《大学物理》第12单元课后答案 高等教育出版社

课后答案网，用心为你服务！ 大学答案 - 中学答案 - 考研答案 - 考试答案 最全最多的课后习题参考答案，尽在课后答案网（）！ Khdaw团队一直秉承用心为大家服务的宗旨，以关注学生的学习生活为出发点， 旨在为广大学生朋友的自主学习提供一个分享和交流的平台。 爱校园（） 课后答案网（） 淘答案（） 成绩登记号： 学号： 姓名： 单元十二 杭州电子科技大学 Page65 大学物理习题集 （上册） 单元十二（一） 安培力 磁场对电流的作用 单元十二（一） 安培力 磁场对电流的作用 一、选择题：一、选择题： 1. 如图所示导线框 a,b,c,d 置于均匀磁场中( B的方向竖直向上), 线框可绕 AB 轴转动.导线通电时, 转过角后,达到稳定平衡,如果导线改用密度为原来1 2/的材料做,欲保持原来的稳定平衡位置(即 不变), 可以采用哪一种办法? (导线是均匀的) 【 A 】 (A) 将磁场 B减为原来的1 2/或线框中电流强度减为原来的1 2/. (B) 将导线的 bc 部分长度减小为原来的1 2/. (C) 将导线 ab 和 cd 部分长度减小为原来的1 2/. (C) 将磁场 B减少 1/4, 线框中电流强度减少 1/4. a b c dAB 2. 在匀强磁场中,有两个平面线圈,其面积AA 1 2 2 , 通有电流I12I2, 它们所受的最大磁力矩之 比等于 【 C 】 MM 1/2 (A) 1 (B) 2 (C) 4 (D) 1/4 3. 有一由 N 匝细导线绕成的平面正三角形线圈,边长为 a, 通有电流 I, 置于均匀外磁场 B中,当线圈 平面的法向与外磁场同向时,该线圈所受的磁力矩值为: 【 D 】 Mm (A) 3 2 Na IB / 2 (B) 34 2 Na IB / (C) 3 2 Na IBsin 60 (D) 0 4. 如图所示,在磁感应强度 B的均匀磁场中,有一园形载流导线, a,b,c 是其上三个长度相等的电流元, 则它们所受安培力大小的关系为 【 C 】 (A) FFF ab c c b (B) FFF ab (C) FFF bca (D) FFF ac a b c I B I aa I 题 4 图 题 5 图 5. 无限长直载流导线与一个无限长薄电流板构成闭合回路,电流板宽为 a(导线与板在同一平面内),则 w w w .k h d a w .c o m 课后答案网 成绩登记号： 学号： 姓名： 单元十二 杭州电子科技大学 Page66 大学物理习题集 （上册） 导线与电流板间单位长度内的作用力大小为 【 C 】 (A) oI a 2 2 2 2ln (B) oI a 2 2 2 2ln (C) I a 2 2 2ln (D) oI a 2 22 2 2ln 6. 在同一平面上依次有 a,b,c 三根等距离平行放置的长直导线，通有同方向的电流依次为 1A、2A、 3A，它们所受力的大小依次为,则 cba FFF, c b F F 为 【 B 】 （A）4/9； （B）8/15； （C）8/9； （D）1 7. 一电子在水平面内绕一质子作半径为 R，角速度为的圆周运动，该处有一水平的匀强磁场 B， 该电荷系统受到的磁力矩为 【 B 】 （A） 4 2B qR M （B） 2 2B qR M （C） 3 2B qR M （D） 3 2 2B qR M 8. 一平面载流线圈置于均匀磁场中，下列说法正确的是 【 D 】 （A）只有正方形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。 （B）只有圆形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。 （C）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力和力矩一定为零 （D）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力一定为零，但力矩不一定为零。 二、填空题二、填空题： 7. 一圆线圈的半径为R, 载有电流I, 置于均匀外磁场 B中(如图示)在不考虑载流圆线圈本身所激发 的磁场的情况下,线圈导线上张力为_BIR_(已知载流圆线圈的法线方向与 B的方向相同). . . . . . I R B . I a b c B 题 7 图 题 8 图 8.一半园形载流线圈,半径为R, 载有电流I, 放在如图所示的匀强磁场 B中,线圈每边受到的安培力 BIR2Fab.BIR2Facb, 线圈受到的合力 F_0_. 线圈的磁矩 2 m RI 2 1 P_受到的磁力 矩 2 BIR 2 1 M. 9. 有两个竖直放置彼此绝缘的环形刚性导线(它们的直径几乎相等),可以绕它们的共同直径自由转动, 把它们放在互相垂直的位置上,若给它们通以电流,则它们转动的最后状态是两个环形导线平面平行， 电流方向一致。 