11稳恒电流和稳恒磁场习题解答

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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£和Z ,场,贝U :(

川・ Ji-Jif R P E I B.

C.

D. J1-J29

解:直铁丝和直铜丝串联,所以两者电流强度相等/,=/,,由/=JJJ dS, 两者截面积相等,则丿产丿2,因为J=yE,又沧<加,则

所以选(D ) 2.

如图所示的电路中,兄为可变电阻,当兄为何值时兄将有最大功率消耗:

九 18Q B. 6Q C ・ 4Q D ・ 12Q 12心

----------------------- 9

12 +心

际_ 200心

6 + /?at> 12 + 3/?y

% =普

二 二:件

,求晋=0,可得当R L =4Q 时将有最大功率消耗°

所以选(C )

3. 边长为[的正方形线圈中通有电流7,此线圈在兔点(见图)产生的磁感 应强度万的大小为()

A. 如

B.虬

471/

2兀/ C .穽

D. 0

nl

解:设线圈四个端点为ABCD,则AB 、AD 线段在A 点 产生的磁感应强度为零,BC. CD 在A 点产生的磁感应强度 由 B =

(cos q - cos &),可得 B HC =纠(cos£ - cos £) = ,

4TU / ■ 4兀/ 4

2 8TT /

垂直纸面向里

解:

选择题2图

方向

B CD = (cos-cos '方向垂直纸面向里 4兀/ 4 2 8R / 合磁感应强度 B = B B

C + B C

D =兰孕

所以选(A)

4. 如图所示,有两根载有相同电流的无限长直导线,分别通过 時1、审3 的点,且平行于y 轴,则磁感应强度〃等于零的 地方是:()

A. A =2的直线上

B. 在x>2的区域

C. 在XI 的区域

D. 不在x 、y 平面上 解:本题选(A) 5.

图中,六根无限长导线互相绝缘,

通过电流均为7, 区域I 、II 、m 、iv 均为相等的正方形,哪一个区域指向 纸内的磁通量最大( )

A. I 区域 B . n 区域 c. in 区域 D. IV 区域

E.最大不止一个

解;本题选(B)

6. 如图,在一圆形电流2•所在的平面内,选取一个同心圆形闭合回路厶则 由安培环路定理可知:(

)

A. 佔 2=0,且环路上任意一点毕0

B. f 阈2=0,且环路上任意一点狞0

C. 4阈_?工0,且环路上任意一点砌0

D. §阚』H0,且环路上任意一点丛常量 解:本题选(B) 7.

无限长直圆柱体,半径为/?,沿轴向均匀流有电流,设圆柱体内(X0 的磁感应强度为8,圆柱

体外(r>Q 的磁感应强度为3,则有:(

)

A. B*、3均与z •成正比

B. 3、B ■均与r 成反比

C.民与z •成反比,3与r 成正比

D.民与z •成正比,B ・与r

成反比

解:导体横截面上的电流密度八汾,以圆柱体轴线为圆心,半径为,

I

I

1

2 3 X

选择题4

的同心圆作为安培环路,当"垃—"宀B 台

r

-

2nr

所以选(D )

&有三个质量相同的质点敗b. 6带有等量的 正电荷,它们从相同的高度自由下落,在下落过程中 带电质点b 、C 分别进入如图所示的匀强电场与匀强磁 场中,设它们落

到同一水平面的动能分别为E ・、Eb 、 B C 9 则()

解:由于洛伦兹力不做功,当它们落到同一水平面上时,对尔c 只有重力 做功,则EFE “在此过程中,对b 不仅有重力做功,电场力也要做正功,所以

所以选(C )

9. 图为四个带电粒子在0点沿相同方向垂直于磁力线射入均匀磁场后的偏 转轨迹的照片,磁场方向垂直纸面向外,四个粒子的质量相等,电童大小也相等, 则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是:()

A. Oa

B. Ob

C. Oc

D ・ Od

解:根据FrfVxB,从图示位置出发,带负 °

电粒子要向下偏转,所以只有&、阳满足条件, 又带电粒子偏转半径R 罟,・・.R —出二 质

选择题9图

Bq

B 2

C /2

量相同.带电量也相等的粒子,动能大的偏转半径大,所以选先轨迹 所以选(C )

10. 如图,一矩形样品,放在一均匀磁场中,当样 品中的电流2■沿X 轴正向流过时,实验测得样品人A 两侧的电势差%以>0,设此样品的载流子带负电荷, 则磁场方向为:()

A. 沿*轴正方向

B. 沿/轴负方向

a

b

c

X X

X X

X X

E B

EKEF E C

EVE F E U

选择题8图 选择题io 图

C. 沿z 轴正方向

D. 沿Z 轴负方向 解:本题选(C)

11. 长直电流厶与圆形电流Z 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:(

)

A. 绕Z,旋转

B. 向左运动

C. 向右运动

D. 向上运动

E. 不动

解:圆形电流左半圆和右半圆受到长直电流安培力的 方向均向右,所以圆形电流将向右运动

所以选(C) 二填空题

1.成直角的无限长直导线,流有电流U10A,在直角决定的平面内,距两

段导线的距离都是-=20cm 处的磁感应强度 ________ o ( o=4nX10 T N/A a )

解:两根导线在a 点产生的磁感应强度大小相等,方向相同

B 、= B 、= (cos q — cos OJ) =

- +1)=

4兀厂 "4nr 2

2图中,将一根无限长载流导线在一平面内

弯成如图所示的形状,并通以电

流7,贝0圆心0点的磁感应强度戌的值为

_______________________________________

解:圆心处的磁感应强度是由半圆弧 产生的,根据毕奥一萨伐尔定律

B =如怦如

4TT c r 4“

3磁感应强度为B^ai^ck (T),则通过一半径为凡 开口向Z 正方向的半

球壳表面的磁通量的大小为_________ W bo

B = 2B\ =

(V2 + 2)“屛

4nr

(Q + 2)“屛

8TC ?-

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