《大学物理》练习题及详细解答-综合练习(五).doc

大学物理综合练习(五)电磁学教学班级： 序 号： 姓 名： 日 期： 一、选择题(把正确答案的序号填入括号内)1一长直导线折成如图所示之形状，已知，则点的磁感应强度为(A)； (B)；(C)； (D)。解：利用载流长直导线的磁场公式 ，2无限长直圆柱体半径为，沿轴向均匀流有电流。设圆柱体内()的磁感应强度为，圆柱体外()的磁感应强度为，则(A)、均与成正比； (B)、均与成反比；(C)与成反比，与成正比； (D)与成正比，与成反比。解：利用安培环路定理求解 ，3如图所示，流出纸面的电流强度为，流进纸面的电流强度为，该二电流都是稳定电流，则(A)； (B)； (C)； (D)。解：利用有磁介质时的安培环路定理求解 321-+44圆铜盘水平放置在均匀磁场中，的方向垂直盘面向上，当铜盘绕通过中心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时(A) 铜盘上产生涡流；(B) 铜盘上有感应电动势产生，铜盘中心处电势最高；(C) 铜盘上有感应电动势产生，铜盘边缘处电势最高；(D) 铜盘上有感应电流产生，沿铜盘转动的方向流动。解：铜盘上有动生电动势，相当于许多电源并联，但不形成回路。5在一根无限长载流直导线旁放置一矩形截流线圈，它们都在纸平面内，边平行于直导线，在磁场力作用下线圈将在纸平面内向什么方向运动?(A) 向上； (B) 向下； (C) 向左； (D) 向右。-+解：利用安培定律求解，。6一块半导体样品为，如图所示，沿方向通有电流，在方向加有均匀磁场，由实验测得样品薄片两侧的电位差，则(A) 此样品为P型半导体；(B) 此样品为N型半导体；(C) 此样品内有感应电流产生；(D) 载流子类型无法判断。解：利用洛仑兹力判断，。 7用线圈的自感系数来表示载流线圈磁场能量的公式(A) 只适用于无限长密绕螺线管；(B) 适用于自感系数一定的任意线圈；(C) 只适用于单匝圆线圈；(D) 只适用于一个匝数很多，且密绕的螺线环。解：是电源电动势克服自感电动势所做的功，适用于自感系数一定的任意线圈，线圈匝数、形状等已在自感系数中反映。8一平板空气电容器的两极板都是半径为的圆导体，在充电时，板间电场强度的变化率，若略去边缘效应，则两板间的位移电流为(A)； (B)； (C) ； (D)。解： 9在圆柱形空间内有一磁感应强度为的均匀磁场，如图所示。的大小以速率变化，在磁场中有、两点，其间可放直导线和弯曲的导线，则(A) 电动势只在导线中产生；(B) 导线中的电动势小于导线中的电动势；(C)电动势在、中都产生，且两者大小相等；(D)电动势只在导线中产生。解：产生涡旋电场，据 可判断。10两个自感应系数分别为、，半径均为的圆形线圈，圆心重合，线圈平面相互垂直。如图所示，则它们之间的互感系数(A) ；(B) ；(C) ；(D) 。解：线圈1（或2）的电流变化不会引起线圈2（或1）的磁通量的变化。二、填充题(单位制为SI)9cm1cm题2图题1图1 电流回路如图所示，弧线、为同心半圆环。某时刻一电子以速度沿水平向左的方向通过圆心点，则电子在该点受到的洛仑兹力大小为，方向 向下 。解：圆电流中点磁场：，方向 ，方向向下。2一长直导线通有电流，旁边放一直导线，通有电流。两导线在同一平面内，且相互垂直(如图)，则导线受到的作用力为。解：，方向向下。 N3一半径为的半圆形闭合线圈载有电流，放在均匀磁场中，线圈平面与磁场线平行，则线圈受到的磁场力矩；如果线圈在力矩作用下转，磁力矩做的功 。解：题4图题3图4一导线被弯成如图所示形状，为半径为的四分之三圆弧，长亦为，若此导线以角速度在纸平面内绕点匀速转动，匀强磁场的方向垂直纸面向内，大小为，则此导线中的感生电动势； O 点电势高。解：添后，整个线圈的感应电动势为零，所以 5如图所示，一无限长圆柱体半径为，均匀通过电流，则穿过图中阴影部分的磁通量为。解：由安培环路定理， 题6图rr题9图题5图6长直导线通有电流，方向如图所示，其旁有一矩形线圈,边与直导线平行，线圈与载流直导线共平面，则穿过此线圈的磁通量。解：由安培环路定理， 7一质点带有电荷，以速度在半径为 的圆上作匀速圆周运动，该带电质点在轨道中心所产生的磁感应强度；该带电质点轨道运动的磁矩。解：， 8长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成，两导体中有等值反向均匀电流通过，其间充满磁导率为的均匀磁介质，介质中离中心轴为的某点处的磁场强度，磁感应强度，磁场能量密度。解：由安培环路定理， ，9如图所示，半径为，电荷线密度为的均匀带电圆线圈，绕过圆心与圆平面垂直的轴以角速度转动，线圈中心处磁感应强度。解：三、计算题1在一半径为的无限长半圆柱形金属薄片中，自上而下地有电流通过，如图所示。试求圆柱轴线任一点处的磁感应强度。解：选择电流元 ，2如图所示，一内外半径分别为、的圆环均匀带电，电荷面密度为，绕其中心轴以角速度转动，求圆心处磁感应强度的大小和方向。r解：可看作由许多细圆环组成，任一圆环的带电量 方向垂直纸面向外3一无限长导线通有电流，其旁有一直角三角形线圈，通有电流，线圈与直导线在同一平面内，,边与直导线平行，试求，此线圈每一边受到的磁场的作用力。解：方向水平向左。，向下。不讲4如图所示形状的导线，通电流，放在一个与均匀磁场垂直的平面上，为半圆弧，长为,求导线受到的安培力的大小和方向。解：已知在均匀磁场中闭合电流回路所受的磁场力之和为零。设想添上、导线，使及分别构成两个闭合回路，所以，方向为沿纸面竖直向上。5两根平行长直导线，横截面的半径都是,中心相距为,属于同一回路，设两导线的内部磁通量都可略去不计，求这样一对导线长为的一段的自感。解：两导线之间任意一点磁感应强度介于这一对平行长直导线间长为一段面积的磁通量6一面积为的单匝平面线圈，以恒定角速度在磁感应强度的均匀磁场中转动，转轴与线圈共面且与垂直。设时线圈法向与同方向，求线圈中的感应电动势。解：7长为、质量为的均匀金属细棒，以为中心在水平面内旋转，棒的另一端在半径为的金属圆环上滑动，如图。棒端和金属环之间接一电