w w w .k h d a w .c o m 课后答案网 成绩登记号： 学号： 姓名： 单元十二 杭州电子科技大学 Page67 大学物理习题集 （上册） 10. 形状如图所示的刚性导线， 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FBRlI)2(。 11. 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 3 a x 。 12. 均匀磁场B中放一均匀带正电荷的圆环，半径为R，电荷线密度为，圆 环可绕与环面垂直的转轴旋转，转轴与磁场B垂直，当圆环以角速度转动 时，圆环受到的磁力矩为。 三、判断题：三、判断题： 13. 在均匀磁场中，安培力公式 L BlIdF 就可简化为BLIF 。 【 错 】 14. 均匀磁场中有一均匀带电的导体球壳，绕直径转动。如果转动轴和磁场平行，则该导体球壳受 到磁力矩的作用最大。 【 错 】 15. 一段电流元在磁场中受到的安培力总是垂直于磁场方向。 【 对 】 lId 16. 两个平行放置的同轴圆环形导体，若通以电流后，它们彼此排斥，则两环中电流流动的方向平 行。 【 错 】 四、计算题：四、计算题： 17. 一无限长直导线通以电流, 其旁有一直角三角形线圈通以电流, 线圈与长直导线在同一平 面内,尺寸如图所示求bc两段导线所受的安培力. I1I2 ca, I1 I2 a b c Ld L 解：bc边上各点的磁感应强度相等，bc边受到的安 培力大小：LBIF 2bc ， )Ld(2 I B 10 ， )Ld(2 LII F 210 bc ，方向向左； 选取如图所示的坐标，ca边的电流元I2dl受到的安培力：FdBlId 将k x2 I B 10 和)sinjcosi(dll d ， cos dx dl 代入 题 10 图 题图 I a d o R c b l B I I I2 x a A B 题 11.图 w w w .k h d a w .c o m 课后答案网 成绩登记号： 学号： 姓名： 单元十二 杭州电子科技大学 Page68 大学物理习题集 （上册） (3)计算题 )cosjsini ( cos dx x2 II Fd 210 )cosjsini ( cos dx x2 II FdF 210 d ld ca ，)jtgi ( d ld ln 2 II F 210 ca ， 1tg，)ji ( d ld ln 2 II F 210 ca ，安培力大小： d ld ln 2 II F 210 ca 18. 一边长a的正方形铜线圈,放在均匀外磁场中,c10m B竖直向上,且BT 9410 3 . 线圈中 电流为 I=10A. (1) 今使线圈平面保持竖直,问线圈所受的磁力矩为多少?M=9.410 -4Nm (2) 假若线圈能以某一条水平边为轴自由摆动,问线圈平衡时,线圈平面与竖直面夹角为多少?(已知 铜线横截面积S=2.00mm 2 铜的密度).15.189 3 ./g cm 0 解：在均匀磁场中，通电线圈的受到的磁力矩： BpM m ，sinIBSM 线圈平面保持竖直时：1sin IBSM , mN109.4M -4 当线圈受到的磁力矩和重力矩相等时，线圈处于平衡状态。 磁力矩：cosIBSMm，重力矩：sinamgsin 2 a mg2Mg，sinmga2Mg mg为线圈一个边所受的重力：asgmg 所以：，sinsga2cosIBS 2 sg2 IB tg ， 0 1 . 15 19. 如图所示,有一半径为R的圆形电流, 在沿其直径AB方向上有一 无限长直线电流,方向见图,求: (1) 半圆弧AaB所受作用力的大 小和方向;(2) 整个圆形电流所受作用力的大小和方向. I2 I1 解：选取如图所示的坐标，电流I1在半圆弧AaB 上 产生的磁感应强度大小为： cosR2 I B 10 ，方向如图所示。 在AaB上选取如图所示的电流元I2dl，受到的安培力为： )jsindlicosdl( cosR2 II Fd 210 , )jdtgid( 2 II Fd 210 半圆弧AaB所受作用力：)jdtgid( 2 II F 2 2 210 AaB ，i 2 F 210 AaB II w w w .k h d a w .c o m 课后答案网 成绩登记号： 学号： 姓名： 单元十二 I1在右半圆弧上产生的磁感应强度大小为： sinR2 I B 10 ，方向如图所示。 在右半圆弧上选取电流元I2dl，受到的安培力为：)jcosdlisindl( sinR2 II Fd 210 将dl=Rd代入上式得到：)jdctgid( 2 II Fd 210 右半圆弧所受作用力：)jdctgid( 2 II F 0 210 ，i 2 II F 210 整个圆形电流所受作用力：FFF AaB ，iIIF 210 20. 