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大学物理学下册标准答案第11章

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大学物理学下册标准答案第11章第11章稳恒磁场习题一选择题B1B2abcdIIIll习题11-1图11-1边长为l的正方形线圈,分别用图11-1中所示的两种方式通以电流I(其中ab、cd与正方形共面),在这两种状况下,线圈在其中心产生的磁感应强度的大小分别为:[](A),(B),(C),(D),答案:C解析:有限长直导线在空间激发的磁感应强度大小为,并结合右手螺旋定则推断磁感应强度方向,依据磁场的叠加原理,可计算,。故正确答案为(C)。习题11-2图11-2两个载有相等电流I的半径为R的圆线圈一个处于水平位置,一个处于竖直位置,两个线圈的圆心重...

大学物理学下册标准答案第11章
第11章稳恒磁场习 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 一选择题B1B2abcdIIIll习题11-1图11-1边长为l的正方形线圈,分别用图11-1中所示的两种方式通以电流I(其中ab、cd与正方形共面),在这两种状况下,线圈在其中心产生的磁感应强度的大小分别为:[](A),(B),(C),(D), 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 :C解析:有限长直导线在空间激发的磁感应强度大小为,并结合右手螺旋定则推断磁感应强度方向,依据磁场的叠加原理,可计算,。故正确答案为(C)。习题11-2图11-2两个载有相等电流I的半径为R的圆线圈一个处于水平位置,一个处于竖直位置,两个线圈的圆心重合,如图11-2所示,则在圆心O处的磁感应强度大小为多少?[](A)0(B)(C)(D)答案:C解析:圆线圈在圆心处的磁感应强度大小为,依据右手螺旋定则推断知和的方向相互垂直,依照磁场的矢量叠加原理,计算可得圆心O处的磁感应强度大小为。11-3如图11-3所示,在均匀磁场中,有一个半径为R的半球面S,S边线所在平面的单位法线矢量与磁感应强度的夹角为,则通过该半球面的磁通量的大小为[]SRBn习题11-3图(A)(B)(C)(D)答案:C解析:通过半球面的磁感应线线必通过底面,因此。故正确答案为(C)。IS习题11-4图11-4如图11-4所示,在无限长载流直导线四周作一球形闭合曲面S,当曲面S向长直导线靠近时,穿过曲面S的磁通量和面上各点的磁感应强度将如何变化?[](A)增大,B也增大(B)不变,B也不变(C)增大,B不变(D)不变,B增大答案:D解析:依据磁场的高斯定理,通过闭合曲面S的磁感应强度始终为0,保持不变。无限长载流直导线在空间中激发的磁感应强度大小为,曲面S靠近长直导线时,距离d减小,从而B增大。故正确答案为(D)。11-5下列说法正确的是[](A)闭合回路上各点磁感应强度都为零时,回路内肯定没有电流穿过(B)闭合回路上各点磁感应强度都为零时,回路内穿过电流的代数和必定为零(C)磁感应强度沿闭合回路的积分为零时,回路上各点的磁感应强度必定为零(D)磁感应强度沿闭合回路的积分不为零时,回路上任意一点的磁感应强度都不行能为零答案:B解析:依据安培环路定理,闭合回路上各点磁感应强度都为零表示回路内电流的代数和为零。回路上各点的磁感应强度由全部电流有关,并非由磁感应强度沿闭合回路的积分所打算。故正确答案为(B)。习题11-6图11-6如图11-6所示,I1和I2为真空中的稳恒电流,L为一闭合回路。则d的值为[](A)(B)(C)(D)答案:C解析:依据安培环路定理,并依据右手螺旋定则可推断I1取负值,I2为正,因此。习题11-7图11-7如图11-7所示,一根很长的电缆线由两个同轴的圆柱面导体组成,若这两个圆柱面的半径分别为R1和R2(R1>)、总匝数为的螺线管,通以稳恒电流,当管内布满相对磁导率为的均匀介质后,管中任意一点磁感应强度大小为[](A)(B)(C)(D)答案:A解析:依据由磁介质时的安培环路定理,得螺线管内磁场强度大小为,因此管中任意一点磁感应强度大小为。