大学物理第十章电流与磁场答案
大学物理第十章
大学物理第十章 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第十章稳恒磁场知识点5：电流的磁效应、磁场1、【】发现电流的磁效应的是：A：法拉第 B：安培 C：库仑 D：奥斯特2、【】提出分子电流假说的是：A：法拉第 B：安培 C：麦克斯韦 D：奥斯特3、【】下列说法错误的是：A：磁场和电场一样对其中的电荷都有力的作用；B：磁场只对其中的运动电荷有磁力的作用；C：运动的电荷激发磁场；D：磁场线永远是闭合的。
4、【】下列对象在磁场中不会受到磁场的作用的是：A：运动电荷 B：静止电荷 C：载流导体 D：小磁针5、【】关于静电场和磁场的异同，下列表述错误的是：A：静电场是有源场，而磁场是无源场；B：静电场是无旋场，而磁场是涡旋场；C：静电力是一种纵向力，而磁场力是一种横向力；D：静电场和磁场对其中的任何电荷都有力的作用。
知识点6：磁感应强度概念1、均匀圆电流I的半径为R，其圆心处的磁感应强度大小B=_________。
2、一条无限长载流导线折成如图示形状，导线上通有电流则P点的磁感强度B =______________．(μ0 = 4π×10-7 N·A-2)3、一长直载流导线，沿空间直角坐标Oy 轴放置，电流沿y 正向．在原点O 处取一电流元l Id ，则该电流元在(a ，0，0)（a 为正值），点处的磁感强度的大小为___ ___ _，方向为_____________．4、真空中稳恒电流I 流过两个半径分别为R 1，R 2的同心半圆形导线，两半圆导线间由沿直径的直导线连接，电流沿直导线流入． (1) 如果两个半圆共面 (图1) ，圆心O 点的磁感强度0B的大小为__________________，方向为___________；(2) 如果两个半圆面正交 (图2) ，则圆心O 点的磁感强度0B 的大小为______________，0B的方向与y 轴的夹角为_______________。
大学物理习题答案10电磁相互作用
大学物理练习题九一、选择题1. 取一闭合积分回路L ，使三根载流导线穿过它所围成的面。
现改变三根导线之间的相互间隔，但不越出积分回路，则（A ）回路L 内的∑I 不变，L 上各点的B ϖ不变。
（B ）回路L 内的∑I 不变，L 上各点的B ϖ改变。
（C ）回路L 内的∑I 改变，L 上各点的B ϖ不变。
（D ）回路L 内的∑I 改变，L 上各点的B ϖ改变。
[ B ]解：在安培环路定理∑⎰μ=⋅i 0L I d B λϖϖ中，（1）式右的I i 是闭合回路包围的电流。
所以∑i I 不变； （2）式左的B 是空间中所有电流产生的磁场。
电流分布变了，磁场分布也变了，因此L 上各点的磁场改变。
注意：式左的积分值也不变化。
2. 磁场由沿空心长圆筒形导体的均匀分布的电流产生，圆筒半径为R ，x 坐标轴垂直圆筒轴线，原点在中心轴线上，图(A)～(E)哪一条曲线表示B-x 的关系？ [ B ]解：（1）在圆筒内垂直于轴的方向取圆形回路（包围的电流为零），由安培定理知，筒内B=0 ；（2）在垂直于轴的方向取圆形回路（回路半径x >R ，包围的电流为I ），由安培定理有I x B d B L 02μπ=⋅=⋅⎰λϖϖ筒外x 处的磁场x IB πμ20= （B-x 是双曲线）3.如图，无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内，若长直导线固定不动，则载流三角形线圈将 [ A ]（A ）向着长直导线平移。
（B ）离开长直导线平移。
（C ）转动。
（D ）不动。
解：将三角形右边两段通电导线等效为向下的一段，左边一段的通电导线处的磁场强。
因此，整个三角形的受力与左边相同，受到无限长直电流的吸引。
4.一铜板厚度为D=1.00mm ，放置在磁感应强度为B=1.35T 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体的侧表面，如图所示，现测得铜板上下两面电势差为V U 51010.1-⨯=，已知铜板中自由电子数密度3281020.4-⨯=m n ，电子电量C e 191060.1-⨯=，则此铜板中的电流为 [ B ](A) 82.2A. (B) 54.8A. (C) 30.8A. (D) 22.2A.解： D IBen U 1=,=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---35.1)102.4()106.1(10101.1281935B UDqn I 76.54（A ）二、填空题1. 有一长直金属圆筒，沿长度方向有稳恒电流I 通过，在横截面上电流均匀分布。
