大學(xué)物理自測(cè)題下(黃皮書)穩(wěn)恒磁場(chǎng)要點(diǎn)及詳細(xì)答案

1、第七章第七章 穩(wěn)恒磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)穩(wěn)恒磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)方向：磁力線的切線方向，用箭頭指出；方向：磁力線的切線方向，用箭頭指出；磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B單位：?jiǎn)挝唬?()NA mT/sinBFqv大?。捍怪庇诖鸥袘?yīng)強(qiáng)度方向單位面積上的磁力線根數(shù)。大?。捍怪庇诖鸥袘?yīng)強(qiáng)度方向單位面積上的磁力線根數(shù)。洛倫茲力公式洛倫茲力公式FqvBFBvsinFqvB畢奧畢奧-薩伐爾定律薩伐爾定律03dd4 LLI lrBBr70410T m/A 真空磁導(dǎo)率真空磁導(dǎo)率磁矩磁矩nmNISeIne右手螺旋右手螺旋2SR線圈平面法向單位矢量線圈平面法向單位矢量maxMBmcosmSSB dSBdSsdSneB,0;2m,02m

2、磁通量磁通量單位：?jiǎn)挝唬?T mWbd0SBS磁高斯定理磁高斯定理3I1I2Il安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理 1. 代數(shù)和：電流有正負(fù)代數(shù)和：電流有正負(fù)電流方向跟積分環(huán)繞方向滿足右手螺旋關(guān)系的為正，電流方向跟積分環(huán)繞方向滿足右手螺旋關(guān)系的為正，相反為負(fù)。相反為負(fù)。但電流強(qiáng)度但電流強(qiáng)度 I 是指穿過(guò)閉合曲線的電流，不包括閉合曲線是指穿過(guò)閉合曲線的電流，不包括閉合曲線以外的電流。以外的電流。B2. 由所有的電流共同產(chǎn)生，由所有的電流共同產(chǎn)生，安培環(huán)路定理表達(dá)式中的安培環(huán)路定理表達(dá)式中的0iliB dlI3. 環(huán)路的選擇及形狀是任意的，但是要盡量方便積分。環(huán)路的選擇及形狀是任意的，但是要盡量方便積分。載

3、流直導(dǎo)線載流直導(dǎo)線012(coscos)4IBa無(wú)限長(zhǎng)無(wú)限長(zhǎng)02IBa半無(wú)限長(zhǎng)半無(wú)限長(zhǎng)04IBaI載流圓環(huán)載流圓環(huán)20223 22()IRBRz00242lIIBdlRR中心中心I2003322IRISBzz無(wú)限遠(yuǎn)無(wú)限遠(yuǎn)螺線管螺線管021(coscos)2nIB012BnI無(wú)限長(zhǎng)無(wú)限長(zhǎng)半無(wú)限長(zhǎng)半無(wú)限長(zhǎng)0BnIII無(wú)限大面電流無(wú)限大面電流0,2IBl dabc. .螺繞環(huán)螺繞環(huán)0BnI螺繞環(huán)外部無(wú)磁場(chǎng)螺繞環(huán)外部無(wú)磁場(chǎng)dlFI lB安培力公式安培力公式FqvB洛倫茲力洛倫茲力左手定則判斷力的方向左手定則判斷力的方向安培定義：安培定義：真空中相距真空中相距 1 m的兩無(wú)限長(zhǎng)平行直導(dǎo)線載有相等的兩無(wú)限

4、長(zhǎng)平行直導(dǎo)線載有相等的電流時(shí)，若在每米長(zhǎng)度導(dǎo)線上的相互作用力為的電流時(shí)，若在每米長(zhǎng)度導(dǎo)線上的相互作用力為 時(shí)，時(shí)，則導(dǎo)線中的電流定義為則導(dǎo)線中的電流定義為 1 A (安培安培)。72 10 N結(jié)論：結(jié)論：任意平面載流導(dǎo)線在均勻磁場(chǎng)中所受的力任意平面載流導(dǎo)線在均勻磁場(chǎng)中所受的力 , 與與其始點(diǎn)和終點(diǎn)相同的載流直導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力相同。其始點(diǎn)和終點(diǎn)相同的載流直導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力相同。推論：推論：任意形狀的平面閉合載流線圈在均勻磁場(chǎng)中所受合力為零任意形狀的平面閉合載流線圈在均勻磁場(chǎng)中所受合力為零PxyIBOdFdI l00dd0 xxFFBIy0ddlyyFFBIxBIl磁力矩磁力矩nMmBISeB磁力

5、、磁力矩做功磁力、磁力矩做功fi A()MdI fi A()F SI 做功等于電流乘以通過(guò)載流線圈的磁通量的改變量做功等于電流乘以通過(guò)載流線圈的磁通量的改變量磁通量有正負(fù)，用電流與磁場(chǎng)磁通量有正負(fù)，用電流與磁場(chǎng)是否成右手螺旋判斷正負(fù)。是否成右手螺旋判斷正負(fù)。HRn測(cè)定載流子的濃度測(cè)定載流子的濃度 1200HRqVV判定載流子的正、負(fù)判定載流子的正、負(fù) H1200RqVVHHBIVRb霍耳電勢(shì)差霍耳電勢(shì)差H1Rnq霍爾系數(shù)霍爾系數(shù)霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)mMV磁化強(qiáng)度磁化強(qiáng)度0sJMn磁化電流密度磁化電流密度磁介質(zhì)磁介質(zhì)介質(zhì)表面法線方向單位矢量介質(zhì)表面法線方向單位矢量磁化電流磁化電流slIM dl0BH

