理学恒磁场习题课

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,1,一、描述磁场性质的物理量,1.,载流线圈的磁 矩,大小：,方向：,为 方向,2.,的定义,大小：,磁感应强度,方向：,试验线圈在平衡位置时的法线方向,二、两个基本定律和两个重要定理,1.,毕奥,-,萨伐尔定律,2.,安培定律,1.,磁场中的高斯定理,2.,安培环路定理,第九章小结,2,(2),补成闭合曲面,磁通量计算方法,(1),直接用公式,磁介质中的安培环路定理,顺磁质：,r,略大于,1,抗磁质：,r,略小于,1,铁磁质：,r,1,磁介质种类,3,电流元磁场分布,磁强迭加原理,(2),用结论公式迭加,(4),挖补法,(3),安培环路定理,(1),分割载流体直接积分法,三、计算磁感应强度,B,的方法,（,1,）直线电流延长线上,（,2,）有限长直线电流,（,3,）无限长直线电流,四、几种典型磁场的分布,1.,直线电流,4,（,1,）圆形电流轴线上,（,2,）圆形电流圆心处,（,3,）,1/n,圆弧圆心处,2.,圆形电流,（,1,）长直螺线管内部：,（,2,）环形螺线管内部,：,3.,螺线管,5,4.,无限长载流圆柱面,圆柱面内,圆柱面外,5.,无限长载流圆柱体,圆柱体内,圆柱体外,6.,运流电流的磁场,（电量为带电粒子作圆周运动）,6,1.,磁场对电流导线的作用,五、磁场对电流的作用,（,1,）磁场对电流元的作用,（,2,）匀强磁场对直线电流的作用,（,3,）磁场对任意电流的作用,指一个电流在另外一个电流所产生的磁场中所受的作用力。,(4),电流与电流之间的相互作用,2.,磁场对载流线圈的作用,3.,磁力、磁力矩的功,7,4.,磁场对运动带电粒子的作用,（,1,）洛仑兹力,大小：,方向：,（,2,）带电粒子在匀强磁场中的运动,匀速直线运动,匀速圆周运动,8,螺距,h,：,螺旋半径,螺旋周期,螺旋运动,9,第九章 选择题,1,、均匀磁场的磁感强度,垂直于半径为,r,的圆面今以该圆周为边线，作一半球面,S,，则通过,S,面的磁通量的大小为,(A)2,p,r,2,B,(B),p,r,2,B,(C)0,(D),无法确定的量,解：,磁力线不中断,B,2,、有一个圆形回路,1,及一个正方形回路,2,，圆直径和正方形的边长相等，二者中通有大小相等的电流，它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比,B,1,/,B,2,为,(A)0.90,(B)1.00,(C)1.11,(D)1.22,解：,C,10,、如图：边长为,a,的正方形四个角上固定四个电荷均为,q,的点电,荷，此正方形以角速度,绕,AC,轴旋转时，在中心,O,处产生,的磁感应强度,B,1,；以同样角速度绕过,O,点垂直正方形的轴旋,转时，在,O,点产生的磁感应强度大小为,B,2,，则,B,1,与,B,2,的关,系为：,O,A,C,q,q,q,q,R,1,绕,AC,轴转：,解：,C,绕,o,轴转：,11,4,、边长为,L,的一个导体方框上通有电流,I,，则磁框中心的磁感,应强度：,(,A,),与,L,无关,(,B,),正比于,L,2,(,C,),与,L,成正比,(,D,),与,L,成反比,O,D,解：,5,、边长为,l,的正方形线圈中通有电流,I,，此线圈在,A,点,(,顶角,),产生的磁感强度,B,为,(A),(B),(C),(D),以上均不对,解：,A,12,6,、如图所示，电流从,a,点分两路通过对称的圆环形分路，汇合于,b,点若,ca,、,bd,都沿环的径向，则在环形分路的环心处的磁感强度,(A),方向垂直环形分路所在平面且指向纸内,(B),方向垂直环形分路所在平面且指向纸外,(C),方向在环形分路所在平面，且指向,b,(D),为零,解：,B=0+B,1,-B,1,+0=0,D,7,、在一平面内，有两条垂直交叉但相互绝缘的导线，流过每条导线的电流,i,的大小相等，其方向如图所示问哪些区域中有某些点的磁感强度,B,可能为零？