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文檔簡介

1、3半徑為和的兩個同軸金屬圓筒,其間充滿著相對介電常數(shù)為的均勻介質(zhì)。設(shè)兩圓筒上單位長度帶電量分別為和,則介質(zhì)中的電位移矢量的大小 ,電場強度的大小 。答案:, 解:如圖,取柱面高斯面。根據(jù)對稱性,柱面(高斯面)的上下底上,電位移矢量與高斯面法線方向垂直;柱面(高斯面)的側(cè)面上,電位移矢量處處大小相等,并與高斯面法線方向平行。由高斯定理,得到,,電場強度為 4一帶電量、半徑為的金屬球殼,殼內(nèi)充滿介電常數(shù)為的各向同性均勻電介質(zhì),殼外是真空,則此球殼的電勢 。答案: 解:由高斯定理,可以求得球殼外電場強度取無限遠(yuǎn)處電勢為零,則兩個點電荷在真空中相距為時的相互作用力等于在某一“無限大”均勻電介質(zhì)中相距為

2、時的相互作用力,則該電介質(zhì)的相對介電常數(shù) 。答案: 解:在真空中,兩個點電荷之間的作用力(庫侖力)為點電荷在“無限大”電介質(zhì)中產(chǎn)生的電場強度為點電荷受到的庫侖力為依題 6.有一同軸電纜,內(nèi)、外導(dǎo)體用介電系數(shù)分別為和的兩層電介質(zhì)隔開。垂直于軸線的某一截面如圖5-2所示。求電纜單位長度的電容。解:取高斯面為柱面。柱面的半徑為、長度為,對稱軸為同軸電纜的對稱軸,柱面在同軸電纜的兩極之間。由對稱性,高斯面上的上下底面電位移矢量與高斯面法線方向垂直; 側(cè)面上,電位移矢量處處大小相等,并且與高斯面平行。由高斯定理,有,則同軸電纜的兩極之間的電場強度為 ,; ,同軸電纜的兩極之間的電勢差為單位長度的高斯面包

3、圍的自由電荷量為則單位長度的同軸電纜的電容為:.在一平行板電容器的兩極板上,帶有等值異號電荷,兩極間的距離為,充以的介質(zhì),介質(zhì)中的電場強度為。求:介質(zhì)中的電位移矢量;平板上的自由電荷面密度;介質(zhì)中的極化強度;介質(zhì)面上的極化電荷面密度;平板上自由電荷所產(chǎn)生的電場強度,介質(zhì)面上極化電荷所產(chǎn)生的電場強度。解:(1) (2) (3) (4) (5) , 或8. 一導(dǎo)體球,帶電量,半徑為,球外有兩種均勻電介質(zhì)。第一種介質(zhì)介電常數(shù)為、厚度為,第二種介質(zhì)為空氣充滿其余整個空間。求球內(nèi)、球外第一種介質(zhì)中、第二種介質(zhì)中的電場場強、電位移矢量和電勢。解:由高斯定理,得到電位移矢量的空間分布,();,()。電場強度

4、的空間分布:,();,();,()。球殼內(nèi)電勢:()球外第一種介質(zhì)中的電勢:球外第二種介質(zhì)中的電勢:9半徑為的均勻帶電金屬球殼里充滿了均勻、各向同性的電介質(zhì),球外是真空,此球殼的電勢是否為?為什么?答:球殼外電場分布,球殼電勢為作業(yè)6.真空中有一均勻帶電球體和一均勻帶電球面,如果它們的半徑和所帶的電量都相等,則它們的靜電能之間的關(guān)系是 。球體的靜電能等于球面的靜電能 球體的靜電能大于球面的靜電能球體的靜電能小于面的靜電能 球體內(nèi)的靜電能大于球面內(nèi)的靜電能,球體外的靜電能小于球面外的靜電能答案:【b】 解:設(shè)帶電量為、半徑為,球體的電荷體密度為。由高斯定理,可以求得兩種電荷分布的電場強度分布,對