均匀带电刚性细杆AB, 电荷线密度为, 绕垂直于直线的轴O以角速度匀速转动(O点在细杆 AB 延长线上), 求: (1) O 点的磁感应强度 ; Bo a ba Bo ln 4 0 (2) 磁矩 ; Pm)( 33 6 abaPm a b o A B 解：在刚性细杆AB上选取电荷元dr，该电荷元旋转 形成的电流元： T dr dI ， 2 dr dI 此圆形电流在O点产生的磁感应强度的大小为： r2 dI dB 0 o ，将dI代入上式得到： dr r4 dB 0 o 匀速旋转的刚性细杆AB在O点产生磁感应强度大小： dr r 1 4 B ba a 0 o ， a ba ln 4 B 0 o 圆形电流dI的磁矩：，将dIrdP 2 m 2 dr dI 代入得到： 2 drr dP 2 m 匀速旋转的均匀带电刚性细杆AB的磁矩： 2 drr P 2 ba a m ，a)ba( 6 P 33 m 杭州电子科技大学 Page69 大学物理习题集 （上册） w w w .k h d a w .c o m 课后答案网 作业登记号 学号 姓名 单元十二 杭州电子科技大学 Page70 大学物理习题集 （上册） 单元十二（二）带电粒子在电场和磁场中的运动单元十二（二）带电粒子在电场和磁场中的运动 一、选择题选择题： 1. 一带电粒子以速度垂直射入匀强磁场 v B中,它的运动轨迹是半径为 R 的圆, 若要半径变为 2R,磁 场 B 应变为: 【 C 】 ( )( )( )()ABBBCBD22 1 2 2 2 B 2. 图中所示是从云室中拍摄的正电子和负电子的轨迹照片,均匀磁场垂直纸面向里,由两条轨迹可以 判断 【 C 】 (A) a 是正电子,动能大. (B) a 是正电子, 动能小. (C) a 是负电子,动能大. (D) a 是负电子,动能小. 3. 从电子枪同时射出两电子,初速分别为 V 和 2V,方向如图所示, 经均匀磁场偏转后,先回到出发点 的是: 【 A 】 (A) 同时到达 (B) 初速为 V 的电子 (C) 初速为 2V 的电子 XXXX XX XX XXXX XX XX 2vv 二、填空题填空题： 4. 在一均匀磁场中,一半径为 R 的载流半圆线圈由图示位置旋转 2 ,外磁场 B所作的功 IBR 2 1 A 2 . I B R A CD B 题 4 图 题 5 图 5. 一等腰直角三角形 ACD,直角边长为 a, 线圈维持恒定电流 I, 放在磁感应强度为 B的均匀磁场中, 线圈平面与磁场方向平行,如图.如果 AC 边固定,D 点绕 AC 边向纸面外旋转/ 2,则磁力所作的功为 IBa 2 1 2 ; 如果 CD 边固定,A 点绕 CD 边向纸面外旋转/ 2,则磁力作的功为_0_, 如果 AD XXXX XX XX XXXX XX XX a b w w w .k h d a w .c o m 课后答案网 作业登记号 学号 姓名 单元十二 杭州电子科技大学 Page71 大学物理习题集 （上册） 边固定,C 点绕 AD 边向纸面外旋转/ 2,则磁力所作的功为IBa 4 2 2 . 6. 如图所示的霍尔片,通过自左向右的电流, B的方向垂直于纸面向里,则得U, 则此霍尔片 属_n U A B _型半导体. 7. 若质子和电子都在垂直于同一磁场的平面内作半径相同的圆周运动,它们的质量分别为, 则 mm Pe , (1) 质子和电子的动量大小之比为1:1；. (2) 质子和电子的动能之比为 p e m m . (3) 质子和电子各自绕圆形轨道一周所需时间比为 e p m m . 8. 在电场强度 E和磁感应强度 B方同一致的匀强电场和匀强磁场中,有一运动着的电子, 某一时刻 速度的方向如图(1) 和图(2) 所示,则该时刻运动电子的法向和切向加速度的大小分别为(设电子的 质量为 m,电量为 e) V v E BB E V 图(1) 图(2) 22 n n E)vB( m e a 0a 0a E m e a t t 三、判断题判断题： 9. 一个电子在磁场中作圆周运动时，洛仑兹力不作功；当它作螺旋线运动时，洛仑兹力也不作功。 【 对 】 10. 如果一个电子在通过空间某一区域时不偏转，则这个区域一定没有磁场。 【 错 】 四、计算题计算题： 11. 在显像管里,电子沿水平方向从南向北运动,动能是 1.210ev, 该处地球磁场的磁感应强度在竖 直方向的分量的方向向下, 大小是 0.5510T, 问: 4 4 (1) 由于地球磁场的影响,电子如何偏转? (2) 电子的加速度多大?6.2810 14m/s2 (3) 电子在显像管内运动 20cm 时,偏转有多少?2.98mm XXXX XX XX XXXX XX XX v B e 20cm w w w .k h d a w .c o m 课后答案网 作业登记号 学号 姓名 单元十二 解：根据电子在磁场中受到的洛仑兹力向右，电子将向右偏转。 电子运动的动能： 2 k mv 2 1 E， m E2 v k 杭州电子科技大学 Page72 大学物理习题集 （上册） 电子的加速度