物理复习题集下-在长方形线圈cdef
-第六章 恒定电流的磁场1 在真空中，有两根互相平行的无限长直导线和，相距0.1m，通有方向相反的电流，=20A,=10A，如题图所示，两点与导线在同一平面内这两点与导线的距离均为5.0cm试求，两点处的磁感应强度，以及磁感应强度为零的点的位置图解：如题图所示,方向垂直纸面向里(2)设在外侧距离为处则 解得 2图2 两平行长直导线相距=40cm，每根导线载有电流=20A，如题9-12图所示求：(1)两导线所在平面内与该两导线等距的一点处的磁感应强度；(2)通过图中斜线所示面积的磁通量(=10cm,=25cm) 解：(1) T方向纸面向外(2)取面元3 一根很长的铜导线载有电流10A，设电流均匀分布.在导线内部作一平面，如题3图所示试计算通过S平面的磁通量(沿导线长度方向取长为1m的一段作计算)铜的磁导率.解：由安培环路定律求距圆导线轴为处的磁感应强度 3 图磁通量 4 一根很长的同轴电缆，由一导体圆柱(半径为)和一同轴的导体圆管(、外半径分别为,)构成，如题图所示使用时，电流从一导体流去，从另一导体流回设电流都是均匀地分布在导体的横截面上，求：(1)导体圆柱内(),(2)两导体之间()，3导体圆筒内()以及(4)电缆外()各点处磁感应强度的大小解： (1)(2) (3)(4)图5 在霍耳效应实验中，一宽1.0cm，长4.0cm，厚1.0×10-3cm的导体，沿长度方向载有3.0A的电流，当磁感应强度大小为=1.5T的磁场垂直地通过该导体时，产生1.0×10-5V的横向电压试求：(1) 载流子的漂移速度；(2) 每立方米的载流子数目 解: (1)为导体宽度，(2)6图6 在磁感应强度为的均匀磁场中，垂直于磁场方向的平面内有一段载流弯曲导线，电流为，如题9-19图所示求其所受的安培力解：在曲线上取则 与夹角，不变，是均匀的 方向向上，大小7图7 如题图所示，在长直导线内通以电流=20A，在矩形线圈中通有电流=10 A，与线圈共面，且，都与平行=9.0cm,=20.0cm,=1.0 cm，求：(1)导线的磁场对矩形线圈每边所作用的力；(2)矩形线圈所受合力和合力矩 解：(1)方向垂直向左，大小同理方向垂直向右，大小方向垂直向上，大小为方向垂直向下，大小为(2)合力方向向左，大小为合力矩 线圈与导线共面8一长直导线通有电流20A，旁边放一导线，其中通有电流=10A，且两者共面，如下图求导线所受作用力对点的力矩解：在上取，它受力向上，大小为对点力矩方向垂直纸面向外，大小为9 电子在=70×10-4T的匀强磁场中作圆周运动，圆周半径=3.0cm垂直于纸面向外，*时刻电子在点，速度向上，如题图(1) 试画出这电子运动的轨道；(2) 求这电子速度的大小；(3)求这电子的动能 解：(1)轨迹如图(2)第七章 电磁感应 电磁场理论1 一半径=10cm的圆形回路放在=0.8T的均匀磁场中回路平面与垂直当回路半径以恒定速率=80cm·s-1 收缩时，求回路中感应电动势的大小解: 回路磁通 感应电动势大小题2图2 如题所示，载有电流的长直导线附近，放一导体半圆环与长直导线共面，且端点的连线与长直导线垂直半圆环的半径为，环心与导线相距设半圆环以速度平行导线平移求半圆环内感应电动势的大小和方向及两端的电压 解: 作辅助线，则在回路中，沿方向运动时即 又所以沿方向，大小为 点电势高于点电势，即题3图3如题所示，在两平行载流的无限长直导线的平面内有一矩形线圈两导线中的电流方向相反、大小相等，且电流以的变化率增大，求：(1)任一时刻线圈内所通过的磁通量；(2)线圈中的感应电动势解: 以向外磁通为正则(1) (2) 4 如题图所示，用一根硬导线弯成半径为的一个半圆令这半圆形导线在磁场中以频率绕图中半圆的直径旋转整个电路的电阻为求：感应电流的最大值题4图解: 5 如题5图所示，长直导线通以电流=5A，在其右方放一长方形线圈，两者共面线圈长=0.06m，宽=0.04m，线圈以速度=0.03m·s-1垂直于直线平移远离求：=0.05m时线圈中感应电动势的大小和方向题5图 解: 、运动速度方向与磁力线平行，不产生感应电动势 产生电动势产生电动势回路中总感应电动势方向沿顺时针6 长度为的金属杆以速率v在导电轨道上平行移动导轨处于均匀磁场中，的方向与回路的法线成60°角(如题6图所示)，的大小为=(为正常)设=0时杆位于处，求：任一时刻导线回路中感应电动势的大小和方向解: 即沿方向顺时针方向 题6图题7图7 导线长为，绕过点的垂直轴以匀角速转动，=磁感应强度平行于转轴，如图7所示试求：1两端的电势差；2两端哪一点电势高"解: (1)在上取一小段则 同理 (2) 即点电势高 题8图8 