5、于球體電荷分布:,();,()。對于球殼電荷分布:,();,()??梢?球外:兩種電荷分布下,電場強度相等;球內(nèi):球體電荷分布,有電場,球殼電荷分布無電場。靜電場能量密度兩球外面的場強相同,分布區(qū)域相同,故外面靜電能相同;而球體(并不是導(dǎo)體)內(nèi)部也有電荷分布,也是場分布,故也有靜電能。所以球體電荷分布時,球內(nèi)的靜電場能量,大于球面電荷分布時,球內(nèi)的靜電場能量;球體電荷分布時,球外的靜電場能量,等于球面電荷分布時,球外的靜電場能量。和兩空氣電容器串聯(lián)起來接上電源充電,然后將電源斷開,再把一電介質(zhì)板插入中,如圖6-所示,則 。 兩端電勢差減少,兩端電勢差增大兩端電勢差減少,兩端電勢差不變兩端電勢差

6、增大,兩端電勢差減小兩端電勢差增大,兩端電勢差不變答案:【b】 解:電源接通時,給兩個串聯(lián)的電容器充電。充電量是相同的,是為。則兩個電容器的電壓分別為,電源斷開后,插入電介質(zhì),兩個電容器的電量不變,仍然都是。但的電容增大,因此兩端的電壓降低;而不變,因此,兩端的電壓不變。3一平行板電容器,板間相距,兩板間電勢差為,一個質(zhì)量為,電荷為的電子,從負(fù)極板由靜止開始向正極板運動,它所需的時間為 。 答案:【】 解:兩極間的電場 ,電子受力由4.將半徑為的金屬球接上電源充電到,則電場能量 。答案: 解:孤立導(dǎo)體球的電容為:,所以,充電到時,5、為兩個電容值都等于的電容器,已知帶電量為,帶電量為,現(xiàn)將、關(guān)

7、聯(lián)在一起后,則系統(tǒng)的能量變化 。答案:解:未并聯(lián)前,兩電容器儲存的總能量為:當(dāng)并聯(lián)后,總電容為:,總電量不變:,則并聯(lián)后,總電壓為:并聯(lián)后,儲存的總能量為:系統(tǒng)的能量變化為:一平行板電容器電容為,將其兩板與一電源兩極相連,電源電動勢為,則每一極板上帶電量為 。若在不切斷電源的情況下將兩極板距離拉至原來的兩倍,則電容器內(nèi)電場能量改變?yōu)?。答案:, 解:(1)。電容器儲存的靜電場能量為(2)當(dāng)增大兩極板的距離時,平行板電容器電容為。因為電源未切斷,故電容兩端電壓不變,則電容器儲存的靜電場能量為電容器儲存的靜電場能量的變化為:兩層相對介電常數(shù)分別為和的介質(zhì),充滿圓柱形電容器之間,如圖6-2示。內(nèi)外圓

8、筒(電容器的兩極)單位長度帶電量分別為和,求:兩層介質(zhì)中的場強和電位移矢量;此電容器單位長度的電容。答案:同作業(yè)5中第6題的計算。.充滿均勻電介質(zhì)的平行板電容器,充電到板間電壓時斷開電源。若把電介質(zhì)從兩板間抽出,測得板間電壓,求:電介質(zhì)的相對介電系數(shù);若有介質(zhì)時的電容,抽出介質(zhì)后的電容為多少?抽出電介質(zhì)時外力所做的功。解:(1)有電介質(zhì)和無電介質(zhì)時,電容器的電容間的關(guān)系:,切斷電源,電容器帶電量不變, ,(2) (3) , 9.有一導(dǎo)體球與一同心導(dǎo)體球殼組成的帶電系統(tǒng),球的半徑,球殼的內(nèi)、外半徑分別為,其間充以空氣介質(zhì),內(nèi)球帶電量時,求:帶電系統(tǒng)所存儲的靜電能;用導(dǎo)線將球與球殼相連,系統(tǒng)的靜電

