稳恒电流产生什么磁场

第1页共6页 3 稳恒电流的磁场习题详解 习题册-下-3

习题三

一、选择题

1．如图3-1所示，两根长直载流导线垂直纸面放置，电流I1 =1A，方向垂直纸面向外；

??y电流I2 =2A，方向垂直纸面向内，则P点的磁感应强度B的方B1向与x轴的夹角为[ 答案：A

解：如图，电流I1，I2在P点产生的磁场大小分别为

]

I1d?B （A）30?； （B）60?； （C）120?； （D）210?。

P2d?B2IIB1?1,B2?2，又由题意知B1?B2；

2?d2?2d再由图中几何关系容易得出，B与x轴的夹角为30o。

I2图3-1

x2．如图3-2所示，一半径为R的载流圆柱体，电流I均匀流过截面。设柱体内（r < R）的磁感应强度为B1，柱体外（r > R）的磁感应强度为B2，则 [ ]

（A）B1、B2都与r成正比； （B）B1、B2都与r成反比；

（C）B1与r成反比，B2与r成正比； （D）B1与r成正比，B2与r成反比。 答案：D

解：无限长均匀载流圆柱体，其内部磁场与截面半径成正

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习题三

一、选择题

1．如图3-1所示，两根长直载流导线垂直纸面放置，电流I1 =1A，方向垂直纸面向外；

??y电流I2 =2A，方向垂直纸面向内，则P点的磁感应强度B的方B1向与x轴的夹角为[ 答案：A

解：如图，电流I1，I2在P点产生的磁场大小分别为

]

I1d?B （A）30?； （B）60?； （C）120?； （D）210?。

P2d?B2IIB1?1,B2?2，又由题意知B1?B2；

2?d2?2d再由图中几何关系容易得出，B与x轴的夹角为30o。

I2图3-1

x2．如图3-2所示，一半径为R的载流圆柱体，电流I均匀流过截面。设柱体内（r < R）的磁感应强度为B1，柱体外（r > R）的磁感应强度为B2，则 [ ]

（A）B1、B2都与r成正比； （B）B1、B2都与r成反比；

（C）B1与r成反比，B2与r成正比； （D）B1与r成正比，B2与r成反比。 答案：D

解：无限长均匀载流圆柱体，其内部磁场与截面半径成正

高二物理恒定电流典型知识点复习

第一部分：典型习题

一、电流的形成、电流强度。

1.形成：电荷 形成电流（注意它和热运动的区别）。 2. 形成条件：（1）存在 ；（2）存在电势差（导体两端存在电压）。

3. 公式： （如果是正、负离子同时定向移动形成电流，q应是通过截面正负电荷量总和） 4. 微观表达式：①I=neSv②I=e/T(电子绕核运动，在磁场中做匀速圆周运动)

5．注意：①I有大小，有方向，但属于标量（运算法则不符合平行四边形定则）②电流传导速率就是电场传导速率不等于电荷定向移动的速率（电场传导速率等于光速）。

－

小知识：电子热运动的平均速率为105 m/s，电子定向移动速率为104 m/s，电场传播速率为3×108 m/s. 【典型例题】

[例1] 来自质子源的质子(初速度为零)，经一加速度电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA

－

的细柱形质子流．已知质子电荷e＝1.60×1019C.

