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稳恒电流的磁场(习题答案)

稳恒电流的磁场一、判断题3、设想用一电流元作为检测磁场的工具,若沿某一方向,给定的电流元l d I0放在空间任意一点都不受力,则该空间不存在磁场。

×4、对于横截面为正方形的长螺线管,其内部的磁感应强度仍可用nI 0μ表示。

√5、安培环路定理反映了磁场的有旋性。

×6、对于长度为L 的载流导线来说,可以直接用安培定理求得空间各点的B。

×7、当霍耳系数不同的导体中通以相同的电流,并处在相同的磁场中,导体受到的安培力是相同的。

×8、载流导体静止在磁场中于在磁场运动所受到的安培力是相同的。

√9、安培环路定理Il d B C 0μ=∙⎰中的磁感应强度只是由闭合环路内的电流激发的。

×10、在没有电流的空间区域里,如果磁感应线是一些平行直线,则该空间区域里的磁场一定均匀。

√二、选择题1、把一电流元依次放置在无限长的栽流直导线附近的两点A 和B ,如果A 点和B 点到导线的距离相等,电流元所受到的磁力大小(A )一定相等 (B )一定不相等(C )不一定相等 (D )A 、B 、C 都不正确 C2、半径为R 的圆电流在其环绕的圆内产生的磁场分布是: (A )均匀的 (B )中心处比边缘处强 (C )边缘处比中心处强 (D )距中心1/2处最强。

C3、在均匀磁场中放置两个面积相等而且通有相同电流的线圈,一个是三角形,另一个是矩形,则两者所受到的(A )磁力相等,最大磁力矩相等 (B )磁力不相等,最大磁力矩相等 (C )磁力相等,最大磁力矩不相等 (D )磁力不相等,最大磁力矩不相等 A4、一长方形的通电闭合导线回路,电流强度为I ,其四条边分别为ab 、bc 、cd 、da 如图所示,设4321B B B B 及、、分别是以上各边中电流单独产生的磁场的磁感应强度,下列各式中正确的是:LI()()121101111234000C C C A B dl I B B dl C B B dl D B BB B dl Iμμ⋅=⋅=+⋅=+++⋅=⎰⎰⎰⎰()()()()A5、两个载流回路,电流分别为121I I I 设电流和单独产生的磁场为1B,电流2I 单独产生的磁场为2B ,下列各式中正确的是:(A )()21012C B dl I I μ⋅=+⎰(B )1202C B dl I μ⋅=⎰(C )()()112012C B B dlI I μ+⋅=+⎰(D )()()212012C B B dlI I μ+⋅=+⎰ D 6、半径为R 的均匀导体球壳,内部沿球的直线方向有一载流直导线,电线I 从A 流向B 后,再沿球面返回A 点,如图所示下述说法中正确的是:(A )在AB 线上的磁感应强度0=B(B )球外的磁感应强度0=B(C )只是在AB 线上球内的部分感应强度0=B(D )只是在球心上的感应强度0=BA7、如图所示,在载流螺线管的外面环绕闭合路径一周积分ld B L ∙⎰等于(A )0 (B )nI 0μ(C )20nIμ (D )I 0μD8、一电量为q 的点电荷在均匀磁场中运动,下列说法正确的是 (A )只要速度大小相同,所受的洛伦兹力就相同。

(B )在速度不变的前提下,电荷q 改变为-q ,受力方向反向数值不变。

(C )电荷q 改变为-q 速度方向相反,力的方向反向,数值不变。

(D )F B v 、、三个矢量,已知任意两个量的大小和方向,就能判断第三个量的方向与大小(E )质量为m 的运动电荷,受到洛伦兹力后,其动能与动量不变。

B9、一圆柱形的长直导线,截面半径为R ,稳恒电流均匀通过导线的截面,电流为I ,P 点到圆柱轴线的垂直距离为r ,如图所示设导线内的磁感应强度为内B ,导线外的c磁感应强度为外B,则有成反比与成正比,、与)(成正比与成反比,、与)(成反比都与、)(成正比都与、)(外内外内外内外内r B r B D r B r B C r B B B r B B AD10、如图所示一半径为R 的导线圆环同一个径向对称的发散磁场处处正交,环上各个磁感应强度B的大小相同,方向都与环平面的法向成θ设导线圆环有电流I ,则磁场作用在此环上的合力大小和方向是: (A )F=RIB π2 垂直环面向上 (B )F=RIB π2sin θ 垂直环面向上 (C ) F=RIB π2sin θ 垂直环面向下 (D ) F=RIB π2cos θ 沿环面背向圆心 B11、半径为R 的圆形回路中有电流2I ,另一无限长直载流导线AB 中有电流1I ,AB 通过圆心,且与圆形回路在同一平面内,圆形回路所受1I 的磁场力是:(A )F=0(B )F=R I I πμ2210 (C ) F=210I I μ(D ) F=R I I 2210μC12、一圆线圈的半径为R ,载有电流I ,放在均匀外磁场中,如图所示,线圈导线上的张力是: (A )T=2RIB (B )T=IRB (C )T=0(D )T=RIB π2 B13、如图所示,两无穷大平行板上载有均匀分布的面电流密度均为i ,两电流平行且同向,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区的磁感强度B 的分布为:Ci B i B i B D i B B i B C iB B i B B i B iB B A 030201032010320103021020220μ=μ=μ=μ==μ=μ==μ=μ=μ==;;)(;;)(;;)(;;)(14、已知α粒子的质量是质子的4倍,电量是质子的2倍,设它们的初速度为零,IrPRIIIii经相同的电压加速后,垂直进入匀强磁场作圆周运动,它们的半径比为:(A )1 (B )1/2 (C )2 (D )22A三、填空题1、一长螺线管通有电流I ,若导线均匀密绕,则螺线管中部的磁感应强度为( )端面处的磁感应强度约为( )nI nI 0021μμ;2、载流导线形状如图所示,(虚线表示通向无穷远的直导线)O 处的磁感应强度的大小为( )R I40μ3、载流导线形状如图所示,(虚线表示通向无穷远的直导线)O 处的磁感应强度的大小为( )4、载流导线形状如图所示,(虚线表示通向无穷远的直导线)O 处的磁感应强的大小为( )()R I ππ+μ2105、载流导线形状如图所示,(虚线表示通向无穷远的直导线)O 处的磁感应强的大小为( ) R I 80μ6、载流导线形状如图所示,O 处的磁感应强D 的大小为( )⎪⎪⎭⎫⎝⎛-πθμ120114R R I7、载流导线形状如图所示,O 处的磁感应强D 的大小为( )⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+210114R R I μ8、载流正方形线圈的边长为2a ,通以电流I ,线圈轴线上距其中心O 为0r 处的磁感应强度的大小是( )R IORI O R I ORI O 2R IO1R Iθ2R IO 1R()2202220212a r r a Ia ++πμ9、两条无限长的平行直导线相距a ,当通以相等同向电流时,则距直导线距离都为a 的一点P 的磁感应强度的大小是( )a I πμ23010、电子以初速度0v进入均匀磁场B v B 平行于中,0时,电子作( )运动;当B v 垂直于0时,电子作( )运动;当B v 与0成045角时,电子作( )运动。

