大学物理电磁学测试题

1、大学物理电磁学测试题 舱室 姓名 一选择 ?1. 一元电流在其环绕的平面内各点的磁感应强度B 【 】 (A) 方向相同， 大小相等； (B) 方向不同，大小不等； (C) 方向相同， 大小不等； (D) 方向不同，大小相等。 2. 以下各种场中的保守力场为: 【 】 (A) 静电场； (B) 稳恒磁场； (C) 涡旋电场； (D) 变化磁场。 ?3. 一带电粒子以速度v垂直射入匀强磁场B中，它的运动轨迹是半径为R的圆， 假设要半径变为2R， 磁场B应变为： (A) 【 】 2B(B)2B(C)1B2(D)2B 2 ?4. 如下图导线框a，b，c，d置于均匀磁场中(B的方向竖直向上)， 线框可绕

2、AB轴转动。导线 通电时，转过?角后，到达稳定平衡，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)， 可以采用哪一种方法？ (导线是均匀的) 【 】 ? (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局部长度减小为原来的1/2； (C) 将导线ab和cd局部长度减小为原来的1/2； ?(D) 将磁场B减少1/4， 线框中电流强度减少1/4。 5. 如下图，L1,L2回路的圆周半径相同， 无限长直电流I1,I2， 在L1,L2内的位置一样，但在 (b) 图中L2外又有一无限长直电流I3， P1与P2为两圆上的对应点，在以下结

3、论中正确的结论是 选择题(4) (A) L1?B?dl?B?dl,且BP1?BP2 (B) L2 L2?B?dl?B?dl,且BP1?BP2 L1L2 【 】 ?(C) B?dl?B?dl,且BP1?BP2 (D) L1L1?B?dl?B?dl,且BP1?BP2 L2 1 二填空 1.两根平行金属棒相距L，金属杆a，b可在其上自由滑动，如下图在两棒的同一端接一电动势为E，内阻R的电源，忽略金属棒及ab ?B杆的电阻，整个装置放在均匀磁场中，那么a，b杆滑动的极限速 度 。 2. 如下图，XOY和XOZ平面与一个球心位于O点的球面相交，在得到的两个圆形交线上分别流有强度相同的电流，其流向各与y轴

4、和z轴的正方向成右手螺旋关系，那么由此形成的磁场在O点的方向为: 3. 图示为三种不同的磁介质的填空题(2)BH关系曲线,其中虚线表示的是B?oH关系.说明a, b, c各代表哪一类磁介质的BH关系曲线: a代表的BH关系曲线 b代表的BH关系曲线 c代表的BH关系曲线 4. 一电量为q的带电粒子以角速度?作半径为R的匀速率圆运动， 在圆心处产生的磁感应强度 。 5. 有一根质量为m， 长为l的直导线，放在磁感应强度为B的均匀磁场中填空题(3)填空题?5 ? ?B的方向在水平面内，导线中电流方向如下图，当导线所 受磁力与重力平衡时，导线中电流 。 6.半径为R的细圆环均匀带电，电荷线密度为?，

5、假设圆环以角速度?绕通过环心并垂直于环面的轴匀速转动，那么环心处的磁感应强 度 ，轴线上任一点的磁感应强度 。 2 三计算。 1. 如图， 一根无限长直导线，通有电流I， 中部一段弯成圆弧形，求图中O点磁感应强度的大小。 柱的轴平行，但不重合，两轴间距为a且a?R2， 现有电流I沿 导体管流动，电流均匀分布在管的横截面上，而电流方向与管的轴 线平行。 求 (1) 圆柱轴线上的磁感应强度的大小 (2) 空心局部轴线上磁感应强度的大小。 计算题(3)计算题(1) 2. 如下图一根外半径为R1的无限长圆形导体管，管内空心局部的半径为R2，空心局部的轴与圆 (3)设R1?10mm,R2?0.5mm,a

6、?5.0mm,I?20A分 别计 算上述两处磁感应强度的大小。 3 半径为R 的圆片均匀带电，电荷面密度为，令该圆片以角速度 绕通过其中心且垂直于圆平面的轴旋转求轴线上距圆片中心为x 处的P 点的磁感强度和旋转圆片的磁矩 3 4. 如下图，一半径为R的无限长圆柱面导体，其上电流与其轴线上一无限长直导线的电流等值反向，电流I在半圆柱面上均匀分布。求： (1) 轴线上导线单位长度所受的力； (2) 假设将另一无限长直导线 通有大小方向、与半圆柱面相同的电流I 代 替圆柱面，产生同样的作用力，该导线应放何处？ 5 螺绕环平均周长l=10cm, 环上线圈N=200匝, 线圈中电流 I=100mA,试求

