大连理工大学大学物理下作业

大学物理A2(2014DUT)１作业25班级学号姓名提交日期1.在座标原点有一电流元Idl=310-3kAm，分别求出点（3，0，4）、（3，4，0）的磁感应强度。2.如图25-1所示，两条平行通电流I0的无限长直导线，分别垂直通过边长为L的正方形两个相对的顶点，求：求相邻顶点P点的磁感应强度。3.如图25-2所示，两个同心半圆弧组成一闭合线圈，通有电流I.求：（1）圆心O点的磁感应强度B；（2）线圈的磁矩mI0PLO图25-1R1R2IO图25-2大学物理A2(2014DUT)２4.无限长直导线通电流I，分别弯成图25-3(A)、(B)所示的形状。求：（1）图(A)中O点磁感应强度1B；（2）图(B)中O点磁感应强度2B.5.从经典理论认为，氢原子可看作是一个电子绕核高速旋转的体系，已知电子以速度2.2106ms-1在半径r=0.5310-10m的圆轨道上运动。求：（1）电子的磁矩；（2）轨道中心的磁感应强度。6.半径R=1.0cm的无限长半圆柱形金属薄片，自上而下有电流I=0.5A通过(如图所示)。求：圆柱轴线上任一点的磁感应强度。图25-3ab120IORIab120OR(A)(B)大学物理A2(2014DUT)３作业26班级学号姓名提交日期1.如图26-1所示，无限长载流导线电流I沿z轴流，半径为r的半球面扣在xy平面上，沿x轴以匀速远离，求：（1）当半球面在图中位置时，曲面上点P的磁感应强度大小B；（2）穿过曲面的磁通量.2.一电子以速度垂直地进入磁感应强度为B的均匀磁场中，求：穿过此电子运动的轨迹所围的面积的磁通量。3.如图26-2所示，细长密绕真实螺线管，通电流强度为I.对套在螺线管轴线外的环路L（螺线管穿过环路）作积分LlBd.4.两平行长直导线相距80cm，每条导线载有电流10A，如图26-3所示，求通过图中矩形面积abcd的磁通量m.LIII图26-220cm40cm20cmI1I250cmadbc图26-3图26-1I0xxPyzx大学物理A2(2014DUT)４5.有一很长的载流导体直圆管，内半径为a，外半径为b，电流强度为I，电流沿轴线方向流动，并且均匀地分布在管壁的横截面上，如图26-4所示。求空间各点的磁感应强度，并画出B-r曲线（r为场点到轴线的垂直距离）。6.通电流强度为I的矩形截面的螺线环，尺寸见图26-5.（1）求空间磁感应强度的分布；（2）证明通过螺线环截面（图中阴影区）的磁通量为01m2ln2πNIhDD，其中N为螺线环线圈总匝数。7.用高斯定理和安培环路定理证明，在无电流的空间区域，如果磁感应线是平行直线，则磁场必均匀。abI图26-4rB0图26-5D1D2hI大学物理A2(2014DUT)５作业27班级学号姓名提交日期1.如图27-1所示,一电子经过A点时，具有速率0=1107m/s,求：（1）欲使该电子沿半圆自A至C运动，所需的磁场大小及方向；（2）该电子沿半圆自A至C运动所需的时间。2.如图27-2所示，均匀磁场中放置一通电流为I、半径为R的半圆形导线，导线两端连线与磁感强度方向夹角=30°，求此段圆弧电流受的磁力。3.如图27-3所示，宽2cm、厚0.1cm的金属片,载有20A电流，处于磁感应强度为2T的均匀磁场中，测得霍尔电势差为4.27µV.（1）霍尔电势差是指a、b、c中哪两点之间的电势差？指出霍尔电势差的高电势点；（2）计算片中电子的漂移速度；（3）求电子的浓度。2cm0.1cmIacb图27-3BBRI图27-2R图27-1AC0大学物理A2(2014DUT)６4.如图27-4所示，一通电流I的矩形线圈边长分别为l1、l2，放在均匀磁场中，线圈平面与磁场方向平行。求：（1）线圈所受力矩（用矢量表示），并说明其大小、方向；（2）若线圈在此力矩作用下旋转60，求力矩所做功。5.如图27-5（A）所示，O、a、b三处分别置有相互平行的长直载流导线。