9、能為多少?解:()由導(dǎo)體的靜電平衡條件和電荷守恒定律、高斯定理,可分析得:導(dǎo)體球上所帶電量在球面,電量為;球殼內(nèi)表面帶電量為,外表面帶電量為。由高斯定理可得各個區(qū)域的電場分布:,帶電系統(tǒng)所儲存的能量為:()當(dāng)內(nèi)球與球殼連在一起時,由于球與球殼是等勢體,在球與球殼之間沒有電場,;在兩面上的電量中和,只有球殼外表面帶電量,電場只分布在區(qū)域,可求得: 作業(yè) 7 1.在一個長直圓柱形導(dǎo)體外面套一個與它共軸的導(dǎo)體長圓筒,兩導(dǎo)體的電導(dǎo)率可以認(rèn)為是無限大。在圓柱與圓筒之間充滿電導(dǎo)率為的均勻?qū)щ娢镔|(zhì),當(dāng)在圓柱與圓筒上加上一定電壓時,在長為的一段導(dǎo)體上總的徑向電流為,如圖7-1所示,則在柱與筒之間與軸線的距離為

10、的點的電場強度為 。a. b. . d. 答案:【b】解:如圖,通過半徑為、高為的圓柱側(cè)面的總電流為,則該處的電流密度為由電流密度與電場強度的關(guān)系(為電導(dǎo)率),得到2.一電子以勻速率作圓周運動,圓軌道半徑為,它相當(dāng)于一個圓電流,如圖7-所示,其電流強度是 。 a. b. c. d. 答案:【】 解:在電子運動軌道上固定一個橫截線,電子一個周期通過一次該橫截線,即在一個運動周期時間內(nèi),通過橫截線的電量為,因此,電流為3.單位正電荷從電源的負(fù)極通過電源內(nèi)部移到正極時非靜電力所作的功定義為該電源的電動勢,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 。答案:4.有一根電阻率為、截面直徑為、長度為的導(dǎo)線。若將電壓加在該導(dǎo)線的兩端,

11、則單位時間內(nèi)流過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)為 ;若導(dǎo)線中自由電子數(shù)密度為,則電子平均飄移速率為 。答案:, 解:(1)設(shè)單位時間內(nèi)流過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)為,則單位時間內(nèi)流過導(dǎo)線橫截面的電量為,這就是電流,。按電流與電壓的關(guān)系則 (2)電子漂移距離所用時間,即在內(nèi),電子全部通過以為高、以為底的柱形底面,即在內(nèi)柱形內(nèi)的電子全部通過底面,其他電子都沒有通過。因此,在內(nèi)通過底面的電量為因此,電流為 即得到,5如圖7-所示的導(dǎo)體中,均勻地流著的電流,已知橫截面,, 的法線與軸線夾角為,試求:(1)三個面與軸線交點處的電流密度。(2)三個面上單位面積上的電流密度通量。解: (1)()6.圓柱形電容器,長為

12、,內(nèi)、外兩極板的半徑為,在兩極板間充滿非理想電介質(zhì),其電阻率為,設(shè)在兩極間加電壓。求:(1)介質(zhì)的漏電阻;(2)漏電總電流;()漏電流密度;(4)介質(zhì)內(nèi)各點的場強。解:(1) 這里的球殼層的橫截面可認(rèn)為相同, 球殼層的漏電阻:(2) (3) (4)作業(yè) 8 1.如圖81所示,載流的圓形線圈(半徑)與正方形線圈(邊長)通有相同電流,若兩個線圈中心, 處的磁感應(yīng)強度大小相同,則半徑與邊長之比為 。 a. b c. . 答案:【b】解: 圓電流在其軸線上產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度為 ,方向沿著軸線在圓心處(),。通電正方形線圈,可以看成4段載流直導(dǎo)線,由畢薩定律知道,每段載流直導(dǎo)線在正方形中心產(chǎn)生的磁場

13、的磁感應(yīng)強度大小相等,方向相同,由疊加原理。 2. .如圖8-2所示,四條平行的無限長直導(dǎo)線,垂直通過邊長為正方形頂點,每條導(dǎo)線中的電流都是,這四條導(dǎo)線在正方形中心點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為 。 . c d. 答案:【a】解:建立直角坐標(biāo)系,則4根無限長載流直導(dǎo)線在正方形中心產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為, ,.一根無限長直導(dǎo)線彎成圖8-所示的形狀,中部是半徑為、對圓心張角為的圓弧,當(dāng)通以電流時,處磁感應(yīng)強度的大小 ,方向為 。答案:,方向垂直紙面向里解:將整個載流導(dǎo)線分為三段:直線、圓弧、直線。由畢薩定律可以判斷出,三段載流導(dǎo)線在圓心處產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強度方向均沿著垂直紙面向里,因此,總的電磁感應(yīng)強度方向沿著垂

