大学物理磁场(作业任务讲解).ppt

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1、磁场一作业解,选择题：,如图所示：有两根载有相同电流的无限长直导线，分别通过x1=1、x2=3的点，且平行于y轴，则磁感应强度等于零的地方是 A 。 (A) 在x=2的直线上。 (B) 在x2的区域。 (C) 在x1的区域。 (D) 不在OXY平面上。,O,1,3,x,y,I,I,由对称性和两电流同方向可以得出磁感应强度等于零的地方是在x=2的直线上。,2 如图所示：边长为 a 的正方形四个角上固定有四个电量均为 q 的点电荷。此正方形以角速度绕 ac 轴旋转时，在中心 O 点产生的磁感应强度大小为 B1；此正方形同样以角速度绕过 O 点垂直于正方形平面的轴旋转时，在中心 O 点产生的磁感应强

2、度大小为B2，则 B1与 B2 间的关系C,a,c,a,O,a,c,a,O,所以,3 有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为 a，厚度不计。电流 I 在铜片上均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为 b 处的 p 点（如图）的磁感应强度的大小为B,x,b,a,x,dx,4 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，则磁场分布 D (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) 只能用毕奥萨伐尔拉普拉斯定律求出； (D) 可以用安培环路定理和磁感应强度的叠加原理求出。,其中磁感应强度1和磁感应强度2是电流1、2单独存在是产生的磁感应强度

3、。,电流1、2单独存在时空间的磁场分布就具有了简单的对称性，可以用安培环路定理求解。,所以可以用安培环路定理和磁感应强度的叠加原理求解。,如图，流出纸面的电流为2I，流进纸面的电流为I，则下式各式中哪一个是正确的？ D ,(A) (B),(C) (D),二、填空题,1 已知两长直细导线 A、B，通有电流，IA = 1A， IB = 2A电流流向和放置位置如图所示，设IA和IB在 P 点产生的磁感应强度大小分别为BA和BB ，则BA与BB之比为 。此时P点处磁感应强度与x轴的夹角为 。,x,1 m,2 m,IA,IB,BB,BA,B,2 如图所示，在宽度为d的导体薄片上有电流I, 沿此导体长度方

4、向流过，电流在导体宽度方向均匀分布，导体外在导体薄片中线附近处的磁感应强度的大小为,d,L,在薄片中线附近近似为无限大平面,3 在半径为 R 的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为 r 的长直圆柱体,两圆柱体轴线平行，其间距为 a , 如图.今在此导体上通以电流 I ，电流在截面上均匀分布，则空心部分轴线上o点的磁感应强度的大小为 。,R,r,a,o,o,I,设空心圆柱体中有同电流密度的正反向电流,空心圆柱体中反向电流产生的,正电流和空心外电流产生的,4 一质点带有电量,C，以速度,在半径为,该带电质点在轨道中心所产生的磁感应强度的大小为 ；该带电质点轨道运动的磁矩的大小为 。,的圆周上作匀速圆周

5、运动。,三、计算题：,1 有一条载有电流 I 的导线弯成如图示 abcda 形状,其中 ab、cd 是直线段，其余为圆弧。两段圆弧的长度和半径分别为 l1 、R1和 l2 、R2,且两段圆弧共心。求圆心O处的磁感应强度。,l1 产生的（圆弧）,l2 产生的（圆弧）,ab 产生的（有限直线）,起点,注意大弧线是2!,2 用两根彼此平行的半无限长直导线L1、L2 把半径为 R 的均匀导体圆环联到电源上，如图所示。已知直导线上的电流为 I。求圆环中心 O 点的磁感应强度,I1,I2,R,O,a,b,I,I,L1,L2,四、改错题： 有人作如下推理:“如果一封闭曲面上的磁感应强度 B 大小处处相等,则

6、根据磁学中的高斯定理 ,可得到 又因为S0,故可推知必有B0.这个推理正确吗?如有错误,请说明错在哪里.,可得出：,或,五. 问答题： 1.从毕奥萨伐尔定律能导出无限长直电流的磁场公式,当考察点无限接近导线时(a0),则B,这是没有物理意义的,请解释.,当a0时，直电流模型不成立，必须根据电流的实际情况进行处理。,毕奥萨伐尔定律是实验定律，在adl 情况下成立。,磁场二作业解,有一个由N匝细导线绕成的平面正三角形线圈，边长为a ，通有电流I ，置于均匀外磁场中，当线圈平面的法向与外磁场同向时，该线圈所受的磁力矩值为: D .,(A),(B),(D) 0,(C),一.选择题:,角度为0,2. 有

7、两个同心圆线圈，大圆半径为 R ，通有电流 I1；小圆半径为 r ，通有电流 I2 ，方向如图。若 r R（大线圈在小线圈处产生的磁场近似为均匀磁场)，当它们处在同一平面内时小线圈所受磁力矩的大小为 D 。,I1,I2,R,r,角度为0,3. 如图,一个电量为 +q、质量为 m 的质点，以速度 沿 x 轴射入磁感强度为 B 的均匀磁场中，磁场方向垂直纸面向里，其范围从 x=0 延伸到无限远，如果质点在 x=0 和 y=0 处进入磁场，则它将以速度 - 从磁场中某一点出来，这点坐标是 x=0 和 B 。,x,y,电子向上偏转,B,O,4. 一张气泡室照片表明,质子的运动轨迹是一半径为 10 cm

8、的圆弧,运动轨迹平面与磁感应强度大小为 0.3 Wb/m2磁场垂直。该质子动能的数量级为 A .,二、填空题：,一面积为S，载有电流 I 的平面闭合线圈置于磁感应强度为的均匀磁场中，此线圈受到的最大磁力矩的大小为 ，此时通过线圈的磁通量为 。 当此线圈受到最小的磁力矩作用时通过线圈的磁通量为 。,此时,最小的磁力矩,2. 氢原子中，电子绕原子核沿半径为 r 的圆周运动，它等效于一个圆形电流，如果外加一个磁感应强度为 B 的磁场，其磁力线与轨道平面平行，那么这个圆电流所受的磁力矩的大小 M = 。(设电子质量为 m ,电子电量的绝对值为 e )。,B,r,2 在磁感应强度B1.510-4T的均匀磁场中,一以垂直于磁场的速度,R . (电子质量m9.1110-31kg).,飞行的电子，其圆弧轨迹的半径,三、证明题：,如图,一条任意形状的载流导线位于均匀磁场中,试证明它所受的安培力等于载流直导线ab所受的安培力.,x,y,建立“倾斜”坐标系,四、问答题：,图中曲线是一带电粒子在磁场中的运动轨迹,斜线部分是铝板,粒子通过它要损失能量.磁场方向如图.问粒子电荷是正号还是负号?说明理由.,由上下区圆弧半径大小 判断速度大小 判别粒子是从哪一区进入哪一区,根据通过铝板进入第二区时的偏转方向，判别电荷正负,