固定O、a处导线，并保持三者平行，将b处导线沿图27-5（B）所示路径缓慢平移到c处。问：这一过程中磁力做正功还是负功？为什么？请用最简单的受力分析加以说明。6.能否利用恒定磁场对带电粒子的作用来增大粒子的动能?如果随时间变化的磁场呢?（A）（B）图27-5aObcObIB图27-4大学物理A2(2014DUT)７作业28班级学号姓名提交日期1.在稳恒磁场中，关于磁场强度H的下列几种说法中正确的是[]。A.H仅与传导电流有关。B.若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的H必为零。C.若闭合曲线上各点H均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零。D.以闭合曲线L为边界的任意曲面的H通量相等。2.介质中安培环路定理为iLIrHd,iI为正向穿过闭合回路L所围的任意曲面的传导电流的代数和，这是否可以说：H只与传导电流有关，与分子电流无关？3.一无限长圆柱形直导线，外包一层相对磁导率为µr的圆筒形磁介质，导线半径为R1，磁介质外半径为R2，导线内有电流I通过(见图28-1)。求：(1)空间磁场强度，画出H-r曲线;（2）空间磁感应强度的分布，画出B-r曲线。图28-3磁介质导体IR1R2图28-1大学物理A2(2014DUT)８4.线环中心周长l=10cm，环上线圈匝数N=300，线圈中通有电流I=100mA.（1）求管内的磁场强度H和磁感应强度B；（2）若管内充满相对磁导率µr=4000的磁介质，则管内的H和B是多少？(3)磁介质内由导线中电流产生的B0和磁化电流产生的B各是多少？5.图28-2三条曲线分别为顺磁质、抗磁质和铁磁质的BH曲线的示意图，请说明Oa、Ob、Oc表示哪种磁介质。6.某铁磁质的磁滞回线如图28-3所示，请指出图中ob（ob′）、oc(oc′)所表示的物理意义。7.如果把矫顽力的大小作为对铁磁质的分类主要依据，那么铁磁质可以分成几类？它们都有哪些主要应用？HBO图28-1abc图28-2acbacbBO图28-2图28-3大学物理A2(2014DUT)９作业29班级学号姓名提交日期1.图29-1所示，在均匀磁场中，有一半径为R的导体圆盘，盘面与磁场方向垂直，圆盘以匀角速度绕过盘心的与B平行的轴转动，求盘心O与边缘上的A点间的电动势。2.如图29-2所示，长度为l的刚性直导线从中间折成角，在均匀磁场B中以恒定速度v沿对称轴移动，求导线中的动生电动势。3.如图29-3所示，长直导线通有电流I=5A，在其附近有一长度l=20cm的金属棒，近端距离长直导线d=12cm，金属棒沿平行于直导线的方向以速度v=10ms-1平移，求棒中的感应电动势，并指出哪端的电势高？（金属棒与长直导线共面且垂直）ORAB图29-1B图29-2vIdlabv图29-3大学物理A2(2014DUT)１０4.如图29-4所示，长直导线中通有电流I=6A，另有一10匝的矩形线圈与长直导线共面，宽a=10cm，长L=20cm，以v=2ms-1的速度向右运动，求：（1）线圈中的感应电动势与x的函数关系；（2）当x=10cm时线圈中的感应电动势。5.如图29-5所示，一长方形平面金属线框置于均匀磁场中，磁场方向与线框平面法线的夹角为=30°，磁感应强度B=0.5T，可滑动部分cd的长度为L=0.2m，以v=1ms-1的速度向右运动，求线框中的感应电动势。6.图29-6所示系统的静止状态。若轻轻下拉后松开，使条形磁铁在闭合导线圈内作振动，忽略空气阻力，请简单描述磁铁振动中振幅、频率能量的变化和线圈温度变化，并说明理由。7将尺寸完全相同的铜环和木环适当放置，使通过两环中的磁通量的变化率相等。问在两环中是否产生相同的感应电动势和感应电流？xaIvL图29-4advbcBn图29-5图29-6大学物理A2(2014DUT)１１作业30班级学号姓名提交日期1.