恒定电流的磁场二答案
一. 选择题
[ B ]1. 一个动量为p 的电子,沿图示方向入射并能穿过一个宽
度为D 、磁感强度为B (方向垂直纸面向外)的均匀磁场区域,则该电子出射方向和入射方向间的夹角为 (A) p eBD 1
cos
. (B) p eBD 1sin .
(C) ep BD 1
sin
. (D) ep
BD 1cos .
[ D ]2. A 、B 两个电子都垂直于磁场方向射入一均匀磁场而作圆周运动.A 电子的速率是B 电子速率的两倍.设R A ,R B 分别为A 电子与B 电子的轨道半径;T A ,T B 分别为它们各自的周期.则 (A) R A ∶R B =2,T A ∶T B =2. (B) R A ∶R B 2
1
,T A ∶T B =1. (C) R A ∶R B =1,T A ∶T B 1
. (D) R A ∶R B =2,T A ∶T B =1.
[ C ]3. 三条无限长直导线等距地并排安放,导线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别载有1 A ,2 A ,3 A 同方向的电流.由于磁相互作用的结果,导线Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ单位长度上分别受力F 1、F 2和F 3,如图所示.则F 1与F 2的比值是: (A) 7/16. (B) 5/8. (C) 7/8. (D) 5/4. 提示:
[ B ]4.如图,在一固定的载流大平板附近有一载流小线框能自由转动或平动.线框平面与大平板垂直.大平板的电流与线框中电流方向如图所示,则通电线框的运动情况对着从大平板看是: (A) 靠近大平板. (B) 顺时针转动. (C) 逆时针转动. (D) 离开大平板向外运动.
提示:,B p M m
F 1
F 2F 3
1 A
2 A
3 A
ⅠⅡⅢ
I 1
I 2
[ D ]5. 两个同心圆线圈,大圆半径为R ,通有电流I 1;小圆半径为r ,通有电流I 2,方向如图.若r << R (大线圈在小线圈处产生的磁场近似为均匀磁场),当它们处在同一平面内时小线圈所受磁力矩的大小为 (A)
R
r I I 22
210 . (B)
R
r I I 22
210 .
(C)
r
R I I 22
210 . (D) 0.
提示:
二. 填空题
1. 如图所示,一半径为R ,通有电流为I 的圆形回路,位于
Oxy 平面内,圆心为O .一带正电荷为q 的粒子,以速度v
沿z 轴向上运动,当带正电荷的粒子恰好通过O 点时,作用于圆形回路上
的力为___0____,作用在带电粒子上的力为____0___.
提示:
,回路受力也为零。根据作用力与反作用力带电粒子受力,0 B v q F
2. 有半导体通以电流I ,放在均匀磁场B 中,其上下表面积累电荷如图所示.试判断它们各是什么类型的半导体?
提示:力的方向判断。根据载流子所受洛伦兹
3. 磁场中某点处的磁感强度为)SI (20.040.0j i B
,一电子以速度
j i 6
6100.11050.0 v (SI)通过该点,则作用于该电子上的磁场力F 为
__)(10814
N k __.(基本电荷e =1.6×10 19C)
提示:)(10814N k B v e F
4. 如图,一个均匀磁场B 只存在于垂直于图面的P 平面右侧,B
的方
向垂直于图面向里.一质量为m 、电荷为q 的粒子以速度v 射入磁场.v
在图面内与界面P 成某一角度.那么粒子在从磁场中射出前是做半径为___
qB
mv
___的圆周运动.如果q > 0时,粒子在磁场中的路径与边界围成的平面区域的面积
O r R I 1 I 2
是__n____型,
__p____型
P B
为S ,那么q < 0时,其路径与边界围成的平面区域的面积是___S qB mv
2
____.
5. 如图,一根载流导线被弯成半径为R 的1/4圆弧,放在磁感强度为B 的均匀磁场中,则载流导线ab 所受磁场的作用力的大小为____RIB 2__,方向___沿y 轴正向(设 电流从a 流向b )____。
B
提示:
6.电子质量m ,电荷e ,以速度v 飞入磁感强度为B 的匀强磁场中,v
与B
的夹角为
,电子作螺旋运动,螺旋线的螺距h =__)/(cos 2eB mv
_,半径R =__)/(sin eB mv ___.
