大学物理精讲精练答案.doc

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例14-1
例14-2 (C).
例14-3 m0i ; 沿轴线方向朝右
例14-4 (D)
例14-5 (D)
B=×10-4 T;a =225°,a为与x轴正向的夹角
【解】取dl段,其中电流为

在P点
x
y
⊗
dB
P
例题14-6答案图
dl
q
dq
选坐标如图
,


×10-4 T
方向, a,a为与x轴正向的夹角。
例14-7 (1) 0 __ b. c. ;
(2) Fm=;
(3) 0 。
例 14-8 -m0I1 ; m0(I1+I2) ; 0.
例14-9 (D)
例14-10 (C)
例14-11 (B)
例14-12
【解】导体内的电流密度
由于电流和磁场分布的对称性,磁感线是以轴为中心的一些同心圆,去半径为r的一条磁感线为环路,有安培环路定理:
有

例14-13 ;
若,则的方向向下;若,则的方向向上
【解】载流导线MN上任一点处的磁感强度大小为:

MN上电流元I3dx所受磁力:



若,则的方向向下, ,则的方向向上。
例14-14 (A)

【解】如图示位置,线圈所受安培力的合力为

方向向右,从x = a到x = 2a磁场所作的功为

例14-16 (1) , ;
(2) ;
(3)
【解】设i为载流平面的面电流密度,为无限大载流平面产生的磁场,为均匀磁场的磁感强度,作安培环路abcda,由安培环路定理得:


∴
,
∴,

在无限大平面上沿z轴方向上取长dl,沿x轴方向取宽da,则其面积为
dS = dlda,面元所受的安培力为:

单位面积所受的力
例14-17 (D)
例14-18 (A)
例14-19 (1) Mm = ×10-4 N·m ;
(2) q = 15°
【解】(1) ,方向垂直于线圈平面。

= ×10-4 N·m
(2) 设线圈绕AD边转动,并且线圈稳定时,线圈平面与竖直平面夹角为,则磁场对线圈的力矩为

重力矩:


于是 q
例14-20 ×10-13 (N)
例14-21 (B)
例14-22 (C)
例14-23 (D)
练****题答案:
14-1
解:通电圆环中心处磁感应强度,
由题意,,所以有,即
14-2
解:电流在O点产生的磁场相当于CA+AD一段导线上电流产生的磁场,
∴
14-3 (1), (2)0
14-4
解:,方向垂直纸面向里;
,方向垂直纸面向外;
,
所以
14-5
解:取宽为的长直导线,其上通有电流,在P点处产生磁感应强度为
,
则
14-6 R=2r
解:在圆盘上取宽度为的圆环,其上带电量,
电流,,
,,
,所以R=2r
14-7 p×10-3 T
解:长直螺线管内部磁感应强度:
14-8 ; 0 ;
14-9 (1) ;
(2);
(3) 0
解:(1) 取半径r的闭合回路,逆时针为正方向,由安培环路定理:
;
(2) 取半径r的闭合回路,逆时针为正方向,由安培环路定理:
;
(2) 取半径r的闭合回路,逆时针为正方向,由安培环路定理:
14-10
解:在圆柱体内部与导体中心轴线相距为r处的磁感强度的大小,由安培环路定
律可得:
因而,穿过导体内画斜线部分平面的磁通F1为

在圆形导体外,与导体中心轴线相距r处的磁感强度大小为

因而,穿过导体外画斜线部分平面的磁通F2为

穿过整个矩形平面的磁通量
14-11 的方向垂直x轴及图面向里
解:由磁场的磁感应强度叠加,知,
方向垂直x轴及图面向里
14-12 答:安培环路定理只适用于闭合电流,有限长载流直导线不闭合,故环路定律不适用.
14-13
解:dl=,,,
所有电流元受力方向相同,积分可得电流I2受磁力大小
F===,
则有Fy=F×cosa=,FX=-Fsina=-F=-。
14-14 ;在图面中向上
解:根据线圈在磁场中受到的磁力矩:
,线圈磁矩为,则带电圆环旋转时产生电流,,
所以磁力矩大小,方向在图面中竖直向上。
14-15 (1)×10-7 T (2)×10-7 A·m2
解:(1)运动带电质点在O点产生的磁场的磁感应强度B的大小:
,带入数值,得;
(2)带电质点产生的磁矩大小,,
所以,带入数值,×10-7 A·m2
14-16
解:运动电荷在磁场中运动