大学物理磁学习题.pptx

如图所示如图所示,将半径为将半径为R的无限长薄圆柱管沿轴向割去一宽的无限长薄圆柱管沿轴向割去一宽度为度为a的狭缝的狭缝,x轴穿过该狭轴穿过该狭缝缝,且且ab，求，求B0及及pm(1)对对rr+dr段，电荷段，电荷dq=l ldr，旋转形成圆电流则，旋转形成圆电流则它在它在O点的磁感强度点的磁感强度方向垂直纸面向内方向垂直纸面向内(3)若若ab1.1.如图所示，一半径为，通有电如图所示，一半径为，通有电流为的圆形回路，位于平面流为的圆形回路，位于平面内，圆心为一带正电荷为的粒内，圆心为一带正电荷为的粒子，以速度沿轴向上运动，当带正子，以速度沿轴向上运动，当带正电荷的粒子恰好通过点时，作用于电荷的粒子恰好通过点时，作用于圆形回路上的力为圆形回路上的力为_，作用在，作用在带电粒子上的力为带电粒子上的力为_xyzo003。一磁场的磁感应强度为一磁场的磁感应强度为（），（），则通过一半径为，开口向正方向的半球壳表面的磁通则通过一半径为，开口向正方向的半球壳表面的磁通量的大小为量的大小为_4。有人作如下推理：。有人作如下推理：“如果一封闭曲面上的磁感应强如果一封闭曲面上的磁感应强度度大小处处相等，则根据磁学中的高斯定理大小处处相等，则根据磁学中的高斯定理，可得到，可得到，又因为，又因为，故可以推，故可以推知必有知必有”这个推理正确吗这个推理正确吗?如有错误请说明错如有错误请说明错在哪里在哪里答：这个推理不正确，因为有题设有答：这个推理不正确，因为有题设有不论不论B为何值，当为何值，当时时或或时均可是时均可是B所以所以B不一定等于零不一定等于零5。如图，均匀磁场中放一均匀带正电荷的圆环，其电荷。如图，均匀磁场中放一均匀带正电荷的圆环，其电荷线密度为线密度为，圆环可绕与环面垂直的转轴旋转当圆环以，圆环可绕与环面垂直的转轴旋转当圆环以角速度角速度转动时，圆环受到的磁力矩为转动时，圆环受到的磁力矩为_，其方向，其方向oR在图面中向上在图面中向上4.如图，一半径为的带如图，一半径为的带电塑料圆盘，其中有一半径为电塑料圆盘，其中有一半径为的阴影部分均匀带正电荷，的阴影部分均匀带正电荷，面电荷密度为面电荷密度为，其余部分均，其余部分均匀带负电荷，面电荷密度为匀带负电荷，面电荷密度为当圆盘以角速度旋转时，测得当圆盘以角速度旋转时，测得圆盘中心点的磁感应强度为圆盘中心点的磁感应强度为零，问与满足什么关系？零，问与满足什么关系？+解：带电圆盘的转动，可看作无数的电流圆环的磁场解：带电圆盘的转动，可看作无数的电流圆环的磁场在在O点的叠加点的叠加某一半径为某一半径为的圆环的磁场为的圆环的磁场为正电部分产生的磁感应强度为正电部分产生的磁感应强度为负电部分产生的磁感应强度为负电部分产生的磁感应强度为令令ooba a解：解：分别为带电的大半圆线圈分别为带电的大半圆线圈和小线圈转动产生的磁感应强度，和小线圈转动产生的磁感应强度，为带电线段为带电线段b-a转动产生的磁感应强度转动产生的磁感应强度7.有一闭合回路由半径为和的两个同心共面半圆连接有一闭合回路由半径为和的两个同心共面半圆连接而成，如图其上均匀分布线密度为而成，如图其上均匀分布线密度为的电荷，当回路以匀的电荷，当回路以匀角速度角速度绕过点垂直于回路平面的轴转动时，求圆心绕过点垂直于回路平面的轴转动时，求圆心点处的磁感应强度的大小点处的磁感应强度的大小8.