14、直紙面向里。兩段載流直線在圓心處產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強度 三分之一圓弧在圓心處產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強度在圓心處產(chǎn)生的總電磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里。4. 如圖8-4所示,兩個同心半圓弧組成一閉合線圈,通有電流,設(shè)線圈平面法向垂直紙面向里。則圓心點的磁感應(yīng)強度 ,線圈的磁矩 。答案:, 解:由畢薩定律可知,兩個半圓連線上的電流圓心處產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強度為零在半徑為的半圓弧在圓心處產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強度垂直于紙面向外(與反向)半徑為的半圓弧在圓心處產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強度垂直于紙面向里(與同向)再由畢薩定律可知,兩個半圓連線上的電流圓心處產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強度為零圓心處總的電磁感應(yīng)強度線圈的磁矩5在坐標(biāo)原點有一電流元。試求該

15、電流元在下列各點處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度?(1);();(3);(4);(5)解:該電流元產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強度表示為 ,,6.從經(jīng)典觀點來看,氫原子可看作是一個電子繞核高速旋轉(zhuǎn)的體系,已知電子以速度在半徑的圓軌道上運動,求:電子在軌道中心產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度和電子的磁矩大小。解:角速度,7.在一半徑的無限長半圓柱形金屬薄片中,自上而下地有電流通過,試求:圓柱軸線上任一點的磁感應(yīng)強度。解:如圖,取過場點的橫截面為平面,橫截面與金屬薄片的交集為一個半圓弧??梢詫㈦娏鞣殖蔁o限多小的無限長電流,圓心角為的電流強度為它對場點的磁場貢獻(xiàn)為對從0到積分,可得8在電子儀器中,為了減小與電源相連的兩條導(dǎo)線的磁場,通常總是把

16、他們扭在一起,為什么?答:與電源相連的兩根導(dǎo)線的電流方向相反,扭在一起可以使磁場盡可能相互抵消,以免產(chǎn)生磁干擾。作業(yè) 91. .如圖1所示,在無限長載流導(dǎo)線附近作一球形閉合曲面當(dāng)面向長直導(dǎo)線靠近的過程中,穿過面的磁通量及面上任一點的磁感應(yīng)強度大小的變化為 。 a增大,不變 . 不變, 增大c. 增大,增大 d. 不變, 不變 答案:【b】解:由磁場的高斯定理,即穿過閉合曲面的磁通量為零,或者說,磁感應(yīng)線為閉合曲線,所以f不變;由于長直載流導(dǎo)線的磁場,與距離成反比,所以,當(dāng)閉合曲面靠近載流直導(dǎo)線時,閉合曲面上各點的磁感應(yīng)強度增大。.一電子以速度垂直地進(jìn)入磁感應(yīng)強度為的均勻磁場中,此電子在磁場中運

17、動的軌跡所圍的面積內(nèi)的磁通量將是 。 .反比于,正比于 . 反比于,正比于 c. 正比于,反比于 d. 正比于,反比于答案:【a】解:電子垂直于磁場進(jìn)入磁場,將在洛倫茲力的作用下,在垂直于磁場的平面內(nèi)作圓周運動。電子在磁場中運動的軌跡半徑由于磁場與面積垂直,所圍的面積內(nèi)的磁通量3.如圖-所示,一無限長密繞真實螺線管,通電流強度為。對套在螺線管軸線外的環(huán)路(螺線管穿過環(huán)路)作積分 。答案:解: 根據(jù)安培環(huán)路定理;真實螺線管。4.兩平行長直導(dǎo)線相距,每條導(dǎo)線載有電流 (如圖-所示),則通過圖中矩形面積的磁通量 。答案: 解:電流和大小相等,方向相反,由畢薩定律可以判知,它們在矩形面積內(nèi)產(chǎn)生的電磁感

