大学物理简明教程(档内二版)习题8 稳恒磁场.doc

习题1　在同一磁感应线上，各点的数值是否都相等？为何不把作用于运动电荷的磁力方向定义为磁感应强度的方向？的数值一般不相等．因为磁场作用于运动电荷的磁力方向不仅与磁感应强度的方向有关，而且与电荷速度方向有关，即磁力方向并不是唯一由磁场决定的，所以不把磁力方向定义为的方向． 8-2　用安培环路定理能否求有限长一段载流直导线周围的磁场？ 3　已知磁感应强度的均匀磁场，方向沿x轴正方向，如题3图所示.试求：(1)通过图中abcd面的磁通量；(2)通过图中befc面的磁通量；(3)通过图中aefd面的磁通量. 题3图面积的磁通是 (2)通过面积的磁通量 (3)通过面积的磁通量 (或曰) 题4图4　如题4图所示，AB、CD为长直导线，BC为圆心在O点的一段圆弧形导线，其半径为R.若通以电流I，求O点的磁感应强度.点磁场由、、三部分电流产生．其中 产生 产生，方向垂直向里 段产生 ，方向向里 ∴，方向向里． 8-5　在真空中，有两根互相平行的无限长直导线L1和L2，相距0.10 m，通有方向相反的电流，，，如题5图所示.A，B两点与导线在同一平面内.这两点与导线L2的距离均为5.0 cm.试求A，B两点处的磁感应强度，以及磁感应强度为零的点的位置. 题5图方向垂直纸面向里 (2)设在外侧距离为处 则 解得 题6图6　如题6图所示，两根导线沿半径方向引向铁环上的A，B两点，并在很远处与电源相连.已知圆环的粗细均匀，求环中心O的磁感应强度.点磁场由直电流和及两段圆弧上电流与所产生，但和在点产生的磁场为零。且 . 产生方向纸面向外 ， 产生方向纸面向里 ∴ 有 8-7　设题7图中两导线中的电流均为8 A，对图示的三条闭合曲线a，b，c，分别写出安培环路定理等式右边电流的代数和.并讨论： (1)在各条闭合曲线上，各点的磁感应强度的大小是否相等？ (2)在闭合曲线c上各点的是否为零？为什么？ 题7图 (1)在各条闭合曲线上，各点的大小不相等． (2)在闭合曲线上各点不为零．只是的环路积分为零而非每点． 题8图8　一根很长的同轴电缆，由一导体圆柱(半径为a)和一同轴的导体圆管(内、外半径分别为b，c)构成，如题8图所示.使用时，电流I从一导体流去，从另一导体流回.设电流都是均匀地分布在导体的横截面上，求：(1)导体圆柱内()，(2)两导体之间()，(3)导体圆筒内()，(4)电缆外()各点处磁感应强度的大小. (1) (2) (3) (4) 8-9　在磁感应强度为的均匀磁场中，垂直于磁场方向的平面内有一段载流弯曲导线，电流为I，如题9图所示.求其所受的安培力. 题9图 则 ∵ 与夹角，不变，是均匀的． ∴ 方向⊥向上，大小 题10图10　如题10图所示，在长直导线AB内通以电流，在矩形线圈CDEF中通有电流，AB与线圈共面，且CD，EF都与AB平行.已知a＝9.0 cm，b＝20.0 cm，d＝1.0 cm，求： (1)导线AB的磁场对矩形线圈每边所作用的力； (2)矩形线圈所受合力和合力矩.方向垂直向左，大小 同理方向垂直向右，大小 方向垂直向上，大小为 方向垂直向下，大小为  (2)合力方向向左，大小为 合力矩 ∵ 线圈与导线共面 ∴ ． 8-11　一正方形线圈，由细导线做成，边长为a，共有N匝，可以绕通过其相对两边中点的一个竖直轴自由转动.现在线圈中通有电流I，并把线圈放在均匀的水平外磁场中，求线圈磁矩与磁场的夹角为θ时，线圈受的转动力矩. 题11图 ()，则 由转动定律 即 ∴ 振动角频率 周期 题12图12　一长直导线通有电流，旁边放一导线ab，其中通有电流，且两者共面，如题12图所示.求导线ab所受作用力对O点的力矩.上取，它受力 向上，大小为 对点力矩 方向垂直纸面向外，大小为 题13图13　电子在的匀强磁场中作圆周运动，圆周半径r＝3.0 cm.已知垂直于纸面向外，某时刻电子在A点，速度v向上，如题13图所示. (1)试画出这电子运动的轨道； (2)求这电子速度v的大小； (3)求这电子的动能.