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西南交大大物作业答案

【篇一:2014级西南交大大物答案10】

=txt>《大学物理ai》作业

no.10安培环路定律 磁力 磁介质

班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______ 一、判断题:(用“t”和“f”表示)

??[ f ] 1.在稳恒电流的磁场中,任意选取的闭合积分回路,安培环路定理h?dl??ii l

都能成立,因此利用安培环路定理可以求出任何电流回路在空间任一处产生

的磁场强度。

解:安培环路定理的成立条件是:稳恒磁场,即稳恒电流产生的磁场。但是想用它来求

解磁场,必须是磁场分布具有某种对称性,这样才能找到合适的安培环路,才能将 ??

h?dl??ii中的积分简单地积出来。才能算出磁场强度矢量的分布。 l

[ f ] 2.通有电流的线圈在磁场中受磁力矩作用,但不受磁力作用。 解:也要受到磁场力的作用,如果是均匀磁场,那么闭合线圈所受的合力为零,如果是

非均匀场,那么合力不为零。

[f ] 3.带电粒子匀速穿过某空间而不偏转,则该区域内无磁场。 解:根据f?qv?b,如果带电粒子的运动方向与磁场方向平行,那么它受力为0,一样不偏转,做匀速直线运动。 ??

[f ] 4.真空中电流元i1dl1与电流元i2dl2之间的相互作用是直接进行的,且服从牛 顿第三定律。

解:两个电流之间的相互作用是通过磁场进行的,不服从牛顿第三定律。

[ t ] 5.在右图中,小磁针位于环形电流的中心。当小磁针的n 极指向纸

内时,则环形电流的方向是顺时针方向。 ? ? ?

解:当小磁针的n 极指向纸内时,说明环形电流所产生的磁场是指向纸内,

根据右手螺旋定则判断出电流的方向是顺时针的。 二、选择题:

1.如图,在一圆形电流i所在的平面内,选取一个同心圆形闭合回路l,则由安培环路定理可知: [ b

] (a) (b) (c) ??

lb?dl?0,且环路上任意一点b?0 ?? lb?dl?0,且环路上任意一点b?0 ?? b?dl?0,且环路上任意一点b?0 l

??

解:根据安培环路定理知,b的环流只与穿过回路的电流有关,但是b却是与空间所有 l ??

(d) b?dl?0,且环路上任意一点b =常量=0 的电流有关。依据题意知选b。 ??

2.一电子以速度v垂直地进入磁感强度为b的均匀磁场中,此电子在磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量将[ b ] (a) 正比于b,反比于v2(b) 反比于b,正比于v2

(c) 正比于b,反比于v (d) 反比于b,反比于v

解:因为电子垂直地进入均匀磁场,所以将在磁场中做匀速圆周运动,

?mv?mv2

s??r????,所围的面积是圆的面积:r???qbqb??2 ?mv?m2v2

为:?m?bs?b???qb????q2?b,所以选b。

?? 2

,穿过这个面的磁通量

3.如图所示,一固定的载流大平板,在其附近,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从大平板向外看是: [c](a)靠近大平板ab (b)顺时针转动 (c)逆时针转动

(d)离开大平板向外运动。 a

解:因载流大平板产生的磁场平行于平板,方向如图所示。则线圈在磁场中所受的磁力 ???

矩为:m?pm?b可知:磁力矩方向垂直并指向载流大平板,所以从平板向外看,线圈逆时针转动。故选c ?

4.关于稳恒电流磁场的磁场强度h,下列几种说法中哪个是正确的? ?

[d](a) h仅与传导电流有关 ?

解:h是总场,与空间所有的电流(包括回路内外的传导电流和磁化电流)有关,所以 ?

a不正确;若闭合曲线内没有传导电流穿过,只能说明h的环流为0,闭合曲线上各点 ??

h的h不一定为0,所以b也不正确;对于稳恒电流的磁场,穿过任意封闭曲面的通

?h量均相等,穿过以闭合曲线L为边缘的任意曲面的通量是不一定相等的,所以c不正 ??

确;若闭合曲线上各点h均为零,那么h的环流为0,必然穿过该曲线的传导电流代数 和要为零。所以选d ?

(b) 若闭合曲线内没有传导电流穿过,则曲线上各点的h必为零 ?

(c) 以闭合曲线L为边缘的任意曲面的h通量均相等 ?

(d) 若闭合曲线上各点h均为零,则该曲线中穿过的传导电流代数和为零

5.有一半径为r的单匝圆线圈,通以电流i,若将该导线弯成匝数n = 2的平面圆线圈,导线长度不变,并通以同样的电流,则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的 [b] (a) 4倍和1/8(b) 4倍和1/2 (c) 2倍和1/4(d) 2倍和1/2 r

解:由于导线长度不变,那么:2?r?2?r?r?,圆电流的在圆心处的磁场 2

?0i?0i?0i

?2?4b 为:b?,b?n 2r2rr r2122

?is?i?r,pm?2is?2i?r?2i??pm 线圈的磁矩为:pm 42

所以选b

三、填空题:

1.两根长直导线通有电流i,在图示三种环路中, ??

b?dl分别等于:

_______?0i(对于环路a)。 (对于环路b)。

_________2?0i_____(对于环路c)。 l ??

解:根据安培环路定理,b?dl??0?i ??

对于a: b?dl??0i l ??

对于b: b?dl??0(i?i)?0 l ??

对于c: b?dl??0(i?i)?2?0i