故正确答案为(A)。二填空题11-11一无限长载流直导线,沿空间直角坐标的轴放置,电流沿正向。在原点处取一电流元Id,则该电流元在(a,0,0)点处的磁感应强度大小为_______________,方向为_____________。答案:;沿z轴负方向解析:依据毕奥-萨伐尔定律,与的方向相互垂直,夹角为90°电流元激发的磁感应强度大小为,依据右手螺旋定则可推断方向沿z轴负方向。习题11-12图11-12无限长的导线弯成如图11-12所示外形,通电流为,为半径的半圆,则O点的磁感应强度大小,方向为。答案:;垂直纸面对里解析:依据磁感应强度的叠加原理,O点的磁感应强度由三部分组成。,,。因此,O点的磁感应强度大小,方向为垂直纸面对里。11-13两根长度相同的细导线分别密绕在半径为R和r的两个长直圆筒上形成两个螺线管,两个螺线管的长度相同,R=2r,螺线管通过的电流相同为I,则螺线管中的磁感应强度大小=。答案:1:2解析:螺线管中的磁感应强度大小,其中长度l与电流I相同,因此B与总匝数N成正比。两根导线的长度L相同,绕在半径不同的长直圆筒上,可得,因此。习题11-14图11-14如图11-14所示,均匀磁场的磁感应强度为B=0.2T,方向沿x轴正方向,则通过abod面的磁通量为_________,通过befo面的磁通量为__________,通过aefd面的磁通量为_______。答案:-0.024Wb;0Wb;0.024Wb解析:依据磁通量的定义式,磁感应强度与abod面面积矢量的夹角为,与befo面面积矢量的夹角,与aefd面面积矢量的夹角为。因此,,,。Ia习题11-15图11-15如图11-15所示,一长直导线通以电流I,在离导线a处有一电子,电量为,以速度平行于导线向上运动,则作用在电子上的洛伦兹力的大小为,方向为。答案:;水平向右解析:无限长直导线在离导线a处激发的磁感应强度大小为,方向垂直纸面对里;作用在电子上的洛伦兹力的大小,依据右手螺旋定则推断电子受力方向为水平向右。11-16如图11-16所示,A和B是两根固定的直导线,通以同方向的电流和,且>,C是一根放置在它们中间可以左右移动的直导线(三者在同一平面内),若它通以反方向的电流I时,导线C将____________(填向A移动、向B移动、保持静止)。答案:向B移动解析:依据右手螺旋定则推断导线A施加给C的力的方向为指向B,同理导线B施加给C的力的方向为指向A。安培力,由于>,因此,从而导线C所受合力与相同,因此,导线C向B移动。11-17一带电粒子以速度垂直于均匀磁场射入,在磁场中的运动轨迹是半径为R的圆,若要使运动半径变为,则磁场的大小应变为原来的倍。答案:2解析:垂直于均匀磁场射入的带电粒子将在磁场中作匀速率圆周运动,圆周的半径为,与B成反比。现运动半径变为原来的1/2,则磁场的大小应变为原来的2倍。习题11-18图RIcba11-18一1/4圆周回路abca,通有电流I,圆弧部分的半径为R,置于磁感应强度为的均匀磁场中,磁感线与回路平面平行,如图11-18所示,则圆弧段导线所受的安培力大小为,回路所受的磁力矩大小为,方向为。答案:;;竖直向下解析:,由于,因此依据磁力矩定义式,的方向垂直纸面对里,与方向的夹角为90°,回路所受的磁力矩大小,依据右手螺旋定则,方向为竖直向下。r1L2L3r2r3L1I习题11-19图11-19如图11-19所示,一无限长直圆柱导体筒,内外半径分别为,电流I均匀通过导体的横截面,是以圆柱轴线为中心的三个圆形回路半径分别为()回路绕行方向见图示,则磁场强度在三个回路上的环流分别为:d=_____;d=_____;d=_____。答案:0;;解析:依据右手螺旋定则,L1所包围电流为0,L2所包围电流为,L3所包围电流为。依据有磁介质的安培环路定理,,,。11-20磁介质有三种,的称为___________,的称为__________,的称为__________。