12磁介质习题答案

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1、磁介质习题12-112-212-312-412-512-612-712-812-912-1012-1112-1212-1312-1412-1512-1612-1712-1812-1912-2012-21习题总目录结束12-1一均匀磁化的介质棒，其直径为lcm，长为2Ocm，磁化强度为10O0A/m，求磁棒的磁矩。目录结束=1000×p(0.5×10-2)2×20×10-2=15.7×10-3(A•m2)MVPm==MpR2l解：目录结束12-2一均匀磁化棒，直径为2cm，长为50cm，它的磁矩为104A•m2。求棒表面上磁化面电流线密度。目录结束=6

2、.37×107(A/m)解：Vi=MPm==p×1×10-4×50×10-2104目录结束12-3根据测量，地球的磁矩为8×1022A•m2。(1)如果在地球赤道上绕一单匝导线的线圈，则导线上需通多大的电流才能产生如此大的磁矩?(2)此装置能否用来正好抵消地面上空各点处的地磁场?(3)能否抵消地球表面处的磁场?目录结束=6.2×108(A)解：(1)pm=IpR2=p(6.4×106)28×1022(2)能(3)不能，地球和圆线圈只能在远处才能看作磁偶极子。目录=IpR2pm结束12-4一罗盘针长2.0cm，其形状似均匀的细棒，驱动轴过中点。可以在水

3、平面内自由转动，罗盘针的质量为0.I2g，磁矩为3.2×10-4A•m2。如果罗盘针处在方向指北、水平分量为2.9×10-5T的地磁场中相对正北方向作小角摆动，求其摆动频率。目录结束=0.24(Hz)Msinpmq=B»sinqqMpmq=Bd2qdt2=J+d2qdt2pmq=0BJw=pmBJ1212p=pmBml213.2×104×2.9×10-512p=121×0.12×10-3(2.0×10-2)2pmBq12p=pmBJf解：目录结束12-5一未知元素做成的样品，已知其密度为4.15g/cm3，饱和磁化强度为7.6×104A/m，并测得其

4、原子磁矩为1.2mB(玻尔磁子),由这些数据确定该元素的相对原子质量。目录结束=0.365(kg/mol)ΣN0=mpmMpmmolVr=N0Mpmmol=MVr=N0MpmmolM=4.15×10-3×106×6.0×1023×1.2×9.27×10-247.6×104解：原子量为365目录1.2mBpm=1mB=9.27×10-24∵J/T结束12-6铁棒中一个铁原子的磁矩是1.8×10-23A•m2，设长5cm，截面积为1cm2的铁棒中所有铁原子的磁矩都整齐排列，则(1)铁棒的磁矩为多大?(2)如果要使这磁棒与磁感应强度为1.5T的外磁场正交，

5、需要多大的力矩?设铁的密度为7.8g/cm2，铁的相对原子质量是55.85。目录结束=0.698(mol)解：(1)铁棒中物质的摩尔数为ΣN0=mpmMpmmol=7.8×103×5.0×1.0×10-655.85×10-3Vr=MmolMmolm=0.698×0.623×1023×1.8×10-23=7.56(A•m2)2Msinp=ΣBpm=ΣBpm=7.56×1.5=11.3(N•m)(2)当铁棒与外磁场正交时目录结束12-7氢原子中的电子以速率2.2×106m/s绕原子核作半径为0.53×10-10m的圆周运动，如果该氢原子处在0.50T的磁

6、场中，磁场的方向与电子轨道角动量同方向。(1)求电子转动频率的改变值;(2)设电子半径不变，求电子速率的改变值；(3)电子能量的变化。目录结束解：(1)eBDw=2m=1.6×10-19×0.152×9.1×10-31=4.4×1010(rad/s)Dv=rDw=0.53×10-10×4.4×1010=2.3(m/s)12DEkmv2=()2+12mvDv+()+12mv2=12mv22vDvDv2++12mv2=12mv2mvDv12mDv2=mvDv=9.1×10-31×2.2×106×2.3(2)(3)=4.6×10-24(J)Dv2v<<()

7、目录结束12-8一电子在半径为r=0.53×10-10m的圆形轨道上运动，外磁场垂直轨道平面使电子在半径不变的情况下速率改变6.3m/s。求所加磁场的磁感应强度。目录结束=1.19(T)解：reB=2mDv=reB2mDv=6×10-11×1.6×10-192×9.1×10-31×6.3目录结束其磁矩为800A·m2。如棒内的磁感应强度为0.lWb/m2，求棒内磁场强度的值。目录12-9一均匀磁化棒的体积为l000cm2，结束=7.2×105(A/m)解：Bm0Σ=VpmH=0.18004p×10-71000×10-6方向与B相反目录结束2-10螺绕

8、环中心周长l=l0cm，环上均匀密绕线圈N=200匝，线圈中通有电流I=100mA;(1)求管内的磁感应强度