,(A),仅在象限,，,(B),仅在象限,(C),仅在象限,，,(D),仅在象限,，,解：,两电流产生磁场反向,象限,，,A,13,解：,D,9,、一个电流元,位于直角坐标系原点，电流沿,z,轴方向，点,P,(,x,，,y,，,z,),的磁感强度沿,x,轴的分量是：,解：,B,8,、在真空中有一根半径为,R,的半圆形细导线，流过的电流为,I,，则圆心处的磁感强度为,(B),(C)0,(D),(A),(C),(D),(A)0,(B),14,1,、圆形线圈,(,半径,a,1,),与正方形线圈,(,边长,a,2,),载有相同电流,I,，,若两线圈的中心处,O,1,O,2,电磁感应强度相同，则,a,1,:,a,2,为：,（,1,）,（,2,）,o,1,a,1,I,I,o,2,解：,D,15,11,、电流由长直导线,1,沿平行,bc,边方向经过,a,点流入一电阻均匀,分布的正三角形线框，再由,b,点沿,cb,方向流出，经长直导线,2,返回电源，已知直导线上的电流为,I,，三角框的每一边长为,l,，,若载流导线,1,，,2,和三角框在三角形中心,O,点产生的磁感应强,度分别用,B,1,B,2,B,3,表示，则,O,点的磁感应强度大小为：,(,A,),B=0,，因为,B,1,=B,2,=B,3,=0,(,B,),B=0,，因为,B,1,+B,2,=0,，,B,3,=0,(,C,),B 0,，因为虽然,B,1,+B,2,=0,，但,B,3,0,(,D,),B,0,，因为,B,3,=,0,，但,B,1,+B,2,0,16,D,方向相同，垂直纸面向里。,方向垂直纸面向外。,方向垂直纸面向里。,解：,17,12,、如图，在一圆形电流,I,所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路,L,，则由安培环路定理可知,(A),，且环路上任意一点,B,=0,，且环路上任意一点,B,0,，且环路上任意一点,B,0,，且环路上任意一点,B,=,常量,(B),(C),(D),解：,B,18,13,、两根直导线,ab,和,cd,沿半径方向被接到一个截面处处相等,的铁环上，稳恒电流,I,从,a,端流入，从,d,端流出，则磁感,应强度,B,沿图中闭合回路,L,的积分,根据安培环路定律：,D,I,120,L,a,b,c,d,解：,19,、无限长直圆柱体，半径,R,，沿轴向均匀流有电流。设圆柱,体内,(,r R,),的磁感,应强度为,B,e,，则有：,(A),B,i,与,r,成正比；,B,e,与,r,成正比,(B),B,i,与,r,成反比；,B,e,与,r,成正比,(C),B,i,与,r,成反比；,B,e,与,r,成反比,(D),B,i,与,r,成正比；,B,e,与,r,成反比,r R,D,可求得：,由,解：,20,16,、取一闭合积分回路,L,，使三根载流导线穿过它所围成的面，,现改变三根导线之间的相互间隔，但不越出积分回路，则：,B,不变。,L,上的,B,改变。,(,A,),回路,L,内的,I,不变，,L,上各点的,B,不变,(,B,),回路,L,内的,I,不变，,L,上各点的,B,变,(,C,),回路,L,内的,I,改变，,L,上各点的,B,不变,(,D,),回路,L,内的,I,改变，,L,上各点的,B,变,解：,15,、若要使半径为,410,-3,m,的裸铜线表面的磁感强度为,7.010,-5,T,，则铜线中需要通过的电流为,(A)0.14 A,(B)1.4 A,(C)2.8 A,(D)14 A,解：,B,21,18,、距一根载有电流为,310,4,A,的电线,1 m,处的磁感强度的大小为,(A)310,-5,T,(B)610,-3,T,(C)1.910,-2,T,(D)0.6 