)所用的時(shí)間的關(guān)系是(A)與線圈面積成與線圈面積成正比，與時(shí)間成正比與線圈面積成反比，與時(shí)間成正比與線圈面積成反比，與時(shí)間無關(guān) (3分Ir在一通有電流I的無限長直導(dǎo)線所在平面內(nèi)，有rRa，如Ir

μ0Ir2 μ0 a+ (? 2πR a+ aμIr2μ (3分??圈與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，矩形的長邊與導(dǎo)線平行．若矩形線圈以圖v(3)，(4)所示的四種方式運(yùn)動(dòng)，則在開始瞬間，v哪種方式運(yùn)動(dòng)的矩形線圈中的感應(yīng)電流最大 (3)以圖(1)所示方式運(yùn)動(dòng)以圖(2)所示方式運(yùn)動(dòng)以圖(3)所示方式運(yùn)動(dòng)以圖(4)所示方式運(yùn)動(dòng) IBA IBA滑線變阻器的觸點(diǎn)A向左滑動(dòng)滑線變阻器的觸點(diǎn)A向右滑動(dòng)． (C)螺線管上接點(diǎn)B向左移動(dòng)(忽略長螺線管的電阻(D)把鐵芯從螺線管中抽出 (3分MBdb如圖所示，M、N為水平面內(nèi)兩根平行金屬導(dǎo)軌，ab與cd為垂直于導(dǎo)軌并可在其上自由滑動(dòng)的兩根直導(dǎo)MBdb不動(dòng) (B)轉(zhuǎn)動(dòng) (C)向左移動(dòng)．(D)向右移動(dòng) (3分兩條金屬軌道放在均勻磁場中． 兩條軌道上垂直于軌道架設(shè)兩條長而剛t性的導(dǎo)線P與Q．金屬線P中接VBblcωVatBblcωVat動(dòng)．(A)─(E)各圖中哪一個(gè)正確表示伏(C)Vt (3分如圖所示，直角三角形金屬框架放在均勻磁場中，磁場B平行于邊，bc的長度為l．當(dāng)金屬框架繞abω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，abc回路中的Ea、c兩點(diǎn)間的電勢差–UcE=0，Ua–Uc= E=0，U–U=2

×V×V tt

VE=Bωl2，Ua– ωl2E=Bωl2，Ua–UBωl2 圓銅盤水平放置在均勻磁場中，B的方向垂直盤面向銅盤上有感應(yīng)電生，沿著銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)的相反方向流動(dòng)銅盤上有感應(yīng)電生，沿著銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)的方向流動(dòng)銅盤上產(chǎn)生渦流銅盤上有感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生，銅盤邊緣處電勢最高銅盤上有感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生，銅盤中心處電勢最高 (3分圖aa′在一個(gè)塑料圓筒上緊密地繞有兩個(gè)完全相同的線圈aa′和bb′，當(dāng)線圈aa′和M2，M圖aa′ M1=M2 (B)M1== (C)M1≠M(fèi)2，M2=(D)M1≠M(fèi)2，M2

圖a′(3分 r rL,RKr>>R， r rL,RKK接通時(shí)，IA K斷開時(shí)，IA P( P真空中兩根很長的相距為2a的平行直導(dǎo)線與電源組成閉合I，則在兩導(dǎo)線正中間某點(diǎn)P處的磁能密度為I1μ 1μ (0)2. 0)2μ0 2μ01μ 0)2 0 (3分I如圖．已知導(dǎo)線上的電流為I，在保持I不變的情況下，若將I導(dǎo)I總磁能將增大 (B)總磁能將減少(C)總磁能將保持不變 (D)總磁能的變化不能確定 二填空題(118分(4分IS通量Φ= ．若通過S面上某面元dS的元磁通為dΦ，而線圈中的電流 (3分1010cm210A(3分

