长春工业大学一年级物理答案1

(1)BO1?BO2;(2)BO1?BO2; (3)BO1?BO2;(4)无法判断。

I?IaB?0?dB?2?r2?x ?Id?adx?0Id?aB?0??lnd2?ax2?ad?0(dx)

8.一个塑料圆盘,半径为R,电荷q均匀分布于表面,圆盘绕通过圆心垂直盘面的轴转动,角速度为?。求圆盘中心处的磁感应强度。

BO1??0I4R2??0I2R1,BO2??0I4R2??0I2R16.一根很长的同轴电缆,由一导体圆柱(半径为a)和一同轴的导体圆管(内、外半径分别为b、c)构成,让电流I从一导体流去,从一导体流回,设电流均匀分布在导体的横截面上,求:电缆内外磁感应强度距轴线距离的分布B(r)。

练习十 磁场对电流的作用(一)

解:由安培环路定理 得:

?0Ir2?a2 ?0I(2)a?r?b,B?2?r(1)r?a,B?(3)b?r?c,I?(r2?b2)B?2?r??0[I?] 22?(c?b)

1.如图所示,一条长为0.5m的直导线沿y方向放置,通以沿y

轴正向的电流I=10A。导线所在处的磁感应强度 (T),则该直导线所受磁力:

?0I(c2?r2)B?2?(c2?b2)r(4)r?c,B?0

7.如图所示,一宽为a的无限长金属板,自下向上均匀地通过电流I。求:在薄板所在平面上距板右侧为d的p点的磁感应强度Bp。

2.如图所示,三根均通以电流I的长直导线平行放置,彼此相距a,则各导线单位长度所受作用力的大小

,若C处电流反向,在图10-2中

画出导线C所受作用力的方向。

解:B?2?0Icos30O

2??a 21

3.(4)如图所示,半圆形线圈半径为R,通有电流I,在磁场

0

B的作用下从图示位置转过30时,它所受磁力矩的大小和方向为:

2

(1)πRIB/4,沿图面竖直向下;

2

(2)πRIB/4,沿图面竖直向上; (3)3πRIB/4, 沿图面竖直向下; (4)3πRIB/4,沿图面竖直向上。

22

dF?BI2dl???0I1I2dl2?x?0I1I22?0I1I2x?dd()?dx O2?x2?xcos452?0I1I2d?Lcos45dx?4F??1.24?10N?d2?xO

7.截面积为S、密度为?的铜导线被弯成正方形的三边,可以绕水平轴OO?转动,如图所示。导线放在方向竖直向上的匀强磁场中,当导线中的电流为I时,导线离开原来的竖直位置

2

偏转一个角度?而平衡。求磁感应强度。若S=2mm,

4.(3)在氢原子中,电子沿着某一圆轨道绕核运动,则:等效圆电流的磁矩Pm与电子轨道运动的角动量L大小之比和Pm与L方向的关系为:

(1)2m/e,Pm与L方向相同; (2)2m/e,Pm与L方向垂直; (3)e/2m,Pm与L方向相反; (4)e/2m,Pm与L方向垂直。

?=8.9g/cm3,?=15°,I=10A,磁感应强度大小为多少?

5.圆环半径为R=4cm,放在一非均匀磁场B中,磁场对环呈发

0

射状,如图所示,若环边缘处磁场方向与环面法线方向成30角,大小为0.10T,环中通以电流I=15.8A。求:圆环所受合力的大小和方向。

练习十一 磁场对电流的作用(二)

1.一长直导线载有10A的电流,在距它为a=2cm处有一电子由

-16

于运动受落仑兹力?的方向如图11-1所示,且?=1.6?10N,设

7

电子在它与GE组成的平面内运动,则电子速率?=10m/s,在图中画出?的方向。

6.如图所示,ab导线与无限长直导线GE共面,ab延长线与GE

0

交于O点成45角,若分别通以电流I1=20A,I2=10A,ab长L=92cm,a端距GE为d=1cm,求ab所受GE产生的磁场作用力F。

22

2.真空中两个电子相距为?,以相同速度v同向飞行,则它们相互作用的库仑力与落仑兹力大小之比为:

c2?22?0?0vv1(1)E?U/a?1000V/mqE?qvB?v?2000/3m/s(2)U?IB?nq?4.5?108nqc

如果是电子导电,q?1.602?10?19Cn?2.8?1027个/米3?2.8?1021个/厘米3(3)如图

5

6.如图所示,一质子经加速电压U=5?10V加速后,通过一磁感应强度B=0.51T,方向垂直纸面向里,宽度D=10cm的均匀磁场

-27-19

区域。已知质子质量m=1.67?10kg,电量e=1.6?10c。求: (1)圆轨道半径R; (2)质子脱离磁场时偏离初始运动方向的角度?。

3.(2)质子与?粒子质量之比为1:4,电量之比为1:2,它们的动能相同,若将它们引进同一均匀磁场,且在垂直于磁场的平面内作圆周运动,则它们回转半径之比为: (1)1:4; (2)1:1; (3)1:2; (4)1:2。

2mEkmvR??qBqB

4.(1)如图所示,半导体薄片为N型,则a、b两点的电势差

Uab:

(1)大于零; (2)等于零; (3)小于零。

2mEkmv2meu???0.20mqBeBeB 10sin????30O20R?

5.在霍耳效应实验中,宽1.0cm、长4.0cm、厚1.0?10cm的导体沿长度方向载有30mA的电流,当磁感应强度大小

?3B=1.5T的磁场垂直地通过该薄导体时,产生1.0?10?5V的霍

耳电压(在宽度两端)。试由这些数据求: (1)载流子的漂移速度; (2)每立方厘米的载流子数;

(3)假设载流子是电子,画出霍耳电压的极性。

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