大学物理下 磁场对电流的作用习题册讲解

1、一、选择题1C 2B 3A 4ArR2两个在同一平面内的同心圆线圈，大圆半径为R，通有电流I1，小圆半径为r，通有电流I2，电流方向如图4-2所示，且那么，在小线圈从图示位置转到两线圈平面相互垂直位置的过程中，磁力矩所作的功A为 20 12IIrR20 122IIrR20 12IIrR20 122IIrR （B）(C)（D）(A)I2OrI1R图4-2rR102I OIBR1220 1222(0)2I OIAIIr BIrR 大圆电流在小圆范围产生的磁场可看作是均匀的，且近似等于大圆电流在其圆心O处产生的磁场，即小圆由平行位置转过90时磁力矩做功为I2OrI1R图4-220 12IIrR20

2、122IIrR20 12IIrR20 122IIrR （B）(C)（D）(A)解：由于Bl IFabcd图4-44如图4-4，匀强磁场中有一矩形通电线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下，线圈发生转动，其方向是 （A）ab边转入纸内，cd边转出纸外； （B）ab边转出纸外，cd边转入纸内； （C）ad边转入纸内，bc边转出纸外； （D）ad边转出纸外，bc边转入纸内。由此可判断ab边受力指向纸内，cd边受力指向纸外。答案：A解：载流直导线在均匀磁场中受力为 或者求出通电线圈磁矩向外，受力矩向下。 ab边向内转动，cd边向外转动。二、填空题二、填空题 1答案：/mBP IM = 0。2答案 ab

3、7702sin450.8 2 10 T1.13 10 T4aevBr （1）质子A经过点的瞬间在点所产生的磁感应强度方向垂直于纸面向外。b022323sin4542.56 2 10N3.6 10NabbevFev Bevr（2）质子B在点所受到的洛伦兹力45ABabvavb图4-5453答案：（1）霍尔；（2）1Anq 420 10 TB2.0cmR 5.0cmh 67.57 10 m/sv 68 17/coshvTvT22RmTveB22226/27.57 10 m/s4eBhvvvRmRhvB图4-74一电子在的磁场中沿半径为的螺旋线运动，螺距为（1）这电子速度的大小（2）方向答案：解：依

4、题意，有 式中， /2222/cos2vhvvRh1125coscos 0.3768 171625eBRvm/2heBhvTm2.3 (T)Bk xyzyzyzzyxzxyFqvBe v iv jv kB jB kev Bv Biv B jv B k13132.7 101.5 10NxyzFF iF jF kij 0yB 13132.7 101.5 10zyxBe ve v答案：解：而两式相等得：191.6 10Ce xvyv将及题给或2.3 (T)Bk代入，得。 554.0 107.2 10m/svij13132.7 101.5 10NFij 0 xB B 5一个速度均匀磁场中受到的力为如果

5、则的电子，在三、计算题三、计算题1答案：59.2 10 NF方向：垂直于ab向上 mMpB22max12 54 100.60.181N/mmMp BnISB 1sin2mMMp Bmax1sin2301502解：21cos4MQR B图4-9ROB3如图4-9所示，盘面与均匀磁场B成角的带电圆盘，半径为R，电量Q均匀分布在表面上，当圆盘以角速度绕通过圆盘中心与盘面垂直的轴线转动，求圆盘在磁场中所受的磁力矩。2QR2dqrdr 圆盘的电荷面密度为取距圆盘中心r处，宽度为dr的圆环，则此圆环上的电量为圆环的等效电流为22dIfdqrdrrdr 对应磁矩 3mdPSdIr dr电流dI所围的面积2S

6、r答案：图4-9ROB对应磁矩 3mdPSdIr dr电流dI所围的面积2Sr总磁矩 30421144RmmPdPr drRQR磁力矩mMPB其数值 4211sincos424MR BQR BOO IFm g1l2l图4-10磁场力的力矩为21 22coscoscosFMFlBIl lBIl重力的力矩为212221sin2sin2sin2mgMgSl lgSllgSlOO22mmS 38.9g/cm1510AI 4截面积为S、密度为 的铜导线被弯成正方形的三边，竖直向上的匀强磁场中，当导线中的电流为I时，导线离开原来的竖直位置偏转一个角度 而平衡。求磁感应强度。若问磁感应强度大小为多少？ 可以绕水平轴转动，如图4-10所示。导线放在方向FmgMM3622 8.9 109.82 10tantan1510gSBI 2233.84 10tan153.84 100.2689.35 10 T OO IFm g1l2l图4-1021 22coscoscosFMFlBIl lBIl重力的力矩为212221sin2sin2sin2mgMgSl lgSllgSl磁场力的力矩为0.1mR 10AI 0.5TB mpM221sin7.85 10 N m22mMp BISBIB R2207.85 10 J2RAII BSIB 5一半径为的半圆形闭合线圈，载有电流放在均匀磁场中，磁场方向与线圈