[讲解]《大学物理 A II》期末复习之试题整理 下载本文

_______,如果转角??2?,必需作的功A =_______0_________.

3(2481)

一半径为R的圆筒形导体,筒壁很薄,可视为无限长,通以电流I,筒外有一层厚为d,磁导率为?的均匀顺磁性介质,介质外为真空,画出此磁场的H-r图及B-r图.(要求:在图上标明各曲线端点的坐标及所代表的函数值,不必写出计算过程.)

HB?IHBI2?ROrOr

R2?R?II2?(R?d)?0I2?r2?(R?d)rO?I2?r?0I2?rRR+dr O1(2562) 在真空中,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I,则圆心O点的磁感强度B的值为_____?0I/(4a)_____.

I I a O a b

2(2067)

如图所示的空间区域内,分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,在纸面内有一正方形边框abcd(磁场以边框为界).而a、b、c三个角顶处开有很小的缺口.今有一束具有不同速度的电子由a缺口沿ad方向射入磁场区域,若b、c两缺口处分别有电子射出,则此两处出射电子的速率之比vb/vc =____ 1 / 2___.

3(2732)

I d

?B c

?B一面积为S,载有电流I的平面闭合线圈置于磁感强度为的均匀磁场中,此线圈受到的最大磁力矩

的大小为____ ISB ________,此时通过线圈的磁通量为_____0_______.当此线圈受到最小的磁力矩

作用时通过线圈的磁通量为____ BS ________.

4(2109)

一个绕有500匝导线的平均周长50 cm的细环,载有 0.3 A电流时,铁芯的相对磁导率为

--600 . (?0 =4?3107 T2m2A1) (1) 铁芯中的磁感强度B为_______0.226 T ___________.

(2) 铁芯中的磁场强度H为_______300 A/m _______________.

1 (5476)

在真空中,电流I由长直导线1沿垂直bc边方向经a点流入一 b I 2 由电阻均匀的导线构成的正三角形线框,再由b点沿平行ac边方向流出,经长直导线2返回电源(如图).三角形框每边长为l,则在该正三角框中心O 点处磁感强度的大小B=______3?0I____________. 4?lO a 1 I e c

2 (2160)如图,在粗糙斜面上放有一长为l的木制圆柱,已知圆柱质量为m,其上绕有N匝导线,圆柱体的轴线位于导线回路平面内,整个装置处于磁感强度大小为B、方向竖直向上的均匀磁场中.如果绕组的平面与斜面平行,则当通过回路的电流I =___mg/(2NLB)_______时,圆柱体可以稳定在斜面上不滚动.

3 (2597)一个薄壁纸筒,长为 30 cm、截面直径为 3 cm,筒上绕有 500 匝线圈,纸筒内由?r=5000的铁芯充满,则线圈的自感系

?B m l ?B N匝导线回路 N-数为___3.7H_____.????=4?3107 2) A

1.(本题3分)(1928)

图中所示的一无限长直圆筒,沿圆周方向上的面电流密度(单位垂直长度上流过的电流)为i,则圆筒内部的磁感强度的大小为B =__μ0 i______,方向i_______沿轴线方向向右________.

2.(本题3分)(5126)

在同一平面上有两个同心的圆线圈,大圆半径为R,通有电流 I1,小圆半径为r,通有电流I2 (如图),则小线圈所受的磁力矩为I2 r I1 ___0_____.同时小线圈还受到使它___扩大_______的力.

R

2(本题4分)(2128)

AD 如图所示,在一长直导线L中通有电流I,ABCD为一矩形线圈,

它与L皆在纸面内,且AB边与L平行. I(1) 矩形线圈在纸面内向右移动时,线圈中感应电动势方向

为___ADCBA绕向___________.

CB(2) 矩形线圈绕AD边旋转,当BC边已离开纸面正向外运

L动时,线圈中感应动势的方向为______ ADCBA绕向

_______.

1(本题4分)(2004)

磁场中任一点放一个小的载流试验线圈可以确定该点的磁感强度,其大小等于放在该点处试验线圈所受的___最大磁力矩____和线圈的___磁矩_____的比值. 2(本题3分)(2149)

一面积为S的平面导线闭合回路,置于载流长螺线管中,回路的法向与螺线管轴线平行.设长螺线管单位长度上的匝数为n,通过的电流为I?Imsin?t(电流的正向与回路的正法向成右手关系),其中Im和?为常数,t为时间,则该导线回路中的感生电动势为____-μ0nSωIm Cosωt______________.

