大学物理作业答案详解(下)

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1、实用标准文档65．如图所示，几种载流导线在平面内分布，电流均为I，求：它们在O点的磁感应强度。1方向垂直纸面向外2方向垂直纸面向里3方向垂直纸面向外66．一半径为R的均匀带电无限长直圆筒，电荷面密度为σ，该筒以角速度ω绕其轴线匀速旋转。试求圆筒内部的磁感应强度。解：如图所示，圆筒旋转时相当于圆筒上具有同向的面电流密度i，作矩形有向闭合环路如图中所示．从电流分布的对称性分析可知，在上各点的大小和方向均相同，而且的方向平行于，在和上各点的方向与线元垂直，在,上各点．应用安培环路定理可得圆筒内部为均匀磁场，磁感强度的大小为，方向平

2、行于轴线朝右．67．在半径为R的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为r的长直圆柱体，两柱体轴线平行，其间距为a（如图）。今在此导体内通以电流I，电流在截面上均匀分布，求：空心部分轴线上O¢点的磁感应强度的大小。精彩文案实用标准文档解：68．一无限长圆柱形铜导体,半径为R,通以均匀分布的I今取一矩形平面S（长为L，宽为2R），位置如图，求：通过该矩形平面的磁通量。解：在圆柱体内部与导体中心轴线相距为r处的磁感强度的大小，由安培环路定律可得：因而，穿过导体内画斜线部分平面的磁通F1为精彩文案实用标准文档在圆形导体外，与导体中心轴线相

3、距r处的磁感强度大小为因而，穿过导体外画斜线部分平面的磁通F2为穿过整个矩形平面的磁通量69．如图所示，载有电流I1和I2的无限长直导线相互平行，相距3r，今有载有电流I3的导线MN=r水平放置，其两端M、N分别与I1、I2距离均为r，三导线共面，求：导线MN所受的磁场力的大小与方向。解：载流导线MN上任一点处的磁感强度大小为：MN上电流元I3dx所受磁力：精彩文案实用标准文档若，则的方向向下，，则的方向向上70．一线圈由半径为0.2m的1/4圆弧和相互垂直的二直线组成，通以电流2A，把它放在磁感应强度为0.5T的垂直纸面向

4、里的均匀磁场中，求(1)线圈平面与磁场垂直时，圆弧AB所受的力；(2)线圈正法线方向和磁场成30°时，线圈所受的磁力矩。解：(1)圆弧AC所受的磁力：在均匀磁场中AC通电圆弧所受的磁力与通有相同电流的直线所受的磁力相等，故有FAC=N方向：与AC直线垂直，与OC夹角45°，如图．(2)磁力矩：线圈的磁矩为本小问中设线圈平面与成60°角，则与成30°角，有力矩M=1.57×10-2N·m方向：力矩将驱使线圈法线转向与平行.71．有一无限大平面导体薄板，自上而下通有电流。已知其电流面密度为i。（1）试求：板外空间任一点的磁感应强

5、度；（2）有一质量为m、带电量为q（q>0）的粒子，以速度v沿平板法线方向向外运动，求：带电粒子最初至少在距板什么位置处才不与大平板碰撞，需经多长时间才能回到初始位置？解：(1)由安培环路定理：(大小)方向：在板右侧垂直纸面向里(2)由洛伦兹力公式可求(至少从距板R处开始向外运动)返回时间精彩文案实用标准文档72．如图所示，半径为R的木球上绕有密集的细导线，线圈平面彼此平行，且以单层线圈覆盖半个球面，设线圈的总匝数为N，通过线圈的电流为I。求：球心O处的磁感应强度。x解：坐标选取如图：其中=方向沿x轴正向73．一电子以速度v

6、垂直地进入磁感应强度为B的均匀磁场中（如图）。求：此电子在磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量示多少？解：∵半径，∴精彩文案实用标准文档磁通量74．一半径为R=1.0cm的无限长1/4圆柱形金属薄片，沿轴向通以电流I=10.0A的电流，设电流在金属片上均匀分布，试求：圆柱轴线上任意一点P的磁感应强度。解：取dl段，其中电流为在P点选坐标如图,1.8×10-4T方向，a=225°，a为与x轴正向的夹角．75．一半径为R的圆筒形导体通以电流I，筒壁很薄，可视为无限长，筒外有一层厚为d，磁导率为m的均匀顺磁性介质，介质外为真空。画出

7、此磁场的H—r曲线及B—r曲线（要求：在图上标明各曲线端点的坐标及所代表的函数值）精彩文案实用标准文档76．螺绕环中心周长l=30cm，横截面S=1.0cm2，环上紧密地绕有N=300匝的线圈。当导线中电流I=32mA，通过环截面的磁通量F=2.0´10-6Wb，求：铁芯的磁化率cm。解：B=F/S=2.0×10-2T32A/m6.25×10-4T·m/A49677．均匀带电刚性细杆AB，线电荷密度为l，绕垂直于直线的轴O以w角速度匀速转动(O点在细杆AB延长线上)．求：(1)O点的磁感强度；(2)系统的磁矩；(3)若a>>

8、b，求B0及pm．1精彩文案实用标准文档方向垂直纸面向里23精彩文案实用标准文档78．如图所示,两个共面的带动圆环,其内外径分别为R1、R2和R2、R3，外面的圆环以每秒钟n2转顺时针转动，里面的圆环一每秒钟n1转的转速反时针转动，若二者电荷面密度均为σ，求：n1和n2的比值多大时，圆心处