大学物理学第版修订版北京邮电大学出版社 下册 第十章 习题答案 下载本文

如题10.13图,方向垂直向里,大小为

?电子磁矩Pm在图中也是垂直向里,大小为

题10.13图 题10.14图

10.14 两平行长直导线相距d=40cm,每根导线载有电流I1=I2=20A,如题10.14图所示.求:

(1)两导线所在平面内与该两导线等距的一点A处的磁感应强度;(2)通过图中斜线所示面积的磁通量.(r1=r3=10cm,

?0I1d2?()2

l=25cm).

解:(1) BA???0I2d2?()2?4?10?5 T方向?纸面向外

(2)取面元dS?ldr

10.15 一根很长的铜导线载有电流10A,设电流均匀分布.在导线内部作一平面S,如题10.15图所示.试计算通过S平面的磁通量(沿导线长度方向取长为1m的一段作计算).铜的磁导率???0.

解:由安培环路定律求距圆导线轴为r处的磁感应强度

∴ B??0Ir 2?R2

题 10.15 图

??R?0Ir?0I磁通量 ?m??B?dS??dr??10?6 Wb 2(s)02?R4?10.16 设题10.16图中两导线中的电流均为8A,对图示的三条闭合曲线a,b,c,分别写出安培环路定理等式右边电流的代数和.并讨论:

?(1)在各条闭合曲线上,各点的磁感应强度B的大小是否相等?

?(2)在闭合曲线c上各点的B是否为零?为什么?

??解: ?B?dl?8?0a

(1)在各条闭合曲线上,各点B的大小不相等.

(2)在闭合曲线C上各点B不为零.只是B的环路积分为零而非每点B?0.

????题10.16图题10.17图

10.17 题10.17图中所示是一根很长的长直圆管形导体的横截面,内、外半径分别为

a,b,导体内载有沿轴线方向的电流I,且I均匀地分布在管的横截面上.设导体的

磁导率???0,试证明导体内部各点(a?r?b) 的磁感应强度的大小由下式给出:

解:取闭合回路l?2?r (a?r?b)

??则 ?B?dl?B2?r

l?0I(r2?a2)∴ B?

2?r(b2?a2)10.18 一根很长的同轴电缆,由一导体圆柱(半径为a)和一同轴的导体圆管(内、外半径分别为b,c)构成,如题10.18图所示.使用时,电流I从一导体流去,从另一导体流回.设电流都是均匀地分布在导体的横截面上,求:(1)导体圆柱内(r<a),(2)两导体之间(a<r<b),(3)导体圆筒内(b<r<c)以及(4)电缆外(r>c)各点处磁感应强度的大小

解: ?Ir2(1)r?a B2?r??02

RL??B?dl??0?I

(2) a?r?b B2?r??0I

r2?b2??0I (3)b?r?c B2?r???0I2c?b2(4)r?c B2?r?0

题10.18图题10.19图

10.19 在半径为R的长直圆柱形导体内部,与轴线平行地挖成一半径为r的长直圆柱形空腔,两轴间距离为a,且a>r,横截面如题10.19图所示.现在电流I沿导体管流动,电流均匀分布在管的横截面上,而电流方向与管的轴线平行.求:(1)圆柱轴线上的磁感应强度的大小;

(2)空心部分轴线上的磁感应强度的大小.

解:空间各点磁场可看作半径为R,电流I1均匀分布在横截面上的圆柱导体和半径为r电流?I2均匀分布在横截面上的圆柱导体磁场之和. (1)圆柱轴线上的O点B的大小: 电流I1产生的B1?0,电流?I2产生的磁场

?0Ir22?a(R2?r2)∴ B0?

(2)空心部分轴线上O?点B的大小:

??0, 电流I2产生的B2?0Ia?0Ia2???电流I1产生的B2 22222?aR?r2?(R?r)?0Ia2?(R2?r2)??∴ B0