数理系大学物理磁学试卷A解答(电子系13级通信工程)

合肥学院2013至2014学年第2学期大学物理A磁学部分阶段考试卷A解答电子系2013级通信工程（1）（2）班 学号 姓名 成绩 一、填空题（共30分）1如图所示，在无限长载流直导线附近作一球形闭合曲面S，当曲面S远离长直导线时，穿过曲面S的磁通量和面上各点的磁感应强度B将如何变化？（ B ）（A）不变，B不变；（B）不变，B减小；（C）减小，B不变；（D）增加，B减小。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，则在圆心O处的磁感应强度大小为多少? （ B ）（A）； （B）；（C）； （D）。3如图（a）和（b）中各有一半径相同的圆形回路、，圆周内有电流，其分布相同，且均在真空中，但在（b）图中回路外有电流，、为两回路上的对应点，则：（ A ）（A），；（B），；（C）， ；（D），。4两根长度L相同的细导线分别密绕在半径为和（）的两个长直圆筒上形成两个螺线管，两个螺线管长度相同，通过的电流相同，则在两个螺线管中心的磁感应强度的大小之比为： （ A ）（A）； （B）； （C）2； （D）3。5有一半径R的单匝圆线圈，通有电流I，若将该导线弯成匝数N = 2的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则线圈的磁矩是原来的（ C ） (A) 1/8倍；(B) 1/4倍；(C) 1/2倍；(D) 1倍。6如图所示的一细螺绕环，它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成，每米绕匝当导线中的电流为时，测得铁环内的磁感应强度的大小为，则可求得铁环的相对磁导率为（ B ）(A) ；(B) ；(C) ；(D) 。7两载有电流的细导线分别均匀密绕在半径为和的长直圆桶上形成两个螺线管，两螺线管单位长度上的匝数相等，设，则两螺线管中的磁感应强度大小和应满足（ B ）(A)； (B) ；(C) ； (D) 8如图所示，在圆柱形空间有一磁感强度为的均匀磁场，的大小以速率变化，在磁场中有A、B两点，其间可放置一直导线和一弯曲的导线，则有下列错误的选项为：（ D ）（A）直导线中有感生电动势产生； （B）弯曲的导线中有感生电动势产生；（C）直导线电动势比弯曲导线的小；（D）直导线和弯曲的导线中的感生电动势大小相等。9如图所示，有一平板电容器，在它充电时（忽略边缘效应），沿环路L1、L2磁场强度的环流中，正确的选项为：（ B ）（A）； （B）；（C）；（D）。10有两个线圈，线圈1和线圈2，互感系数为M。若它们分别流过i1和i2的变化电流，且，并设由i2变化在线圈1中产生的互感电动势为，由i1变化在线圈2中产生的互感电动势为，则论断正确的是：（ C ）（A）；（B）；（C）；（D）。二、选择题（共30分）11形状如图所示的半圆导线，通有电流I，放在与匀强磁场垂直的平面内，导线所受的磁场力F=。12 如图所示，平行放置在同一平面内的三条载流长直导线，要使导线AB所受的安培力等于零，则x等于。13有一磁矩为的载流线圈，置于磁感应强度为的均匀磁场中，与的夹角为，那么：当线圈由转到时，外力矩作的功为。14半径为a的无限长密绕螺线管，单位长度上的匝数为n，螺线管导线中通过交变电流，则围在管外的同轴圆形回路（半径为r）上的感生电动势大小为：。15如图所示，一个小型圆形线圈A有N1匝，半径为r，将此线圈放在另一半径为R（Rr），匝数为N2的圆形大线圈B的中心，两者同轴共面，则此二线圈的互感系数M为 。16有一相对磁导率为500的环形铁芯，环的平均半径为10cm，在它上面均匀地密绕着150匝线圈，要使铁芯中的磁感应强度为0.15T，应在线圈中通过的电流为。17如图所示，ABCD是无限长导线，通以电流I，BC段被弯成半径为R的部分圆环，CD与AB的延长线通过圆心O，则圆心O处的磁感应强度大小为。18平行板电容器的电容为，两极板上电压变化率为，若忽略边缘效应，则该电容器中的位移电流为。19感生电场是由产生的，它的电场线是涡旋的。20一自感系数为0.25H的线圈，当线圈中的电流在0.01s内由4A均匀地减小到零。线圈中的自感电动势的大小为。三、计算题17一根同轴电缆线由半径为R1的长导线和套在它外面的半径为R2的同轴薄导体圆筒组成，两导体中间为真空，如图所示。传导电流沿导线外壁向上流去，导线内部没有电流，由圆筒壁向下流回，求空间各区域内的磁感强度B分布。解：利用安培环路公式 时，得：，有：时，得：，有：时，得： ，有：18一通有向上的电流I1的一截导线放置在无限长直导线旁边，并和直导线在同一平面内，且无限长直导线的电流为I2，求：（1）此导线所受的安培力的大小和方向；（2）此导线对于A点的力矩大小。解：（1）磁