．(μ0=4π×10-7一磁場的磁感強(qiáng)度為B=ai+bj+ck(SI)，則通過一半徑為R，開口向z軸正 (3分OyyO處取一電流元Idl，則該電流元在(a，0，0)點(diǎn)處的磁感強(qiáng)度的大小為，方向 (3分+-O1A+-O1A時(shí)，兩球面相切處A點(diǎn)的磁感強(qiáng)度BA (3分AB(1)AB中點(diǎn)(P點(diǎn))的磁感強(qiáng)度Bp= (2)磁感強(qiáng)度B沿圖路L的線積∫B?dl L zO如圖所示．電荷q(>0)均勻地分布在一個(gè)半徑為R的薄球ω0zzO感強(qiáng)度的線積分等 L1S(3L1SRI，電流在其橫截面上均勻分布，一回路L通過圓柱內(nèi)部將圓柱體橫截面分為兩部分，其面積大小分別為S1、S2如圖所示， ∫H?dl L(3分AB(1)AB中點(diǎn)(P點(diǎn))的磁感強(qiáng)度Bp= (2)磁感強(qiáng)度B沿圖路L的線積∫B?dl L(3分abcd(磁場以邊框?yàn)榻?a、bc三子射出，則此兩處出射電子的速率之比vb/vc (5分20cm1cm的螺線管，它上面均勻繞有1000I10AB0.2T力F 螺線管受到的最大力矩值M (3分mlB的導(dǎo)I 增大一倍，該線圈所受的最大磁力矩將是原來 倍(3分yOIxyyOI的長直導(dǎo)線．設(shè)兩根導(dǎo)線互相垂直(如圖)xy感強(qiáng)度為零的點(diǎn)的軌跡方程 (5分RIP點(diǎn)RIPB B (3分

PdP點(diǎn)離第一r1r2PP度B1和B2的夾角α (3分aaP一無限長載流直導(dǎo)線，通有電流I，彎成如圖形狀．a(chǎn)aPPB．(5分50050cm0.3A磁導(dǎo)率為600鐵芯中的磁感強(qiáng)度B 鐵芯中的磁場強(qiáng)度H (μ0=4π×10-7T·m·A-(3分，如果做成永磁 銅的相對(duì)磁導(dǎo)率μr=0. ，其磁化率χm= (3分q=2.0×10-5CR=25Ω (4分LI，ABCDALABL矩形線圈在紙面內(nèi)向右移動(dòng)時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢方BC向 矩形線圈繞ADBC動(dòng)時(shí)，線圈中感應(yīng)動(dòng)勢的方向 (3分r=10cmR=10Ω，均勻磁場垂直于線圈平面．欲使電路中有一穩(wěn)定的感應(yīng)電流i=0.01A，B的變化率應(yīng)為dB/dt (4分半徑為L的均勻?qū)w圓盤繞通過中心O的垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，盤面與均勻磁場B垂直如圖 (1)圖上線段中動(dòng)生電動(dòng)勢的方向 (2)填寫下列電勢差的值(ca段長度為Ua－UO Ua－Ub Ua－Uc 如圖所示，在與紙面相平行的平面內(nèi)有一載有電流lVlV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Ial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b與載流導(dǎo)線相平行的兩個(gè)邊距導(dǎo)線分別為r1和r2(r2>r1)時(shí)，電壓表的讀數(shù)V ，電壓表的正．(3分一段直導(dǎo)線在垂直于均勻磁場的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)．已知導(dǎo)線繞其一端以角速度么，導(dǎo)線的長度 (3分ABA焊 圈的自感系數(shù) (3分有一根無限長直導(dǎo)線絕緣地緊貼在矩形線圈的中心軸OO′上 (3分20I=3A場能量密度w ．(μ0=4π×10-7(3分Ia能密度wm ∫D?dS=∫ρdV ∫LE?dl= ??Bt?dS ∫B?dS=0 SdS 變化的磁場一定伴隨有電磁感線是無頭的電荷總伴隨有電場(4分Et線性增加，P為柱體內(nèi)與軸線相距為r的一點(diǎn)則P點(diǎn)的位移電流密度的方向 P點(diǎn)感生磁場的方向 (5分r的兩塊圓板組成的平行板電容器充了電，在放電時(shí)兩板間的電場強(qiáng)度的大小為EE0e-t/RC，式中E0、R、C均為常數(shù)，則兩板間的位移電流的大小 ，其方向與場強(qiáng)方 (3分R的圓形導(dǎo)體片，在充電時(shí)，板間電場強(qiáng)度的變化率為dE/dt．若略去邊緣效應(yīng)，則兩板間的位移電流為．(3分)(2342)C20.0μFdU/dtV·s-1，則該平行板電容器中的位移電流 三計(jì)算題(125分(5分Bx軸正方向，而且磁場是均勻的，B1T．求下列三種情形中，穿過一面積為2m2的平面的磁通量．平面與yz平面與xz平面與y軸平行，又與x軸成45°角(10分AA＇和CC＇為兩個(gè)正交地放置的圓形線圈，其圓心相重合．AA＇線圈半徑20.0cm1010.0ACC10.0cm20匝，通有電流5.0A．求兩線圈公共中心O點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的大小和方向．(μ0=4π×10-7N·A- aa aax在圖示的坐標(biāo)系中求出x軸上兩導(dǎo)線之間區(qū)域 a]內(nèi)磁感強(qiáng)度的分布 2(10分N橫截面為矩形的環(huán)形螺線管，圓環(huán)內(nèi)外半徑分別為R1和N芯子中的B值和芯子截面的磁通量在r<R1和r>R2處的B值 (8分qv平行于一均勻λ，并載有傳導(dǎo)電流λI．試問粒子要以多大的速度運(yùn)動(dòng)，才能使其保持在一條與導(dǎo)線距r離為r的平行直線上？(5分L+BaLbL+BaLb平行光滑導(dǎo)線LL＇和MM＇上水平地滑動(dòng)．整個(gè)回路 回路中電流為4.0A．如要保持導(dǎo)線作勻速 同一平面內(nèi)，由實(shí)線表示)ABEFR，大圓弧