大学物理第10单元课后习题答案.docx
习题1010.1选择题(1)对于安培环路定理的理解，正确的是：(A)若环流等于零，则在回路L上必定是H处处为零；(B)若环流等于零，则在回路L上必定不包围电流；(O若环流等于零，则在回路L所包围传导电流的代数和为零；(D)回路L上各点的H仅与回路L包围的电流有关。
［答案：C］(2)对半径为R载流为I的无限长直圆柱体，距轴线r处的磁感应强度B ()(A)内外部磁感应强度B都与r成正比；(B)内部磁感应强度B与r成正比，外部磁感应强度B与r成反比；(C)内外部磁感应强度B都与r成反比；(D)内部磁感应强度B与r成反比，外部磁感应强度B与r成正比。
［答案:B］(3)质量为m电量为q的粒子，以速率v与均匀磁场B成0角射入磁场，轨迹为一螺旋线，若要增大螺距则要()(A)增加磁场B； (B)减少磁场B； (C)增加0角；(D)减少速率V。
［答案:B］(4)一个100匝的圆形线圈，半径为5厘米，通过电流为0.1安，当线圈在1.5T的磁场中从0=0的位置转到180度(0为磁场方向和线圈磁矩方向的夹角)时磁场力做功为() (A) 0.24J；(B) 2.4J； (C) 0.14J； (D) 14J。
［答案:A］10.2填空题(1)边长为a的正方形导线回路载有电流为I,则其中心处的磁感应强度______ =［答案：2臥I ,方向垂直正方形平面］na(2)计算有限长的直线电流产生的磁场—用毕奥——萨伐尔定律，而—用安培环路定理求得(填能或不能)。
［答案：能，不能］(3)电荷在静电场中沿任一闭合曲线移动一周，电场力做功为 ____ o电荷在磁场中沿任一闭合曲线移动一周，磁场力做功为 ____ o［答案：零，零］(4)两个大小相同的螺线管一个有铁心一个没有铁心，当给两个螺线管通以_电流时，管内的磁力线分布相同，管内的磁感线分布将 ____ =［答案：相同，不相同］10.3在同一磁感应线上，各点万的数值是否都相等?为何不把作用于运动电荷的磁力方向定义为磁感应强度鸟的方向？解：在同一磁感应线上，各点鸟的数值一般不相等.因为磁场作用于运动电荷的磁力方向不仅与磁感应强度万的方向有关，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直的方向.dl题10.3图10.4(1)在没有电流的空间区域里，如果磁感应线是平行直线，磁感应强度鸟的大小在沿磁感应线和垂直它的方向上是否可能变化(即磁场是否一定是均匀的)？(2)若存在电流，上述结论是否还对？解：(1)不可能变化，即磁场一定是均匀的.如图作闭合回路abed可证明B{=B2£ B-dl =B l da-B2bc = /J0^I = 0B x =(2)若存在电流，上述结论不对.如无限大均匀带电平面两侧之磁力线是平行直线, 但鸟方向相反，即B^B2.10.5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？答：不能，因为有限长载流直导线周围磁场虽然有轴对称性，但不是稳恒电流，安培环路定理并不适用.10.6在载流长螺线管的情况下，我们导出其内部B = ^o nl,外面B=0,所以在载流螺线管外面环绕一周(见题10.6图)的环路积分牡民卜応=0但从安培环路定理来看，环路L中有电流I穿过，环路积分应为牡万外-df = //0/这是为什么？解：我们导出B 内=jU o nl,B^ =0有一个假设的前提，即每匝电流均垂直于螺线管轴线.这 时图中环路厶上就一定没有电流通过，即也是与（鸟外-dr=＜（o-dr=o 是不矛盾的.但这是导线横截面积为零，螺距为零的理想模型.实 际上以上假设并不真实存在，所以使得穿过厶的电流为/,因此实际螺线管若是无限长时， 只是鸟外的轴向分量为零，而垂直于轴的圆周方向分量B[= 必,r 为管外一点到螺线管轴 17VT题10.6图10.7如果一个电子在通过空间某一区域时不偏转，能否肯定这个区域中没有磁场?如果它 发 生偏转能否肯定那个区域中存在着磁场？解：如果一个电子在通过空间某一区域时不偏转，不能肯定这个区域中没有磁场，也可能存 在互相垂直的电场和磁场，电子受的电场力与磁场力抵消所致.