三. 计算题
1. 如图所示线框,铜线横截面积S =
2.0 mm 2,其中OA 和DO '两段保持水平不动,ABCD 段是边长为a 的正方形的三边,它可绕OO '轴无摩擦转动.整个导线放在匀强磁场B 中,B
的
方向竖直向上.已知铜的密度 = 8.9×103 kg/m 3,当铜线中的电流I =10 A 时,导线处于平衡状态,AB 段和CD 段与竖直方向的
夹角 =15°.求磁感强度B
的大小.
解:线圈的电流如图所示,才能保持平衡。此时,对oo ’的合力矩为零。 重力矩: sin sin 2
sin 2mga a
mg a mg
M mg , 其中m 为一条边的质量:as m
磁力矩: cos Fa M 磁,其中IBa F 平衡时:磁M M mg
潍坊科技学院教案 课程名称:大学物理(一)授课人:郑海燕
19 电流电流密度 电流就是带电粒子(载流子)的定向运动。 正电荷的运动方向规定为电流的方向。电流还可以分为传导电流和运流电流两种类型。传导电流是指在导线中的电流,其载流子在导体上的每个局部区域都是正负抵消的,是电中性的;而运流电流是指裸露的电荷运动,由于电荷是裸露的,它周围有电场存在。 描述电流的物理量主要有两个:电流强度和电流密度。电流强度描述在一个截面上电流的强弱。电流强度定义为单位时间内通过导体中某一截面的电量。如果在dt时间内通过导体某一横截面S的电量 为dq,则通过该截面的电流强度为 国际单位制中,电流强度单位是安培(A)。1A=1C/s。电流强度是标量,电流强度没有严格方向含义。 电流密度矢量j 电流密度j的方向和大小定义如下:在导体中任意一点,j的方向为该点电流的流向,j的大小等于通过该点垂直于电流方向的单位面积的电流强度(即单位时间内通过单位垂面的电量)。 如下图(a)所示,设想在导体中某点垂直于电流方向取一面积元dS,其法向n取作该点电流的方向。 如果通过该面积元的电流为dI,按定义,该点处电流密度为 在导体中各点的j可以有不同的量值和方向,这就构成了一个矢量场,叫做电流场。象电场分布可以用电场线形象描绘一样,电流场也可用电流线形象描绘。所谓电流线是这样一些曲线,其上任意一点的切线方向就是该点j的方向,通过任一垂直截面的电流线的数目与该点j的大小成正比。 电流密度能精确描述电流场中每一点的电流的大小和方向,其描述能力优于电流强度。通常所说的电流分布实际上是指电流密度j的分布,而电流强弱和方向在严格意义上应指电流密度的大小和方向。 如下图所示(b),一个面积元dS的法线方向与电流方向成角,由于通过dS的电流dI与通过面积 元的电流相等,所以应有 (a) (b) 电流密度的定义 若将面积元dS用矢量dS=dS?n表示,其方向取法线方向,则上式可写成
第二章《恒定电流》单元测试题 一、选择题 1.关于电源电动势大小的说法,正确的是() A.同一种电池,体积越大,电动势也越大 B.电动势的大小表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小 C.电路断开时,电源的非静电力做功为0,电动势并不为0 D.电路中电流越大,电源的非静电力做功越多,电动势也越大 2.铅蓄电池的电动势为2 V,这表示() A.蓄电池两极间的电压为2 V B.蓄电池能在1 s 内将2 J 的化学能转变成电能 C.电路中每通过1 C 电量,电源把2 J 的化学能转化为电能D.电 路中通过相同的电荷量时,蓄电池比1 节干电池非静电力做的功多 3.在1 min 内通过阻值为5 Ω的导体横截面的电量为240 C,那么加在该导体两端的电压是() A.20 V B.48 V C.120 V D.1 200 V 4.横截面积为S 的铜导线,流过的电流为I,设单位体积的导体中有n 个自由电子,电子的电量为q,此时电子的定向移动的平均速度设为v,在时间Δt 内,通过导线横截面的自由电子数为() A.n v SΔt B.n vΔt C.D. 5.图1 所示是两个不同电阻的I-U 图象,则图象①②表示 的电阻及两电阻串联或并联后的I-U 图象所在区域分别是( ) A.①表示大电阻值的图象,并联后在区域III 图 1 B.①表示小电阻值的图象,并联后在区域Ⅱ C.②表示大电阻值的图象,并联后在区域Ⅱ D.②表示大电阻值的图象,串联后在区域III