D

DE的半徑為求圓心O B(8分)(5911)l=30cmS=1.0cm2，環(huán)上緊密N=300I32mAΦ=2.0×10-5Wb．試求鐵芯的磁化率χm．(8分

bz(10分IdIId向相反的電流I，電流變化率dI/dt=α>0．一個(gè)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(dòng)勢E，并說Id(10分mO

× ALB圓環(huán)B的大?。?機(jī)械全部歸入R，不另計(jì)算，棒對(duì)過O端的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為mL2．)(10分ab，它在xyv沿x軸方向移動(dòng)，空間磁場的磁感強(qiáng)度B與回路平面垂直，且為位置的x坐標(biāo)和時(shí)間t的函數(shù)，即B(x,t)=B0sinωtsinkx，其中B0

Ot=0x=0(8分長度為l的金屬棒AB在包含導(dǎo)線的平面內(nèi)，I以恒定的速度v沿與棒成θ角的方向移動(dòng)．開始時(shí)，棒 A端到導(dǎo)線的距離為a，求任意時(shí)刻金屬棒中的動(dòng)生電動(dòng)勢，并棒哪端的(10分LabO軸O1O2ω在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)．O1O2在離細(xì)aL/5a為B．求ab兩端間的電勢差Ua?Ub．2(5分n=10匝/cmμ=μ0．求在電流強(qiáng)度I為多大時(shí)，線圈中磁場的能量密度w=1Jm3？(μ0=4π×10-7(8分qωRt0時(shí)qx0=R，y0=0ijxy軸上的單位矢量．求圓心處的位移電流密度J．電磁學(xué)綜合練習(xí)解(99分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分 參考解R=mv Φ=BS=BπR2=πm2v2/(q2B) (3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分(3分二填空題(118分(4分 2(3分1.26×10-5 3(3分 3(3分

