【7A文】大学物理下册练习及答案

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1、【MeiWei81-优质实用版文档】电磁学磁力v0AC10cmDC7-1如图所示，一电子经过A点时，具有速率。（1）欲使这电子沿半圆自A至C运动，试求所需的磁场大小和方向；（2）求电子自A运动到C所需的时间。解：（1）电子所受洛仑兹力提供向心力得出磁场方向应该垂直纸面向里。（2）所需的时间为DC7-2把的一个正电子，射入磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，其速度矢量与B成89°角，路径成螺旋线，其轴在B的方向。试求这螺旋线运动的周期T、螺距h和半径r。解：正电子的速率为m/s做螺旋运动的周期为s螺距为m半径为mdba’aBIDC7-3如图所示，一铜片厚为d=1.0mm，放在B=

2、1.5T的磁场中，磁场方向与铜片表面垂直。已知铜片里每立方厘米有8.4个自由电子，每个电子的电荷C，当铜片中有I=200A的电流流通时，（1）求铜片两侧的电势差；（2）铜片宽度b对有无影响？为什么？解：（1）V，负号表示侧电势高。【MeiWei81-优质实用版文档】【MeiWei81-优质实用版文档】（2）铜片宽度b对=无影响。因为=和b有关，而在电流I一定的情况下，漂移速度又和b成反比的缘故。cA’AIbaxyzBDC7-4如图所示，一块半导体样品的体积为，沿G方向有电流I，在z轴方向加有均匀磁场B。这时实验得出的数据a=0.10cm，b=0.35cm，c=1.0cm，I=1

3、.0mA，B=3000G，片两侧的电势差=6.55mV。（1）这半导体是正电荷导电（P型）还是负电荷导电（N型）？（2）求载流子浓度。解：（1）由电流方向、磁场方向和A侧电势高于A’侧电势可以判断此半导体是负电荷导电。（2）载流子浓度DC7-5一正方形线圈由外皮绝缘的细导线绕成，共绕有200匝。每边长为150mm，放在B=4.0T的外磁场中，当导线通有I=8.0A的电流时，求：（1）线圈磁矩m的大小；（2）作用在线圈上的力矩的最大值。解：（1）A×m2（2）N×mDC7-6一质量为m半径为R的均匀电介质圆盘均匀带有电荷，面电荷密度为s。求证当它以w的角速度绕通过中心且垂直于盘面

4、的轴旋转时，其磁矩的大小为，而且磁矩m与角动量L的关系为，其中q为盘带的总电量。ORrdrsw解：如图所示圆环dr的磁矩大小为整个旋转圆盘的磁矩大小为因为所以IqqdFdFxdFydqIdlOxyabcDC7-7如图所示，导线acb是半径为R【MeiWei81-优质实用版文档】【MeiWei81-优质实用版文档】的半圆形，通有电流I，线圈平面与匀强磁场B的方向垂直。试求线圈所受的磁力。解：建立如图坐标系。在导线上任取一电流元，其受到的安培力为将dF分解为的dFG、dFy，由对称性分析可知G方向合力为零，整个导线受力ORBDC7-8一半径R=0.1m的半圆形闭合线圈，载有电流I=

5、10A。放在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，，如图所示。（1）求线圈所受力矩的大小和方向；（2）在这力矩的作用下，线圈绕过直径的轴转90°，求力矩所做的功。解：（1）力矩大小N×m由矢量关系可以判断力矩方向沿直径向上。（2）力矩所做的功JI1I2BACDEFFEFFDEFCDFCFxODC7-9如图所示，在长直导线AB内通有电流I1=40A，在长宽分别为a=9.0cm、b=20.0cm的矩形线圈CDEF中通有电流I2=5A，AB与CDEF共面，且CD与AB平行，相距d=1.0cm。试求：（1）矩形线圈每边受到导线AB的作用力；（2）矩形线圈受到导线AB的合力和相对矩形中心的

6、合力矩。解：（1）矩形各边受力方向如图所示。各边受力大小NN【MeiWei81-优质实用版文档】【MeiWei81-优质实用版文档】N（2）CF与DE受力大小相等，方向相反，互相抵消。所以矩形线圈所受合力方向向左。由于各力在同一平面内，所以合力矩为零。DC7-10载有电流的长直导线与一个边长a的通有电流的正三角形线圈在同一平面内，其中一边与长直导线平行且相距为。试求线圈所受到的合力。I1I2F1F3a/2ACBxOdF2I2dl解：三角形各边受力方向如图。导线AB受力大小导线AC与导线BC受力大小相等，且沿竖直方向的分量互相抵消，只有水平向右的分力。导线AC受力大小其中，所以沿

7、G方向的分量为三角形所受合力为方向水平向左。电磁学磁场的源【MeiWei81-优质实用版文档】【MeiWei81-优质实用版文档】DC8-1求下各图中P点的磁感应强度B的大小和方向。(a)P点在水平导线延长线上；（b）P在半圆中心处；（c）P在正三角形中心解：（a）方向垂直纸面向外；（b）方向垂直纸面向内；（c）方向垂直纸面向内；⊙⊙IIII2a2a·oDC8-2四条通以电流I的无限长直导线，相互平行地分别置于边长为2a的正方形各个顶点处，求正方形中心O的磁感应强度大小。解：由对称性分析可知