大学物理习题答案2

习题讨论课磁场部分济南大学泉城学院第11章恒定电流的磁场11.1选择题（1）有两条长直导线各载有5A的电流，分别沿x、y轴正向流动。在(40,20,0)cm处的是[]。解yzP(40,20,0)cmoI1I2x沿x、y轴正向流动的电流分别用I1和I2表示。视两长直导线为无限长。则I1和I2在P点产生的磁感应强度分别为济南大学泉城学院（2）半径为a1的圆形载流线圈与边长为a2的方形载流线圈，通有相同的电流，若两线圈中心O1和O2的磁感应强度大小相同，则半径与边长之比a1:a2为[].a1O1a2O2a2/2圆形载流线圈在其圆心O1处的磁感应强度为方形载流线圈每个边的电流在中心O2点处产生的磁感应强度，等大同向，所以解D济南大学泉城学院（3）无限长空心圆柱导体的内、外半径分别为a和b，电流在导体截面上均匀分布，则在空间各处B的大小与场点到圆柱中心轴线的距离r的关系，定性地分析为[

].解

载流体为无限长空心圆柱导体，安培环路定理沿以空心圆柱导体的轴线为中心，以r为半径的圆作为积分路径，得

B∴答案为B.济南大学泉城学院(5)如图所示,一细螺绕环，它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成，每厘米绕10匝，当导线中的电流I为2.0A时，测得铁环内的磁感应强度的大小为1.0T。则可求得铁环的相对磁导率为[]解以螺绕环的环心为圆心，以环的平均半径r为半径的圆周为积分路径，根据磁介质中的安培环路定理得B济南大学泉城学院解

根据磁场作用于载流线圈的磁力矩公式其中(6)载流I的方形线框，处在匀强磁场B中，如图所示，线框受到的磁力矩是[].正法线方向垂直向外，磁场的方向水平向右，那么磁力矩M

的方向竖直向上。A济南大学泉城学院11.2填空题(1)在同一平面内有两条互相垂直的导线L1和L2，L1为无限长直导线，L2是长为2a的直导线，二者相对位置如图。若L1和L2同时通以电流I，那么作用在L2上的力对于O点的磁力矩为

。解建立坐标系如图。OIL2aa2aIL1

在距直导线L1为x

远处取电流元Idl，方向该力对O点的磁力矩为xxr其在L1产生的磁场中受到的力为安培力为

济南大学泉城学院(2)矩形截面的螺绕环尺寸见图，则在截面中点处的磁感应强度为

；通过截面S的磁通量为

。

解沿以环心为圆心，以r为半径的圆周为积分路径，应用安培环路定理drdS=hdrhS通过截面S的磁通量为11.2填空题济南大学泉城学院(5)如图，一个载流线圈绕组中通有电流I=3A，分别写出解根据磁介质中的环路定理有所以有济南大学泉城学院(6)图中所示的是一块半导体样品，其体积是a×b×c。沿x方向通有电流I，在z方向有均匀磁场B。实验所得的数据是：a=0.10cm，b=0.35cm，c=1.0cm，I=1.0mA，B=0.3T，两侧电压UAA’=6.65mV。该半导体样品载流子浓度是

，是正电荷导电(p)型还是负电荷导电(n)型

。解

已知磁场方向沿z轴正向、电流方向沿x轴正向。若载流子为负电荷，那么负电荷沿x

轴负向(与电流方向相反)运动，受到的洛仑兹力方向也沿y

轴负向，A侧积聚负电荷，即UAA’<0.济南大学泉城学院若载流子为正电荷(空穴)，那么正电荷沿x轴正向运动，受到的洛仑兹力方向沿y轴负向，A侧积聚正电荷，即UAA’>0。所以为p型半导体.已知根据霍尔电势差公式可以得到载流子的浓度为济南大学泉城学院解

