福州大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件讲稿，电磁场、热学）至诚学院大学物理作业24解答

至诚学院 大学物理规范作 总(24)

至诚学院 大学物理规范作业 总（24）

选择题 1.如图所示,带电粒子1和2以速度ν进入匀强磁场B 后偏转方向各不相同,则1、2所带电荷正负为【A】 (A)1带负电荷,2带正电荷 (B)1带正电荷,2带负电荷 (C)1和2都带正电荷 (D)1和2都带负电荷 分析: 带电粒子所受到的洛伦兹力方向与粒子 的速度方向和磁场方向满足右手定则

一、选择题 1.如图所示，带电粒子1和2以速度 v 进入匀强磁场 B0 后偏转方向各不相同，则1、2所带电荷正负为【 】 （A）1带负电荷，2带正电荷 （B）1带正电荷，2带负电荷 （C）1和2都带正电荷 （D）1和2都带负电荷 A 分析： 带电粒子所受到的洛伦兹力方向与粒子 的速度方向和磁场方向满足右手定则。 F F

2.图示闭合载流平面线圈ACDO通电流I均匀磁场B沿Ⅹ 轴正方向,线框可绕Y轴自由转动,则线框将:【B】 (A)作o角减少的转动;(B) 作α角增大的转动;(C)不会 转动; (D)如何转动 尚不能确定 B 分析 (1)确定线框的磁矩方向: 电流平面法线方向。 (2)确定线框的磁力矩方向 M=m×B

2. 图示闭合载流平面线圈ACDO通电流I,均匀磁场B沿X 轴正方向, 线框可绕Y轴自由转动,则线框将:【 B 】 （A）作角减少的转动；（B） 作角增大的转动；（C）不会 转动； （D）如何转动 尚不能确定。 M   I x y z o A D C B  m  分析：（1）确定线框的磁矩方向： 电流平面法线方向。 （2）确定线框的磁力矩方向 M m B    = 

二、填空题 1.两平行长直载流导线A、B,通电流分别为I1、I2, 方向相同,相距为a,则A导线单位长度所受的安培 力大小为 ,方向向右 2Ia 解:根据安培环路定理,直流导线B在导线A处产生 的磁场强度为, B 方向垂直于纸面向外 A导线单位长度所受的安培力大小为:A F=B1=<ol12 2a 方向向右

1.两平行长直载流导线A、B，通电流分别为I1、I2， 方向相同，相距为a，则A导线单位长度所受的安培 力大小为_____________，方向________________。 二、填空题 解：根据安培环路定理，直流导线B在导线A处产生 的磁场强度为， 0 2 2 I B a   = 0 1 2 1 2 I I F BI a   = = A导线单位长度所受的安培力大小为： 方向垂直于纸面向外 2 μ0 1 2 I I πa 方向向右 向右

2.正方形载流线圈,共N匝,通电流I,边长为a,置 于均匀外磁场B中,如图示,该瞬时线圈所受的磁 力矩大小为Na2B 分析: 磁力矩: M=m×B M=mBo=SIBo=Nla Bo

B0 2.正方形载流线圈，共N匝，通电流I，边长为a，置 于均匀外磁场 中，如图示，该瞬时线圈所受的磁 力矩大小为_________________。 分析： M m B0    =  磁力矩： M = mB0 0 = SNIB 2 = NIa B0 2 NIa B0

三、计算题 1.无限长载流导线通电流I1,与之共面有一通有电流I2 的闭合矩形载流线圈,长为1,宽为b,AB与长直载流 导线相距a,求ABCD所受的合力大小及方向。(只考虑 长直载流导线对它们的安培力) 解:AB和CD边所受到的力大小相等,方向相 反,合力为零,所以只考虑AD和BC边所 受到的力 B AD边:∮Bd=A41 B Bn·2丌a D a-k-6 2丌 4D=l,B AD 方向向右 2a

1.无限长载流导线通电流I1，与之共面有一通有电流I2 的闭合矩形载流线圈，长为l，宽为b，AB与长直载流 导线相距a，求ABCD所受的合力大小及方向。（只考虑 长直载流导线对它们的安培力） 三、计算题 解：AB和CD边所受到的力大小相等，方向相 反，合力为零，所以只考虑AD和BC边所 受到的力。 AD边： 0 1 0 1 0 1 2 2 AD AD d I B a I I B a      • =  = =  B r AD 0 1 2 2 2 AD AD I I l F I lB a   = = 方向向右 FAD FBC

BC边: BBc·dr=10l1 BC·2x(a+b)=/0 B c 2I(a+b Bc =LlBesMoL,Ll 2z(a+b)方向向左 所以ABcD所受的合力大小为: F=∠42(41 2丌aa+b )方向向右

0 1 0 1 0 1 2 ( ) 2 ( ) BC BC d I B a b I I B a b      • =  + = = +  B r BC BC边： 0 1 2 2 2 ( ) BC BC I I l F I lB a b   = = + 方向向左 所以ABCD所受的合力大小为： 0 1 2 1 1 ( ) 2 I I l F a a b   = − + 方向向右

2图示1/4圆线圈通电流I,半径为R,置于均匀外磁场B 中,磁场方向如图示,和0B平行。求(1)弧AB所受的 安培力大小;(2)线圈所受磁力矩大小 解:(1)电流元ld受的磁场力的大小为,A dF= ldif sina d= rda 弧AB所受的安培力大小: 0感4 F=2LBRsin ada=-LBRcosal2=LBR (2)磁力矩:M=m×B1B M=mB6=SZB04爷

2.图示1/4圆线圈通电流I0 ,半径为R，置于均匀外磁场 中，磁场方向如图示，和OB平行。求（1）弧AB所受的 安培力大小；（2）线圈所受磁力矩大小。 B0  d r dldF  解：（1）电流元Idl受的磁场力的大小为， 0 0 dF I dlB = sin dl Rd =  2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 F I B R d I B R I B R sin cos   = = − =     （2）磁力矩： M m B0    =  M = mB0 = SIB0 0 2 4 1 = R IB 弧AB所受的安培力大小：