《物理學導論》（敬世超主編）習題解答第十章_介質(zhì)中的穩(wěn)恒磁場

1、第十章 介質(zhì)中的穩(wěn)恒磁場一、基本要求1. 了解磁介質(zhì)的磁化及其微觀解釋.2. 了解鐵磁質(zhì)的特性.3. 理解M、H和B等物理量的關系，理解介質(zhì)中的高斯定理和安培環(huán)路定理.二、重點和難點1. 重點（1） 知道各向同性介質(zhì)中M、H和B之間的關系.（2） 知道介質(zhì)中的高斯定理和安培環(huán)路定理及其應用.2. 難點（1） 磁介質(zhì)磁化的微觀機制.（2） 鐵磁質(zhì)的相關性能及其微觀機制.三、基本內(nèi)容1. 磁介質(zhì)的磁化磁介質(zhì)分類：順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)和鐵磁質(zhì).磁化：磁介質(zhì)因外磁場作用而對外顯示磁性的想象.機制：順磁質(zhì)的磁化源于分子固有磁矩對外磁場的響應，抗磁質(zhì)的磁化源于電子在外磁場中的進動.磁化強度的定義：M 磁化強度的

2、環(huán)路定理： MdLIS2. 磁介質(zhì)中的磁場磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理：Hdl B、M、H 的關系： Mm H B0rH 3. 鐵磁質(zhì)（不要求）四、解題示范例10-1 一圓柱形無限長導體，磁導率為，半徑為，通有沿軸線方向的均勻電流.求：（1）導體內(nèi)任一點的和；（2）導體外任一點的.解：（1）導體內(nèi)任選一以軸線為圓心的圓形路徑，有， 而.因此，在導體內(nèi)部： ， . （2）導體外部，類似有，得，從而 .簡注：讀者應熟悉磁介質(zhì)和真空中磁場分布及其求解的區(qū)別和聯(lián)系. 第十章 習題解答10-1 選擇題10-1-1 解 由圖10-1-1可知，根據(jù)右手螺旋定則，電流產(chǎn)生的磁感應強度在螺線管內(nèi)部方向向右，即a、b、

3、c三點的外磁場方向均向右. 附加磁場在抗磁質(zhì)內(nèi)部方向向左，外部向右而構(gòu)成閉合磁場，因此附加磁場在a、b、c三點的方向分別為向左、向左、向右，它們對原磁場分別起減弱、減弱、加強的作用，故選（C）.10-1-2 解 根據(jù)磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理可選（B）.10-1-3 解 根據(jù)磁介質(zhì)的分類選（C）.10-2 填空題10-2-1 解：由10-1-3題（C）可直接判斷圖10-2-1中曲線（1）代表鐵磁質(zhì)；（2）代表順磁質(zhì)；（3）代表抗磁質(zhì).10-2-2 解：適合制造永久磁鐵的材料一般為硬磁材料，即要求磁滯回線圍成的面積大，對應于圖10-2-2中的磁介質(zhì)2；相反，制造變壓器鐵芯的材料一般為軟磁材料，即磁滯回線圍成的面積小，對應圖中的磁介質(zhì)1.10-2-3 解：根據(jù)右手定則，兩螺線管產(chǎn)生的磁場對小磁針兩級均有吸引力，（1） 兩端引力相同，小磁針所受合力為零，故不動；（2） 若線圈匝數(shù)不同，則匝數(shù)越多，引力越大，故小磁針向匝數(shù)多的一端移動；（3）若線圈有鐵芯，則引力大，故小磁針向有鐵芯的一端移動. 10-3 填空題10-3-1 解：由安培環(huán)路定理可得磁介質(zhì)內(nèi)部：，.所以，帶入數(shù)據(jù)可求得：（1） （2）.10-3-2 解：（1