匀速直线 圆圈 螺旋线11、以相同的几根导线焊成立方形如图,在A 、B 两端接上一电源,在立方形中心的磁感应强度B 等于(零12、氢原子处在基态时,cm 810-⨯的轨道(玻尔轨道)上作匀速圆周运动,速度为s cm v /102.28⨯=已知电子荷C e 19106.1-⨯=电子的这种运动在轨道中心处产生的磁感应强度B的值是( )12.5T13、均匀铁环上任意两点,用长直导线沿径向引到很远的电源上,那么其圆心处的磁感应强度为( ) 014、长直螺线换管长度与其直径之比为L/2R=3,螺线管中点的磁感应强度为1B 若用无限长螺线管的公式计算,其相对误差是( )5%15、一段导线弯成如图所示形状,它的质量为m,上面水平一段长为L,处在均匀磁场中,磁感应强度为B ,B与导线垂直,导线下面两端分别插在两个浅水银槽里,两槽水银与一带开关K的外电源联接,当K一接通,导线便从水银槽里跳起来,设跳起来的高度为h,则通过导线的电量q=( )LB qh m 216、在磁感应强度为B线沿竖直方向从静止自由滑落,其所载电流为I,滑动中导线与B正交,且保持水平。

则导线下落的速度是( )t m LIBg )-(IaP aaI20、霍耳效应高斯计的探头条用n 形锗半导体薄片,其厚度为0.18mm ,材料的载流子浓度n=,若薄片载流315100.4-⨯cm 10mA 与薄片垂直的磁场T B 3100.1-⨯=,则霍耳电势差为( )V 61079-⨯21、在方向一致的电场和磁场中运动着的电子,(1)电子的速度V 沿着场的方向时,切向加速度=τa ( )。

法向加速度n a=( ).。

(2)电子的速度垂直于场的方向时,切向加速度τa =( 0 ),法向加速度n a=( )。

E m e - 0 22E vB m e +)(22、电子的荷子比e/m=1.76Kg C /1011⨯,初速度07060/100.7,并以s m v ⨯=角进入B=2.0310-⨯T 的匀强磁场,作螺旋线运动,其螺距h=( )。

0.62m四、问答题1、设想用一电流元作为检测磁场的工具。

若沿某一方向,给定的电流元dl I 0放在空间任一点都不受力作用,你能否由此断定该空间不存在磁场?为什么?答:不能。

根据安培定律()002ˆ4rI dl Idl e dF r μπ⨯⨯=知,当l d I 0与r e l Id ˆ⨯ 平行,但r e l Id 与不平行时,0,0≠=B F d,故不能断定该空间不存在磁场2、把一根柔软的螺旋形弹簧挂起来,使它的下端和盛在杯里的水银刚好接触形成串联回路,再把它们接到直流电源上通以电流(如图),问弹簧将发生什么现象?怎样解释?(3题图)答:弹簧将作机械振动。

因为弹簧通电后,整个弹簧的线圈电流可看成是同向平行的,同向平行相互吸引,因此,弹簧被压缩,下端离开水银面,磁力消失,弹簧恢复原状,于是电流又被接通,弹簧又被压缩……。

这样周而复始地进行下去,弹簧不停地振动。

3、在测量霍耳电势差时,为什么两测量点必须是霍耳导体两侧相对处,如图中A 、‘A 两点?如不是相对处则可带来什么问题?答:当导体中有电流通过时,电流从高电势流向低电势,因而导体的不同截面上电势不相同,但同一垂直截面上各点的电势相等。

当通有电流的导体处于磁场B中时,在同一截面上的A 和A’两点间存霍耳电势差。

若A 和A’不相对,那么测得的电势差就不只是霍耳电势差,还包括无磁场时所存在的电势差。

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