(1)这束质子流每秒打到靶上的质子数为多少？6.25×1015

(2)假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子

第11章 稳恒电流磁场

人类发现磁现象已有十分悠久的历史，在公元前七世纪，人类就发现了磁石能够吸引铁器。然而在物理学发展的早期，磁现象和电现象一直被当作两种不同的物理现象分别进行研究。直到1820年，丹麦科学家奥斯特发现了电流具有磁效应，第一次揭示了电与磁之间存在着联系，从而使对电学与磁学的研究统一起来，电磁学的研究进入一个崭新的阶段。1821年安培（Ampere）发现通有电流的螺线管具有和磁铁相同的作用，因此提出了分子电流的假说，解释了物质具有磁性的原因。现代物理学研究表明，原子核外的电子除绕核运转外，电子自身还有自旋。分子或原子内部带电微观粒子的运动，等效于分子电流。这些分子电流在它的周围激发磁场，这就是物质磁性的来源。1820年，毕奥（Biot）和萨伐尔（Savart ）独立地发表了电流产生磁场的实验结果，长直通电导线对磁极作用力的大小反比于从磁极到导线的垂直距离。拉普拉斯（Laplace）在此发现的基础上引入“电流元”的概念，并进一步引入电流强度和磁感应强度概念，建立了“毕奥-萨伐尔-拉普拉斯定律”。

磁场是一种特殊的物质，它是物质存在的一种形式。磁场的物质性表现在：它对置于磁场中的电流、运动电荷和磁体有力的作用。电流与电流、电流与

练习八 电流的磁场（一）

1．一无限长直导线abcde弯成图8-1所示的形状，中部bcd是半径为R、对圆心O张角为1200的圆弧，当通以电流I时，O处磁感应强度的在大小

3．（2）两个载有相等电流I的圆圈，半径均为R，一个水平放置，另一个竖直放置，如图8-3所示，则圆心处磁感应强度的大小为：

6?33???0IB=里

6?R，方向为垂直纸面向

4．（4）如图8-4所示，在无限长载流导线附近作一球形闭合曲面S，当面S向长直导线靠近的过程中，穿过S的磁通量?及面上任一点P的磁感应强度大小B的变化为：

（1）?增大，B增大； （2）?不变，B不变； （3）?增大，B不变； （4）?不变，B增大。

2．如图8-2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面的磁通量为_________，通过befo面的磁通量为__________，通过aefd面的磁通量为_______。