如题10-11图所示，长度为的金属杆位于两无限长直导线所在平面的正中间，并以速度平行于两直导线运动两直导线通以大小相等、方向相反的电流，两导线相距2试求：金属杆两端的电势差及其方向解：在金属杆上取距左边直导线为，则实际上感应电动势方向从，即从图中从右向左，题9图9磁感应强度为的均匀磁场充满一半径为的圆柱形空间，一金属杆放在题图中位置，杆长为2，其中一半位于磁场内、另一半在磁场外当0时，求：杆两端的感应电动势的大小和方向解： 即从题10图10一无限长的直导线和一正方形的线圈如题图所示放置(导线与线圈接触处绝缘)求：线圈与导线间的互感系数解： 设长直电流为，其磁场通过正方形线圈的互感磁通为11 一矩形线圈长为=20cm，宽为=10cm，由100匝外表绝缘的导线绕成，放在一无限长导线的旁边且与线圈共面求：题图中(a)和(b)两种情况下，线圈与长直导线间的互感 解：(a)见题图(a)，设长直电流为，它产生的磁场通过矩形线圈的磁通为(b)长直电流磁场通过矩形线圈的磁通，见题图(b) 题11图12 两线圈顺串联后总自感为1.0H，在它们的形状和位置都不变的情况下，反串联后总自感为0.4H试求：它们之间的互感解： 顺串时 反串联时13 一无限长圆柱形直导线，其截面各处的电流密度相等，总电流为求：导线内部单位长度上所储存的磁能解：在时 取 (导线长)则 第八章 气体动理论1 速率分布函数的物理意义是什么"试说明以下各量的物理意义(为分子数密度，为系统总分子数)1 2 34 5 6解：表示一定质量的气体，在温度为的平衡态时，分布在速率附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比.() ：表示分布在速率附近，速率区间内的分子数占总分子数的百分比.() ：表示分布在速率附近、速率区间内的分子数密度() ：表示分布在速率附近、速率区间内的分子数 ()：表示分布在区间内的分子数占总分子数的百分比()：表示分布在的速率区间内所有分子，其与总分子数的比值是.()：表示分布在区间内的分子数.2 最概然速率的物理意义是什么"方均根速率、最概然速率和平均速率，它们各有何用 处"答：气体分子速率分布曲线有个极大值，与这个极大值对应的速率叫做气体分子的最概然速率物理意义是：对所有的相等速率区间而言，在含有的那个速率区间内的分子数占总分子数的百分比最大分布函数的特征用最概然速率表示；讨论分子的平均平动动能用方均根速率，讨论平均自由程用平均速率3 在同一温度下，不同气体分子的平均平动动能相等，就氢分子和氧分子比拟，氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的速率一定比氧分子大，对吗"答：不对，平均平动动能相等是统计平均的结果分子速率由于不停地发生碰撞而发生变化，分子具有各种可能的速率，因此，一些氢分子的速率比氧分子速率大，也有一些氢分子的速率比氧分子速率小4 题4图(a)是氢和氧在同一温度下的两条麦克斯韦速率分布曲线，哪一条代表氢"题4图(b)是*种气体在不同温度下的两条麦克斯韦速率分布曲线，哪一条的温度较高"答：图(a)中()表示氧，()表示氢；图(b)中()温度高 题6-10图5 温度概念的适用条件是什么"温度微观本质是什么"答：温度是大量分子无规则热运动的集体表现，是一个统计概念，对个别分子无意义温度微观本质是分子平均平动动能的量度6 以下系统各有多少个自由度：(1)在一平面上滑动的粒子；(2)可以在一平面上滑动并可围绕垂直于平面的轴转动的硬币；(3)一弯成三角形的金属棒在空间自由运动解：() ，()，()7 试说明以下各量的物理意义1 2 34 5 6解：()在平衡态下，分子热运动能量平均地分配在分子每一个自由度上的能量均为T()在平衡态下，分子平均平动动能均为.()在平衡态下，自由度为的分子平均总能量均为.()由质量为，摩尔质量为，自由度为的分子组成的系统的内能为.(5) 摩尔自由度为的分子组成的系统内能为.(6) 摩尔自由度为的分子组成的系统的内能，或者说热力学体系内，1摩尔分子的平均平动动能之总和为.8 有两种不同的理想气体，同压、同温而体积不等，试问下述各量是否一样"(1)分子数密度；(2)气体质量密度；(3)单位体积内气体分子总平动动能；(4)单位体积内气体分子的总动能解：()由知分子数密度一样；()由知气体质量密度不同；()由知单位体积内气体分子总平动动能一样；(4)由知单位体积内气体分子的总动能不一定一样9 何谓理想气体的内能"为什么理想气体的内能是温度的单值函数"解：在不涉及化学反响，核反响，电磁变化的情况下，内能是指分子的热运动能量和分子间相互作用势能之总和对于理想气体不考虑分子间相互作用能量，质量为的理想气体的所有分子的热运动能量称为理想气体的内能由于理想气体不计分子间相互作用力，内能仅为热运动能量之总和即是温度的单值函数10 如果氢和氦的摩尔数和温度一样，则以下各量是否相等，为什么"(1)分子的平均平动动能；(2)分子的平动动能；(