6、M0001mrBHMHHH 對(duì)于各向同性介質(zhì)對(duì)于各向同性介質(zhì)磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度0lH dlI有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理 120B dS021 0cos21 rB cos21rB 12D13B14 221 qI 242 qI圓電流的半徑一樣圓電流的半徑一樣2121BB a2215Rx 0 BRx rIB 20 165. .如圖，流出紙面的電流為如圖，流出紙面的電流為 2I ，流進(jìn)紙面的電，流進(jìn)紙面的電流為流為 I ，則下述各式中那一個(gè)是正確的，則下述各式中那一個(gè)是正確的?IdLl lH H2(B)IdL21l lH H(A) D (C)IdLl lH H3(D)IdLl lH

7、 H4I21L2L3L4LI17Bvqf18gBvqf sinqvBf B19Bvqf qBmvR 221mvEk 20MmBnmISesinMmB0 0 M432IBNa 垂直時(shí)垂直時(shí):2111. 附圖中，M、P、O為由軟磁材料制成的棒，三者在同一平面內(nèi)，當(dāng)K閉合后， (A) M的左端出現(xiàn)N極 (B) P的左端出現(xiàn)N極 (C) O的右端出現(xiàn)N極 (D) P的右端出現(xiàn)N極 K M O P B 鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)-順磁質(zhì)順磁質(zhì)2212 關(guān)于穩(wěn)恒磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的下列幾種說(shuō)法中哪個(gè)是正確的？(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(diǎn)的H必為零。(C) 若閉合曲線上各點(diǎn)H均

8、為零，則該曲線所包圍傳導(dǎo)電流的代數(shù)和為零。(D) 以閉合曲線L為邊緣的任意曲面的H通量均相等。2313如圖所示的一細(xì)螺繞環(huán)，它由表面絕緣的導(dǎo)線在鐵環(huán)上密如圖所示的一細(xì)螺繞環(huán)，它由表面絕緣的導(dǎo)線在鐵環(huán)上密繞而成，每厘米繞繞而成，每厘米繞10匝。當(dāng)導(dǎo)線中的電流匝。當(dāng)導(dǎo)線中的電流I為為2.0A時(shí)，測(cè)得時(shí)，測(cè)得鐵環(huán)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小鐵環(huán)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B為為1.0T，則可求得鐵環(huán)的相對(duì)，則可求得鐵環(huán)的相對(duì)磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率 為（真空磁導(dǎo)率為（真空磁導(dǎo)率 ）。）。r710410 T m A2HrNI0lH dlI2NHInIr00rrBHnI 27013.98 104101000 2rBnI24磁力矩磁

9、力矩nMmBISeBneB0把小磁針看做分子電流把小磁針看做分子電流BI25二二. .填空題填空題 1半徑為半徑為0.5cm的無(wú)限長(zhǎng)直圓柱形導(dǎo)體上，沿軸線的無(wú)限長(zhǎng)直圓柱形導(dǎo)體上，沿軸線方向均勻地流著方向均勻地流著I=3A的電流。作一個(gè)半徑的電流。作一個(gè)半徑r = 5cm、長(zhǎng)長(zhǎng)l=5cm且與電流同軸的圓柱形閉合曲面且與電流同軸的圓柱形閉合曲面S，則該曲，則該曲面上的感應(yīng)強(qiáng)度沿曲面的積分面上的感應(yīng)強(qiáng)度沿曲面的積分=_。 穿過(guò)穿過(guò)任意任意閉合曲面的磁通量為零閉合曲面的磁通量為零SB0SdBm對(duì)本題來(lái)說(shuō)對(duì)本題來(lái)說(shuō), 沿豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)沿豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度度B為為0，構(gòu)造閉合曲面，構(gòu)造閉合曲面(側(cè)面

10、側(cè)面s和上和上下底面下底面S上上和和S下下),則：則：0sss 下上026badcfe27)cos(cos4210aIBaacos4cos401aIB43cos0cos402aIB)221 (2021 aIBBB 向里向里21284. 載有一定電流的圓線圈在周圍空間產(chǎn)生的磁場(chǎng)與圓線載有一定電流的圓線圈在周圍空間產(chǎn)生的磁場(chǎng)與圓線圈半徑圈半徑R有關(guān)，當(dāng)圓線圈半徑增大時(shí)，有關(guān)，當(dāng)圓線圈半徑增大時(shí)，(1)圓線圈中心點(diǎn)圓線圈中心點(diǎn)(即圓心即圓心)的磁場(chǎng)的磁場(chǎng) ； (2)圓線圈軸線上各點(diǎn)的圓線圈軸線上各點(diǎn)的磁場(chǎng)磁場(chǎng) 。解：解：2322202)xR(IRB x xO p pR RIXYRIB20載流圓環(huán)圓心

11、：載流圓環(huán)圓心：在在 區(qū)域減??；在區(qū)域減??；在 區(qū)域增大區(qū)域增大2/Rx 2/Rx 減小減小軸線上不同位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度軸線上不同位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨隨R變化的情況不同：變化的情況不同：令：令：0dBdR/2xR在在 區(qū)域減小；在區(qū)域減小；在 區(qū)域增大區(qū)域增大2/Rx 2/Rx 220d BdR29123ddB221025001 ddB 21025002IBdldF 0 d 2150 ddB 25225003d 4150 0 dldFABBIBdldF2 CCIBdldF3 BlIdFd 16cmN105 . 130201044RIRIB圓204RIB直向里向里向外向外直圓BBBO201044RIRI204RI310123456328.8.銅的相對(duì)磁導(dǎo)率銅的相對(duì)磁導(dǎo)率 ，其磁化率，其磁化率 ，它是它是 磁性介質(zhì)。磁性介質(zhì)。0.9999912rm10.9999912rm 610.9999912 18.8 10mr 抗抗3312長(zhǎng)直電