2014级西南交大大物答案10.doc

《大学物理AI》作业 No.10安培环路定律 磁力 磁介质 班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______ 一、判断题：（用“T”和“F”表示） [ F ] 1．在稳恒电流的磁场中，任意选取的闭合积分回路，安培环路定理 都能成立，因此利用安培环路定理可以求出任何电流回路在空间任一处产生的磁场强度。 解：安培环路定理的成立条件是：稳恒磁场，即稳恒电流产生的磁场。但是想用它来求解磁场，必须是磁场分布具有某种对称性，这样才能找到合适的安培环路，才能将中的积分简单地积出来。才能算出磁场强度矢量的分布。 [ F ] 2．3．，如果带电粒子的运动方向与磁场方向平行，那么它受力为0，一样不偏转，做匀速直线运动。 [ F ] 4.真空中电流元与电流元之间的相互作用是直接进行的，且服从牛顿第三定律。 解：两个电流之间的相互作用是通过磁场进行的，不服从牛顿第三定律。 [ T ] 5.在右图中,小磁针位于环形电流的中心。当小磁针的N 极指向纸内时,则环形电流的方向是顺时针方向。 解：当小磁针的N 极指向纸内时，说明环形电流所产生的磁场是指向纸内，根据右手螺旋定则判断出电流的方向是顺时针的。 二、选择题： 1．如图，在一圆形电流I所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路L，则由安培环路定理可知： [ B ] (A) ，且环路上任意一点 (B) ，且环路上任意一点 (C) ，且环路上任意一点 (D) ，且环路上任意一点B =常量＝0 解：根据安培环路定理知，的环流只与穿过回路的电流有关，但是却是与空间所有的电流有关。依据题意知选B。 2．一电子以速度垂直地进入磁感强度为的均匀磁场中，此电子在磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量将 [ B ] (A) 正比于B，反比于v2 (B) 反比于B，正比于v2 (C) 正比于B，反比于v (D) 反比于B，反比于v 解：因为电子垂直地进入均匀磁场，所以将在磁场中做匀速圆周运动， ，所围的面积是圆的面积：，穿过这个面的磁通量为：,所以选B。 3．如图所示，一固定的载流大平板，在其附近，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从大平板向外看是： [ C ] (A)靠近大平板AB (B)顺时针转动 (C)逆时针转动 (D)离开大平板向外运动。 解：因载流大平板产生的磁场平行于平板，方向如图所示。则线圈在磁场中所受的磁力矩为： 可知：磁力矩方向垂直并指向载流大平板，所以从平板向外看，线圈逆时针转动。故选C 4．关于稳恒电流磁场的磁场强度，下列几种说法中哪个是正确的？ [ D ] (A) 仅与传导电流有关 (B) 若闭合曲线内没有传导电流穿过，则曲线上各点的必为零 (C) 以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的通量均相等 (D) 若闭合曲线上各点均为零，则该曲线中穿过的传导电流代数和为零 解：是总场，与空间所有的电流（包括回路内外的传导电流和磁化电流）有关，所以A不正确；若闭合曲线内没有传导电流穿过，只能说明的环流为0，闭合曲线上各点的不一定为0，所以B也不正确；对于稳恒电流的磁场，穿过任意封闭曲面的通量均相等，穿过以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的通量是不一定相等的，所以C不正确；若闭合曲线上各点均为零，那么的环流为0，必然穿过该曲线的传导电流代数和要为零。所以选D 5．有一半径为R的单匝圆线圈，通以电流I，若将该导线弯成匝数N = 2的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的 [ B ] (A) 4倍和1/8 (B) 4倍和1/2 (C) 2倍和1/4 (D) 2倍和1/2 解：由于导线长度不变，那么：,圆电流的在圆心处的磁场为：, 线圈的磁矩为：， 所以选B 三、填空题： 1．两根长直导线通有电流I，在图示三种环路中，分别等于： _______ ____（对于环路a）。 _________0________（对于环路b）。 ______________（对于环路c）。 解：根据安培环路定理， 对于a： 对于b： 对于c： 对于电流的正负的规定为：电流的流向和环路绕向成右手螺旋为正，成左手螺旋为负。 2．如图所示的空间区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，在纸面内有一正方形边框abcd（磁场以边框为界），而a、b、c三个角顶处开有很小的缺口，今有一束具有不同速度的电子由a缺口