大学物理 下习题课.ppt

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1、主讲:罗婷婷大学物理<下>习题课上课及作业要求:缺课一次则平时成绩扣十分。作业要工整,要做完,忌抄袭(请对自己负责)。练习册需写上姓名,学号。按学号排好;若多份则叠放在一起。交作业时间:每周星期六,最晚星期日地点:物理楼310方向满足右手螺旋法则方向满足右手螺旋法则dBPaIdll5.根据坐标,积分求通过s面的通量四、磁场中的带电粒子磁矩:五练习二十五稳恒磁场(一)通有电流I的无限长直导线有如图三种形状,则P、Q、O各点磁感应强度的大小Bp、BQ、Bo间的关系为:Bdy0xzP●Idlal角增加的方向与电流方向相同,则为正,反之,则为

2、负。P点为一条无限长直导线对其产生的磁场强度。无限长直电流的磁场:半长直电流的磁场:O点相当于一根半圆导线和两根半长直导线对其产生的磁场。Q点为两条半长直导线对其产生的磁场强度。圆电流的磁场公式:圆电流中心的磁场½圆电流的中心的1/n圆电流的中心的如图两个半径为R的相同的金属环在a、b两点接触(ab连线为环直径),并相互垂直放置.电流I沿ab连线方向由a端流入,b端流出,则环中心O点的磁感强度的大小为解:利用对称性如图所示,1,2,3,4对应的四个半金属环部分相当于四个并联电路,由右手螺旋定则,1与2,3与4都是磁场大小相等,方向相反,12

3、34.××.____________.3.在匀强磁场中,取一半径为R的圆,圆面的法线与成60°角,如图所示,则通过以该圆周为边线的如图所示的任意曲面S的磁通量4.在一根通有电流I的长直导线旁,与之共面地放着一个长、宽各为a和b的矩形线框,线框的长边与载流长直导线平行,且二者相距为b,如图所示.在此情形中,线框内的磁通量F=_______.5.根据坐标,积分求通过s面的通量5.已知半径为R的载流圆线圈与边长为a的载流正方形线圈的磁矩之比为2:1,且载流圆线圈在中心O处产生的磁感应强度为B0,求在正方形线圈中心O’处的磁感应强度大小。6.一根无

4、限长导线弯成如图形状,设各线段都在同一平面内(纸面内),其中第二段是半径为R的四分之一圆弧,其余为直线.导线中通有电流I,求图中O点处的磁感强度.练习二十六稳恒磁场(二)1.在半径为R的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为r的长直圆柱体,两柱体轴线平行,其间距为a,如图1.今在此导线上通以电流I,电流在截面上均匀分布,则空心部分轴线上O’点的磁感应强度大小为:C2.如图2,两根直导线ab和cd沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上,稳恒电流I从a端流入而从d端流出,则磁感应强度B沿图中闭合路径L的积分等于DI1I23.如图所示,在宽度为d的导

5、体薄片上有电流I沿此导体长度方向流过,电流在导体宽度方向均匀分布.导体外在导体中线附近处P点的磁感强度的大小为___________.Bdlcos90。=04.如图所示,磁感强度沿闭合曲线L的环流________安培环路定理:磁感强度B沿任一闭合回路l的线积分,等于穿过以l为周界所围面积的电流的代数和的0倍,即B的环流不为零。电流正、负号的规定:I与L成右螺旋为正,反之为负。如图,I1与L的绕向成右螺旋关系取正号、I2、I3与L的绕向成左螺旋关系取负号,I4、I5没有穿过L、对B的环路积分没有贡献。5.一根很长的圆柱形铜导线均匀载有10A

6、电流,在导线内部作一平面S,S的一个边是导线的中心轴线,另一边是S平面与导线表面的交线,如图所示.试计算通过沿导线长度方向长为1m的一段S平面的磁通量.(0=4×10-7T·m/A,铜的相对磁导率r1)6.如图所示,有一电子以初速0沿与均匀磁场成a角度的方向射入磁场空间.试证明当图中的距离时,(其中me为电子质量,e为电子电荷的绝对值,n=1,2……),电子经过一段飞行后恰好打在图中的O点.练习二十七稳恒磁场(三)按玻尔的氢原子理论,电子在以质子为中心、半径为r的圆形轨道上运动.如果把这样一个原子放在均匀的外磁场中,使电子轨道平面

7、与垂直,如图所示,则在r不变的情况下,电子轨道运动的角速度将:2.如图所示,在磁感应强度为B的均匀磁场中,有一圆形载流导线,a、b、c是其上三个长度相等的电流元,则它们所受到的安培力大小的关系为:C根据处于匀强磁场中的载流直导线所受到安培力的大小为解:abc3.截面积为S,截面形状为矩形的直的金属条中通有电流I.金属条放在磁感强度为的匀强磁场中,的方向垂直于金属条的左、右侧面(如图所示).在图示情况下金属条的上侧面将积累___电荷,载流子所受的洛伦兹力fm=____.(金属中单位体积内载流子数为n)洛伦兹力霍尔效应推论:任意形状的一段导线a

8、cb,其中通有电流I,导线放在垂直于B的平面内,B为均匀磁场,导线acb所受的安培力等于由a-b间载有同样电流的直导线所受的力(此结论的前提条件有两点:匀强磁场,导线平面垂直于B

