恒定电流的磁场二答案.docx

第八章恒定电流的磁场（二）

选择题

[B]1.一个动量为p的电子，沿图示方向入射并能穿过一个宽度为D、磁感强度为(方向垂直纸面向外)的均匀磁场区域，则该电子出射方向和入射方向间的夹角为
(A)．(B)．
(C)．(D)．
提示：

[D]2.A、B两个电子都垂直于磁场方向射入一均匀磁场而作圆周运动．A电子的速率是B电子速率的两倍．设RA，RB分别为A电子与B电子的轨道半径；TA，TB分别为它们各自的周期．则
(A)RA∶RB=2，TA∶TB=2．(B)RA∶RB，TA∶TB=1．
(C)RA∶RB=1，TA∶TB．(D)RA∶RB=2，TA∶TB=1．

提示：

[C]3.三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：

[B]4.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：

[D]5.两个同心圆线圈，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<<R(大线圈在小线圈处产生的磁场近似为均匀磁场)，当它们处在同一平面内时小线圈所受磁力矩的大小为

(A)．(B)．
(C)．(D)0．
提示：
填空题

1.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：

2.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？

提示：

3.磁场中某点处的磁感强度为，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：

4.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_______．

5.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（设电流从a流向b）____。

提示：
6．电子质量m，电荷e，以速度v飞入磁感强度为B的匀强磁场中，与的夹角为，电子作螺旋运动，螺旋线的螺距h=___，半径R=_____．
提示：
计算题

1.如图所示线框，铜线横截面积S=2.0mm2，其中OA和DO＇两段保持水平不动，ABCD段是边长为a的正方形的三边，它可绕OO＇轴无摩擦转动．整个导线放在匀强磁场中，的方向竖直向上．已知铜的密度=8.9×103kg/m3，当铜线中的电流I=10A时，导线处于平衡状态，AB段和CD段与竖直方向的夹角=15°．求磁感强度的大小．

解：线圈的电流如图所示，才能保持平衡。此时，对oo’的合力矩为零。
重力矩：，
其中m为一条边的质量：
磁力矩：，其中
平衡时：
得：

2．一半径为4.0cm的圆环放在磁场中，磁场的方向对环而言是对称发散的，如图所示．圆环所在处的磁感强度的大小为0.10T，磁场的方向与环面法向成60°角．求当圆环中通有电流I=15.8A时，圆环所受磁力的大小和方向．
解：将电流元Idl处的分解为平行线圈平面的B1和垂直平面的B2两分量：
（1）电流元受B1的作用力：
方向平行圆环轴线。
因为线圈上每一电流元受力方向相同，所以合力为：

（2）电流元受B2的作用力：
由于对称性，
（3）所以，圆环所受合力：

3.在一回旋加速器中的氘核，当它刚从盒中射出时，其运动半径是R=32.0cm，加在D盒上的交变电压的频率是=10MHz。试求：(1)磁感应强度的大小；(2)氘核射出时的能量和速率(已知氘核质量m=3.35×10-27kg)

解：（1）
（2）

4．在氢原子中，电子沿着某一圆轨道绕核运动．求等效圆电流的磁矩与电子轨道运动的动量矩大小之比，并指出和方向间的关系．(电子电荷为e，电子质量为m)
解：

5．一通有电流I1(方向如图)的长直导线，旁边有一个与它共面通有电流I2(