大學(xué)物理：習(xí)題三 穩(wěn)恒電流的磁場(chǎng)

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1、 習(xí)題三 一、選擇題 圖3-1 1．如圖3-1所示，兩根長(zhǎng)直載流導(dǎo)線(xiàn)垂直紙面放置，電流I1 =1A，方向垂直紙面向外；電流I2 =2A，方向垂直紙面向內(nèi)，則P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與x軸的夾角為[ ] （A）30?； （B）60?； （C）120?； （D）210?。 2．如圖3-2所示，一半徑為R的載流圓柱體，電流I均勻流過(guò)截面。設(shè)柱體內(nèi)（r < R）的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，柱體外（r > R）的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，則 [ ] （A）B1、B2都與r成正比； （B）B1、B2都與r成反比； （C）B1與r成反比，B

2、2與r成正比； 圖3-2 R r O （D）B1與r成正比，B2與r成反比。 3．一無(wú)限長(zhǎng)直圓筒，半徑為R，表面帶有一層均勻電荷，面密度為，在外力矩的作用下，這圓筒從t=0時(shí)刻開(kāi)始以勻角加速度繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在t時(shí)刻圓筒內(nèi)離軸為r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 [ ] （A）0； （B）； （C）； （D）。 4．能否用安培環(huán)路定律，直接求出下列各種截面的長(zhǎng)直載流導(dǎo)線(xiàn)各自所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度。（1）圓形截面；（2）半圓形截面；（3）正方形截面 [ ] （A）第（1）種可以，第（2）（3）種不行； （B）第（1）（2）種可以，第（3）種不行； （C）第（1）（3）

3、種可以，第（2）種不行； （D）第（1）（2）（3）種都可以。 二、填空題 ba I a 圖3-3 P 1．如圖3-3所示，一無(wú)限長(zhǎng)扁平銅片，寬度為a，厚度不計(jì)，電流I在銅片上均勻分布。求銅片外與銅片共面、離銅片右邊緣為b處的P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 。 2．在真空中，電流I由長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)1沿垂直bc邊方向經(jīng)a點(diǎn)流入一電阻均勻分布的正三角形線(xiàn)框，再由b點(diǎn)沿平行ac邊方向流出，經(jīng)長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)2返回電源，如圖3-4所示。三角形框每邊長(zhǎng)為l，則在該正三角框中心O點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小______________。 圖3-5 b b a I

4、 O X dS 3．在一根通有電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)旁，與之共面地放著一個(gè)長(zhǎng)、寬各為a和b的矩形線(xiàn)框，線(xiàn)框的長(zhǎng)邊與載流長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)平行，且二者相距為b，如圖3-5所示。在此情形中，線(xiàn)框內(nèi)的磁通量 ______________。 4．電子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中沿半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，電子運(yùn)動(dòng)所形成的等效圓電流______________；等效圓電流的磁矩______________。(已知電子電量的大小為e，電子的質(zhì)量為m)。 5．如圖3-6所示，無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)在P處彎成半徑為R的圓，當(dāng)通以電流I時(shí)，則在圓心O點(diǎn)的磁感強(qiáng)度圖3-6 大小等于 ；方向

5、 。 三、計(jì)算題 圖3-7 1．如圖3-7所示，載流圓線(xiàn)圈通有電流為I，求載流圓線(xiàn)圈軸線(xiàn)上某點(diǎn)P的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 2．一個(gè)塑料圓盤(pán)，半徑為R，電荷q均勻分布于表面，圓盤(pán)繞通過(guò)圓心垂直盤(pán)面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω。求圓盤(pán)中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 ω dr r σ R 圖3-8 3．如圖3-9所示，真空中一無(wú)限長(zhǎng)圓柱形銅導(dǎo)體，磁導(dǎo)率為，半徑為R，I均勻分布，求通過(guò)S（陰影區(qū)）的磁通量。 圖3-10 4．如圖3-10所示，一半徑R的非導(dǎo)體球面均勻帶電，面密度為s，若該球以通過(guò)球心的直徑為軸用角速度w旋轉(zhuǎn)，求球心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。