集美大学大学物理习题册答案参考(8)

(2)磁通???Bds??Bhdr?0INhD2dr?2??D/2r?0INhD221

?第7-3 洛伦兹力 安培力 一．选择题：

1．下列说法中正确的是：( AD )

2?lnD1(A)带电粒子垂直射入匀强磁场时，若其运动轨道是圆，则圆周运动的周期与入射速度无关； (B)带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的周期与磁感应强度无关；

(C)由圆线圈中电流在线圈中心激发的磁感应强度大小与线圈半径无关；

(D)一无限长直通电导线通过一圆平面的圆心，通过圆平面的磁通量与平面的法向无关。 2．如图所示，真空中电流元I1dl1在原点O处，沿x轴正方向放置，电流元I2dl2在z轴上，沿z轴正方向放置，两者相距为r，假设电流元1对电流元2的作用力为d f1，电流元2对电流元1的作用力为d f2。则：（ D ）

y ??df?df(A) 12

(B) df1?df2 (C) df1?0,df2??0I1dl1I2dl2 24?rO I1 d l1 x z I2 d l2 (D) df1??0I1dl1I2dl2,df2?0 24?r二．填空题：

3．从太阳射来的速度为0.80?108m/s的电子进入地球赤道上空高层范艾伦辐射带中，该处磁场为4.0?10?7T，此电子回转轨道半径为1.1?103m；若电子沿地球磁场的磁感线旋进到地磁北极附近，地磁北极附近磁场为2.0?10?5T，其轨道半径为 23 m 。 三．计算题：

4．如图一无限长直导线通以电流I1，与一个电流I2的矩形刚性载流线圈共面，设长直导线固定不动，求矩形线圈受到的磁力大小，问它将向何方向运动。

解：建立坐标系：向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，垂直纸面向外为z 轴正方向，则电流I1产生的磁场为：B??电流CD段受力为：FCD?I2hj????0I1k 2?x A D I1 I2 E h ?IIh??0I1?k???012i

2?r?2?r?36

B F C r b 同理：电流EF段受力为：F电流DE段受力：Fr?bEF???0I1?0I1I2h

??I2hj???k???2??r?b??2??r?b?i????0I1??0I1I2?r?b?

Idxi?k??In?2?j??DE?2?x2?r????rr?b? 同理：电流FC段受力为：F???0I1I2In???jFC2??r??总的磁力为F?FCD?FEF?FDE?FFC???线圈将向左运动

??0I1I2h?IIh??0I1I2h11?012?i?(?)i

?2?r?2?r?br?2??r?b?5．如图相距2a的两条竖直放置的载流长直导线，电流强度均为I，方向相反．长为2b，质量为m的金属棒MN位于两直导线正中间，且在同一平面内，欲使MN处于平衡状态，求MN中的电流强度以及电流流向。

解：由于金属棒受重力，那么可以判断电流方向为M?N

I

M

2a 2b N

I?I?0I建立坐标系，两电流产生的磁感强度大小为B?0?

2?x2?(2a?x)金属棒所受安培力大小为

F??dF??a?ba?b?0I?1?0II??a?b?1???Idx?In????

2??x2a?x???a?b? 由F=mg，可得I???mg?a?b??0IIn???a?b?

6．如图在载流为I1的长直导线旁，共面放置一载流为I2的等腰直角三角形，线圈abc，腰长ab = ac = L，边长ab平行于长直导线，相距L ，求线圈各边受的磁力F。 解 建立坐标系：电流I1产生的磁感强度B?? 边ab受力：Fab??0I1k 2?x??L0L?II??I?I2dyj?B??I2dyj???01k???012i

02??2?L?2L?IIIn?2???I??I2dxi?B???I2dxi???01k???012j

L2??2?x? 边ac受力：Fac?2LL?II?II??I?Fbc??I2dxi?dyj???01k???012dxj??012dyi2?x2?x?2?x? 边bc受力： 2LL?IIIn?2??0I1I2In?2??II?0I1I2 ??012dxj??dyi?012i?j2?x2??2L?y?2?2?L0?? 37

简单解法：F1? F3?

