穩(wěn)恒磁場習(xí)題課(自測)

1、1穩(wěn)恒磁場習(xí)題課穩(wěn)恒磁場習(xí)題課2內(nèi)容：內(nèi)容：描述磁場的基本物理量描述磁場的基本物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度電流磁場的基本方程電流磁場的基本方程Biot-savart定律定律磁場性質(zhì)的基本方程磁場性質(zhì)的基本方程高斯定理高斯定理與與安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理磁場對磁場對運動電荷運動電荷與電流的作用與電流的作用Lorentz力、力、Ampere力力 BdB（1 1）畢奧）畢奧-沙伐爾定律沙伐爾定律304rrlIdBd 20sin4rIdldB 3載流直導(dǎo)線的磁場載流直導(dǎo)線的磁場: :無限長載流直導(dǎo)線無限長載流直導(dǎo)線: :aIB 20 直導(dǎo)線延長線上直導(dǎo)線延長線上: :0 BRIB20 載流圓環(huán)載流圓環(huán)載

2、流圓弧載流圓弧 220 RIB)cos(cos4210aIBI IB R4無限長直螺線管內(nèi)部的磁場無限長直螺線管內(nèi)部的磁場nIB0 （2 2）磁通量）磁通量 磁場中的高斯定理磁場中的高斯定理 dSBSdBm cos0SdB安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理 LLIl dB0 5BlIdFd 安培定律安培定律 FdFBpMm 均勻磁場對載均勻磁場對載流線圈流線圈Bvqfm 洛侖茲力洛侖茲力nISpm （3）磁場對運動電荷與電流的作用）磁場對運動電荷與電流的作用6)SI(20. 040. 0jiBji66100 . 11050. 0vF3磁場中某點處的磁感強(qiáng)度為磁場中某點處的磁感強(qiáng)度為，一電子以速度一電子以

3、速度 (SI)通過該點，則作用于該電子上的磁場力通過該點，則作用于該電子上的磁場力為為_(基本電荷基本電荷e=1.610 19C)0.8010-13k (N) 7 1一無限長圓柱形銅導(dǎo)體一無限長圓柱形銅導(dǎo)體(磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率0)，半徑為半徑為R，通有均勻分布的電流，通有均勻分布的電流I今取今取一矩形平面一矩形平面S (長為長為1 m，寬為，寬為2 R)，位置，位置如右圖中畫斜線部分所示，求通過該矩如右圖中畫斜線部分所示，求通過該矩形平面的磁通量。形平面的磁通量。 I S 2R 1 m 80 sdB021 0cos21 rB cos21rB 129B10 221 qI 242 qI圓電流的半徑一樣圓

4、電流的半徑一樣2121BB a2211Rx 0 BRx rIB 20 12IrBlBl02 d)(20RrrIB)( 0RrBrBRoRI 204.4.無限長圓柱面電流的磁場。無限長圓柱面電流的磁場。解：解： 對稱性分析結(jié)論對稱性分析結(jié)論: : 磁場沿回路磁場沿回路切線切線，各點大小相等各點大小相等RIrPLPIddIBddB(1) rR時，(2) rR時，135. .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，流進(jìn)紙面的電流為的電流為 I ，則下述各式中那一個是正確，則下述各式中那一個是正確的的?IdLl lH H2(B)IdL21l lH H(A) D D (C)IdL

5、l lH H3(D)IdLl lH H4I21L2L3L4LI14Bvqf15gBvqf sinqvBf B16Bvqf qBmvR 221mvEk 17BpMm nISpm sinBpMm 0 0 M432IBNa 垂直時垂直時:18 11. 11. 附圖中，附圖中，M M、P P、O O為由軟磁材料制成為由軟磁材料制成的棒，三者在同一平面內(nèi)，當(dāng)?shù)陌?，三者在同一平面?nèi)，當(dāng)K K閉合后，閉合后， (A)(A)M M 的左端出現(xiàn)的左端出現(xiàn)N N極極 (B)(B)P P的左端出現(xiàn)的左端出現(xiàn)N N極極 (C)(C)O O的右端出現(xiàn)的右端出現(xiàn)N N極極 (D)(D)P P的右端出現(xiàn)的右端出現(xiàn)N N極極

