物理作业学生版(6)

1970-01-01 08:00

1如图为一半径为R,通电电流为I的

1圆弧形截流导线ab, 4 a ?置于均匀外磁场B中,则截流导线所受的安培力大小为 。

2如图,一根电流为I的载流导线(电流方向由a流向b)被弯成半径为R的1/4圆弧,放在磁感强度为B的均匀磁场中,则载流导线ab所受磁场的作用力的大小为____________,方向_________________. 三、计算题

1、(习题14.1) 如图,一电子经过A点时,具有速率v0=1x107m/s。 (1)欲使这电子沿半圆自A至C运动,求所需磁场的大小和方向; (2)求电子自A运动到C所需的时间。

y b 45 ° ?45°B O I x

??2、(习题14.2)把2.0 x 103 eV的一个正电子,射入磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中,其速度矢量与B成890角,路径成螺旋线,其轴在B的方向。求这螺旋

线运动的周期T、螺距h和半径r 。

3、(习题14.4) 北京正负电子对撞机中电子在周长为240m的储存环中作轨道运动。已知电子的动量是1.49?10

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?18kg.m/s, 求偏转磁场的磁感应强度。

4、(习题14.13) 如图,在长直电流近旁放一矩形线圈与其共面,线圈各边分别平行和垂直于长直导线。线圈长度为l , 宽为b ,近旁距长直导线距离为a,长直导线中通有电流I 。当矩形线圈中通有电流I1时,它受的磁力的大小和方向各如何?

5、一通有电流I的半圆形闭合回路,放在磁感应强度为B的均匀磁场中,回路平面垂直于磁场方向,如图所示。求作用在半圆弧 上的磁力及直径ab段的磁力。

6、一半径为R的无限长半圆柱面导体,载有与轴线上的长直导线等值反向的电流I,如图所示。试求轴线上长直导线单位长度所受的磁力大小。

a b

一、选择题:《大学物理》作业 No.8电磁感应

1、如图1,导体棒AB在均匀磁场B中绕通过C点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO?转动(角速度?与B同方向),BC的长度为棒长的13,则:

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(A)A点比B点电势高; (B)A点与B点电势相等;

(C)A点比B点电势低; (D)有稳恒电流从A点流向B点。 ( )

2、如图2所示,直角三角形金属框架abc放在均匀磁场中,磁场B平行于ab边,bc的长度为l,当金属框架绕ab边以匀角速度?转动时,abc回路中的感应电动势?和a、c两点间的电势差Ua?Uc为:

11B?l2 (B)??0,Ua?Uc??B?l2 22112222(C)??B?l,Ua?Uc?B?l (D)??B?l,Ua?Uc??B?l ( )

22(A)??0,Ua?Uc?3、在圆柱形空间内有一磁感应强度为B的均匀磁场,如图3所示,B的大小以速率dBdt变化,有一长度为l0的金属棒先后放在磁场的两个不同位置1(ab)和2(a?b?),则金属棒在这两个位置时棒内的感应电动势的大小关系为:

(A)?2??1?0 (B)?2??1 (C)?2??1 (D)?2??1?0 ( )

图1 图2 图3

4、自感为0.5H的线圈中,通有I?4sin?tA的电流,当t?74s时,线圈中自感电动势的大小和方向为: (A)2?V,与电流I反向; (B)22V,与电流I反向;

(C)22V,与电流I同向; (D)2?V,与电流I同向。 ( )

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5.在一自感线圈中通过的电流I随时间t的变化规律如图(a)所示,若以I的正流向作为??的正方向,则代表线圈内自感电动势??随时间t变化规律的曲线应为图(b)中(A)、(B)、(C)、(D)中的哪一个? [ ]

?? ??(A) (B) I 0 t 0 t

(a) 0 t

(b) ? (C) (D) ?

0 t t 0 6. 有两个线圈,线圈1对线圈2的互感系数为M21,而线圈2对线圈1的互感系数为M12.若它们分别流过i1和i2的变化电流且

di1di?2,并设由i2变化dtdt在线圈1中产生的互感电动势为??12,由i1变化在线圈2中产生的互感电动势为??21,判断下述哪个论断正确.

(A) M12 = M21,??21 =???12. (B) M12≠M21,??21 ≠???12.

(C) M12 = M21,??21 >??12. (D) M12 = M21,??21

二、填空题:

1、半径为r的小导线环,置于半径为R的大导线环中心,二者在同一平面内,且r??R,如图4,在大导线环中通有正弦电流I?I0sin?t,其中?、I0为常数,t为时间,则任一时刻小导线环中感应电动势的大小为 。

2、如图5,aOc为一折成?形的金属导线(aO?Oc?L),位于XY平面中;磁感应强度为B的匀强磁场垂直于XY平面,当aOc以速度v沿X轴正向运动时,导线上a、c两点间电势差Uac? ;当aOc以速度v沿Y轴正向运动时,a、c两点中 点电势高。

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图4 图5

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

4. 真空中两只长直螺线管1和2,长度相等,单层密绕匝数相同,直径之比d1 / d2 =1/4.当它们通以相同电流时,两螺线管贮存的磁能之为W1 / W2= __.

三、计算题:

1、如图所示,长直导线中电流为I,矩形导线框abcd与直导线共面,且ad//AB,dc边固定,ab边沿da及cd以速度v无摩擦地匀速平动,设线框自感忽略不计,t?0时,ab边与dc边重合。

(1)若I?I0,I0为常量,求ab中的感应电动势,ab两点哪点电势高? (2)若I?I0cos?t,求线框中的总感应电动势

2、一长圆柱状磁场,磁场方向沿轴线并垂直图面向里,磁场大小既随到轴线的距离r成正比而变化,又随时间t作正弦变化,即:B?B0rsin?t,B0、?均为正常数,若在磁场内放一半径为a的金属圆环,环心在圆柱状磁场的轴线上,求金属环中的感生电动势。

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3、一无限长直导线通有电流I?I?3t0e,I0为常数,一短形线圈与长直导线共面放置,其长边与导线平行,位置如图所示。求:(1)矩形线圈中感应电动势的大小及感应电流的方向;(2)导线与线圈的互感系数。

4、截面为矩形的螺绕环共N匝,尺寸如图所示。图下半部两矩形表示螺绕环的截面,在螺绕环的轴线上另有一无限长直导线。(1)求螺绕环的自感系数;(2)求长直导线和螺绕环的互感系数; (3)若在螺绕环内通以稳恒电流I,求螺绕环内储存的磁能。

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