繼續分享一道2023清華大學強基計劃物理試題TWc物理好資源網(原物理ok網)

——磁感應強度與磁矩TWc物理好資源網(原物理ok網)

問題：相同面積的圓形載流導線框架與方形載流導線框架在中心產生的磁感應強度比為TWc物理好資源網(原物理ok網)

，將它們平行放置在均勻磁場中，則線框上的安培矩之比為（）TWc物理好資源網(原物理ok網)

答案：DTWc物理好資源網(原物理ok網)

分析：磁矩為TWc物理好資源網(原物理ok網)

，可以看出磁轉矩與電流成正比。現在我們根據已知條件計算一下電流關系。TWc物理好資源網(原物理ok網)

（磁矩的概念可參見《強化基礎計劃物理指南》第十九章《安培力與洛倫茲力》，附錄1）TWc物理好資源網(原物理ok網)

高中物理力矩 TWc物理好資源網(原物理ok網)

（參見《強化基礎計劃物理書》第19章“安培力與洛倫茲力”例1，及附錄2）TWc物理好資源網(原物理ok網)

再看正方形，我們可以把它看作是四根載電的直導線所感應出的磁感應強度。中心單根導線的磁感應強度為TWc物理好資源網(原物理ok網)

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（參見《強化基礎計劃物理手冊》第十九章“安培力與洛倫茲力”例6貝語網校，及附錄3）TWc物理好資源網(原物理ok網)

中心方線框的磁感應強度為TWc物理好資源網(原物理ok網)

比較①②可得TWc物理好資源網(原物理ok網)

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現在TWc物理好資源網(原物理ok網)

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因此，線框上的安培矩比為TWc物理好資源網(原物理ok網)

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附錄1：TWc物理好資源網(原物理ok網)

4.磁力矩TWc物理好資源網(原物理ok網)

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（清華大學2019年至2023年連續五年考查磁矩知識點）TWc物理好資源網(原物理ok網)

附錄2：TWc物理好資源網(原物理ok網)

3. 載流直導體的磁場TWc物理好資源網(原物理ok網)

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附錄3：TWc物理好資源網(原物理ok網)

4. 圓電流的磁場TWc物理好資源網(原物理ok網)

接下來我們看一下圓形電流的磁場分布，我們只計算中心軸上的磁場分布。TWc物理好資源網(原物理ok網)

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