6、 K M O P 19介質(zhì)的磁化、磁導(dǎo)率2012 關(guān)于穩(wěn)恒磁場的磁場強(qiáng)度的下列幾種說法中哪個是正確的？(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，則曲線上各點的H必為零。(C) 若閉合曲線上各點H均為零，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。BH(D) 根據(jù)磁場的性質(zhì)，以閉合曲線根據(jù)磁場的性質(zhì)，以閉合曲線L為邊緣的任意曲面為邊緣的任意曲面的的 通量相等，通量相等， 通量不一定相等。通量不一定相等。 dCLHlI(A)(A)磁場強(qiáng)度的環(huán)流磁場強(qiáng)度的環(huán)流 , ,僅與傳導(dǎo)電流有關(guān)。僅與傳導(dǎo)電流有關(guān)。(C)(C)對。根據(jù)安培環(huán)路定理

7、，若對。根據(jù)安培環(huán)路定理，若L L上各點上各點H H0 0，則，則 ， 。00 I d0LHlI1I2113. 解：(1) 測量值為：測量值為：B = unI = u0ur nIB0 = u0nI（2）22小磁針的北極（小磁針的北極（N)總是指向磁場方向?？偸侵赶虼艌龇较?。至于原因：可以把小磁針看成一個圓電流，圓電流至于原因：可以把小磁針看成一個圓電流，圓電流的磁矩方向與磁場同向時，處于穩(wěn)定平衡位置的磁矩方向與磁場同向時，處于穩(wěn)定平衡位置。23二二.填空題填空題解：穿過解：穿過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對本題來說對本題來說, , 沿豎直方向的磁感應(yīng)沿豎直方向

8、的磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度B B為為0 0，構(gòu)造閉合曲面，構(gòu)造閉合曲面( (側(cè)面?zhèn)让鎠 s和和上下底面上下底面S S上上和和S S下下),),則：則：0sss 下上0（1）24badcfe25)cos(cos4210aIBaacos4cos401aIB43cos0cos402aIB)221 (2021 aIBBB 向里向里21264. 載有一定電流的圓線圈在周圍空間產(chǎn)生的磁場與圓線圈半徑R有關(guān)，當(dāng)圓線圈半徑增大時，(1)圓線圈中心點(即圓心)的磁場 ； (2)圓線圈軸線上各點的磁場 。解：解：2322202)xR(IRB x xO p pR RIXYRIB20載流圓環(huán)圓心：在 區(qū)域減小；在 區(qū)域增大。2

9、/Rx 2/Rx 減小軸線上不同位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨R變化的情況不同：令：令：0ddRB在 區(qū)域減??；在 區(qū)域增大。2/Rx 2/Rx 27123ddB221025001 ddB 21025002IBdldF 0 d 2150 ddB 25225003d 4150 0 dldFABBIBdldF2 CCIBdldF3 BlIdFd 16cmN105 . 128201044RIRIB圓204RIB直向里向里向外向外直圓BBBO201044RIRI204RI29030mr 11 r 1 r 1 r 順磁質(zhì)順磁質(zhì)抗磁質(zhì)抗磁質(zhì)鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)0BBr 0.0000088抗磁質(zhì)抗磁質(zhì)（8)3111.11.圖示

10、為三種不同的磁介質(zhì)的圖示為三種不同的磁介質(zhì)的B-H關(guān)系曲線，其中虛關(guān)系曲線，其中虛線表示的是線表示的是B=B=0 0H H的關(guān)系說明的關(guān)系說明a a、b b、c c各代表哪一類各代表哪一類磁介質(zhì)的磁介質(zhì)的B-HB-H關(guān)系曲線：關(guān)系曲線： 3212長直電纜由一個圓柱導(dǎo)體和一共軸圓筒狀導(dǎo)體組成，兩導(dǎo)體中有等值反向均勻電流I 通過，其間充滿磁導(dǎo)率為r 的均勻磁介質(zhì)。則介質(zhì)中離中心軸距離為r 的某點處的磁場強(qiáng)度大小H= _,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B_.33結(jié)束34例：無窮長直同軸載流導(dǎo)線，通有穩(wěn)恒電流例：無窮長直同軸載流導(dǎo)線，通有穩(wěn)恒電流I，如圖示。，如圖示。求穿過圖中截面的磁通量求穿過圖中截面的磁通量II I R1R2解：解：磁場分布：磁場分布：B= 12102RrRIr 2102RrRrI 20Rr 軸對稱軸對稱SdBdm BdS mldrrIldrRIrRRR 2112200210 120ln2RRI 40I ldrr35例例. 載流方線圈邊長載流方線圈邊長2a,通電流通電流I,求：中心求：中心O處磁感應(yīng)強(qiáng)度處磁感應(yīng)強(qiáng)度a解：解：O點點B 為四段有限長直載流導(dǎo)線為四段有限長直載流導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加，方向相同。產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加，方向相同。104BB aI 02 coscos44210aI43co