T,(,已知真空的磁导率,=4 10,-7,Tm/A),解：,B,17,、若空间存在两根无限长直载流导线，空间的磁场分布就不具有简单的对称性，则该磁场分布,(A),不能用安培环路定理来计算,(B),可以直接用安培环路定理求出,(C),只能用毕奥萨伐尔定律求出,(D),可以用安培环路定理和磁感强度的叠加原理求出,解：,D,22,20,、一运动电荷,q,，质量为,m,，进入均匀磁场中，,(A),其动能改变，动量不变,(B),其动能和动量都改变,(C),其动能不变，动量改变,(D),其动能、动量都不变,解：,磁场力不作功,动能不变,.,速度与磁场不平行时,运动方向改变,.,C,19,、按玻尔的氢原子理论，电子在以质子为中心、半径为,r,的圆形轨道上运动如果把这样一个原子放在均匀的外磁场中，使电子轨道平面与,垂直，如图所示，则在,r,不变的情况下，电子轨道运动的角速度将：,(A),增加,(B),减小,(C),不变,(D),改变方向,解：,洛伦兹力附加向心力,加快,A,23,22,、如图，长载流导线,ab,和,cd,相互垂直，它们相距,l,，,ab,固定不动，,cd,能绕中点,O,转动，并能靠近或离开,ab,当电流方向如图所示时，导线,cd,将,(A),顺时针转动同时离开,ab,(B),顺时针转动同时靠近,ab,(C),逆时针转动同时离开,ab,(D),逆时针转动同时靠近,ab,解：,电流受磁力作用,先逆时针旋转再相吸,.,D,21,、,a,粒子与质子以同一速率垂直入射到均匀磁场中，它们各自作圆周运动的半径比,R,a,/,R,p,和周期比,T,a,/,T,p,分别为：,(A)1,和,2,；,(B)1,和,1,；,(C)2,和,2,；,(D)2,和,1,解：,C,24,24,、在匀强磁场中，有两个平面线圈，其面积,A,1,=2,A,2,，通有电流,I,1,=2,I,2,，它们所受的最大磁力矩之比,M,1,/,M,2,等于,(A)1,(B)2,(C)4,(D)1/4,解：,C,23,、长直电流,I,2,与圆形电流,I,1,共面，并与其一直径相重合如图,(,但两者间绝缘,),，设长直电流不动，则圆形电流将,(A),绕,I,2,旋转,(B),向左运动,(C),向右运动,(D),向上运动,解：,受力上下对称,总体向右,.,C,25,26,、三条无限长直导线等距地并排安放，电流如图，,I,1,=1A,I,2,=2A,I,3,=3A,，单位长度上分别受力,F,1,、,F,2,、,F,3,，则,F,1,与,F,2,比值为：,C,解：,25,、两同心圆线圈，大圆半径为,R,，电流,I,1,；小圆半径为,r,，电流,I,2,，方向如图若,r,0,，抗磁质,1,(B),顺磁质,1,，抗磁质,=1,，铁磁质,1,(C),顺磁质,1,，抗磁质,1,(D),顺磁质,0,，抗磁质,0,解：,磁介质的性质,C,38,、关于稳恒电流磁场的磁场强度,，下列几种说法中哪个是正确的？,(A),磁场强度,仅与传导电流有关,(B),若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的,磁场强度,必为零,(C),若闭合曲线上各点,磁场强度,均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零,(D),以闭合曲线为边缘的任意曲面的磁通量均相等,解：,安培环路定律,C,35,40,、用细导线均匀密绕成长为,l,、半径为,a,(,l,a,),、总匝数为,N,的螺线管，管内充满相对磁导率为,的均匀磁介质若线圈中载有稳恒电流,I,，则管中任意一点的,(A),磁感强度大小为,B,=,NI,(B),磁感强度大小为,B,=,NI/l,(C),磁场强度大小为,H,=,NI/l,(D),磁场强度大小为,H,=,NI/l,解：,D,