1、计算题
1、如图所示,一根长直导线载有电流,矩形回路载有电流,试计算作用在回路上的合力。已知,,。
解:设上、下两段导线所受的力分别为和,左右两段导线所受的力分别为和,如图所示。由安培定律和叠加原理可知,;整个矩形回路所受的力为。即
合力的方向向左。
计算题2图
2、如图所示,一长直载流导线,通有电流为I,试求通过在
其同一平面上的矩形线圈的磁通量。
解:磁感应强度
取一宽度为dx高为l的矩形面元,该面积元
的磁通量为
计算题3图
3、一载流导线弯成如图所示形状,通有电流I,a、b端伸到无限远处,且彼此平行,相距为R,求圆心O点的磁感应强度。
解:
2、
计算题4图
4、通有电流I的无限长直导线弯成如图所示形状,求圆心O点处的磁感应强度。
解:图中,将载流导线看作圆电流和
两段半无限长直电流,则:
的方向垂直纸面向外。
5、如图所示,几种载流导线在平面内分布,电流均为I,它们在点O的磁感应强度各为多少?
(a) (b) (c)
解:因载流圆弧在圆心处产生的磁感强度为:,
无限长载流直导线在距离处的磁感应强度为,故由叠加原理可得:
(a)图中,将流导线看作圆电流和两段半无限长载流直导线,则:
(b)图中,将载流导线
3、看作圆电流和长直电流,则:的方向垂直纸面向里。
(C)图中,将载流导线看作圆电流和两段半无限长直电流,则:的方向垂直纸面向外。
8-24题图
6、一通有电流为I的导线,弯成如图所示的形状,放在磁感强度为B的均匀磁场中,B的方向垂直纸面向里,求此导线受到的安培力为多少?
解:由安培定律可知:
在半圆弧上与轴成角处任取一圆弧,该圆弧所受的力为:,方向如图所示。由对称性可知,整个半圆弧在轴上所受的合力为零。
由叠加原理可知:
7、一载流导线AB通有如图所示的电流,它处在电流的一无限长直导线所产生的磁场中。求导线AB所受的磁场力的大小和方向。
解:,方向垂直纸面向外
取微元dx
4、
8.在半径为R的无限长圆柱形导体中,电流I沿轴向流动,且电流在截面积上的分布是均匀的,求无限长载流圆柱体内外的磁感应强度的大小。
解: 外部时,,
内部时,,
8-13题图
9、如图,一宽为的薄金属板,其电流为。试求在薄板的平面上,距板的一边为的点的磁感应强度
解:建立图(b)所示的坐标系,:,
由叠加原理可知,在点处产生的磁感应强度为:
方向垂直纸面向里。
10、如图,两平行长直导线相距,每条通有电流,求:(1)两导线所在平面内与该两导线等距的一点(图中未标)处的磁感应强度;(2)通过图中斜线所示矩形面积内的磁通量。已知,,。
解:(1)解:因长直载
5、流导线在空间某点产生的磁感应强度为,由磁场的叠加原理:方向垂直纸面向里。
(2) 。在中距原点0为处取一很窄的面积元,穿过该面积的磁通量为:。穿过线圈的总磁通为:
8-17题图
11、已知横截面积为裸铜线允许通过电流而不会使导线过热,电流在导线横截面上均匀分布。求:(1)导线内、外磁感强度的分布;(2)导线表面的磁感应强度。
解:(1)。当时,,所以:;
当时,,所以:
8-18题图
(2)在导线表面,由题可知:,,则由(1)问可得:
12、 有一同轴电缆,其尺寸如图所示。两导体中的电流均为,但电流的流向相反,导体的磁性可不考虑。试计算以下各处的磁感强度:(1);(2);(3);(4)。
解:根据安培环路定理有:(1)当时有: (2) 当时有: (3) 当时有: (4) 当时有:
6