电磁学试题及答案

0361.如图所示,一半径为R,通有电流为I的圆形回路,位 z ??于Oxy平面内,圆心为O.一带正电荷为q的粒子,以速度v沿 v z轴向上运动,当带正电荷的粒子恰好通过 q y O x O点时,作用于圆形回路上的力为________,作用在带

电粒子上的力为________.

答:0 2分 0 2分

???2064.磁场中某点处的磁感强度为B?0.40i?0.20j(SI),一电子以速度

????v?0.50?106i?1.0?106j (SI)通过该点,则作用于该电子上的磁场力F为

? 答:0.80310k (N) 3分

-13

__________________.(基本电荷e=1.6×10?19C)

2066.一带电粒子平行磁感线射入匀强磁场,则它作________________运动.

一带电粒子垂直磁感线射入匀强磁场,则它作________________运动.

一带电粒子与磁感线成任意交角射入匀强磁场,则它作______________运动.

答: 匀速直线 1分

匀速率圆周 2分 等距螺旋线 2分

2068.一电子以63107 m/s的速度垂直磁感线射入磁感强度为B =10 T的均匀磁场

-中,这电子所受的磁场力是本身重量的__________倍.已知电子质量为m = 9.131031 kg,

-基本电荷e = 1.631019 C.

答: 1.131010 3分

2286.在阴极射线管的上方平行管轴方向上放置一长直载流

I 导线,电流方向如图所示,那么射线应____________偏转. 答:向下 3分

?v 2578.一个带电粒子以某一速度射入均匀磁场中,当粒子速度

方向与磁场方向间有

一角度? ( 0<?<?且???/2?时,该粒子的运动轨道是__________________. 答:等距螺旋线 3分

2580.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 =________________________,半

径R =______________________.

答: 2?mvcos?/(eB) 3分

mvsin?/(eB) 2分

2581.电子在磁感强度B = 0.1 T的匀强磁场中沿圆周运动,电子运动形成的等效

圆电流强度I =_____________.

-- (电子电荷e =1.6031019 C,电子质量m = 9.1131031 kg)

- 答: 4.4831010 A 3分

2086.如图,一根载流导线被弯成半径为R的1/4圆弧,放在磁 y 感强度为B的均匀磁场中,则载流导线ab所受磁场的

I b a 45?45° ° x 作用力的大小为____________,方向_________________. B O 答:2BIR 2分 沿y轴正向 1分

2093.半径分别为R1和R2的两个半圆弧与直径的两小段构成的

????通电线圈abcda (如图所示),放在磁感强度为B的均匀磁场中,B平

行线圈所在平面.则线圈的磁矩为

________________________________,线圈受到的磁力矩为

_______________________________________________. 答: pm? R2 a b I R1 c ?B d

12?I(R2?R12) 2分 2122 Mm??IB(R2?R1) 2分

2

2096.在磁场中某点放一很小的试验线圈.若线圈的面积增大一倍,且其中电流也

增大一倍,该线圈所受的最大磁力矩将是原来的______________倍.

答:4 3分

?按图示方式置于均匀外磁场B中,则该载流导线所受的

2584.有一半径为a,流过稳恒电流为I的1/4圆弧形载流导线bc, c a I ?B O a b

安培力大小为_______________________.

答: aIB 3分

2585.一直导线放在B = 0.100 T的均匀磁场中通以电流I = 2.00 A,导线与磁场方

向成120°角.导线上长 0.2 00m的一段受的磁力fm =____________.

- 答:3.463102 N 3分

2588.如图所示,在纸面上的直角坐标系中,有一根载流导线 y (cm) 3 3 3 ?A AC置于垂直于纸面的均匀磁场B中,若I = 1 A,B = 0.1 T,

4 3 3 3 I

c x(cm) O 则AC导线所受的磁力大小为_______________________. 3 3 3 3 -3

答:5310 N 3分

2599.如图所示,在真空中有一半圆形闭合线圈,半径为a,流过???稳恒电流I,则圆心O处的电流元Idl所受的安培力dF的

大小为_________________________________,方向

_______________________.

答:

IdlOaI

?0I2dl/4a 2分

垂直电流元背向半圆弧(即向左) 1分

?2725.如图,在面电流密度为j的均匀载流无限大平板附近,有一 载流为I半径为R的半圆形刚性线圈,线圈平面与载流大平

板垂直,与j平行线圈所受磁力矩为_____________________,

受力为________________.