如果它发生偏转也不能肯定 那个区域存在着磁场，因为仅有电场也可以使电子偏转.10.8已知磁感应强度B = 2.0Wb/m 2的均匀磁场，方向沿x 轴正方向，如题9-6图所示.试 求：（1）通过图中abed 面的磁通量；（2）通过图中b 妣面的磁通量；（3）通过图中*/^面的磁 通量.解：如题10.8图所示.⑴通过a0cd 面积,的磁通是（$面法线沿 x 轴正向）0）! =5-5] =2.0x0.3x0.4 = 0.24 Wb⑵通过befc 面积S 2的磁通量 0）2 = B • 52 = 0⑶通过a 创面积S3的磁通量（S3面法线沿x 、z 轴的正向）啓=用恳3 = 2x0.3x0.5xcos& = 2x0.3x0.5x? = 0.24 Wb10.9如题10-9图所示，AB. CD 为长直导线，RC 为圆心在O点的一段圆弧形I题10. 8图导线，其半径为若通以电流Z,求0点的磁感应强度.解：如题10-9图所示，O 点磁场由AB 、BC 、CD 三部分电流产生.其中AB 产生：& = 0CD 产生：场=上上，方向垂直向里 2 12RBC 段产生磁场 由B = ^-(sin^2- sin^J 得： 4mB 3 = ^^(sin 90° - sin 60° ) = ^-(1-—),方向丄向里 .R 2nR 2 •••恥+ B 严盟（1—子+汀方向丄向里.10.10在真空中，有两根互相平行的无限长直导线厶和厶2,相距0.ini,通有方向相反的电 流，/1=20A,/2=10A,如题10.10图所示.A, 3两点与导线在同一平面内.这两点与导线L 2的距离均为5.0cm •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. Zi=20A0.1mL'i 丄—Z 2=10A 题10.10图解：如题10.10图所示，&方向垂直纸面向里2 茨崔丽+化g ^-2.(0Z0.05)+^0j^h33X1°-5T10.11如题10-11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⑵设片=0在厶2外侧距离厶2为厂处，则:解得r - 0.1 m1 n 题10-9图 2^(r + 0.1)2 岔远处与电源相连.已知圆环的粗细均匀，求环中心0的磁感应强度.解：如题10-11图所示，圆心O 点磁场由直电流Aoo 和Boo 及两段圆弧上电流人 与厶所产生，但A8和Boo 在O 点产生的磁场为零。
大学物理第十章课后答案
题图10-1题10-1解图d第十章习题解答10-1 如题图10-1所示，三块平行的金属板A ，B 和C ，面积均为200cm 2,A 与B 相距4mm ，A 与C 相距2mm ，B 和C 两板均接地，若A 板所带电量Q =3.0×10-7C ，忽略边缘效应,求：（1）B 和C 上的感应电荷？（2）A 板的电势（设地面电势为零）。
分析：当导体处于静电平衡时，根据静电平衡条件和电荷守恒定律，可以求得导体的电荷分布，又因为B 、C 两板都接地，所以有ACAB U U =。
解：（1）设B 、C 板上的电荷分别为B q 、C q 。
因3块导体板靠的较近，可将6个导体面视为6个无限大带电平面。
导体表面电荷分布均匀，且其间的场强方向垂直于导体表面。
作如图中虚线所示的圆柱形高斯面。
因导体达到静电平衡后，内部场强为零，故由高斯定理得：1A C q q =-2A B q q =-即 ()A B C q q q =-+ ①又因为： ACAB U U =而: 2AC ACdU E =⋅ AB AB U E d =⋅∴ 2AC AB E E =于是：002C B σσεε =⋅ 两边乘以面积S 可得： 002C B S S σσεε =⋅即： 2C B q q = ②联立①②求得: 77210,110C B q C q C --=-⨯=-⨯题图10-2(2) 00222C C A AC C AC AC q d d d U U U U E S σεε =+==⋅=⋅=⋅ 733412210210 2.2610()200108.8510V ----⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯10-2 如题图10-2所示，平行板电容器充电后，A 和B 极板上的面电荷密度分别为+б和－б，设P 为两极板间任意一点，略去边缘效应，求：（1）A,B 板上的电荷分别在P 点产生的场强E A ,E B ;（2）A,B 板上的电荷在P 点产生的合场强E ； (3)拿走B 板后P 点处的场强E ′。
