练习一
班级______________学号____________姓名________________
练习 一 毕奥萨法尔定律、高斯定理、安培环路定理
一、选择题
1.如图,边长为a的正方形的四个角上固定有四个电荷均为q的点电荷.此正方 A q 形以角速度??绕AC轴旋转时,在中心O点产生的磁感强度大小为B1;此正方形同样以角速度??绕过O点垂直于正方形平面的轴旋转时,在O点产生的磁感强度的大小为B2,则B1与B2间的关系为 ( )
q q O C
1q (A) B1 = B2. (B) B1 = 2B2. (C) B1 = B2. (D) B1 = B2 /4.
22.在一平面内,有两条垂直交叉但相互绝缘的导线,流过每条导线的电流i的大小相等,其方向如图所示.问
哪些区域中有某些点的磁感强度B可能为零? ( )
i Ⅰ Ⅱ (A) 仅在象限Ⅰ. (B) 仅在象限Ⅱ.
(C) 仅在象限Ⅰ,Ⅲ. (D) 仅在象限Ⅱ,Ⅳ Ⅳ i Ⅲ ?? B?dS?0说明了下面的哪些叙述是正确的? ( ) 3.磁场的高斯定理
??a 穿入闭合曲面的磁感应线条数必然等于穿出的磁感应线条数;
b 穿入闭合曲面的磁感应线条数不等于穿出的磁感应线条数; c 一根磁感应线可以终止在闭合曲面内; d 一根磁感应线可以完全处于闭合曲面内。 (A)ad; (B)ac; (C)cd; (D)ab。
?4.在磁感强度为B的均匀磁场中作一半径为r的半球面S,S边线所在平面的法线方向单??n位矢量与B的夹角为? ,则通过半球面S的磁通量(取弯面向外为正)为 ( )
(A) ?rB (B) 2?rB (C) ??rBsin? (D) ??rBcos? I
2222 S ?n ???B
S 5.如图所示,在无限长载流直导线附近作一球形闭合曲面S,当曲面S向长直导线靠近时,穿过曲面S的磁通量?和面上各点的磁感应强度B将如何变化? ( )
(A)?增大,B也增大; (B)?不变,B也不变; (C)?增大,B不变; (D)?不变,B增大。
6.两个载有相等电流I的半径为R的圆线圈一个处于水平位置,一个处于竖直位置,两个线圈的圆心重合,则在圆心o处的磁感应强度大小为多少? ( )
(A)0; (B)?0I/2R; (C)2?0I/2R; (D)?0I/R。
7.如图,载流圆线圈(半径为R)与正方形线圈(边长为a)通有相同电流I ,若两线圈中心O1与O2处的磁感应强度大小相同,则半径R与边长a之比R : a为( )
IoIA.1:1; B.2?:1; C.2?:4; D.2?:8
8.若空间存在两根无限长直载流导线,空间的磁场分布就不具有简单的对称性,则该磁场分布 (A) 不能用安培环路定理来计算. ( ) (B) 可以直接用安培环路定理求出. (C) 只能用毕奥-萨伐尔定律求出. (D) 可以用安培环路定理和磁感强度的叠加原理求出.
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练习一
二、填空题 RC1.如图所示,ABCD是无限长导线,通以电流I,BC段被弯成半径为R的半圆环,CDIO段垂直于半圆环所在的平面,AB的沿长线通过圆心O和C点。则圆心O处的磁感应强度BA大小为_______________,方向_________________。
y2.如图所示,均匀磁场的磁感应强度为B=0.2T,方向沿x轴正方向,则通过abod面b30cm40cm的磁通量为_______,通过befo面的磁通量为________,通过aefd面的磁通量为
ao_______。 30cm50cm3.一半径为a的无限长直载流导线,沿轴向均匀地流有电流I.若作一个半径为R = 5a、zdDef?Bx?高为l的柱形曲面,已知此柱形曲面的轴与载流导线的轴平行且相距3a (如图).则B??在圆柱侧面S上的积分 ??B?dS?________________.
S 2a 3a 5a l I ???4.在安培环路定理?B?dl??0?Ii中,?Ii是指___ _______;B是指__
L _________,它是由____________________________________决定的.
5.如图所示,两根无限长载流直导线相互平行,通过的电流分别为I1和I2。则
?????B?dl?____________,?B?dl?__________。
L1L2I1L2I2L1三、问答题
1.从毕奥─萨伐尔定律能导出无限长直电流的磁场公式 B??0I , 当考察点无限接近导线时(a→0),则
2πaB→∞,这是没有物理意义的,请解释.
?2.有人作如下推理:“如果一封闭曲面上的磁感强度B大小处处相等,则根据磁学中的高斯定理
??B?dS?0,可得到B?dS?B?S?0,又因为S?0,故可以推知必有B = 0.”这个推理正确吗? 如?SS有错误请说明错在哪里.
四、计算题
2. 在半径R=1cm的无限长半圆柱形金属薄片中,有电流I=5A自下而上通过,如图所示,试求圆柱轴线上一点P的磁感应强度。
R
P I
3. 两平行长直导线相距d=40cm,通过导线的电流I1=I2=20A,电流流向如图所示。求(1)两导线所在
d平面内与两导线等距的一点P处的磁感应强度。
(2)通过图中斜线所示面积的磁通量(r1=r3=10cm,l=25cm)。
I1PlI1r1r2r3 2