磁学部分 一、选择题
1. 一载有电流I的细导线分别均匀密绕在半径为R和r的长直圆筒上形成两个螺线管(R=2r),两螺线管单位长度上的匝数相等。两螺线管中的磁感应强度大小BR和Br应满足:
(A)BR=2Br (B)BR=Br [ ] (C)2BR=Br (D)BR=4Br
??2.磁场的高斯定理??B?dS?0说明了下面的哪些叙述是正确的? ( A )
a 穿入闭合曲面的磁感应线条数必然等于穿出的磁感应线条数; b 穿入闭合曲面的磁感应线条数不等于穿出的磁感应线条数; c 一根磁感应线可以终止在闭合曲面内; d 一根磁感应线可以完全处于闭合曲面内。 (A)ad; (B)ac; (C)cd; (D)ab。
3.下列说法正确的是 ( A )
? (A)电荷在空间各点要激发电场,电流元Idl在空间各点也要激发磁场
(B) 静止电荷在磁场中不受磁场力,运动电荷在磁场中必受磁场力 (C) 所有电场都是保守力场,所有磁场都是涡旋场
(D) 在稳恒磁场中,若闭合曲线不围绕有任何电流,则该闭合曲线上各点的磁感应强度必为零
4.洛仑兹力可以 ( B )
(A)改变带电粒子的速率; (B)改变带电粒子的动量; (C)对带电粒子作功; (D)增加带电粒子的动能。
5. 取一闭合积分回路L,使三根载流导线穿过它所围成的面。现改变三根导线之间的相互间隔,但不越出积分回路,则 [ ]
?(A)回路L内的ΣI不变,L上各点的B不变。
?(B)回路L内的ΣI不变,L上各点的B改变。
?(C)回路L内的ΣI改变,L上各点的B不变。
?(D)回路L内的ΣI改变,L上各点的B改变。
6. 如图所示,在无限长载流直导线附近作一球形闭合曲面S,当曲面S向长直导线靠近时,穿过曲面S的磁通量?和面上各点的磁感应强度B将如何变化? ( D )
(A)?增大,B也增大; S I (B)?不变,B也不变;
(C)?增大,B不变; (D)?不变,B增大。
7. 如图所示,螺线管内沿轴向放入一小磁针,当电键K闭合时, 小磁针的N极的指向: [ ]
(A)向外转90°(B)向里转90° (C)图示位置不动 (D)旋转180° (E)不能确定
8.将形状完全相同的铜环和木环静止放置,并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等,则( D )
(A)铜环中有感应电动势,木环中无感应电动势
(B) 铜环中感应电动势大,木环中感应电动势小 (C) 铜环中感应电动势小,木环中感应电动势大 (D) 两环中感应电动势相等 10. 有一无限长通电流的扁平铜片,宽度为a,厚度不计,电流 I在铜片上均匀分布,在铜片外与铜片共面,离铜片右边缘
?为b处的P点(如图)的磁感应强度B的大小为:[ ] (A)2??a?b??0I (B)?0Ia?bln 2?ab (C)?0I?0Ia?bln (D) 12?ba2?(a?b)211. 磁场由沿空心长圆筒形导体的电流产生,圆筒半径为R, x坐标轴垂直圆筒轴线,原点在中心轴线上,图(A)~(E) 哪一条曲线表示B-X的关系 ???d12.在感应电场中电磁感应定律可写成?EK?dl??dt?,式中EK为感应电场的电场强度。
l此式表明: ( D )
?
(A)闭合曲线l上EK处处相等 (B) 感应电场是保守力场 (C) 感应电场的电力线不
是闭合曲线 (D)在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念
13.两个长直螺线管半径不同,但它们通过的电流和线圈密度相同,问这两个螺线管内部的磁感应强度是否相同? ( A )
(A)相同 (B)不相同 (C)不确定
14.在匀强磁场中,有两个平面线圈,其面积A1=2A2,通有电流I1=2I2,他们所受的最大磁力矩之比M1/M2等于 ( C )
(A)1 (B)2 (C)4 (D)1/4
15. 如图,流出纸面的电流2I,流进纸面的电流为I,则下
述各式中哪一个是正确的?