如图30-1所示，圆柱形均匀磁场的边界用虚线表示。两个导线回路与磁场边界同心，回路平面垂直于磁场强度。用导线沿半径方向把回路相连，若磁场大小随时间减小，则下图中正确表示感应电流流向的是[]。简单说明理由：2.如图30-2所示，均匀磁场限制在圆柱形空间，d0dBt；A、B、C、D都在半径为R且与磁场同心的圆周上，AB和CD对圆心的张角都是90，求感应电动势AB、CD.3.如图30-3所示，闭合线圈共50匝，半径r=4cm，线圈法线正向与磁感应强度之间的夹角=60，磁感应强度B=(2t2+8t+5)×10-2T.求：t=5s时感应电动势的大小和方向。BBBB图30-1ABCDBADB图30-2RZB图30-3大学物理A2(2014DUT)１２4.如图30-4所示，若均匀磁场被限制在R=1m的圆柱形空间内，磁场以-1d5TsdBt的均匀速率增加，已知π3，m4.0oboa，求等腰梯形导线框中的感应电动势，并指出其方向。5.图30-5所示，均匀磁场0BBt，固定一宽度为L的U形介质导轨，金属杆（长度见图示）在导轨上以v的速度匀速向右运动，设t=0时刻金属杆与导轨左边缘重合，求：t时刻（1）回路中的感应电动势；（2）杆中的动生电动势。6.变压器的铁芯总是做成片状的，而且涂上绝缘漆互相隔开，为什么？BoRabcd图30-4图30-5BLvBBL大学物理A2(2014DUT)１３作业31班级学号姓名提交日期1.关于长直螺线管的自感系数L的值，下列说法中错误的是[]。A.充有铁磁质的L比真空的L大；B.通以的电流I的值越大，L越大；C.单位长度的匝数越多，L越大；D.螺线管的半径越大，L越大。简单说明理由：2.对于单匝线圈取自感系数的定义式为IL.设线圈的几何形状、大小及周围磁介质不变，且无铁磁性物质。若线圈中的电流强度变小，则线圈的自感系数L[]。A.变大，与电流强度成正比；B.变小，与电流强度成正比；C.变大，与电流强度成反比；D.变小，与电流强度成反比。E.不变简单说明理由：3.半径为R的螺线管长l，上面均匀密绕N匝线圈，线圈内为空气。（1）求此螺线管的自感系数；（2）求当螺线管中电流的变化率d0dIt时，线圈中产生的自感电动势。大学物理A2(2014DUT)１４4.如图31-1，线圈1面积为S1，共N1匝，套在面积为S2、长为l的共N2匝的螺线管2上，螺线管中通有电流I2，求（1）线圈1中的磁通量；（2）线圈与螺线管的互感系数。5.一同轴电缆由中心导体圆柱和外层导体圆筒组成，二者半径分别为R1和R2，筒和圆柱之间充以电介质，电介质和金属的r均可作取1，求此电缆通过电流I（由中心圆柱流出，由圆筒流回）时，单位长度内储存的磁能，并通过和自感磁能的公式比较求出单位长度电缆的自感系数。6.如果电路中通有强电流，当突然断开电闸断电时，电闸间会产生火花，请解释这一现象。7.两个相距不太远的线圈，如何取向可使其互感最大？如何取向可使其互感最小？图31-112IR1R2I图31-2大学物理A2(2014DUT)１５作业32班级学号姓名提交日期1.下述说法中正确的是[]。A.位移电流的热效应服从焦耳一楞次定律；B.位移电流是由变化的磁场产生的；C.位移电流的磁效应不服从安培环路定理；D.位移电流是由变化的电场产生的。简单说明理由：2.下列说法中正确的是[]。A.随时间变化而变化的电场所产生的磁场，一定随时间变化；B.随时间变化而变化的磁场所产生的电场，一定随时间变化；C.有电流就有磁场，没有电流就一定没有磁场；D.变化着的电场所产生的磁场，不一定随时间变化。简单说明理由：3.真空中一平面电磁波表达式为0zyEE，0cosxyEEtc，在t=t0时刻、y=y0处的电场强度指向x轴负向，写出该时刻、该处的磁场强度矢量表示式。4.真空中沿z轴负向传播的平面电磁波，其磁场强度的波的表达式为0cosSIzHtcHi，求电场强度的波的表达式。大学物理A2(2