空间任一点的磁感应强度空间任一点的磁感应强度是空间所有电流在该点激发的磁场的是空间所有电流在该点激发的磁场的叠加，因此所有的电流对叠加，因此所有的电流对 沿积分回路的环流沿积分回路的环流都有贡献。这种看法如有错误请指出并改正都有贡献。这种看法如有错误请指出并改正答：有安培回路定理答：有安培回路定理可知：可知：矢量的矢量的环流只与回路环流只与回路L内包围的传导电流代数和有关，而与环内包围的传导电流代数和有关，而与环路外电流无关。因此不能说所有的电流都对路外电流无关。因此不能说所有的电流都对的环流的环流有贡献。有贡献。9.从毕奥从毕奥萨伐尔定律能导出无限长直电流的磁场公萨伐尔定律能导出无限长直电流的磁场公式式，当考察点无限接近导线时（，当考察点无限接近导线时（），），则则，这是没有物理意义的，请解释，这是没有物理意义的，请解释一半径为的无限长直载流导线，一半径为的无限长直载流导线，沿轴向均匀地流有电流若作一沿轴向均匀地流有电流若作一个半径为、高为个半径为、高为的柱形的柱形曲面，已知此柱形曲面的轴与载流曲面，已知此柱形曲面的轴与载流导线的轴平行且相距（如图）导线的轴平行且相距（如图）则在圆柱侧面上的则在圆柱侧面上的_IS0通电导体的形状是：在一半径为通电导体的形状是：在一半径为R R的无限长的导体圆的无限长的导体圆柱内，在距柱轴为柱内，在距柱轴为 d d 远处，沿轴线方向挖去一个半远处，沿轴线方向挖去一个半径为径为 r r 的无限长小圆柱。的无限长小圆柱。导体内均匀通过电流，电流密度导体内均匀通过电流，电流密度求：小圆柱空腔内一点的磁感强度求：小圆柱空腔内一点的磁感强度分析：由于挖去了一个小圆柱，分析：由于挖去了一个小圆柱，使得电流的分布失去了对轴线的使得电流的分布失去了对轴线的对称性，所以无法整体用安培回对称性，所以无法整体用安培回路定理求解路定理求解但，可以利用补偿法，使电流恢但，可以利用补偿法，使电流恢复对轴线的对称性。复对轴线的对称性。解：此题用补偿方法解：此题用补偿方法2RR0LIab计算计算在在L上的环流上的环流解：解：载流圆环电流的场中，如果沿载流圆环轴线为积分路径载流圆环电流的场中，如果沿载流圆环轴线为积分路径如图所示电荷（）均匀地如图所示电荷（）均匀地分布在一个半径为的薄球壳外表分布在一个半径为的薄球壳外表面上，若球壳以恒角速度面上，若球壳以恒角速度绕轴绕轴转动，则沿着轴从转动，则沿着轴从到到磁磁感应强度的线积分等于感应强度的线积分等于_Z16.一一圆圆线线圈圈的的半半径径为为R，载载有有电电流流I，置置于于均均匀匀外外磁磁场场中中(如如图图示示)在在不不考考虑虑载载流流圆圆线线圈圈本本身身所所激激发发的的磁磁场场的的情情况况下下，求求线线圈圈导导线线上的张力上的张力18.如如图图，半半径径为为a，带带正正电电荷荷且且线线密密度度是是l l(常常量量)的的半半圆圆以以角角速速度度w w 绕轴绕轴OO匀速旋转求：匀速旋转求：(1)O点的；点的；(2)旋转的带电半圆的磁矩旋转的带电半圆的磁矩19.在在一一无无限限长长的的半半圆圆筒筒形形的的金金属属薄薄片片中中，沿沿轴轴向向流流有有电电流流，在在垂垂直直电电流流方方向向单单位位长长度度的的电电流流为为i=ksinq q，其其中中k为为常常量量，q q 如如图图所所示示求半圆筒轴线上的磁感强度求半圆筒轴线上的磁感强度