《大學(xué)物理》試卷答案--9穩(wěn)恒磁場(chǎng)

1、一、選擇題一、選擇題 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)1、通有電流、通有電流 I （如圖）的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線有如圖三種形狀，則（如圖）的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線有如圖三種形狀，則P，Q，O各點(diǎn)磁感強(qiáng)度的大小各點(diǎn)磁感強(qiáng)度的大小BP，BQ，BO間的關(guān)系為：間的關(guān)系為： D (A) BP BQ BO . (B) BQ BP BO (C) BQ BO BP(D) BO BQ BP a I I I a a a a 2a I P Q O I a 2、在陰極射線管外，如圖所示放置一個(gè)蹄形磁鐵，則陰極、在陰極射線管外，如圖所示放置一個(gè)蹄形磁鐵，則陰極射線將射線將 B (A) 向下偏向下偏 (B) 向上偏向上偏 (C) 向紙外偏向紙外偏 (D

2、) 向紙內(nèi)偏向紙內(nèi)偏 N S + - 3、一運(yùn)動(dòng)電荷、一運(yùn)動(dòng)電荷q，質(zhì)量為，質(zhì)量為m，進(jìn)入均勻磁場(chǎng)中，進(jìn)入均勻磁場(chǎng)中， C (A) 其動(dòng)能改變，動(dòng)量不變其動(dòng)能改變，動(dòng)量不變 (B) 其動(dòng)能和動(dòng)量都改變其動(dòng)能和動(dòng)量都改變 (C) 其動(dòng)能不變，動(dòng)量改變其動(dòng)能不變，動(dòng)量改變 (D) 其動(dòng)能、動(dòng)量都不變其動(dòng)能、動(dòng)量都不變 4、把輕的導(dǎo)線圈用線掛在磁鐵、把輕的導(dǎo)線圈用線掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈極附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈中心，且與線圈在同一平面內(nèi)，如圖所示當(dāng)線圈內(nèi)通以如圖所中心，且與線圈在同一平面內(nèi)，如圖所示當(dāng)線圈內(nèi)通以如圖所示方向的電流時(shí)，線圈將示方向的電流時(shí)，線圈將 B (A) 不動(dòng)不動(dòng)

3、(B) 發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁鐵發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁鐵 (C) 發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)磁鐵發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)磁鐵 (D) 不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，只靠近磁鐵不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，只靠近磁鐵 (E) 不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，只離開(kāi)磁鐵不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，只離開(kāi)磁鐵 I N S 5、附圖中，、附圖中，M、P、O為由軟磁材料制成的棒，三者在同為由軟磁材料制成的棒，三者在同一平面內(nèi)，當(dāng)一平面內(nèi)，當(dāng)K閉合后，閉合后， B (A) M的左端出現(xiàn)的左端出現(xiàn)N極極 (B) P的左端出現(xiàn)的左端出現(xiàn)N極極 (C) O的右端出現(xiàn)的右端出現(xiàn)N極極 (D) P的右端出現(xiàn)的右端出現(xiàn)N極極 6、用細(xì)導(dǎo)線均勻密繞成長(zhǎng)為、用細(xì)導(dǎo)線均勻密繞成長(zhǎng)為L(zhǎng)、半徑為、半徑為a (L a

4、)、總匝數(shù)為、總匝數(shù)為N的螺線管，管內(nèi)充滿相對(duì)磁導(dǎo)率為的螺線管，管內(nèi)充滿相對(duì)磁導(dǎo)率為 的均勻磁介質(zhì)若線的均勻磁介質(zhì)若線圈中載有穩(wěn)恒電流圈中載有穩(wěn)恒電流I，則管中任意一點(diǎn)的，則管中任意一點(diǎn)的 。 D (A) 磁感強(qiáng)度大小為磁感強(qiáng)度大小為B = NI (B) 磁感強(qiáng)度大小為磁感強(qiáng)度大小為B = NI / L (C) 磁場(chǎng)強(qiáng)度大小為磁場(chǎng)強(qiáng)度大小為H = NI / L (D) 磁場(chǎng)強(qiáng)度大小為磁場(chǎng)強(qiáng)度大小為H = NI / L KMOP0r r0r第五題圖第五題圖二、填空題二、填空題、圖中所示的一無(wú)限長(zhǎng)直圓筒，沿圓周方向上的面電流密、圖中所示的一無(wú)限長(zhǎng)直圓筒，沿圓周方向上的面電流密度度(單位垂直長(zhǎng)度上流

5、過(guò)的電流單位垂直長(zhǎng)度上流過(guò)的電流)為為i，則圓筒內(nèi)部的磁感強(qiáng)度，則圓筒內(nèi)部的磁感強(qiáng)度的大小為的大小為B =_，方向，方向_ i 、有一同軸電纜，其尺寸如圖所示，它的內(nèi)外兩導(dǎo)體中的、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，且在橫截面上均勻分布，但二者電流的流向正相反，則反，則 (1)在在r R3處磁感強(qiáng)度大小為處磁感強(qiáng)度大小為_(kāi) R1 R3 R2 I I 沿軸線方向朝右沿軸線方向朝右 0i)2/(210RrI 0 、一彎曲的載流導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，形狀如圖、一彎曲的載流導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，形狀如圖(O點(diǎn)是點(diǎn)是半徑為半徑為R1和和

