大学物理2习题答案省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

习题讨论课磁场部分济南大学泉城学院1/23第11章恒定电流磁场11.1选择题（1）有两条长直导线各载有5A电流，分别沿x、y轴正向流动。在(40,20,0)cm处是[]。解yzP(40,20,0)cmoI1I2x沿x、y轴正向流动电流分别用I1和I2表示。视两长直导线为无限长。则I1和I2在P点产生磁感应强度分别为济南大学泉城学院2/23（2）半径为a1圆形载流线圈与边长为a2方形载流线圈，通有相同电流，若两线圈中心O1和O2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处磁感应强度为方形载流线圈每个边电流在中心O2点处产生磁感应强度，等大同向，所以解D济南大学泉城学院3/23（3）无限长空心圆柱导体内、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大小与场点到圆柱中心轴线距离r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轴线为中心，以r为半径圆作为积分路径，得

B∴答案为B.济南大学泉城学院4/23(5)如图所表示,一细螺绕环，它由表面绝缘导线在铁环上密绕而成，每厘米绕10匝，当导线中电流I为2.0A时，测得铁环内磁感应强度大小为1.0T。则可求得铁环相对磁导率为[]解以螺绕环环心为圆心，以环平均半径r为半径圆周为积分路径，依据磁介质中安培环路定理得B济南大学泉城学院5/23解

依据磁场作用于载流线圈磁力矩公式其中(6)载流I方形线框，处于匀强磁场B中，如图所表示，线框受到磁力矩是[].正法线方向垂直向外，磁场方向水平向右，那么磁力矩M

方向竖直向上。A济南大学泉城学院6/2311.2填空题(1)在同一平面内有两条相互垂直导线L1和L2，L1为无限长直导线，L2是长为2a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上力对于O点磁力矩为

。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点磁力矩为xxr其在L1产生磁场中受到力为安培力为

济南大学泉城学院7/23(2)矩形截面螺绕环尺寸见图，则在截面中点处磁感应强度为

；经过截面S磁通量为

。

解沿以环心为圆心，以r为半径圆周为积分路径，应用安培环路定理drdS=hdrhS经过截面S磁通量为11.2填空题济南大学泉城学院8/23(5)如图，一个载流线圈绕组中通有电流I=3A，分别写出解依据磁介质中环路定理有所以有济南大学泉城学院9/23(6)图中所表示是一块半导体样品，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。试验所得数据是：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10/23若载流子为正电荷(空穴)，那么正电荷沿x轴正向运动，受到洛仑兹力方向沿y轴负向，A侧积聚正电荷，即UAA’>0。所认为p型半导体.已知依据霍尔电势差公式能够得到载流子浓度为济南大学泉城学院11/23解

能够把无限长直导线分为三部分，两侧半无限长直导线和中间圆弧。它们在O点产生磁感应强度均为垂直向里。(1)半无限长直导线在O点B直大小。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形状，其上载有电流I，计算圆心O点处B大小。济南大学泉城学院12/23(2)圆弧载流导线在O点B弧(3)O点处B大小为济南大学泉城学院13/2311.9电缆由导体圆柱和一同轴导体圆筒组成，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，如图所表示。设圆柱体半径为r1，圆筒内、外半径分别为r2、r3，若场点到轴线距离为r，求r从0到无穷大范围内各处磁感应强度大小。解沿以导线轴线为心，半径r圆周为积分路径，依据安培环路定理(1)当时，济南大学泉城学院14/23(2)当时(3)当时(4)当时，积分路径内电流为零，即济南大学泉城学院15/23解(1)已知载流线圈所受到力矩为半径为R=0.10m半圆形闭合线圈，载有电流I=10A,置于均匀外磁场中，磁场方向与线圈平面平行，B大小是。求(1)线圈所受力矩；(2)在力矩作用下，线圈转过90°时，力矩做功是多少？(2)力矩做功为11.17济南大学泉城学院16/23解(1)

依据磁介质内安培环路定理以细环环心为中心,r为半径

(在细环内)圆周为积分路径得11.24将磁导率为铁磁质做成一个细圆环，环上密绕线圈，单位长度匝数，形成有铁芯螺绕环。当线圈中电流I=4A时，试计算(1)环内B、H大小；所以济南大学泉城学院17/23解:

(1)沿以螺绕环心为中心，以r(在螺绕环细环内)为半径圆周为积分路径，应用磁介质中安培环路定理有得到管内H和B那么有(2)

若管内充满磁介质，则管内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大小；(2)若管内充满相对磁导率磁介质，管内B大小。济南大学泉城学院18/23一、选择题(1)

Ek和E分别是电源中非静电场和静电场场强，rI为内阻上电势降落，取从电源负极经电源内部到正极为积分路径，则解：依据电源电动势定义：积分路径是从电源负极经电源内部到正极，所以第一个积分为电源电动势。为电源内部电源两极间电势差，即路端电压，它降低方向与电动势升高方向相同。所以二者差，就是电源内阻上电势降第12章电磁感应与电磁场济南大学泉城学院19/23

12.2填空题解：闭合回路在匀强磁场中运动，转轴与磁场平行，所围面积内磁通量不变，所以回路中电动势等于0。依据动生电动势(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，如图所表示。则整个回路电动势为

，ab两端电动势大小为

，a点电动势比b点电动势

。0高badll方向b→a

济南大学泉城学院20/2312.3

如图所表示，长直载流导线载有电流I，一导线框与它处于同一平面内，导线ab可在线框上滑动。若ab向右以匀速度v运动，求线框中感应电动势大小。解

长直电流I在距它r远处面元ds=xdr处产生磁通量为经过导线框abcd磁通量为abcd济南大学泉城学院21/2312.7

均匀磁场B被限制在半径为R=0.10m

无限长圆柱空间内，方向垂直纸面向外，