2014-2015-1 大学物理(二)练习题及-答案

内容发布更新时间 : 2024/11/18 8:43:56星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

L2在a点产生的磁感应强度大小 B2a??0I2?4.0?10?5T 2?r2arr和B1aB2a方向相同,

?4∴ a点的磁感应强度大小 Ba?B1a?B2a?1.2?10T

(2)L1在两导线外侧b点产生的磁感应强度大小 B1b??0I1?2.7?10?5T 2?r2bL2在b点产生的磁感应强度大小 B2b??0I2?4.0?10?5T 2?r2brrB1b和B2b方向相反,

?5∴ b点的磁感应强度大小 Bb?B1b?B2b?1.3?10T

3.解:x轴上的半无限长直电流在P点产生的磁感应强度:

大小 B1??0I,方向垂直纸面向内 4?ay?P(0,a)I

另一半直电流在P点产生的磁感应强度: 大小 B2??0I4?acos?o?Ix(1?sin?),方向垂直纸面向外

∴ P点的磁感应强度:

B?B2?B1??0I4?acos?(1?sin??cos?),方向垂直纸面向外。

R4.解:o点在L1的延长线上,B1?0

oaIIL1L2?IL2为半无限长直电流,B2?0,垂直纸面向外 4?Rbrr由于圆环为均匀导体,两圆弧电流在圆心产生的磁感应强度B3、B4的大小相等,

方向相反,B3?B4?0 ∴ o点的磁感应强度:B?rr?0I,方向垂直纸面向外 4?R5.解:o点在左边直电流的延长线上,B1?0

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右边直电流在o点产生的磁感应强度:

?IB2?0,方向垂直于纸面向外;

4?R半圆电路在o点产生的磁感应强度:

IIRoIB3??0I4R,方向垂直于纸面向外;

o点的总磁感应强度:B?B2?B3??0I4R(1?1?)

854?o6.解:流过立方体框架的电流如图示,对称性导致

I12?I87,I14?I67,I15?I37,

76B 32I23?I58,I26?I48,I56?I43

各组电流在立方体中心o点共同产生的磁感应强度为零, ∴ Bo?0

7.解:两半无限长直电流在o点产生的磁感应强度

RI1A zIr?0Ivk B1?2?4?R半圆电流在o点产生的磁感应强度 B2?oIyr?0Ir4Rj

xr?0Ir?0Ivo点总磁感应强度 B?j?k

4R2?R8.解:在距离直导线 r处取平行于直电流的小长方形,通过它的磁通量

rr?Iad??B?dS?BdS?0dr

2?r通过线框的磁通量

Idbarrrd?b?Ia?Iad?b0????B?dS??dr?0ln

Sd2?r2?d9.解:圆面S?和以圆周为边线的任意曲面S组成闭合曲面,

以该闭合曲面为高斯面,由磁场的高斯定理得 rnrrrrrB?dS?B?dS?B?dS?0

??S?S??S?S60orBS?通过任意曲面S的磁通量

rr?R2B0?S??B?dS????BdScon60??

SS2

14

10.解:B的环流仅与回路内包含电流的代数和有关,

rrr∴ 蜒?B?dl?L1?L2rrB?dl???0(I1?I2)

rrrrrrr 空间的磁感应强度由空间所有电流产生,BP?B1?B2,BP?B1?B2?B3

12rr ∴ BP?BP,(C)正确。

12rr11.解:环路L内无电流,由安培环路定理知,??B?dl?0,但圆电流上各个电流元在环

L路L上各点产生的磁感应强度的方向均相同,所以,环路L上各点,B?0,故

选(B)。

12.解:在圆筒横截面上,作半径为r、与圆筒同心共轴的圆形闭合回路,

利用安培环路定理,得

rr在筒内:蜒?B?dl?L?LBdl?B?2?r?0 ?B?0

rr在筒外:蜒?B?dl?L?LBdl?B?2?r??0I,B??0I 2?r13.解:垂直于圆筒轴线作半径为r、与圆筒同心的圆形闭合回路,由安培环路定理,得

当r?a时,B1?0 当r?b时,B3?当a?r?b时,

?0I 2?rI22??(r?a) 22?(b?a)rr蜒?B2?dl?L?LB2dl?B2?2?r??0?0I(r2?a2)?0Ir?0Ia21∴ B2? ???2222222?r(b?a)2?(b?a)2?(b?a)r1B2的第一项正比于r,第二项反比于r,B2:r的凹凸性由(?)决定。

r1而当r?0时,(?)呈凸性,故(B)对。

r114.解:单位长度的匝数 n?,

d∴ B??0nI??0Id?3.14?10?3T

15.解:所求场点靠近导体薄片中线,且在对称位置,可把该薄片看成无限大载流平面。由

rr对称性知,B的方向平行于平面,且与电流垂直,在平面两侧,B的方向相反,到

15

平面等距的各点,B的大小相等。

做关于导体薄片对称的矩形闭合回路,如图所示。由安培环路定理,得

rrrrrrrbrcrdrar??B?dl??B?dl??B?dl??B?dl??B?dlLabcdbca

?Bab?0?Bcd?0?2Bab??0∴ B?I?ab dd?0I2d俯视图

16.解:由FL?qv?B知,速度大小相同,方向不同,受力可能不同,(A)不对。

rrrrrr(C)不对。 FL?v,FL不对粒子做功,粒子动能不变,但动量改变,

当粒子的速度方向不与磁场方向垂直时,粒子可能作螺旋线运动,(D)不对。

rrr由FL?qv?B看出,(B) 正确。

r? ? ? rrr? F?qv?B看出:若两粒子所带电量17.解:由两粒子所受的洛仑兹力B? ? ? ?

的符号不同,运动速度的方向也相反,仍符合图示的轨迹,所以,

? ? ? ? (B)正确。

不清楚两粒子的质量关系等条件,因而不等肯定(C)、(D)对。 ? ? ? ?

2rrvmv218.解:由R? ???B?S?BS??RB?,所以,(B) 正确。

BqBrrr19.解:根据安培力dF?Idl?B,电流元沿正东方向放置时不受力,表明磁场平行于东

西方向;由电流元沿正北方向放置时受力向上,可知磁场沿正西方向。

o受的力等于直20.解:因为匀强磁场中的平面载流线圈受到的合力为零,所以圆弧电流cb电流cb受的力

rBIuurvr∴ F?Icb?B

F?IcbB?IRB,方向垂直于纸面向里。

bRocI?R2?0.157A?m2,方向垂直于纸面向外 21.解:(1)线圈的磁矩:大小 Pm?IS?2rrr? (2)磁力矩:M?Pm?B,方向沿oo轴向上,

I?R2B10?3.14?0.12?0.50??7.85?10?2(N?m) M?PmB?22 16

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