2L?I?0I1?II?II01I2L?012，F2??I2dx?012ln2

L2?x2?L2?2?2L bI1I2 aLc?L?I2?0I1I2201I2dx?ln2 2?x2?班级____________ 姓名______________ 学号_________________ 第7-4、5 磁场对载流线圈的作用（力矩） 磁介质

一．选择题：

1．在匀强磁场中，有两个平面线圈，其面积A1 = 2 A2，通有电流I1 = 2 I2，它们所受的最大磁力矩之比M1 / M2 等于( C ) (A) 1

(B) 2

(C) 4

(D) 1/4

2．一段长为L的导线被弯成一个单匝圆形线圈，通过此线圈的电流为I，线圈放在磁感应线与线圈平面平行的均匀磁场B中，则作用在线圈上的力矩是：( D ) (A) B I L2 / 4

(B)

2B I L/ 8

2

(C) B I L2 / 8 (D) B I L2 / (4? )

3．对铁磁质加温使其熔化，则变为( A ) (A) 顺磁质

(B) 抗磁质

(C) 仍为铁磁质

(D) 视熔化后温度而定,上述三者均有可能

二．填空题：

4．从微观分子角度看磁性的来源，产生顺磁是 分子磁矩（分子磁矩受到外磁场作用沿外磁场方向排列引起的） ，抗磁是 附加磁矩（电子运动受到外磁场作用产生的附加磁矩，与外场方向相反） ，铁磁质是 磁畴（铁磁质内部形成的一些微小的自发磁化区域，是电子间因自旋引起的强相互作用引起的）。

5．如图所示为三种不同铁磁质的磁滞回线，若要制造电磁铁，应选用图 A 所示材料最为合适，若要制造永磁体，应选用图 B 所示材料最为合适。

(A) (B) (C)

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三．计算题：

6．一面积为S的平面线圈，载有电流置于磁感强度为B的均匀磁场中，将线圈从力矩最

?大位置转过α角。⑴ 求在此过程中力矩做的功A；⑵ 转角为α时线圈所受的磁力矩M。

解：(1)线圈受磁场的力矩为M?m?B，大小为M?mBsin?， 当???1??2过程中，力矩做的功为 A?????21Md???ISBsin?d??ISB(cos?2?cos?1)

?1?2 所以，当????(??)，A?ISBsin? 22? (2) M?mBsin??ISBsin(?2??)?ISBcos?

7．一根长直同轴电缆，内外导体之间充满磁介质，如图所示，磁介质相对磁导率为?r

(?r<1)，导体的磁化可忽略。沿轴向有稳恒电流I通过电缆，内外导体上电流方向相反。求空间各区域内的磁场强度和磁感应强度。 解：由介质中的安培环路定理Hdl?l ??Iii

?r R1 R2 对r?R1:有2?rH1??0IrIIr2?r?H?,M?0,B?11122?R122?R12?R1II,M2?(ur?1)2?r2?rR3 对R1?r?R2:有2?rH2?I?H2?B2??H2??0?rI2?rIR3?r2对R2?r?R3:有H3?222?rR3?R2?0IR32?r2B3?222?rR3?R2对r?R3:有H4?0,M4?0

??????2??,M3?0班级____________ 姓名______________ 学号_________________

第8-1 电磁感应定律 动生电动势 一．选择题：

1．如图两个导体回路平行，共轴相对放置，相距为D，若沿图中箭头所示的方向观察到大回路中突然建立了一个顺时针方向的电流时，小回路的感应电

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流方向和所受到的力的性质是：( C ) (A) 顺时针方向，斥力 (B) 顺时针方向，吸力 (C) 逆时针方向，斥力 (D) 逆时针方向，吸力

2．如图一载流螺线管竖直放置，另一金属环从螺线管端上方沿管轴自由落下，设下落过程中圆面始终保持水平，则圆环在图中A、B、C三处的加速度大小关系为：( B )

(A) aA>aB>aC (B) aB>aA>aC (C) aC>aA>aB (D) aC>aB>aA

3．如图一矩形导体线圈放在均匀磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向里，a、b分别为线圈上下短边上的两个点，当线圈以速度v垂直于磁场方向向右运动时，则：( B ) (A) ab两点无电势差，线圈内无电流。

(B) ab两点有电势差，且va>vb，线圈内无电流。 (C) ab两点有电势差，且vb>va，线圈内有电流。 (D) ab两点有电势差，且vb>va，线圈内无电流 …… 此处隐藏：2327字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……