02第十一章 恒定电流磁场(二)作业答案

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1、姓名__________学号____________《大学物理Ⅱ》答题纸第十一章第十一章恒定电流的磁场（二）一.选择题[C]1.（基础训练2）三条无限长直导线等距地并排安放，导线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别载有1A，2A，3A同方向的电流．由于磁相互作用的结果，导线Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ单位长度上分别受力F1、F2和F3，如图所示．则F1与F2的比值是：(A)7/16．(B)5/8．(C)7/8．(D)5/4．【提示】设导线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的电流强度分别为，产生的磁感应强度分别为，相邻导线相距为a，则式中，得.[D]2.(基础训练6)

2、两个同心圆线圈，大圆半径为R，通有电流I1；小圆半径为r，通有电流I2，方向如图．若r<

3、__学号____________《大学物理Ⅱ》答题纸第十一章(C)．(D)．【提示】电子在磁场中的轨迹为一段圆弧，如图。所以有[B]4.（自测提高5）如图，在一固定的载流大平板附近有一载流小线框能自由转动或平动．线框平面与大平板垂直．大平板的电流与线框中电流方向如图所示，则通电线框的运动情况对着从大平板看是：(A)靠近大平板．(B)顺时针转动．(C)逆时针转动．(D)离开大平板向外运动．【提示】小线框的磁矩和大平板产生的磁场方向如图所示。小线框受到的磁力矩为，该力矩总是使得小线圈朝着磁矩转向外磁场的方向

4、转动。故小线框顺时针转动。图11-33一.填空题1．（基础训练14）如图11-33，在粗糙斜面上放有一长为l的木制圆柱，已知圆柱质量为m，其上绕有N匝导线，圆柱体的轴线位于导线回路平面内，整个装置处于磁感强度大小为B、方向竖直向上的均匀磁场中．如果绕组的平面与斜面平行，则当通过回路的电流I=时，圆柱体可以稳定在斜面上不滚动．【提示】（1）圆柱体所受合力为零：，式中的θ为斜面的倾角。（2）以圆柱体的轴线为转轴，则圆柱体所受的合力矩为零。重力矩和支撑力F的力矩为零，所以摩擦力矩和磁力矩的矢量和=0，即，式中

5、的磁矩为，联立上述三个式子求解，即得答案。2.（基础训练16）有半导体通以电流I，放在均匀磁场B中，其上下表面积累电荷如图所示．试判断它们各是什么类型的半导体？7姓名__________学号____________《大学物理Ⅱ》答题纸第十一章【提示】霍尔效应。n型半导体为电子导电，电子带负电荷；p型半导体为空穴导电，空穴带正电荷。由电子或空穴所受的洛仑兹力的方向判断它们往哪个表面堆积。3.（基础训练19）如图，一个均匀磁场只存在于垂直于图面的P平面右侧，的方向垂直于图面向里．一质量为m、电荷为q的粒子以

6、速度射入磁场．在图面内与界面P成某一角度．那么粒子在从磁场中射出前是做半径为的圆周运动．如果q>0时，粒子在磁场中的路径与边界围成的平面区域的面积为S，那么q<0时，其路径与边界围成的平面区域的面积是.【提示】（1），所以；（2）如图。图11-374.（基础训练20）如图，一根载流导线被弯成半径为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，方向沿y轴正向。【提示】因为磁场是均匀的，所以，弯曲导线的受力可以等效为直导线的受力。如图，设电流从a沿直线流向b，则，5.

7、（自测提高10）如图所示，一半径为R，通有电流为I的圆形回路，位于Oxy平面内，圆心为O．一带正电荷为q的粒子，以速度沿z轴向上运动，当带正电荷的粒子恰好通过O点时，作用于圆形回路上的力为___0____，作用在带电粒子上的力为____0___．【提示】(1)根据可知，带电粒子在圆形回路处产生的磁场的方向沿着回路的切线方向，与回路电流方向相同，故回路电流受力=0(2)设为圆电流I在O点的磁感应强度。的方向与速度相同。故带电粒子受力6.（自测提高12）磁场中某点处的磁感强度为7姓名__________学号

8、____________《大学物理Ⅱ》答题纸第十一章，一电子以速度(SI)通过该点，则作用于该电子上的磁场力为．(基本电荷e=1.6×10-19C)【提示】qI图11-537.（自测提高14）如图11-53，半径为R的空心载流无限长螺线管，单位长度有n匝线圈，导线中电流为I。今在螺线管中部以与轴成角的方向发射一个质量为m，电量为q的粒子，则该粒子初速度必须小于或等于,才能保证不与螺线管壁相撞。【提示】设粒子运动的半径为R’，为了保证不与螺线