大物磁场答案
1.如图8-1所示，载流的圆形线圈（半径1a ）与正方形线圈（边长2a ）通有相同电流，若两个线圈中心1O ，2O 处的磁感应强度大小相同，则半径1a 与边长2a 之比为[ ]。
:4:8C.1:1:1答案：【B 】解：圆电流I 在其轴线上产生的磁场的磁感应强度为232212101)(2x a Ia B +=μ，方向沿着轴线在圆心处（0=x ），1012a IB μ=。
通电正方形线圈，可以看成4段载流直导线，由毕萨定律知道，每段载流直导线在正方形中心产生的磁场的磁感应强度大小相等，方向相同，由叠加原理/224B B =。
200020210/22)135cos 45(cos 24)cos (cos 4a I a I a I B πμπμθθπμ=-=-= 20/221012442a I B B a IB πμμ====π2821=a a 2. .如图8-2所示,四条平行的无限长直导线，垂直通过边长为20a cm =正方形顶点，每条导线中的电流都是20I A =，这四条导线在正方形中心O 点产生的磁感应强度为[ ]。
A. 40.810B T -=⨯B.41.610B T -=⨯C.0B =D.40.410B T -=⨯答案：【A 】解：建立直角坐标系，则4根无限长载流直导线在正方形中心产生的磁感应强度为 i a I B 45cos 201πμ=，j a I B45cos 202πμ=i a I B 45cos 203πμ=，j a I B 45cos 204πμ= )(45cos 2204321j i a I B B B B B +=+++=πμ T B 5108-⨯=3.一根无限长直导线abcde 弯成图8-3所示的形状，中部bcd 是半径为R 、对圆心O 张角为0120的圆弧，当通以电流I 时，O 处磁感应强度的大小B = ，方向为 。
a 答案：)32(2600-=RI R IB πμμ＋， 方向垂直纸面向里解：将整个载流导线分为三段：直线ab 、圆弧bcd 、直线de 。
大学物理课后习题00932
第十章 磁场对电流的作用1、长直电流I 2与圆形电流I 1共面，并与其一直径相重合如图(但两者间绝缘)，设长直电流不动，则圆形电流将如何运动？答：在圆形电流上对称取四个电流元，如图，分析四个电流元在长直导线产生的磁场中的受力方向，如图所示，则这四个电流元的合力方向向右，而对电流元积分可知，圆形电流将向右运动。
2、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多少？ 解：大圆线圈圆心处磁场大小RI B 210μ=，方向垂直于环面向内，小线圈磁矩大小222r I S I P m π==，方向垂直于环面向内，与B 的方向相同，故小线圈所受的磁力矩B P M m⨯=，其大小为03、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的比值为多少？解：由aI I F πμ2210=，设导线间距离为a ，向右为正方向。
则有：aa a F πμπμπμ474312210001=⨯⨯+⨯⨯=所以：8724470021==aa F F πμπμ4、有一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M m 值为多少？解：磁力矩B P M m ⨯=，243a NI NIS P m⨯== 所以：224343NIa B a NI M =⨯⨯= 5、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1O r R I 1 I 2 F 1F 2 F 31 A2 A3 A ⅠⅡⅢ路上的力为多少？作用在带电粒子上的力为多少？解：粒子以速度v 运动，其产生磁场磁力线为以O 为圆心的同心圆环，磁场方向与电流方向相同，由B l Id F d⨯=，圆形回路上力为0，圆形电流在O 处产生磁场沿z 轴，作用在带电粒子上的力为0。
《大学物理》第10单元课后答案 高等教育出版社
解：选取如图所示的坐标，无限长的金属薄片上线
案 网
p
无限长载流金属薄片在 P 点产生磁感应强度大小：
0
21. 在真空中,电流由长直导线 1 沿底边 ac 方向经 a 经流入一电阻均匀分布的正三角形线框,再由 b 点沿平行底边 ac 方向从三角形框流出,经长直导线 2 返回电源(如图), 已知直导线的电流强度为 I, 三
方向垂直纸面向里。
杭州电子科技大学
Page61
w.