18、應(yīng)強度方向均垂直于紙面向外。由對稱性可知,電流和產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強度穿過矩形面積的磁通量大小相等,因此只須計算一個電流產(chǎn)生磁場的磁通量。 .有一很長的載流導(dǎo)體直圓管,內(nèi)半徑為,外半徑為,電流強度為,電流沿軸線方向流動,并且均勻地分布在管壁的橫截面上,如圖9-4所示。求空間各點的磁感應(yīng)強度,并畫出曲線(為場點到軸線的垂直距離)。解:以軸線為中心的同心圓各點場感應(yīng)強度大小相等,方向沿圓周切線。取此同心圓為環(huán)路,由對稱性可知,在積分環(huán)路上,感應(yīng)強度大小相等,方向均沿著環(huán)路。應(yīng)用安培環(huán)路定理,電流密度為,則;。磁感應(yīng)強度分布為; 6.矩陣截面的螺線環(huán),尺寸見圖-5。(1)求環(huán)內(nèi)磁感應(yīng)強度的分布;()證明

19、通過螺線環(huán)截面(圖中陰影區(qū))的磁通量為,其中為螺線環(huán)線圈總匝數(shù),為其中電流強度。解:(1)在與螺線環(huán)同心的圓周上各處磁場大小相同,方向沿圓周切線。取此圓周為環(huán)路,應(yīng)用安培環(huán)路定理,,;().在無電流的空間區(qū)域,如果磁感應(yīng)線是平行直線,則磁場一定是均勻的,為什么?證明: 用高斯定理,可以證明圖中;用安培環(huán)路定理,可以證明圖中命題得證作業(yè) 101.如圖0-所示,半導(dǎo)體薄片為型,則兩點的電勢差 。.小于零b等于零 c.大于零答案:【a】解:型半導(dǎo)體是電子導(dǎo)電,電子在外電壓的作用下,沿電流相反方向漂移。這一定向運動,在外磁場的作用下,電子受到洛倫茲力,方向由指向,即電子還要向端漂移。這樣,在端積聚負(fù)電

20、荷,在端積聚正電荷,形成一個由指向的橫向電場,這一橫向電場阻止電子向端積聚。隨著電子的積聚,橫向電場越來越大,當(dāng)電子受到的橫向電場的庫侖力與電子受到的洛倫茲力達(dá)到平衡時,電子不再宏觀的橫向漂移,形成穩(wěn)定的橫向霍爾電場,在、兩端形成穩(wěn)定的霍爾電壓。由于端是正電荷、端是負(fù)電荷,所以,端電勢高、端電勢低。.如圖10-2所示,半圓形線圈半徑為,通有電流,在磁場的作用下從圖示位置轉(zhuǎn)過時,它所受磁力距的大小和方向分別為 。a ,沿圖面豎直向下 b. ,沿圖面豎直向上c. , 沿圖面豎直向下 .,沿圖面豎直向上答案:【d】解:載流線圈的磁矩為載流線圈在磁場中受到的磁力矩為如圖,在沒有轉(zhuǎn)動前,垂直于紙面向外,

21、與磁場垂直,載流線圈受到的磁力矩最大方向為豎直向上,在這一磁力矩的作用下,線圈將轉(zhuǎn)動。從上俯視,線圈逆時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過時,與磁場成角,則此時線圈受到的磁力矩為方向為:豎直向上。 如圖,俯視圖。在一無限長剛性載流直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中,把同樣的載流導(dǎo)線分別從處移到處、從處移到處(、位置如圖1-所示)。在移動過程中導(dǎo)線之間保持平行,若兩次移動磁力做的功分別記為和,則 。a. b c. d 答案:【】 解:由畢薩定律和安培力,可以判斷出,載流直導(dǎo)線受到的安培力指向圓心。因此,無論載流直導(dǎo)線從移動,還是從移動,安培力都作正功,不為零。如圖,從移動,安培力作功;從移動,安培力作功。而從移動和從移動,矢徑

22、的變化是一樣的,因此,兩種情況,安培力作功相同。4一長直導(dǎo)線載有的電流,在距它為處有一電子由于運動受洛侖茲力的方向如圖10-4所示,且。設(shè)電子在它與組成的平面內(nèi)運動,則電子的速率 ,在圖中畫出的方向。答案:解:電子在平面內(nèi)運動,即速度與洛倫茲力在同一平面內(nèi)。而點的磁場方向垂直紙面(平面)向里,所以電子運動速度與磁場垂直。,而點的電磁感應(yīng)強度為 所以,電子的運動速率為由洛倫茲力公式,可以找出電子(帶負(fù)電荷)在點的速度方向,如圖??梢?電子將逆時針旋轉(zhuǎn)。 5.在空間有同樣的三根直導(dǎo)線,相互間的距離相等,各通以同強度同方向的電流,設(shè)除了磁相互作用外,其他影響可忽略,則三條導(dǎo)線將 運動。答案:向三角形