可以把无限长直导线分为三部分，两侧的半无限长直导线和中间的圆弧。它们在O点产生的磁感应强度均为垂直向里。(1)半无限长直导线在O点的B直的大小。由左侧半无限长直导线右侧半无限长直导线11.4将一无限长直导线弯成图示的形状，其上载有电流I，计算圆心O点处B的大小。济南大学泉城学院(2)圆弧载流导线在O点的B弧(3)O点处B的大小为济南大学泉城学院11.9电缆由导体圆柱和一同轴的导体圆筒构成，使用时电流I从导体流出，从另一导体流回，电流均匀分布在横截面上，如图所示。设圆柱体的半径为r1，圆筒的内、外半径分别为r2、r3，若场点到轴线的距离为r，求r从0到无穷大范围内各处的磁感应强度的大小。解沿以导线的轴线为心，半径r的圆周为积分路径，根据安培环路定理(1)当时，济南大学泉城学院(2)当时(3)当时(4)当时，积分路径内的电流为零，即济南大学泉城学院解(1伐)已知拌载流足线圈内所受葱到的让力矩袜为半径为R=0.10m的半圆形闭合线圈，载有电流I=10A,置于均匀的外磁场中，磁场方向与线圈平面平行，B的大小是。求(1)线圈所受的力矩；(2)在力矩的作用下，线圈转过90°时，力矩做的功是多少？(2液)力矩节做的蓄功为11政.1煮7济南立大学胃泉城果学院解(1)根据刷磁介指质内戏的安枪培环蚂路定邻理以细饥环的衡环心油为中掉心,r为半径(在细踩环内)的圆取周为肥积分炸路径薪得11.24将磁导率为的铁磁质做成一个细圆环，环上密绕线圈，单位长度匝数，形成有铁芯的螺绕环。当线圈中电流I=4A时，试计算(1)环内B、H的大小；所以济南退大学密泉城膜学院解:(1压)沿以感螺绕喘环心厘为中比心，该以r(在螺辣绕环各的细份环内)为半格径的渗圆周蚂为积隆分路铅径，痒应用撑磁介献质中角的安舅培环外路定敲理有得到屋管内贫的H和B那么果有(2就)若管日内充河满磁摘介质，则诞管内督的B为11.25螺绕环平均周长，环上线圈匝,线圈中电流。试求：(1)管内B和H的大小；(2)若管内充满相对磁导率的磁介质，管内B的大小。济南辛大学钉泉城偿学院一、庭选择玻题(1怒)Ek和E分别疑是电爪源中吃的非纲静电疑场和框静电台场的赞场强琴，rI为内倦阻上桨的电胆势降麻落，世取从鹊电源裳负极油经电换源内愿部到万正极视为积胞分路切径，左则解：根据梦电源室电动虚势的妇定义笨：积分和路径丽是从饭电源测的负辩极经兄电源叶内部谈到的中正极究，所检以第灾一个权积分鱼为电浓源的烦电动益势。为电源内部电源两极间的电势差，即路端电压，它降低的方向与电动势升高的方向相同。所以二者的差，就是电源内阻上的电势降第12章仓电边磁感徐应与允电磁障场济南担大学踩泉城聋学院12饶.2填空两题解：闭合叨回路都在匀疲强磁仍场中昨运动吨，转臭轴与疯磁场昼平行显，所顿围面移积内江的磁众通量籍不变乱，所畜以回异路中得电动献势等脏于0。根据控动生婶电动次势(1)把一根导线弯成平面曲线放在均匀磁场B中，绕其一端a以角速度ω逆时针方向旋转，转轴与B平行，如图所示。则整个回路电动势为

，ab两端的电动势大小为

，a点的电动势比b点的电动势

。0高badll方向b→a济南新大学洗泉城双学院12竖.3如图痰所示悦，长滩直载智流导域线载侄有电喊流I，一拳导线稼框与拆它处脱在同粉一平准面内眼，导病线ab可在渗线框悄上滑感动。秩若ab向右隔以匀建速度v运动罚，求鸽线框弓中感厨应电困动势繁的大慌小。解长直唇电流I在距衡它r远处驰的面葬元ds=xdr处产减生的符磁通停量为通过孩导线礼框ab膛cd的磁搞通量满为abcd济南狗大学腾泉城涌学院12牧.7均匀只磁场B被限郑制在欧半径织为R趴=0.燥10到m的无而限长色圆柱省空间般内，鸡方向秃垂直卷纸面殊向外护，设静以dB/dt=10质0T鼓/s的兰变化腔率增苗加，雕已知θ=π/3,oa=妈ob虏=0.锹04云m,求等本