R1 n1 n2
2rdr ， 1 2n1 ， dI 2n1 rdr 2 1 0 dI
2r
， dB
co
0
2r 2n1 rdr
《大学物理习题集》 （上册）
m
( CB ) 段：B4
3 0 I' I 1 (cos 1 cos 2 ) ， 1 , 2 , x l , I ' I ，B4 0 ， 4x 6 6 6 3 2l
( ab ) 边产生的磁感应强度： B1 ( bc ) 边产生的磁感应强度： B2
同的电流,其流向各与y轴和z轴的正方向成右手螺旋关系,则由此形成的磁场在O点的方向为在OYZ
题 11.图 题 12.图 12. 在真空中，电流 I 由长直导线 1 沿半径方向经 a 点流入一电阻均匀分布的圆环，再由 b 点沿切向 从圆环流出，经长直导线 2 返回电源（如图） 。已知直导线上的电流强度为 I，圆环的半径为 R，且
（A）竖直向上 （C）水平向右
杭州电子科技大学
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co
0
【 D 】
《大学物理习题集》 （上册）
m
【 B 】
2. 电流由长直导线流入一电阻均匀分布的金属矩形框架,再从长直导线流出,设图中 01 , 0 2 , 0 3 处的
大学物理下册第10章课后题答案
习题10-3图第10章 静电场中的导体和电介质习 题一 选择题10-1当一个带电导体达到静电平衡时，[ ] (A) 表面上电荷密度较大处电势较高 (B) 表面曲率较大处电势较高(C) 导体内部的电势比导体表面的电势高(D) 导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零 答案：D解析：处于静电平衡的导体是一个等势体，表面是一个等势面，并且导体内部与表面的电势相等。
10-2将一个带正电的带电体A 从远处移到一个不带电的导体B 附近，导体B 的电势将[ ](A) 升高 (B)降低 (C)不会发生变化 (D)无法确定 答案：A解析：不带电的导体B 相对无穷远处为零电势。
由于带正电的带电体A 移到不带电的导体B 附近的近端感应负电荷；在远端感应正电荷，不带电导体的电势将高于无穷远处，因而正确答案为（A ）。
10-3将一带负电的物体M 靠近一不带电的导体N ，在N 的左端感应出正电荷，右端感应出负电荷。
若将导体N 的左端接地（如图10-3所示），则[ ](A) N 上的负电荷入地 (B) N 上的正电荷入地 (C) N 上的所有电荷入地 (D) N 上所有的感应电荷入地 答案：A解析：带负电的带电体M 移到不带电的导体N 附近的近端感应正电荷；在远端感应负电荷，不带电导体的电势将低于无穷远处，因此导体N 的电势小于0，即小于大地的电势，因而大地的正电荷将流入导体N ，或导体N 的负电荷入地。
故正确答案为（A ）。
10-4 如图10-4所示，将一个电荷量为q电的导体球附近，点电荷距导体球球心为d 。
设无穷远 处为零电势，则在导体球球心O 点有[ ] (A) 0E =，04πε=q V d(B) 204πε=qE d ，04πε=qV d(C) 0E =，0V = (D) 204πε=q E d ， 04πε=qV R答案：A解析：导体球处于静电平衡状态，导体球内部电场强度为零，因此0E =。
导体球球心O 点的电势为点电荷q 及感应电荷所产生的电势叠加。
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第十章 电流与磁场
§10.1 稳恒电流与稳恒电场§10.2 磁感应强度 §10.3 稳恒电流的磁场 毕奥-萨伐尔定律
一．选择题和填空题
1-2.DC 3、
2
0d 4a l
I πμ 平行z 轴负向
4、
)1
1
(40b
a I +μ 垂直纸面向里． 5、)2/(2e m Be π )2/(22e m R Be
二．计算题
1、解：利用无限长载流直导线的公式求解． (1) 取离P 点为x 宽度为d x 的无限长载流细条，它的电流
x i d d δ=
(2) 这载流长条在P 点产生的磁感应强度 x
i
B π=
2d d 0μx
x
π=
2d 0δμ 方向垂直纸
面向里．
(3) 所有载流长条在P 点产生的磁感强度的方向都相同，所以载流平板在P 点产生的磁感
强度 ==⎰B B d ⎰
+b
a b
x
dx π
δμ20
b b a +π=ln 20δμ 方向垂直纸面向里． 2、解：由毕奥－萨伐尔定律可得，设半径为R 1的载流半圆弧在O 点产生的磁感强度为B 1，
则 1
014R I
B μ=
方向：垂直纸面向内
同理, 2
024R I
B μ=
方向：垂直纸面向外
∵ 21R R > ∴ 21B B <
故磁感强度 12B B B -=204R I μ=104R I μ-2
06R I
μ=
∴ 213R R =
§10.4 磁场的高斯定理
