大學(xué)物理3第08章習(xí)題分析與解答

1、習(xí)題86圖IOR第八章第八章恒定磁場恒定磁場8181均勻磁場的磁感強(qiáng)度B垂直于半徑為r的圓面今以該圓周為邊線，作一半球面S，則通過S面的磁通量的大小為［］。(A)(B)(C)0(D)無法確定Br22?Br2?分析與解分析與解根據(jù)高斯定理，磁感線是閉合曲線，穿過圓平面的磁通量與穿過半球面的磁通量相等。正確答案為（B）。8282下列說法正確的是[]。(A)閉合回路上各點(diǎn)磁感強(qiáng)度都為零時(shí)，回路內(nèi)一定沒有電流穿過(B)閉合回路上各點(diǎn)磁感強(qiáng)度都為

2、零時(shí)，回路內(nèi)穿過電流的代數(shù)和必定為零(C)磁感強(qiáng)度沿閉合回路的積分為零時(shí)，回路上各點(diǎn)的磁感強(qiáng)度必定為零(D)磁感強(qiáng)度沿閉合回路的積分不為零時(shí)，回路上任意點(diǎn)的磁感強(qiáng)度必定為零分析與解分析與解由磁場中的安培環(huán)路定理，磁感強(qiáng)度沿閉合回路的積分為零時(shí)，回路上各點(diǎn)的磁感強(qiáng)度不一定為零；閉合回路上各點(diǎn)磁感強(qiáng)度為零時(shí)，穿過回路的電流代數(shù)和一定為零。正確答案為（B）。8383磁場中的安培環(huán)路定理說明穩(wěn)恒電流的磁場是[]。??????nLI1ii0dlB

3、(A)無源場(B)有旋場(C)無旋場(D)有源場分析與解分析與解磁場的高斯定理與安培環(huán)路定理是磁場性質(zhì)的重要表述，在恒定磁場中B的環(huán)流一般不為零，所以磁場是渦旋場；而在恒定磁場中，通過任意閉合曲面的磁通量必為零，所以磁場是無源場；靜電場中E的環(huán)流等于零，故靜電場為保守場；而靜電場中，通過任意閉合面的電通量可以不為零，故靜電場為有源場。正確答案為（B）。8484一半圓形閉合平面線圈，半徑為R，通有電流I，放在磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場中，磁場

4、方向與線圈平面平行，則線圈所受磁力矩大小為[]。(A)(B)(C)(D)0BRI2πBRI221?BRI241?分析與解分析與解對(duì)一匝通電平面線圈，在磁場中所受的磁力矩可表示為，而BeM??nIS且對(duì)任意形狀的平面線圈都是適用的。正確答案為（B）。8585一長直螺線管是由直徑d=0.2mm的漆包線密繞而成。當(dāng)它通以I=0.5A的電流時(shí)，其內(nèi)部的磁感強(qiáng)度B=_____________。(忽略絕緣層厚度，μ0=4π107NA2)分析與解分

5、析與解根據(jù)磁場中的安培環(huán)路定理可求得長直螺線管內(nèi)部的磁感強(qiáng)度大小為，方向由右螺旋關(guān)系確定。正確答安為（）。nIB0??T1014.33??8686如圖所示，載流導(dǎo)線在平面內(nèi)分布，電流為I，則在圓心O點(diǎn)處的磁感強(qiáng)度大小為_____________，方向?yàn)開____________。分析與解分析與解根據(jù)圓形電流和長直電流的磁感強(qiáng)度公式，并作矢量疊加，可得圓心O點(diǎn)的總的磁感強(qiáng)度。正確答案為（，向里）。?????????1120RI正確答案為：

6、P點(diǎn)的磁感強(qiáng)度大小為、方向向里。bbaaI???ln20811811如圖所示長直導(dǎo)線旁有一矩形線圈且CD與長直導(dǎo)線平行，導(dǎo)線中通有電流I1=20安培，線圈中通有電流I2=10安培。已知a=1.0厘米，b=9.0厘米，l=20厘米。求線圈每邊所受的力（大小和方向）。分析分析根據(jù)直線電流在矩形線圈所在平面的磁感強(qiáng)度，由安培力公式可求得各邊所受的磁場力。解選取如圖坐標(biāo)，O為x坐標(biāo)原點(diǎn)，直線電流I1的磁感強(qiáng)度為，方向向里，根據(jù)安培力公式可求x2

7、IB10???BlF??ddI得各邊的磁場力。CD邊：x=a，故、方向向a2IB10???a2lIIIlBFπμ210??左；EF邊：x=ab，故、方向向右；)(ba2IB10????)π（μ210ba2lIIIlBF???DE邊：因DE邊各處的磁感強(qiáng)度不同，把其分成線元，各線元所受磁場力的方向相同，求和時(shí)積分遍及DE線段、方向向上；abaIIxIIBIFbaa2baaDE????????????ln2d2d210210xxFC邊：同理

8、得、方向向下。abaIIFFC????ln2210812812若電子以速度，通過磁場??sm100.3100.266jiv????。求：??T15.003.0jiB??(1)作用在電子上的力；(2)對(duì)以同樣速度運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子重復(fù)你的計(jì)算。分析分析運(yùn)動(dòng)電荷在磁場所受的力為洛倫茲力，力的方向由電荷的性質(zhì)與運(yùn)動(dòng)BvF??q方向決定。解（1）對(duì)于電子，由洛倫茲力公式，得C106.119??????eq????N1024.515.003.0100.3