答案:顺磁质;抗磁质;铁磁质解析:依据磁介质定义,的称为顺磁质,的称为抗磁质,的称为铁磁质。三计算题(a)(b)(c)RIORIOIR习题11-21图11122233311-21如图11-21所示,几种载流导线在平面内分布,电流均为I,它们在O点的磁感应强度大小各为多少?解:(a)(b)(c)12311-22载流导线外形如图11-22所示(图中直线部分导线延长到无穷远处)。求O点的磁感应强度。解:依据右手螺旋定则,得11-23一无限长圆柱形铜导体(磁导率),半径为,通有均匀分布的电流I(1)试求磁感应强度大小的分布;IRL习题11-23图drr(2)今取一矩形平面(长为L,宽为),位置如图11-23中阴影部分所示,求通过该矩形平面的磁通量。解:(1)由磁场安培环路定理(2)与方向相同,作微元dS,宽度为dr,则通过dS的磁通量为:习题11-24图11-24有一同轴电缆,其尺寸如图11-24所示。两导体中的电流均为I,但电流的流向相反,导体的磁性可不考虑。试计算以下各处的磁感应强度:(1);(2);(3);(4)。解:以中轴线为圆心作闭合圆形回路,半径为r依据磁场安培环路定理(1)(2)(3)(4)11-25如图11-25所示,在半径为R=1.0cm的无限长半圆柱形导风光中均匀地通有电流I=5.0A,求圆柱轴线上任一点的磁感应强度的大小。R习题11-25图dlIθdθ俯视图X解:作俯视图如图所示,取微元dl,电流垂直纸面对内,在圆心处的磁感应强度为。取微元于dl的对称位置,其在圆心处的磁感应强度为。合成后的磁感应强度为,沿x轴方向。习题11-26图Xxdx11-26如图11-26所示,一宽为的薄长金属板,其电流为,在薄板所在平面内,距板一边为处有一点,电量为的带正电粒子以速度经过点,求:(1)点的磁感应强度大小;(2)带电粒子在点受到的洛伦兹力大小和方向。解:如图建立坐标系,取微元dx,则其在点P的磁感应强度为:(1)(2)11-27从太阳射出来的速率为的电子进入地球赤道上空高层艾伦辐射带中,该处磁场为,此电子的回转轨道半径为多大?若电子沿地球磁场的磁感线旋进到地磁北极四周,地磁北极四周磁场为,其轨道半径又为多少?解:已知11-28如图11-28所示,一根长直导线载有电流,矩形回路载有电流。试计算作用在回路上的合力。已知,,。1234解:∵边2、4所受安培力大小相等,方向相反∴11-29在原子结构的玻尔模型中,原子中的电子绕原子核做圆周运动,已知氢原子中电子的轨道半径为,电子运动的速度为,求氢原子的轨道磁矩。解:已知:,氢原子的轨道磁矩为:其中,,将上式代入(1)中,得氢原子的轨道磁矩为:11-30如图11-30所示,半径为的圆形闭合线圈,通电流为,处在磁感应强度大小为的匀强磁场中,磁感线与线圈平面平行,求:(1)闭合线圈的磁矩的大小和方向;(2)闭合线圈所受的磁力矩大小和方向;(3)闭合线圈所受的合力。IR习题11-30图解:(1)磁矩闭合线圈的磁矩的大小为:依据右手螺旋定则,磁矩的方向为垂直纸面对外(2)磁力矩,与的夹角θ为90°闭合线圈所受的磁力矩大小为:依据右手螺旋定则,磁力矩的方向为竖直向下(3)如图所示,在线圈上取一段电流元,在关于圆心对称的位置能够找到与大小相等,方向相反的电流元,依据安培力的定义,则相对称的两端电流元所受安培力的大小相等,方向相反,合力为零。则对于整个线圈,任意一段电流元,总能找到与之大小相等,方向相反的对称电流元,因此,线圈的合力。11-31如图11-24所示的长直同轴电缆,在内、外导体之间布满磁介质,磁介质的相对磁导率为(),导体的磁化可以略去不计。电缆沿轴向有稳恒电流I通过,内外导体上电流的方向相反。求空间各区域的磁场强度和磁感应强度的分布。解:依据有磁介质的安培环路定理,得
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分类:其他高等教育
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