物理第7章习题课-(1).ppt

一一.基本要求基本要求2 2.掌握毕奥掌握毕奥萨伐尔定律，并会用该定律计算载萨伐尔定律，并会用该定律计算载流导体的磁场流导体的磁场3 3.掌握用安培环路定理计算磁场强度的条件和掌握用安培环路定理计算磁场强度的条件和方法方法 4 4.掌握安培定律和洛仑兹力公式，会计算简单形掌握安培定律和洛仑兹力公式，会计算简单形状截流导体的磁力状截流导体的磁力5 5.理解磁介质中的安培环路定理，理解理解磁介质中的安培环路定理，理解各向同性介各向同性介质中质中 和和 的的关系，了解铁磁质的特性关系，了解铁磁质的特性1.1.理解恒定电流产生的条件，理解电流密度和电理解恒定电流产生的条件，理解电流密度和电动势的概念动势的概念 .1.边长为边长为l 的正方形线圈中通有电流的正方形线圈中通有电流,此线此线圈在圈在A点（见图）产生的磁感应强度点（见图）产生的磁感应强度B为为 B 二二.基基选择与填空题选择与填空题.2.如图所示两个半径为如图所示两个半径为R的相同金属环在的相同金属环在a、b两两点接触点接触(a b连线为环的直径连线为环的直径),并相互垂直放置，并相互垂直放置，电流电流I 沿沿a b连线方向由连线方向由a 端流入，端流入，b 流出，则环流出，则环中心中心o 点的磁感强度的大小为点的磁感强度的大小为DII Iab（A）（B）（C）（D）.3.有一边长为有一边长为l 电阻均匀分布的正三角形导线框电阻均匀分布的正三角形导线框abc，与电源相连的长直导线，与电源相连的长直导线1和和2彼此平行并分彼此平行并分别与导线框在别与导线框在a 点和点和b 点相接，如图所示。导线点相接，如图所示。导线1和和2的电流为的电流为I，令长直导线，令长直导线1、2和导线框和导线框在线框中心点在线框中心点o 产生的磁感应产生的磁感应强度分别为强度分别为B1、B2和和B3，则点，则点 o的磁感应强度大小：的磁感应强度大小：D .4.通以电流通以电流I 的线圈如图所示，在图中有四条闭的线圈如图所示，在图中有四条闭合曲线，则其环流分别为合曲线，则其环流分别为I.D 5.取一闭合积分回路取一闭合积分回路L，使三根载流导线穿过它，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，则不越出积分回路，则(A)B沿闭合沿闭合回回路路L的线积分不变的线积分不变,L上各点的上各点的B不变不变(B)B沿闭合沿闭合回回路路L的线积分的线积分改变改变,L上各点的上各点的B改变改变(C)B沿闭合沿闭合回回路路L的线积分改变的线积分改变,L上各点的上各点的B不不变变.(D)B沿闭合沿闭合回回路路L的线积分不变的线积分不变,L上各点的上各点的B改变改变.6.一半径为一半径为a的无限长直载流导线，沿轴向均匀地的无限长直载流导线，沿轴向均匀地流有电流流有电流I，若作一个半径为，若作一个半径为R=5a、高为、高为l 的圆的圆柱曲面，已知此柱面的轴与载流直导线的轴平行柱曲面，已知此柱面的轴与载流直导线的轴平行相距相距3a(如图如图)则则B在圆柱侧面在圆柱侧面S的积分为：的积分为：(B)0(C)=0(D)无法确定。C.7.在在无无限限长长直直导导线线右右侧侧，有有两两个个与与长长直直导导线线共共面面的的面面积积分分别别为为S1和和S2的的矩矩形形回回路路ABCDA和和EBCFE，且且矩矩形形回回路路的的一一边边与与长长直直导导线线平平行行，两两回回路路的的大大小小之之比比如如右右图图所所示示，则则通通过过两两个个矩矩形形回回路路的的磁磁通通量量之之比比是是()（A）1:2（B）1:1（C）2:1（D）2:3C.8.如图所示如图所示,将一电流均匀分布的无限大载流平将一电流均匀分布的无限大载流平面放入均匀磁场中面放入均匀磁场中,电流方向与磁场垂直电流方向与磁场垂直,放入后放入后,平面两侧磁场的磁感强度分别为平面两侧磁场的磁感强度分别为B1和和B2，则载流，则载流平面上单位面积所受磁力大小为平面上单位面积所受磁力大小为,方向方向。B1B2dI向左向左.9.如图所示，一块半导体样品的体积为如图所示，一块半导体样品的体积为,沿沿c方向有电流方向有电流I，沿厚度，沿厚度a方向加有均匀外方向加有均匀外磁场磁场，实验测得沿，实验测得沿b边两侧的电势差为边两侧的电势差为U,且上表面电势低，则半导体是且上表面电势低，则半导体是型，载流型，载流子的浓度子的浓度n是是。+IUabcNIB/(aeU).10.