1(2737)

两根平行无限长直导线相距为d,载有大小相等方向相反的电流I,电流变化率dI /dt =??>0.一个边长为d的正方形线圈位于导线平面内与一根导线相距d,如图所示.求线圈中的感应电动势?,并说明线圈中的感应电流是顺时针还是逆时针方向. 解:(1) 载流为I的无限长直导线在与其相距为r处产生的磁感强度为:

B??0I/(2?r) 以顺时针绕向为线圈回路的正方向,与线圈相距较远的

3d I d I d

导线在线圈中产生的磁通量为: ?1?与线圈相距较近的导线对线圈的磁通量为:

2d2d?d??0I2?rdr??0Id3ln 2?2Φ2???d?d?0I2?rdr???0Id2?ln2

ln4

2?3dΦ?0d4dI?0d4?(ln)??ln 感应电动势为: ???dt2?3dt2?3总磁通量 Φ?Φ1?Φ2??由? >0和回路正方向为顺时针,所以?的绕向为顺时针方向,线圈中的感应电流

亦是顺时针方向. 1(2757)

?0Id? 如图所示,一个恒力F作用在质量为m,长为???始,在均匀磁场B中运动,其速度v的方向与B和

l垂直于导轨滑动的裸导线上,该导线两端通过导体轨与电阻R相通(导线电阻也计入R).导线从静止开

R ?B ?v ?F 导体轨

导线皆垂直,假定滑动是无摩擦的且忽略导线与电阻R形成的回路的自感,试求导线的速度与时间的关系式.

解:在均匀磁场中运动导线切割磁力线,在导线上产生的动生电动势:??=vBl.式

中l为导线的长度,v为其运动的速度.

导线中电流为: I??/R?vBl/R 根据安培力公式,导线受磁力 f?IlB?vBl/R

22??f和F方向相反.

dvB2l2?F?v 导线运动的微分方程为: mdtRRFB2l2?(t) 其解为: v(t)?22?G?expmRBl22其中 exp(x) =ex,G为待定常量.当t =0,v =0,求得G??RF/(Bl),故

22Blt)] RF v(t)?22[1?exp(?mRBl1(2328)

? 在匀强磁场B中,导线OM?MN?a,∠OMN =

120°,OMN整体可绕O点在垂直于磁场的平面内逆时针转动,如图所示.若转动角速度为?,

(1) 求OM间电势差UOM, (2) 求ON间电势差UON, (3) 指出O、M、N三点中哪点电势最高.

??N 60° 解:(1) UOM?UO?UM?1?a2B 2O a M (2) 添加辅助线ON,由于整个△OMN内感应电动势为零,所以?OM??MN??ON势?ON来代替OM、MN两段内的电动势.

?B

ON?2acos30??3a UON?UO?UN?1?B(3a)2?3?a2B/2 2 (3) O点电势最高. 1 (2765)

电荷Q均匀分布在半径为a、长为L ( L >>a)的绝缘薄壁

长圆筒表面上,圆筒以角速度?绕中心轴线旋转.一半径为2a、电阻为R的单匝圆形线圈套在圆筒上(如图所示).若圆筒转速按照???0(1?t/t0)的规律(??0和t0是已知常数)随时间线性地减小,求圆形线圈中感应电流的大小和流向. 解:筒以?旋转时,相当于表面单位长度上有环形电流

2a a z ??L

Q??,它和通电流螺线管的nI等效.按长螺线管产生磁场L2?的公式,筒内均匀磁场磁感强度为: B??0Q?2?L2 (方向沿筒的轴向) 4分

筒外磁场为零.穿过线圈的磁通量为: ???aB??0Q?a22L 2分

在单匝线圈中产生感生电动势为

?0Qa2?0d??0Qa2d??(?)? ??? 2分 dt2Ldt2Lt0感应电流i为

i???0Qa2?0R?2RLt0 1分

i的流向与圆筒转向一致. 1分

1.(本题10分)(2737)两根平行无限长直导线相距为d,载有大小相等方向相反的电流I,电流变化率dI /dt =??>0.一个边长为d的正方形线圈位于导线平面内与一根导线相距d,如图所示.求线圈中的感应电动势,并说明线圈中的感应电流是顺时针还是逆时针方向.

答:

I d I d