μ024πa 平行z1(3分03分(3分021分(3分分3由安培環(huán)路定理∫B?dlB?dlμ0而I 0 (3分S1I/(S1S2 3(3分 122(3分1/3(5分020.1573M=pmB= B=0.15724(3分mg3分(3分 3(本題3分 y= 分(5分μ0I 3 2(3分 ?1r1r2 3 (3分 B

(5分 3300 252. 矯頑力 容易退 2(3分 2 1(3分5×10-4 3(4分ADCBA繞 2ADCBA繞 2(3分3.18 3(4分Oa段電動(dòng)勢方向由a指向 1 1 1?ωBd(2L 1(4分μ0Ivl (? 2π a 2(3分(3分

2v 3 3(3分 3(3分22.6J·m- 3(3分μ0I2 3(3分 分 分 1分65.(分 垂直紙面向 2垂直O(jiān)P連線向 2(5分πrε0E0?t/ 相 2(3分ε0πR2dE 3(3分3 3

3分三計(jì)算題(125分(本 分 解： 平面法線 軸平行，ΦB?S=±2 2平面與xzBΦ=B?S 1x軸夾角為45°的平面，其法線與B的夾角為45°或135°故Φ=B?S=BScos45°=1.41 2Φ=B?S=BScos135°=?1.41(10分OA解：AA＇線圈在OOAμ0NAI 方向垂直AA＇平面 3分BA =250μ0 CCC＇線圈在O點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感強(qiáng) μ0NC 方向垂直CC＇平面 3BC =500μ0O點(diǎn)的合磁感強(qiáng) B=(BA2+BC2)1/2=7.02×10?4 2θ=tg 2

?1 (5分解：應(yīng)用 培環(huán)路定理和磁場疊加原理可得磁場分布為 ax5 B 2π(3a?B的方向垂直x軸及圖面向里 1(10分)(2274)解：(1)r的圓形回路,B?2πr=μN(yùn)I， B=μN(yùn)I/(2πr) 3r處取微小截面dS=bdr,通過此小截面的磁通量dΦ=BdS 2 RΦ∫SBdS μN(yùn)Iπrbdr=μN(yùn)Ibπl(wèi)n 52 R (2)同樣在環(huán)外rRrR)作圓形回路,由于∑ B?2πr= B= 2(8分解：依據(jù)無限長帶電和載流導(dǎo)線的電場和磁場知 E(r) (方向沿徑向向外 2μ0 2B(r) (qλμ0 分運(yùn)動(dòng)電荷受力F(大小)為 F– 22πε0rqλμ0–v= λ則 v 2ε0μ0(5分L+BaIb解：導(dǎo)線ab中流過電流L+BaIb平向右，為保持導(dǎo)線作勻速運(yùn)動(dòng)，則必須加 F2F2=F1，F(xiàn)2方向與F1相反，即水平向左，如圖所 2分F2=F1=IlB=0.20 3 (5分解：(1)AB，CD，EF三條直線電流在O點(diǎn)激發(fā)的磁場為零 1 BBC=μ0I 1BDB=μ0I 1分μ0Iμ0Iμ0 B0 ? = 方向?yàn)閺腛點(diǎn)穿出紙面指向讀者 1(8分解 B=Φ/S=2.0×10-2 2H=nI=NI/l=32 2μ=B/H=6.25×10-4 2 χm=?1 2(本 8分)(2813)解 ydyd 2B0e?at x2[(bx)2/2]d 10=(b5/60)? 2E=?dΦ/dt(b5 2E的方向與k成右旋關(guān) 1(10分解：(1)IrB=μ0I 2μ0 μ0 Φ1=2∫dd?2πrdr=2πl(wèi)n2 μ0 μ02Φ=∫?d 2πrdr=2d

2π總磁通 4dΦμ0d4dIμ0d4分感應(yīng)電動(dòng)勢為 E=?=(ln)