大學(xué)物理答案09 問題

1、作業(yè)作業(yè)91.1..如圖如圖9191所示所示在無限長載流導(dǎo)線附近作一球形閉合曲面在無限長載流導(dǎo)線附近作一球形閉合曲面當(dāng)面當(dāng)面向長直導(dǎo)線靠近的過程中，穿過面向長直導(dǎo)線靠近的過程中，穿過面的磁通量的磁通量及SSS?面上任一點(diǎn)面上任一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的變化為大小的變化為[]。PBA.A.增大，增大，不變不變?BB.B.不變不變?cè)龃笤龃?BC.C.增大，增大，增大增大?BD.D.不變不變不變不變?B答案：【答案：【B】解：由磁場(chǎng)的

2、高斯定理解：由磁場(chǎng)的高斯定理，即穿過閉合曲面的磁通量為零，或者說，磁感應(yīng)線，即穿過閉合曲面的磁通量為零，或者說，磁感應(yīng)線0????SSdB??為閉合曲線，所以為閉合曲線，所以?不變；由于長直載流導(dǎo)線的磁場(chǎng)不變；由于長直載流導(dǎo)線的磁場(chǎng)，與距離成反比，所，與距離成反比，所aIB??20?以，當(dāng)閉合曲面靠近載流直導(dǎo)線時(shí)，閉合曲面上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大。以，當(dāng)閉合曲面靠近載流直導(dǎo)線時(shí)，閉合曲面上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大。2.2.一電子以速度一電子以

3、速度垂直地進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為垂直地進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中，此電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡的均勻磁場(chǎng)中，此電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡??B?所圍的面積內(nèi)的磁通量將是所圍的面積內(nèi)的磁通量將是[]。A.A.反比于反比于，正比于，正比于B.B.反比于反比于正比于正比于B2?B?C.C.正比于正比于，反比于，反比于D.D.正比于正比于，反比于，反比于B2?B?答案：【答案：【A】解：電子垂直于磁場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)，將在洛倫茲力的作用下，在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)作圓

4、周運(yùn)解：電子垂直于磁場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)，將在洛倫茲力的作用下，在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。動(dòng)。電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑qBmvR?由于磁場(chǎng)與面積由于磁場(chǎng)與面積垂直，垂直，S所圍的面積內(nèi)的磁通量所圍的面積內(nèi)的磁通量BqvmBRSB2222?????????3.3.如圖如圖9292所示所示一無限長密繞真實(shí)螺線管，通電流強(qiáng)一無限長密繞真實(shí)螺線管，通電流強(qiáng)度為度為。對(duì)套在螺線管軸線外的環(huán)路。對(duì)套在螺線管軸線外的環(huán)路（螺線

5、管穿過環(huán)（螺線管穿過環(huán)IL路）作積分路）作積分。???LlB??d答案：答案：IlB0d??????解：解：①根據(jù)安培環(huán)路定理；②真實(shí)螺線管。①根據(jù)安培環(huán)路定理；②真實(shí)螺線管。4.4.兩平行長直導(dǎo)線相距兩平行長直導(dǎo)線相距，每條導(dǎo)線載有電流，每條導(dǎo)線載有電流0.4m(如圖如圖9393所示所示))則通過圖中矩形面積則通過圖中矩形面積的10Aabcd磁通量磁通量。m??答案：答案：Wb101.16??解：電流解：電流和大小相等，方向相反，由畢

6、薩定律大小相等，方向相反，由畢薩定律1I2I可以判知，它們?cè)诰匦蚊娣e內(nèi)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強(qiáng)度方可以判知，它們?cè)诰匦蚊娣e內(nèi)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均垂直于紙面向外。由對(duì)稱性可知，電流向均垂直于紙面向外。由對(duì)稱性可知，電流和1I2I產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強(qiáng)度穿過矩形面積的磁通量大小相產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強(qiáng)度穿過矩形面積的磁通量大小相等，因此只須計(jì)算一個(gè)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁通量。等，因此只須計(jì)算一個(gè)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁通量。xIB??2101?3ln203.01.011

7、1??IabdxBabSdBda?????????)(101.13ln10103ln26701WbIab????????????5.5.有一很長的載流導(dǎo)體直圓管，內(nèi)有一很長的載流導(dǎo)體直圓管，內(nèi)半徑為半徑為，外半徑為，外半徑為，電流強(qiáng)度，電流強(qiáng)度ab為，電流沿軸線方向流動(dòng)，并且，電流沿軸線方向流動(dòng)，并且I均勻地分布在管壁的橫截面上，如均勻地分布在管壁的橫截面上，如圖9494所示。求空間各點(diǎn)的磁感應(yīng)所示。求空間各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，并畫出強(qiáng)度，

8、并畫出曲線（曲線（為場(chǎng)為場(chǎng)Br?r點(diǎn)到軸線的垂直距離）點(diǎn)到軸線的垂直距離）。解：以軸線為中心的同心圓各點(diǎn)場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向沿圓周解：以軸線為中心的同心圓各點(diǎn)場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向沿圓周切線。取此同心圓為環(huán)路，切線。取此同心圓為環(huán)路，由對(duì)稱性可知，在積分環(huán)路上，感應(yīng)強(qiáng)由對(duì)稱性可知，在積分環(huán)路上，感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向均沿著環(huán)路。應(yīng)用安培環(huán)路定理度大小相等，方向均沿著環(huán)路。應(yīng)用安培環(huán)路定理，???????002IrBBdlldBLL

9、????電流密度為電流密度為，則，則)(22abIj???；；。)(00arI???)(22220braabarII??????)(0brII???磁感應(yīng)強(qiáng)度分布為磁感應(yīng)強(qiáng)度分布為；；)(0arB??)()(2)(22220braabrarIB???????)(20brrIB????6.矩陣截面的螺線環(huán)，尺寸見圖矩陣截面的螺線環(huán)，尺寸見圖9595。（1）求環(huán)內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)）求環(huán)內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布；（度的分布；（2）證明通過螺線環(huán)截面（圖中陰

10、影區(qū)）的磁）證明通過螺線環(huán)截面（圖中陰影區(qū)）的磁通量為通量為，其中，其中為螺線環(huán)線圈總匝數(shù)，為螺線環(huán)線圈總匝數(shù)，012ln2NIhDD????NI為其中電流強(qiáng)度。為其中電流強(qiáng)度。解：（解：（1）在與螺線環(huán)同心的圓周上各處磁場(chǎng)大小相同，方）在與螺線環(huán)同心的圓周上各處磁場(chǎng)大小相同，方向沿圓周切線。取此圓周為環(huán)路，應(yīng)用安培環(huán)路定理，向沿圓周切線。取此圓周為環(huán)路，應(yīng)用安培環(huán)路定理，，；NIrBBdlldBLL02??????????rNIB??

11、20?（2）Bhdrd??210220220ln221212DDNIhhdrrNIBhdrNdDDDD??????????????7.7.在無電流的空間區(qū)域，如果磁感應(yīng)線是平行直線，則磁場(chǎng)一定是均勻的，為什么？在無電流的空間區(qū)域，如果磁感應(yīng)線是平行直線，則磁場(chǎng)一定是均勻的，為什么？證明：證明：用高斯定理，可以證明圖中用高斯定理，可以證明圖中；21BB???用安培環(huán)路定理，用安培環(huán)路定理，可以證明圖中可以證明圖中21BB???命題得證命題