6、R2的兩個(gè)半圓弧的共同圓心，電流自無(wú)窮遠(yuǎn)的兩個(gè)半圓弧的共同圓心，電流自無(wú)窮遠(yuǎn)來(lái)到無(wú)窮遠(yuǎn)去來(lái)到無(wú)窮遠(yuǎn)去)，則，則O點(diǎn)磁感強(qiáng)度的大小是點(diǎn)磁感強(qiáng)度的大小是_ O I R1 R2 1004RIB204RI204 RI 10、已知均勻磁場(chǎng)，其磁感強(qiáng)度、已知均勻磁場(chǎng)，其磁感強(qiáng)度B = 2.0 Wbm-2，方向沿，方向沿x軸正向，如圖所示試求：軸正向，如圖所示試求： (1) 通過(guò)圖中通過(guò)圖中abOc面的磁通量；面的磁通量； (2) 通過(guò)圖中通過(guò)圖中bedO面的磁通量；面的磁通量； (3) 通過(guò)圖中通過(guò)圖中acde面的磁通量面的磁通量 x y z a b c O e d B 30 cm 30 cm 40 cm

7、 50 cm 三、計(jì)算題三、計(jì)算題BScosBSSB24. 0cosabOcabOcBS0)2/cos(bedObedOBS24. 0cosacdeacdeBS解：勻強(qiáng)磁場(chǎng)解：勻強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)平面對(duì)平面的磁通量為：的磁通量為： 設(shè)各面向外的法線方向?yàn)檎O(shè)各面向外的法線方向?yàn)檎?Wb Wb 11、一無(wú)限長(zhǎng)圓柱形銅導(dǎo)體、一無(wú)限長(zhǎng)圓柱形銅導(dǎo)體( 磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率 0)，半徑為，半徑為R，通有均勻，通有均勻分布的電流分布的電流 I 今取一矩形平面今取一矩形平面S (長(zhǎng)為長(zhǎng)為1 m，寬為，寬為2 R)，位置如，位置如右圖中畫(huà)斜線部分所示，求通過(guò)該矩形平面的磁通量右圖中畫(huà)斜線部分所示，求通過(guò)該矩形平面的磁通量 0

8、I S 2R 1 m )(220RrrRIBSBSBdd1rrRIRd202040I解：在圓柱體內(nèi)部與導(dǎo)體中心軸線相距為解：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：處的磁感強(qiáng)度的大小，由安培環(huán)路定律可得： 因而，穿過(guò)導(dǎo)體內(nèi)畫(huà)斜線部分平面的磁通因而，穿過(guò)導(dǎo)體內(nèi)畫(huà)斜線部分平面的磁通 1為為 在圓形導(dǎo)體外，與導(dǎo)體中心軸線相距在圓形導(dǎo)體外，與導(dǎo)體中心軸線相距r處的磁感強(qiáng)度大小為處的磁感強(qiáng)度大小為 )(20RrrIBSBd2rrIRRd2202ln20I2140I2ln20I因而，穿過(guò)導(dǎo)體外畫(huà)斜線部分平面的磁通因而，穿過(guò)導(dǎo)體外畫(huà)斜線部分平面的磁通 2為為 穿過(guò)整個(gè)矩形平

9、面的磁通量穿過(guò)整個(gè)矩形平面的磁通量 12、如圖兩共軸線圈，半徑分別為、如圖兩共軸線圈，半徑分別為R1、R2，電流為，電流為I1、I2電流電流的方向相反，求軸線上相距中點(diǎn)的方向相反，求軸線上相距中點(diǎn)O為為x處的處的P點(diǎn)的磁感強(qiáng)度點(diǎn)的磁感強(qiáng)度 2b O P x x I1 I2 R1 R2 2/322112101)( 2xbRIRB2/322222202)( 2xbRIRB21BBB202/32211210)(xbRIR)(2/32222220 xbRIRBB解：取解：取x軸向右，那么有軸向右，那么有沿沿x軸正方向軸正方向 沿沿x軸負(fù)方向軸負(fù)方向 若若B 0，則，則 方向?yàn)檠胤较驗(yàn)檠豿軸正方向若軸正

10、方向若B 0，則，則的方向?yàn)檠氐姆较驗(yàn)檠豿軸負(fù)方向軸負(fù)方向 lNInIH/HHBr0解：解： 200 A/m 1.06 T 13、螺繞環(huán)中心長(zhǎng)、螺繞環(huán)中心長(zhǎng)L= 10 cm，環(huán)上均勻密繞線圈，環(huán)上均勻密繞線圈N = 200匝，匝，線圈中通有電流線圈中通有電流I = 0.1 A管內(nèi)充滿相對(duì)磁導(dǎo)率管內(nèi)充滿相對(duì)磁導(dǎo)率 = 4200的磁介質(zhì)求管內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感強(qiáng)度的大小的磁介質(zhì)求管內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感強(qiáng)度的大小 r 14、一鐵環(huán)中心線周長(zhǎng)、一鐵環(huán)中心線周長(zhǎng)L = 30 cm，橫截面，橫截面S = 1.0 cm2，環(huán)上緊密地繞有環(huán)上緊密地繞有N = 300 匝線圈當(dāng)導(dǎo)線中電流匝線圈當(dāng)導(dǎo)線中電流I = 32 mA 時(shí)，通過(guò)環(huán)截面的磁通量時(shí)，通過(guò)環(huán)截面的磁通量 = 2.010-5 Wb試求鐵芯的試求鐵芯的磁化率磁化率Xm lNInIH/HB/1/0m解：解： B = /S=2.010-2 T32 A/m 6.2510-4 Tm/A 496 15、置于磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)，介質(zhì)表面形成面磁化電流，試問(wèn)該、置于磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)，介質(zhì)表面形成面磁化電流，