薀第十一章 恒定磁场
蚀11－1 两根长度相同的细导线分别多层密绕在半径为R和r的两个长直圆筒上形成两个螺线管，两个螺线管的长
度相同，R＝2r，螺线管通过的电流相同为I，螺线管中的磁感强度大小BR、Br满足（ ）
羆（A）BR?2Br （B）BR?Br （C）2BR?Br （D）BR?4Br
莃分析与解 在两根通过电流相同的螺线管中，磁感强度大小与螺线管线圈单位长度的匝数成正比．根据题意，
用两根长度相同的细导线绕成的线圈单位长度的匝数之比
蚃因而正确答案为（C）.
螀11－2 一个半径为r的半球面如图放在均匀磁场中，通过半球面的磁通量
莇为（ ）
膄（A）2πrB （B）πrB
22
莂（C）2πrBcosα（D）πrBcosα
袀22题11-2图
螇分析与解 作半径为r的圆S′与半球面构成一闭合曲面，根据磁场的高斯定理，磁感线是闭合曲线，闭合曲面
的磁通量为零，即穿进半球面S的磁通量等于穿出圆面S′的磁通量；Φm?B?S．因而正确答案为（D）．
薂11－3 下列说法正确的是（ ）
膀（A）闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内一定没有电流穿过
羀（B）闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内穿过电流的代数和必定为零
袄（C）磁感强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感强度必定为零
芄（D）磁感强度沿闭合回路的积分不为零时，回路上任意一点的磁感强度都不可能为零
罿分析与解 由磁场中的安培环路定律，磁感强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感强度不一定为零；
闭合回路上各点磁感强度为零时，穿过回路的电流代数和必定为零.因而正确答案为（B）．
羀11－4 在图（ａ）和（ｂ）中各有一半径相同的圆形回路L1、L2，圆周内有电流I1、I2，其分布相同，且均在
真空中，但在（ｂ）图中L2回路外有电流I3，P1、P2为两圆形回路上的对应点，则（ ）
芅（A）B?dl?B?dl，BP1?BP2
L1L2?????
螂（B）B?dl?B?dl，BP1?BP2
L1L2?
羂（C）B?dl?B?dl，BP1?BP2
L1L2?
聿（D）B?dl?B?dl，BP1?BP2
L1L2?
蚆题11-4图
蒄分析与解 由磁场中的安培环路定律，积分回路外的电流不会影响磁感强度沿回路的积分；但同样会改变回路
上各点的磁场分布．因而正确答案为（C）．
螁 11－5 半径为R的圆柱形无限长载流直导体置于均匀无限大磁介质之中，若导体中流过的恒定电流为I，磁介
质的相对磁导率为μｒ（μｒ＜1），则磁介质内的磁化强度为（ ）
腿（A）??μr?1?I/2πr （B）?μr?1?I/2πr
肇（C）?μrI/2πr（D）I/2πμrr
羂分析与解 利用安培环路定理可先求出磁介质中的磁场强度，再由M＝（μｒ－1）H求得磁介质内的磁化强度，
因而正确答案为（B）．
薀11－6 北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道，当环中电子流强度为8mA时，在整个环中
有多少电子在运行？已知电子的速率接近光速.
艿分析 一个电子绕存储环近似以光速运动时，对电流的贡献为ΔI?eNec，因而由I?，可解出环中的电I/cl子数.
蒈解 通过分析结果可得环中的电子数
蚄11－7 已知铜的摩尔质量M＝63.75ｇ·mol，密度ρ＝8.9 g·cm，在铜导线里，假设每一个铜原子贡献出
－1－3
?2一个自由电子，（1）为了技术上的安全，铜线内最大电流密度jm?6.0A?mm，求此时铜线内电子的漂移速
率vd；（2）在室温下电子热运动的平均速率是电子漂移速率vd的多少倍？
薃分析 一个铜原子的质量m?M/NA,其中NA为阿伏伽德罗常数，由铜的密度ρ可以推算出铜的原子数密度
荿根据假设，每个铜原子贡献出一个自由电子，其电荷为e，电流密度jm?nevd．从而可解得电子的漂移速率vd．
蚅将电子气视为理想气体，根据气体动理论，电子热运动的平均速率
莆其中k为玻耳兹曼常量，me为电子质量．从而可解得电子的平均速率与漂移速率的关系．
莂解 （1）铜导线单位体积的原子数为
葿电流密度为jm时铜线内电子的漂移速率
肆（2）室温下（T＝300Ｋ）电子热运动的平均速率与电子漂移速率之比为
螃室温下电子热运动的平均速率远大于电子在恒定电场中的定向漂移速率．电子实际的运动是无规热运动和沿电
关于大学物理答案第11章