7、： (1) 管内H和B的大小； (2) 假设管内充满相对磁导率?r?4200的磁介质,管内的B 和 的大小。 H计算题(5) 1，C. 2， A 3. C 4 A 5. C 1.v?E 2 .在OYZ平面，与Y, Z成450。3.铁磁质 顺磁质 抗磁质 BL 4 ?q?mg14.B?0。5.I? 6.B0?0? B? Bl24?R ?0?R3 2(R2?x2) 32 1.? 根据磁场叠加原理，O点的磁感应强度是 (?A)、(ABC)和(C?)三段共同产生的。 (?A)段在O点磁感应强度大小： ?0I (cos?1?cos?2) 4?x ?1 ?2?，x?acos?a代入 将?1?0， B1?

8、6 3 2 得到：B1? 3?0I (1?)，方向垂直于纸面向里； 2?a2 O 点磁感应强度大小： (C?)段在 B2? ?0I (cos?1?cos?2) 4?x ?1 ?2?，x?acos?a带入得到：将?1?， 6 3 2 计算题(1) 3?0I B2?(1?)，方向垂直向里； 2?a2 (ABC)段在O点磁感应强度大小：B3? 垂直于纸面向里。 ?0 4?0I2?0IIdl B?(a)B?，方向3?a234?a236a O点磁感应强度的大小：B?B1?B2?B3，B? ?0I 6a ? ?0I3 (1?), 方向垂直于纸面向里。 ?a2 2.? 应用补偿法计算磁感应强度。空间各点的磁

9、场为外半径 IR12 为R1、载流为I1?的无限长圆形导体管和电流方向相反、半径(?R)?2 222 ?(R1?R2)R1?R2 I 2 1 2IR2 为R1、载流为I2?的无限长圆形导体管共同产生的。 (?R)?2 222 ?(R1?R2)R1?R2 I 2 2 圆柱轴线上的磁感应强度的大小：B?B1?B2，B1?0 2 ?0I2?0IR2?6 B?B2?B?2?10T ，B?，22 2?a2?a(R1?R2) 5 空心局部轴线上磁感应强度的大小：B?B1?B2，B2?0，B1?2?a?0I1(?a2) 2?R1 ?0IaI1aIR12?4B?2?10T ，将带入：，B?B1?0I?1222

10、222?R12?(R1?R2)R1?R2 3.分析 旋转的带电圆盘可等效为一组同心圆电流，在盘面上割取细圆环如下图，其等效圆电流 dI?2rdr?rdr T 此圆电流在轴线上点P 处激发的磁感强度的大小为 0r2dIdB?2r2?x23/2 所有圆电流在轴线上激发的磁场均沿Ox 轴，因而点P 处的合磁场为B?dB由磁矩的定义，等效圆电流的磁矩dm?rdI，方向沿Ox 轴正向，将不同半径的等效圆电流磁矩叠加可以得到旋转圆片的磁矩 2? m?r2dI 解 由上述分析可知，轴线上x 处的磁感强度大小为 B?R 0?0r3 dr0?R2?2x2?2x?2r2?x23/22?x2?R2?B? 圆片的磁矩

11、m 的大小为 R?00?0?22r3?dr?2x? 2(r2?x2)3/22? R1m?r3dr?R4 04 磁感强度B 和磁矩m 的方向都沿Ox 轴正向 4.? 选取如下图的坐标，无限长圆柱面导体上“无 限长电流元：dI?IId?(Rd?)? ?R? 在轴线上的磁感应强度无限长导线产生的磁感应强度: 6 ? ?0Id?IdB?(?isin?jcos?), B?0 22?R2?R?2? 2?0I?(?isin?jcos?)d?, B?2j ?R?dF?iIBdl (1) 轴线上长度为dl导线受的力安培力公式：?dF?0I2 ?iIB，f?i2 轴线上导线单位长度所受的力：f?dl?R (2) 设放入的无限长导线距离O点为x， 令 5.? 选取如下图的环形回路 根据介质中的安培环路定理：?0I?0I?Rj