一．选择题和填空题
D 2、22
1
R B π-
3、 1.26×10-5 Wb （6104-⨯π Wb ） 二．计算题
1、解：匀强磁场B
对平面S 的磁通量为：
θΦcos BS S B ==⋅
设各面向外的法线方向为正
(1) 24.0cos -=π=abO c abO c BS Φ Wb (2)
0)2/cos(=π=bedO bedO BS Φ (3) 24.0cos ==θΦacde acde BS Wb
三．理论推导与证明题、改错题
1、 答∶这个推理不正确． 因为推理中写 ⎰⎰=⋅==⋅S
S
S B dS B S d B 0
不正确，得不
出必有B =0的结论．
正确的应该写 ⎰⎰=⋅==⋅S
S
S B dS B S d B 0cos θ
上式当封闭面上各点2π
=
θ 或 0cos =⎰S
dS θ时就可成立． ∴B 不一定要等于零． §10.5 真空中的安培环路定理
一．选择题和填空题
DBBBD 6、π×10-
3 T 7、
R
ih
π20μ 二．计算题
1、解：圆电流产生的磁场 )2/(201R I B μ= ⊙ 长直导线电流的磁场
)2/(202R I B π=μ ⊙
导体管电流产生的磁场 )](2/[103R d I B +π=μ⊗
圆心Ｏ点处的磁感强度 321B B B B -+= )
()1)((21
20d R R RI d R I +-π++⋅
π=
μ
2、解：在圆柱体内部与导体中心轴线相距为r 处的磁感强度的大小，由安培环路定律可得：
x z
O d
c θ
θ 40 c m
30 c m B n
)(22
0R r r R
I
B ≤π=
μ
因而，穿过导体内画斜线部分平面的磁通Φ为
⎰⎰⋅==S B S B d d Φr r R
I R
d 2020⎰π=μπ=40I
μ
三．理论推导与证明题
1、答：第一说法对，第二说法不对． 2分
∵围绕导线的积分路径只要是闭合的，不管在不在同一平面内，也不管是否是圆，安培环路定理都成立．
§10.7 磁场对运动电荷和载流导线的作用
一．选择题和填空题
CBABB D
7、BIR 2 沿y 轴正向 8. 1∶2 1∶2
二．计算题
1、解：载流导线
MN
上任一点处的磁感强度大小为：
)
(21
0x r I B +π=
μ)
2(22
0x r I -π-
μ
MN 上电流元I 3d x 所受磁力： x B I F d d 3=)
(2[
1
03x r I I +π=μx x r I d ])
2(21
0-π-
μ
⎰
-π-
+π=r
x x r I x r I I F 0
2
01
03d ])
2(2)
(2[
μμ
-+π=⎰r
x x
r I
I 013
0d [2μ]d 20
2
⎰-r
x x r I ]2ln 2ln
[2213
0r r
I r r I I +π=
μ
]2ln 2ln [22130I I I -π=μ2ln )(22130I I I
-π
=μ 若 12I I >，则F 的方向向下，12I I <，则F
的方向向上
2、解：长直导线AC 和BD 受力大小相等,方向相反且在同一直线上，故合力为零。
半圆部分受力，BIR F F AB 2==
方向沿y 轴正向
3、解：洛伦兹力的大小 B q f v = 对质子： 1211/R m B q v v = 对电子： 2222/R m B q v v = ∵ 21q q = ∴ 2121//m m R R =
§10.8 磁场中的磁介质
一．选择题和填空题
C 2、 0.226 T (723
10-⨯πT) 300 A/m 3、
r
I π2 ，
r
I
πμ2 二．计算题
1、解：由安培环路定理： ∑⎰⋅=i
I l H
d
0< r <R 1区域： 2
12/2R Ir rH =π 212R Ir H π=
， 2
102R Ir B π=μ R 1< r <R 2区域： I rH =π2 r I H π=2， r I
B π=2μ
R 2< r <R 3区域： )()(22223222R R R r I I rH ---=π )1(22
2
232
22R R R r r I
H ---π= )1(22
2
232
2
200R R R r r I
H B ---π==μμ r >R 3区域： H = 0，B = 0
2、解：(1) 在环内作半径为r 的圆形回路, 由安培环路定理得
NI r B μ=π⋅2， )2/(r NI B π=μ
在r 处取微小截面d S = b d r , 通过此小截面的磁通量
r b r
NI
S B d 2d d π==μΦ
穿过截面的磁通量⎰=
S
S B d Φr b r
NI
d 2π=
μ1
2
ln
2R R NIb
π
=
μ (2) 同样在环外( r < R 1 和r > R 2 )作圆形回路, 由于0=∑i
I
02=π⋅r B ∴B = 0。