恒定电流的磁场.docx

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恒定电流的磁场

一、选择题

1．一根无限长细导线载有电流I，折成图6-1所示的形状，圆弧部分的半径为R，则圆心处磁感

应强度B的大小为：

A．B．        

C．D．

（）

2．如图6-2所示：

圆形回路L和圆电流I同心共面，则磁感应强度沿L的环流为：

A．，因为L上H处处为零；

B．，因为L上H处处与dl垂直；

C．，因为L包围电流I；

D．，因为L包围电流I且绕向与I相反。

（）

3．对于安培环路定理的理解，正确的是：

（所讨论的空间处在稳恒磁场中）

A．若，则在回路L上必定是H处处为零；

B．若，则回路L必定不包围电流；

C．若，则回路L所包围传导电流的代数和为零；

D．回路L上各点的H仅与回路L包围的电流有关。

（）

4．一无限长薄圆筒形导体上均匀分布着电流，圆筒半径为R，厚度可

忽略不计，如图6-3所示。

在下面的四个图中，r轴表示沿垂直于薄圆

筒轴线的径向，坐标原点与圆筒轴线重合，则这四个图中那一条曲线正

确地表示出了载流薄圆筒在空间的磁场分布：

r

（）

5．如图6-4所示，将一均匀分布着电流的无限大载流平面放入均匀磁场中，电

流方向与该磁场垂直向内。

现已知载流平面两侧的磁感应强度分别为B1和B2，则该载流平面上

的电流密度j为：

A．B．        

C．D．

（）

6．一根半径为R的无限长直铜导线，载有电流I，电流均匀分布在导线的横截面上。

在导线内部通过中心轴作一横切面S（如图6-5所示），则通过横切面S上每单位长度的磁通量Φm为：

A．B．        

C．D．

（）

7．一线圈载有电流I，处在均匀磁场B中，线圈形状及磁场方向如图6-6所示，线圈受到磁力矩

的大小和转动情况为：

（转动方向以从O1看向O1′或O2看向O2′为准）

A．，绕O1O1′轴逆时针转动；

B．，绕O1O1′轴顺时针转动；

C．，绕O2O2′轴顺时针转动；

D．，绕O2O2′轴逆时针转动。

（）

8．如图6-7所示，通有电流I的金属薄片，置于垂直于薄片的均匀磁场B中，则金属片上a、b两端点的电势相比为：

A．

B．

C．

D．无法确定。

（）

9．如图6-8所示，均匀磁场的磁感应强度为B，方向沿y轴正向，要使电量为q的正离子沿x轴正

向作匀速直线运动，则必须加一个均匀电场E，其大小和方向为：

A．，E沿z轴正向；

B．，E沿y轴正向；

C．，E沿z轴正向；

D．，E沿z轴负向。

（）

二、填空题

1．北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形的轨道。

环中电子的速率可

接近光速，当环中的电子流强度为8mA时，在整个环中有____个电子在运行。

2．对于图6-9所示的电流和回路，H的环流分别为：

（a）____；（b）____；

3．如图6-10所示，用均匀细金属丝构成一半径为R的圆环，电流通过直导线1从a点流入圆环，

再由b点通过直导线2流出圆环。

设导线1、导线2与圆环共面，则环心O点的磁感应强度B的大小

为____，方向为____。

4．一电子以速率v绕原子核旋转，若电子旋转的等效轨道半径为r0，则在等效轨道中心处产生

的磁感应强度大小B=____。

如果将电子绕原子核运动等效为一圆电流，则等效电流I=____，其

磁Pm=____。

5．一半径为R的薄塑料圆盘，在盘面均匀分布着电荷q，若圆盘绕通过圆心、且与盘面

垂直的轴以角速度ω作匀速转动时，在盘心处的磁感应强度B＝。

6．一载有电流的1／4圆周回路abca（电流I，圆弧部分的半径为R），置于磁感应强度为B的均

匀磁场中，如图6-11所示，则外磁场B作用于回路各段的安培力F、回路所受的合力∑F、回路

的磁矩Pm及回路所受的磁力矩Mm分别为：

Fab=____，Fac=____；

Fbc=____，∑F=____；

Pm=____，方向____；

Mm=____，方向____。

7．磁介质处于磁场中将产生现象，按照磁化电流产生的附加磁场的方向不同和大小不同，磁

介质可分为三大类，图6-12画出的曲线称为铁磁质的____，

图中Hc称为____。

8．一均匀密绕螺线环，共有N匝，通有电流I，密绕环的横截面为矩形，密绕环的尺寸及形状

如图6-13所示，密绕环内的相对磁导率是μr，环内距中心为r（R＜r＜R+a）处的磁感应强度的

大小为：

Ｂ＝____，通过环上任一横截面的磁通量为：

ΦB＝____。

9．两个电子在真空中运动并相遇，相隔距离为r时，两电子速率相同，运动方向如图6—14所

示，则此时任一电子所受的洛伦兹力与库仑力的比值为：

____。

，

若，此比值的具体数值为____。

三、问答题

1．简述磁流体发电机的工作原理，并画出示意图。

四、计算题

1．如图6-15所示，一半径为R的无限长半圆柱形金属薄片，其上沿轴线方向均匀分布着电流强

度为I的电流。

①试求该半圆柱形金属薄片在轴线上任一点处

的磁感应强度B；

②如在轴线上放一等值而反向的无限长截流直导线，求直导线上单位长度受到的安培力F。

2．如图6-16所示，一无限长直导线通有电流I1，旁边放有一直角三角形回路，回路中通有电

流I2，回路与长直导线共面。

求：

①电流I1的磁场分别作用在三角形回路上各段的安培力；

②通过三角形回路的磁通量Φm。

3．如图6-17所示，一根半径为R1的无限长圆柱形导体棒，棒内有一半径为R2的圆柱状空腔，

空腔的轴线与导体棒的轴线平行，两轴间距为a，且a＞R2。

现有电流I沿导体棒的轴向流动，

电流均匀分布在棒的横截面上，求：

①导体棒轴线上的磁感应强度的大小B0；

②空腔轴线上的磁感应强度的大小B0′。

四、附加题

1．如图6-18所示，半径为R的均匀带电薄圆盘，带电量为q，将其放在磁感应强度为B的均匀磁

场中，B的方向与盘面平行，当圆盘以角速度ω绕过盘心且垂直于盘的轴逆时针转动时，求

①此圆盘的磁矩Pm；

②圆盘在磁场中所受磁力矩Mm的大小和方向。

2．2000年是太阳黑子活动高峰年，太阳表面的强磁爆发生时，会把大量的高能带电粒子流抛

向地球。

如果没有地磁场存在的话，这些高能带电粒子流将会对地球上的生物造成极大的伤害

。

但事实上，在离地面几千公里和两万公里的高空，分别存在着由地磁场形成的两个范·阿仑

辐射带，它们大大地缓解了太阳强磁爆对地球表面的影响，请你用学到的知识对此加以分析说

明。