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

?dF?ab向上,大小为 ????dF对O点力矩dM?r?F ?dM方向垂直纸面向外,大小为

题10.25图

10.26 电子在B=70×10T

-4

?的匀强磁场中作圆周运动,圆周半径r=3.0cm.已知B垂直于纸面向外,某时刻电子在A点,速度v向上,如题10.26图. (1) 试画出这电子运动的轨道; (2) 求这电子速度v的大小; (3)求这电子的动能Ek.

题10.26图

解:(1)轨迹如图

v2(2)∵ evB?m

r??∴ v?eBr?3.7?107m?s?1 m12(3) EK?mv2?6.2?10?16 J

10.27 一电子在B=20×10-4Th=5.0cm,如题10.27图.(1)求这电子的速度;(2)磁场B的方向如何?

?的磁场中沿半径为R=2.0cm的螺旋线运动,螺距

mvcos? eB 解: (1)∵ R?h?2?mvcos?eB题10.27 图

∴ v?(eBR2eBh2)?()?7.57?106m?s?1 m2?m?(3) 磁场B的方向沿螺旋线轴线.或向上或向下,由电子旋转方向确定.

10.28 在霍耳效应实验中,一宽1.0cm,长4.0cm,厚1.0×10-3cm的导体,沿长度

方向载有3.0A的电流,当磁感应强度大小为B=1.5T的磁场垂直地通过该导体时,产生1.0×10-5V的横向电压.试求: (1) 载流子的漂移速度; (2) 每立方米的载流子数目.

解: (1)∵ eEH?evB

EHUH l为导体宽度,l?1.0cm ?BlB∴v?UH1.0?10?5??2?6.7?10?4 m?s-1 ∴ v?lB10?1.5(2)∵ I?nevS ∴ n?I evS10.29 两种不同磁性材料做成的小棒,放在磁铁的两个磁极之间,小棒被磁化后在磁极间处于不同的方位,如题10.29图所示.试指出哪一个是由顺磁质材料做成的,哪一个是由抗磁质材料做成的? 解: 见题10.29图所示.

题10.29图题10.30图

10.30 题10.30图中的三条线表示三种不同磁介质的B?H关系曲线,虚线是B=?0H关系的曲线,试指出哪一条是表示顺磁质?哪一条是表示抗磁质?哪一条是表示铁磁质?

答: 曲线Ⅱ是顺磁质,曲线Ⅲ是抗磁质,曲线Ⅰ是铁磁质.

10.31 螺绕环中心周长L=10cm,环上线圈匝数N=200匝,线圈中通有电流I=100 mA.

??(1)当管内是真空时,求管中心的磁场强度H和磁感应强度B0;

??(2)若环内充满相对磁导率?r=4200的磁性物质,则管内的B和H各是多少?

??*(3)磁性物质中心处由导线中传导电流产生的B0和由磁化电流产生的B′各是多

少?

??解: (1) ?H?dl??I

l(2)H?200 A?m?1B??H??r?oH?1.05 T

?(3)由传导电流产生的B0即(1)中的B0?2.5?10?4T

∴由磁化电流产生的B??B?B0?1.05T

10.32 螺绕环的导线内通有电流20A,利用冲击电流计测得环内磁感应强度的大小是1.0 Wb·m-2.已知环的平均周长是40cm,绕有导线400匝.试计算:(1) 磁场强度; (2) 磁化强度; *(3)磁化率; *(4)相对磁导率. 解: (1)H?nI?B

NI?2?104lA?m?1

(2)M??0?H?7.76?105A?m?1

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