如图所示如图所示,在在yoz平面内有电流平面内有电流I2,半径半径R2的圆的圆形线圈形线圈2,在在xoy平面内有电流平面内有电流I1，半径为半径为R1(R2)的圆形线圈的圆形线圈1,它们的公共中心为它们的公共中心为o,则则线圈线圈1受到受到的磁力矩的大小和方向为的磁力矩的大小和方向为（A），沿正，沿正y 轴；轴；（B），沿正，沿正y 轴；轴；（C），沿负，沿负y轴；轴；（D），沿负，沿负y 轴轴.I2 2I IC12.C（A）1878Am-1（B）299Am-1（C）598Am-1（D）3755Am-111.在一匀强磁场中在一匀强磁场中,放有一截面积为放有一截面积为1.210-3m2的铁心，设其中磁通量为的铁心，设其中磁通量为，此时铁的，此时铁的相对磁导率为相对磁导率为，则该时磁场强度为，则该时磁场强度为.12.12.一根磁棒具有矫顽力一根磁棒具有矫顽力4.0103Am-1 ，把，把它放在长它放在长0.12m绕有绕有60匝导线的长直螺线管匝导线的长直螺线管中退磁，问绕组中应通入电流为中退磁，问绕组中应通入电流为 （A）8A；（B）4A；（C）12A；（D）10AA.1.半径半径R=1.0cm的无限长半圆柱面，有电流的无限长半圆柱面，有电流I1=50A方向图示，求：方向图示，求：(1)圆柱圆柱轴上一点的轴上一点的，(2)若有一无限长载流直导线若有一无限长载流直导线I2=50A置于该轴置于该轴线上，其单位长度受磁力为多大？线上，其单位长度受磁力为多大？(1)元电流为元电流为在在o点的磁场为：点的磁场为：由对称性由对称性解：解：三三.计算题计算题.方向：沿方向：沿oy正方向正方向(2)轴线上轴线上I2单位长度受磁力为多大？单位长度受磁力为多大？方向：沿轴方向：沿轴ox正方向正方向.2.如图，有一闭合回路由半径如图，有一闭合回路由半径a为和为和b的两个同心的两个同心共面半圆连接而成，其上均匀分布线密度为共面半圆连接而成，其上均匀分布线密度为 的的电荷电荷,当回路以匀角速度当回路以匀角速度 绕过绕过O点垂直于回路平点垂直于回路平面的轴转动时面的轴转动时,求圆心求圆心O处的磁感应强度的大小。处的磁感应强度的大小。Oab 回路旋转，相当于许多半回路旋转，相当于许多半径不同的圆电流径不同的圆电流解：解：同理同理.解：分析磁场 当圆筒绕轴转动时，相当一个当圆筒绕轴转动时，相当一个密绕载流长直螺线管，根据对称性密绕载流长直螺线管，根据对称性可知，管内磁场均匀，管内平行于可知，管内磁场均匀，管内平行于轴线上的任意一直线上各点的磁感轴线上的任意一直线上各点的磁感应强度相等，且方向平行于轴线。应强度相等，且方向平行于轴线。3.一半径为一半径为R的无限长均匀带电圆筒，电荷的无限长均匀带电圆筒，电荷面密度为面密度为，若受外力矩作用圆筒由静止开，若受外力矩作用圆筒由静止开始以匀加速度始以匀加速度 绕轴转动，求时刻绕轴转动，求时刻t 该圆筒该圆筒内距轴内距轴r 处的处的。如图在管内外作一闭合回路如图在管内外作一闭合回路NMPO.由安培环路定理.4.图示一通以电流图示一通以电流I1 的无限长直导线的无限长直导线一侧放置一通一侧放置一通有电流有电流I2的等腰直角的等腰直角三角三角形线圈，且与直导线共面，已形线圈，且与直导线共面，已知一直角边与导线平行，相距为知一直角边与导线平行，相距为b，直角边长为直角边长为a，求线圈中各导线受力，求线圈中各导线受力BAC.AC导线处于不均匀磁场中导线处于不均匀磁场中因为因为方向：方向：.5.如图示如图示,一根半径为一根半径为R 的无限长载流直导线的无限长载流直导线,其中其中电流电流I 沿轴向流过沿轴向流过,并均匀分布在横截面上并均匀分布在横截面上,现在现在导体上有一半径为导体上有一半径为r 的圆柱形空腔的圆柱形空腔,其轴与直导线其轴与直导线的轴平行的轴平行,两轴相距为两轴相距为d.求空腔中的磁感强度求空腔中的磁感强度.解：解：用填充法。（如图）用填充法。（如图）空腔内任意点空腔内任意点P 的磁感强度为的磁感强度为由设电流密度为j同理.将、在X,Y轴上投影，其分量为.故P点的磁感强度的大小为 一常量,方向在Y方向上。讨论：若在距o为2R处的Q点有一电子垂直纸面向外以速度运动，求此时电子受到的磁场力-.-电子受到的磁场力为电子受到的磁场力为方向向左。方向向左。.5.长直圆柱形铜导线半径为长直圆柱形铜导线半径为,外面外面这一层相对磁导率为这一层相对磁导率为的圆筒形磁介质外的圆筒形磁介质外半径为半径为，设导线内有均匀分布电流，设导线内有均匀分布电流通过，通过，铜的相对磁导率铜的相对磁导率，求导线和磁介质内，求导线和磁介质内外的磁场强度外的磁场强度和磁感应强度的分布和磁感应强度的分布.解：应用磁介质中的安培环路定理求解应用磁介质中的安培环路定理求解取图示半径为取图示半径为的圆形闭合回路，在圆周上的圆形闭合回路，在圆周上的大小分别为常的大小分别为常数，数，方向沿圆周切线方向，则方向沿圆周切线方向，则由.和的分布图由由.