5.（1）磁场的高斯定理面的哪些叙述是正确的？

说明了下

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

第四章 稳恒电流的磁场

一、判断题

1、在安培定律的表达式中，若r21?0，则aF21??。

2、真空中两个电流元之间的相互作用力满足牛顿第三定律。 意一点都不受力，则该空间不存在磁场。

4、对于横截面为正方形的长螺线管，其内部的磁感应强度仍可用?0nI表示。 5、安培环路定理反映了磁场的有旋性。

?3、设想用一电流元作为检测磁场的工具，若沿某一方向，给定的电流元I0dl放在空间任

?6、对于长度为L的载流导线来说，可以直接用安培定理求得空间各点的B。

7、当霍耳系数不同的导体中通以相同的电流，并处在相同的磁场中，导体受到的安培力是相同的。

8、载流导体静止在磁场中于在磁场运动所受到的安培力是相同的。

9、安培环路定理中的磁感应强度只是由闭合环路内的电流激发的。 10、在没有电流的空间区域里，如果磁感应线是一些平行直线，则该空间区域里的磁场一定均匀。

???CB?dl??0I二、选择题

1、把一电流元依次放置在无限长的栽流直导线附近的两点A和B，如果A点和B点到导线的距离相等，电流元所受到的磁力大小

（A）一定相等 （B）一定不相等

（C）不一定相等 （D）A、B、C都不正确

2、半径为R

第四章 稳恒电流的磁场

一、判断题

1、在安培定律的表达式中，若∞→→21021aF r ，则。

2、真空中两个电流元之间的相互作用力满足牛顿第三定律。

3、设想用一电流元作为检测磁场的工具，若沿某一方向，给定的电流元l d I 0放在空间任意一点都不受力，则该空间不存在磁场。

4、对于横截面为正方形的长螺线管，其内部的磁感应强度仍可用nI 0μ表示。

5、安培环路定理反映了磁场的有旋性。

6、对于长度为L 的载流导线来说，可以直接用安培定理求得空间各点的B 。

7、当霍耳系数不同的导体中通以相同的电流，并处在相同的磁场中，导体受到的安培力是相同的。

8、载流导体静止在磁场中于在磁场运动所受到的安培力是相同的。

9、安培环路定理I

l d B C 0μ=?? 中的磁感应强度只是由闭合环路内的电流激发的。

10、在没有电流的空间区域里，如果磁感应线是一些平行直线，则该空间区域里的磁场一定均匀。 二、选择题

1、把一电流元依次放置在无限长的栽流直导线附近的两点A 和B ，如果A 点和B 点到导线的距离相等，电流元所受到的磁力大小

（A ）一定相等 （B ）一定不相等

（C ）不一定相等 （D ）A 、B 、C 都不正确

2、半径为R

第四章 稳恒电流的磁场

一、判断题

1、在安培定律的表达式中，若r21?0，则aF21??。

2、真空中两个电流元之间的相互作用力满足牛顿第三定律。 意一点都不受力，则该空间不存在磁场。

4、对于横截面为正方形的长螺线管，其内部的磁感应强度仍可用?0nI表示。 5、安培环路定理反映了磁场的有旋性。

?3、设想用一电流元作为检测磁场的工具，若沿某一方向，给定的电流元I0dl放在空间任

?6、对于长度为L的载流导线来说，可以直接用安培定理求得空间各点的B。

7、当霍耳系数不同的导体中通以相同的电流，并处在相同的磁场中，导体受到的安培力是相同的。

8、载流导体静止在磁场中于在磁场运动所受到的安培力是相同的。

9、安培环路定理中的磁感应强度只是由闭合环路内的电流激发的。 10、在没有电流的空间区域里，如果磁感应线是一些平行直线，则该空间区域里的磁场一定均匀。

???CB?dl??0I二、选择题

1、把一电流元依次放置在无限长的栽流直导线附近的两点A和B，如果A点和B点到导线的距离相等，电流元所受到的磁力大小

（A）一定相等 （B）一定不相等

（C）不一定相等 （D）A、B、C都不正确

2、半径为R

第四章 稳恒电流的磁场

一、判断题

1、在安培定律的表达式中，若r21?0，则aF21??。

2、真空中两个电流元之间的相互作用力满足牛顿第三定律。 意一点都不受力，则该空间不存在磁场。

4、对于横截面为正方形的长螺线管，其内部的磁感应强度仍可用?0nI表示。 5、安培环路定理反映了磁场的有旋性。

?3、设想用一电流元作为检测磁场的工具，若沿某一方向，给定的电流元I0dl放在空间任

?6、对于长度为L的载流导线来说，可以直接用安培定理求得空间各点的B。

7、当霍耳系数不同的导体中通以相同的电流，并处在相同的磁场中，导体受到的安培力是相同的。

8、载流导体静止在磁场中于在磁场运动所受到的安培力是相同的。

9、安培环路定理中的磁感应强度只是由闭合环路内的电流激发的。 10、在没有电流的空间区域里，如果磁感应线是一些平行直线，则该空间区域里的磁场一定均匀。

???CB?dl??0I二、选择题

1、把一电流元依次放置在无限长的栽流直导线附近的两点A和B，如果A点和B点到导线的距离相等，电流元所受到的磁力大小

（A）一定相等 （B）一定不相等

（C）不一定相等 （D）A、B、C都不正确

2、半径为R

第14章 稳恒电流的磁场

一、选择题

1(B)，2(B)，3(B)，4(C)，5(A)

二、填空题

(1). 最大磁力矩，磁矩 ; (2). ?R2c ；

(3). ?0i，沿轴线方向朝右. ； (4). mg/(lB) ； (5). 正，负.

三 计算题

1. 一根很长的圆柱形铜导线均匀载有10 A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．

- (真空的磁导率?0 =4?×107 T·m/A，铜的相对磁导率?r≈1) S

解：在距离导线中心轴线为x与x?dx处，作一个单位长窄条， 其面积为 dS?1?dx．窄条处的磁感强度 B??r?0Ix2?R2

R x S dx

所以通过dS的磁通量为 d??BdS??r?0Ix2?R2dx

通过１m长的一段S平面的磁通量为

R