23、中心運動。 解:如圖,因為同向電流導(dǎo)線相吸引。所以,三條載流導(dǎo)線向三角形中心運動。 6厚度的金屬片,載有電流,處于磁感應(yīng)強度為的均勻磁場中,(如圖10-5所示),測得霍爾電勢差為。()計算片中電子的漂移速度。(2)求帶電電子的濃度。()和哪點電勢較高?(4)如果用型半導(dǎo)體代替該金屬片,和哪點電勢高?解:(1) 當(dāng)穩(wěn)定時,金屬中自由電子所受磁場的洛侖茲力與霍爾電場庫侖力平衡 (2)兩端的霍爾電勢差為 得電子濃度為() 如圖,在金屬中,在外電場的作用下,自由電子的運動方向與電流的方向相反。由洛倫茲力可知,電子受到的洛倫茲力方向是由指向,電子向端偏轉(zhuǎn)。端積聚負(fù)電荷,端積聚正電荷。所以點電勢高, 點電

24、勢低。(4)型半導(dǎo)體是空穴導(dǎo)電,即正電荷導(dǎo)電,如圖。正電荷空穴的運動方向與電流方向相同。洛倫茲力,仍然是由指向,但此時是正電荷空穴向端偏轉(zhuǎn),端積聚正電荷,端積聚負(fù)電荷。所以點電勢高,點電勢低。7.一矩形線圈,邊長為和,其中通電流,放在的均勻磁場中,線圈平面與磁場方向平行(10-所示)。求:(1)線圈所受力矩的大小和方向; ()若此線圈受力矩作用轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場垂直的位置,力矩做功多少?解:(1) 載流線圈在磁場中所受的磁力矩為當(dāng)載流線圈平面與磁場平行時,載流線圈平面的法線方向與磁場垂直,磁力矩最大方向:載流線圈平面的法線方向垂直紙面向外,所以,磁力矩方向豎直向上。(2) 在載流線圈轉(zhuǎn)動過程中

25、,磁力矩做的功等于: 這里:;所以:作業(yè) 1.載流長直螺線管內(nèi)充滿相對磁導(dǎo)率為的均勻抗磁質(zhì),則螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強度和磁場強度的關(guān)系是 。a. . c d. 答案:【d】解:對于非鐵磁質(zhì),電磁感應(yīng)強度與磁場強度成正比關(guān)系 抗磁質(zhì):,所以,2.在穩(wěn)恒磁場中,關(guān)于磁場強度的下列幾種說法中正確的是 。a. 僅與傳導(dǎo)電流有關(guān)。b.若閉合曲線內(nèi)沒有包圍傳導(dǎo)電流,則曲線上各點的必為零。c.若閉合曲線上各點均為零,則該曲線所包圍傳導(dǎo)電流的代數(shù)和為零。.以閉合曲線為邊界的任意曲面的通量相等。答案:【】解:安培環(huán)路定理,是說:磁場強度的閉合回路的線積分只與傳導(dǎo)電流有關(guān),并不是說:磁場強度本身只與傳導(dǎo)電流有關(guān)。

26、a錯。閉合曲線內(nèi)沒有包圍傳導(dǎo)電流,只能得到:磁場強度的閉合回路的線積分為零。并不能說:磁場強度本身在曲線上各點必為零。b錯。高斯定理,是說:穿過閉合曲面,場感應(yīng)強度的通量為零,或者說,.以閉合曲線為邊界的任意曲面的通量相等。對于磁場強度,沒有這樣的高斯定理。不能說,穿過閉合曲面,場感應(yīng)強度的通量為零。錯。安培環(huán)路定理,是說:磁場強度的閉合回路的線積分等于閉合回路包圍的電流的代數(shù)和。c正確。.圖1-1種三條曲線分別為順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)和鐵磁質(zhì)的曲線,則表示 ;表示 ;表示 。答案:鐵磁質(zhì);順磁質(zhì); 抗磁質(zhì)。4.某鐵磁質(zhì)的磁滯回線如圖11- 所示,則圖中(或)表示 ;(或)表示 。答案:剩磁;矯頑力。