答:0 1分 0 2分

I I R ??j

?2732.一面积为S,载有电流I的平面闭合线圈置于磁感强度为B的均匀磁场中,

此线圈受到的最大磁力矩的大小为____________________,此时通过线圈的磁通

量为________________.当此线圈受到最小的磁力矩作用时通过线圈的磁通量为

________________.

答: ISB 2分 0 1分 BS 2分

2024.已知两长直细导线A、B通有电流IA = 1 A,IB = 2 A,电流

1 m P 流向和放置位置如图.设IA与IB在P点产生的磁感强 IA

度大小分别为BA和BB,则BA与BB之比为______________, 2 m

?x IB 此时P点处磁感强度BP与x轴夹角为_______________.

答: 1∶1 2分

30 2分

5125.一根无限长直导线通有电流I,在P点处被弯成了一个半径为R

R 的圆,且P点处无交叉和接触,则圆心O处的磁感强度

O I 大小为_______________________________________,方向为

P

______________________________.

答:

?0I1(1?) 2分 2R? 垂直纸面向里. 1分

计算题

1008(难度系数25). 如图所示,真空中一长为L的均

q P匀带电细直杆,总电荷为q,试求在直杆延长线上距杆的

一端距离为d的P点的电场强度. L d 解:设杆的左端为坐标原点O,x轴沿直杆方向.带

电直杆的电荷线密度为?=q / L,在x处取一电荷元x (L+d-x) dq dE dq = ?dx = qdx / L,它在P点的场强: P O x L d dqqdxdE?? 224??0?L?d?x?4??0L?L?d?x?2分

qdxq总场强为 E? 3分 ?24??0L?4??0d?L?d?0(L?d-x)

L方向沿x轴,即杆的延长线方向.

1011(45).半径为R的带电细圆环,其电荷线密度为?=?0sin?,式中 y ?0为一常数,?为半径R与x轴所成的夹角,如图所示.试求环心

RO处的电场强度. 解:在任意角? 处取微小电量dq=?dl,它在O点产生的场强为:

?cos?d? dE??dl2?0 3分

4??R4??0R0它沿x、y轴上的二个分量为:

dEx=-dEcos? 1分 dEy=-dEsin? 1分

对各分量分别求和 Ex???O x

2??0?02= 2分 cos?d??04?0R4??0R2??0Ey?sin?d(sin?)?0 2分 ?04??0R???0?i 1分 故O点的场强为: E?Exi??4?0R ? A

1060(25). 图中所示, A、B为真空中两个平行的“无限大”均匀带电平

--面,A面上电荷面密度?A=-17.73108 C2m2,B面的电荷面密度?B=

--35.4 3108 C2m2.试计算两平面之间和两平面外的电场强度.(真空介电常量?0=8.85310-12 C22N-12m-2 )

解:两带电平面各自产生的场强分别为: A ?B ?A/?2?0? 方向如图示 1分

EB??B/?2?0? 方向如图示 1分

EA? E?EA?EB??A ?BB

EAEA由叠加原理两面间电场强度为 EAEB??4

A??B?/?2?0?

=3310 N/C 方向沿x轴负方向 2分

两面外左侧E??EB?EA?EBEBE??B??A?/?2?0?

E?E??x =13104 N/C 方向沿x轴负方向 2分

AB两面外右侧 E??= 13104 N/C 方向沿x轴正方向 2分

1190(25).电荷线密度为?的“无限长”均匀带电细线,弯成A ∞ 图示形状.若半圆弧AB的半径为R,试求圆心O点的场

R O 强.

B ∞

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