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1、主讲:罗婷婷大学物理<下>习题课上课及作业要求:缺课一次则平时成绩扣十分。作业要工整,要做完,忌抄袭(请对自己负责)。练习册需写上姓名,学号。按学号排好;若多份则叠放在一起。交作业时间:每周星期六,最晚星期日地点:物理楼310方向满足右手螺旋法则方向满足右手螺旋法则dBPaIdll5.根据坐标,积分求通过s面的通量四、磁场中的带电粒子磁矩:五练习二十五稳恒磁场(一)通有电流I的无限长直导线有如图三种形状,则P、Q、O各点磁感应强度的大小Bp、BQ、Bo间的关系为:Bdy0xzP●Idlal角增加的方向与电流方向相同,则为正,反之,则为

2、负。P点为一条无限长直导线对其产生的磁场强度。无限长直电流的磁场:半长直电流的磁场:O点相当于一根半圆导线和两根半长直导线对其产生的磁场。Q点为两条半长直导线对其产生的磁场强度。圆电流的磁场公式:圆电流中心的磁场½圆电流的中心的1/n圆电流的中心的如图两个半径为R的相同的金属环在a、b两点接触(ab连线为环直径),并相互垂直放置.电流I沿ab连线方向由a端流入,b端流出,则环中心O点的磁感强度的大小为解:利用对称性如图所示,1,2,3,4对应的四个半金属环部分相当于四个并联电路,由右手螺旋定则,1与2,3与4都是磁场大小相等,方向相反,12

3、34.××.____________.3.在匀强磁场中,取一半径为R的圆,圆面的法线与成60°角,如图所示,则通过以该圆周为边线的如图所示的任意曲面S的磁通量4.在一根通有电流I的长直导线旁,与之共面地放着一个长、宽各为a和b的矩形线框,线框的长边与载流长直导线平行,且二者相距为b,如图所示.在此情形中,线框内的磁通量F=_______.5.根据坐标,积分求通过s面的通量5.已知半径为R的载流圆线圈与边长为a的载流正方形线圈的磁矩之比为2:1,且载流圆线圈在中心O处产生的磁感应强度为B0,求在正方形线圈中心O’处的磁感应强度大小。6.一根无

4、限长导线弯成如图形状,设各线段都在同一平面内(纸面内),其中第二段是半径为R的四分之一圆弧,其余为直线.导线中通有电流I,求图中O点处的磁感强度.练习二十六稳恒磁场(二)1.在半径为R的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为r的长直圆柱体,两柱体轴线平行,其间距为a,如图1.今在此导线上通以电流I,电流在截面上均匀分布,则空心部分轴线上O’点的磁感应强度大小为:C2.如图2,两根直导线ab和cd沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上,稳恒电流I从a端流入而从d端流出,则磁感应强度B沿图中闭合路径L的积分等于DI1I23.如图所示,在宽度为d的导

5、体薄片上有电流I沿此导体长度方向流过,电流在导体宽度方向均匀分布.导体外在导体中线附近处P点的磁感强度的大小为___________.Bdlcos90。=04.如图所示,磁感强度沿闭合曲线L的环流________安培环路定理:磁感强度B沿任一闭合回路l的线积分,等于穿过以l为周界所围面积的电流的代数和的0倍,即B的环流不为零。电流正、负号的规定:I与L成右螺旋为正,反之为负。如图,I1与L的绕向成右螺旋关系取正号、I2、I3与L的绕向成左螺旋关系取负号,I4、I5没有穿过L、对B的环路积分没有贡献。5.一根很长的圆柱形铜导线均匀载有10A

6、电流,在导线内部作一平面S,S的一个边是导线的中心轴线,另一边是S平面与导线表面的交线,如图所示.试计算通过沿导线长度方向长为1m的一段S平面的磁通量.(0=4×10-7T·m/A,铜的相对磁导率r1)6.如图所示,有一电子以初速0沿与均匀磁场成a角度的方向射入磁场空间.试证明当图中的距离时,(其中me为电子质量,e为电子电荷的绝对值,n=1,2……),电子经过一段飞行后恰好打在图中的O点.练习二十七稳恒磁场(三)按玻尔的氢原子理论,电子在以质子为中心、半径为r的圆形轨道上运动.如果把这样一个原子放在均匀的外磁场中,使电子轨道平面

7、与垂直,如图所示,则在r不变的情况下,电子轨道运动的角速度将:2.如图所示,在磁感应强度为B的均匀磁场中,有一圆形载流导线,a、b、c是其上三个长度相等的电流元,则它们所受到的安培力大小的关系为:C根据处于匀强磁场中的载流直导线所受到安培力的大小为解:abc3.截面积为S,截面形状为矩形的直的金属条中通有电流I.金属条放在磁感强度为的匀强磁场中,的方向垂直于金属条的左、右侧面(如图所示).在图示情况下金属条的上侧面将积累___电荷,载流子所受的洛伦兹力fm=____.(金属中单位体积内载流子数为n)洛伦兹力霍尔效应推论:任意形状的一段导线a

8、cb,其中通有电流I,导线放在垂直于B的平面内,B为均匀磁场,导线acb所受的安培力等于由a-b间载有同样电流的直导线所受的力(此结论的前提条件有两点:匀强磁场,导线平面垂直于B

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