27、5.螺線環(huán)中心周長,環(huán)上線圈匝數(shù),線圈中通有電流。(1)求管內(nèi)的磁場強度和磁感應(yīng)強度;(2)若管內(nèi)充滿相對磁導(dǎo)率的磁介質(zhì),則管內(nèi)的和是多少?(3)磁介質(zhì)內(nèi)由導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的和磁化電流產(chǎn)生的各是多少?解:() 做一圓形的環(huán)路,由 的安培環(huán)路定理: ,對管內(nèi),此時無磁介質(zhì),則:() 管內(nèi)充滿磁介質(zhì)時,(3)磁介質(zhì)內(nèi)由導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場由磁化電流產(chǎn)生的磁場6.一無限長圓柱形直導(dǎo)線,外包一層相對磁導(dǎo)率為的圓筒形磁介質(zhì),導(dǎo)線半徑為,磁介質(zhì)外半徑為,導(dǎo)線內(nèi)有電流通過(見圖1-)。求:(1)介質(zhì)內(nèi)、外的磁感應(yīng)強度的分布,畫出圖線;(2)介質(zhì)內(nèi)、外的磁場強度的分布,畫出曲線。解:在以圓柱軸線為對稱軸的圓周上

28、,各處磁場強度大小相等且沿圓周切線方向。應(yīng)用h的安培環(huán)路定理,在導(dǎo)體內(nèi),:,在導(dǎo)體外,:,因此7.介質(zhì)中安培環(huán)路定理為,為正向穿過閉合回路的傳導(dǎo)電流的代數(shù)和,這是否可以說:只與傳導(dǎo)電流有關(guān),與分子電流無關(guān)?答案:不能。解:介質(zhì)中的安培環(huán)路定理說明定理的左端,即的環(huán)流只也傳導(dǎo)電流有關(guān),與分子電流無關(guān);并不可以說只與傳導(dǎo)電流有關(guān),與分子電流無關(guān)。這里的環(huán)流和是兩個不同的概念。作業(yè) 2.在如圖2-1所示的裝置中,當(dāng)不太長的條形磁鐵在閉合導(dǎo)線圈內(nèi)作振動時(忽略空氣阻力),則 。a.振幅不變 b.振幅先減小后增大 .振幅會逐漸加大 d.振幅會逐漸減小答案:【d】解:楞次定律。當(dāng)磁鐵在閉合導(dǎo)線圈內(nèi)作振動時

29、,穿過線圈的磁場變化,在線圈中產(chǎn)生感生電動勢,在閉合線圈中有感生電流。這一電流又產(chǎn)生磁場,但總是阻礙由于磁鐵的振動而引起的穿過線圈的磁場的變化。彈簧與磁鐵組成的振子的振動能量會逐漸減小,因此,振幅會逐漸減小。振子會損失能量,損失的能量,通過線圈中的感生電流轉(zhuǎn)化為焦耳熱。2.如圖1-2所示,在均勻磁場中,有一半徑為的導(dǎo)體圓盤,盤面與磁場方向垂直,當(dāng)圓盤以勻角速度繞過盤心的與平行的軸轉(zhuǎn)動時,盤心與邊緣上的點間,其電勢差等于 。a b. c 答案:b】解:由于導(dǎo)體圓盤,相當(dāng)于有無數(shù)多由盤心到盤邊的直導(dǎo)線繞盤心轉(zhuǎn)動,切割磁場線,因此,會在盤心與盤邊產(chǎn)生動生電動勢。在上,距盤心處取線元,它所產(chǎn)生的動生電動勢為由圖可見,與垂直、與方向相同,所以電動勢的方向為低電勢指向高電勢,即,3.如圖12-所示,一長度為的直導(dǎo)線在均勻磁場中以恒定速度移動,直導(dǎo)線中的動生電動勢為 。答案:0 解:取取線元,則由于與共面(平行于紙面),則垂直于紙面,而也平行于紙面,所

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