6.如图2 所示,定值电阻R=20 Ω,电动机线圈的电阻R0=10 Ω,当开关S 断开时,电流表的示数是0.5 A。当开关S 闭合后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I 和电路消耗的电功率P 应是() A.I=1.5 A B.I<1.5 A C.P=15 W D.P<15 W 7.如图3 所示,用半偏法测量一只电流表的内阻,下 列各组主要操作步骤及排列次序正确的是() A.闭合S1,调节R1使电流表满偏,再闭合S2,调节 R2使电流表半偏,读出R2的阻值 B.闭合S1,调节R1使电流表满偏,再闭合S2,调节图3 R1使电流表半偏,读出R2的阻值 C.闭合S1、S2,调节R1使电流表满偏,再调节R2使电流表半偏,读出R2的阻值 D.闭合S1、S2,调节R2使电流表满偏,再调节R1使电流表半偏,读出R2的阻值 8.如图4 所示,两个定值电阻R1、R2串联后接在电压U 稳定于12V 的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端,电 压表的示数为8 V。如果他把电压表改接在R2两端,则电压 表的示数将() A. 小于4 V B.等于4 V C.大于4 V,小于8 V D.等于或大于8 V 9.电源电动势为E,内阻为r,向可变电阻R 供电。关于路端电压,下列说法中正确的是() A.因为电源电动势不变,所以路端电压也不变 B.因为U=IR,所以当R 增大时,路端电压也增大 C.因为U=IR,所以当I 增大时,路端电压也增大 D.因为U=E-Ir,所以当I 增大时,路端电压减小 10.如图5-a 所示是一个欧姆表的示意图,其正、负插孔内分别插有红、黑表笔,则虚线内的电路图应是图5-b 中的图() 图5-a 图5-b
一.选择题(共30小题) 1.(2014?安徽模拟)安培提出来著名的分子电流假说.根据这一假说,电子绕核运动可等效为一环形电流.设电量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动,关于该环形电流的说法,正确的是 电流强度为,电流方向为顺时针 电流强度为,电流方向为顺时针 电流强度为,电流方向为逆时针 电流强度为,电流方向为逆时针 n的均匀导体两端加上电压U,导体中出现一个匀强电场,导体内的自由电子(﹣e)受匀强电场的电场力作用而加速,同时由于与阳离子碰撞而受到阻碍,这样边反复碰撞边向前移动,可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比,即可以表示为kv(k是常数),当电子所受电场力与阻力大小相等时,导体中形成 B C 3.(2013秋?台江区校级期末)如图所示,电解槽内有一价的电解溶液,ts内通过溶液内横截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷的电量为e,以下解释正确的是() 5.(2015?乐山一模)图中的甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成,它们之中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是()
流为200μA,已测得它的内阻为495.0Ω.图中电阻箱读数为5.0Ω.现将MN接入某电路,发现灵敏电流计G 刚好满偏,则根据以上数据计算可知() 准确值稍小一些,采用下列哪种措施可能加以改进() g g g g
11.(2014秋?衡阳期末)相同的电流表分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,A1的量程大于A2的量程,V1的量程大于V2的量程,把它们接入图所示的电路,闭合开关后() 1212 13.(2013秋?宣城期末)如图所示是一个双量程电压表,表头是一个内阻R g=500Ω,满刻度电流为I g=1mA的毫安表,现接成量程分别为10V和100V的两个量程,则所串联的电阻R1和R2分别为() X 正确的是() 132 变阻器.当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是()
第十一章 稳恒电流和稳恒磁场 一 选择题 1. 两根截面大小相同的直铁丝和直铜丝串联后接入一直流电路,铁丝和铜丝内的电流密度和电场强度分别为J 1,E 1和J 2,E 2,则:( ) A. J 1=J 2,E 1=E 2 B. J 1>J 2,E 1=E 2 C. J 1=J 2,E 1