??(A)?L1H?dl?2I (B) ?L2H?dl?I
??I (D) ?L4H?dl?-I (C)?L3H?dl?-
16. A、B、C为三根共面的长直导线,各通有10A的同方向电流,导线间距d=10cm,那么每根导线每厘米所受的力的大小为
dFAdFB? ? dldldFe? (?o?4??10?7N/A2) dl17. 面积为S和2S的两线圈A,B如图放置。通有相同的电流I,线圈A的电流所产生的通过线圈 B的磁通用φ该有[ ] (A)φ12=2φ
21 (B)φ12=φ21/2 (C)φ12=φ21 (D)φ12<φ21
21表示,线圈
B的电流所产生的通过线圈 A的磁通过φ
12表示,则应
二、填空题
1.一条无限长直导线载有10A的电流,在离它0.5m远的地方它产生的磁感应强度大小B为 答案:4×10-6T
2. 一条无限长直导线,在离它1cm远的地方它产生的磁感应强度是10-4T,它所载的电流为 答案:5A
y3. 如图所示,均匀磁场的磁感应强度为B=0.2T,方向沿x
b30cme轴正方向,则通过abod面的磁通量为_________,通过befo?40cmB面的磁通量为__________,通过aefd面的磁通量为
a_______。
oxf答案:0.024Wb,0,0.024Wb 30cm
50cmzd
4.如图所示,两根无限长载流直导线相互平行,通过的电流分??别为I1和I2。则?B?dl?____________,
L1L2I1L2I2??B??dl?__________。答案:?0(I2?I1),?0(I2?I1)
5. 如图所示,一导线构成一正方形线圈然后对折,并使其平面垂直置 于均匀磁场B。当线圈的一半不动,另一半以角速度?张开时 (线圈边长为2l),线圈中感应电动势的大小ε= 。(设此 时的张角为θ,见图)
6. 一无限长导线弯成如图形状,弯曲部分是一半径为R的半圆,
两直线部分平行且与半圆平面垂直,如在导线上通有电流I, 方向如图。求圆心O处的磁感应强度。
L1?
7. 求半径为 R ,载有电流为I 的细半圆环在其圆心处 O 点所产生的磁感强度________;如果上述条件的半圆改为?/3的圆弧,则圆心处 O 点磁感强度________。 答案:B??0I?0I?0I?0Il??R?B?;
4R4?R24?R212RR8.两图中都通有电流I,方向如图示,已知圆的半径为R,则O处的磁场强大小和方向。(真空中)
左图B的大小为____________,方向为__________; 右图B的大小为____________,方向为__________。 答案:
OO?0I?0I?;垂直纸面相里 2?R4R?0I8R,垂直纸面相外
9. 如图所示,正电荷q在磁场中运动,速度沿x轴正方向。若电荷q不受力,则外磁场B的方向是__________;若电荷q受到沿y轴正方向的力,且受到的力为最大值,则外磁场的方向为__________。错误! 答案:平行于x轴,沿z轴的反方向
10. 如图,导体棒AB在均匀磁场B中绕通过C点的垂直于棒长
?zxo?vqy??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1/3。则A点比B点电势
11半径r=0.1cm的圆线圈,其电阻为R=10?,匀强磁场垂 直于线圈,若使线圈中有稳定电流i=0.01A, 则磁场随时间的变化率为答案:
dB? 。 dt1??10?5?3.18?10?6(T/s)
12. 如图,aoc为一折成∠形的金属导线(aO=Oc=L),位于XOY 平面中;磁感强度为B的匀强磁场垂直于XOY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
??? 中是 点电势高。
13.. 感应电场是由 产生的,它的电场线是 。 答案:变化的磁场,闭合曲线
14. 引起动生电动势的非静电力是 力,引起感生电动势的非静电力是 力。 答案:洛仑兹,感生电场
15.一自感系数为0.25H的线圈,当线圈中的电流在0.01s内由2A均匀地减小到零。线圈中的自感电动势的大小为 。 答案:50V
16.麦克斯韦关于电磁场理论的两个基本假设是_________________________________;____________________________________________________。
答案:变化的磁场激发涡旋电场,变化的电场激发涡旋磁场(位移电流)
17. 半径为R的圆柱体上载有电流I,电流在其横截面上均匀分布, 一回路L通过圆柱内部将圆柱体横截面分为两部分,其面积大
?小分别S1、S2如图所示,则?LH?dt= 。
18. 无限长直截流导线,沿空间直角坐标oy轴放置,电流沿y正向,在原点O处取一电流
?元Idl,则该电流元在(a,0,0)点外的磁感应强度的大小为 。方向
为 。
三、计算题
1. 图示,载流长直导线中的电流为I,求穿过矩形回路的磁通量。 解:Bx??0I?Il,d?m?BxdS?Bxldx?0dx,
2?x2?xba?m??d?m??
?0Il?Ilbdx?0ln 2?x2?a