大学物理(第四)课后习题及答案磁介质

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1、磁介质题11.1：如图所示，一根长直同轴电缆，内、外导体间充满磁介质，磁介质的相对磁导率为，导体的磁化率可以略去不计。电缆沿轴向有稳恒电流I通过，内外导体上电流的方向相反。求（1）空间各区域内的磁感强度和磁化强度；（2）磁介质表面的磁化电流。题11.2：在实验室，为了测试某种磁性材料的相对磁导率，常将这种材料做成截面为矩形的环形样品，然后用漆包线绕成一螺绕环，设圆环的平均周长为0.01m，横截面积为，线圈的匝数为200匝，当线圈通以0.01A的电流时测得穿过圆环横截面积的磁通为，求此时该材料的相对磁导率。题11.3：一个截面为正方形的环形铁心，其磁导率为。若在此环形铁心上绕有匝线圈

2、，线圈中的电流为，设环的平均半径为，求此铁心的磁化强度。题11.4：如图所示的电磁铁有许多C型的硅钢片重叠而成，铁心外绕有匝载流线圈，硅钢片的相对磁导率为，铁心的截面积为S，空隙的宽度为，C型铁心的平均周长为，求空隙中磁感强度的值。3/3题11.5：一铁心螺绕环由表面绝缘的导线在铁环上密绕1000匝而成，环的中心线，横截面积。若要在环内产生的磁感应强度，并由铁的曲线查得此时铁的相对磁导率。导线中需要多大的电流？若在铁环上开一间隙（），则导线中的电流又需多大？题11.1解：（1）取与电缆同轴的圆为积分路径，根据磁介质中的安培环路定理，有对，得忽略导体的磁化（即导体相对磁导率）有对得填

3、充的磁介质相对磁导率为，有；对得同样忽略导体得磁化，有对得（2）由。磁介质内、外表面磁化电流的大小为对抗磁质（），在磁介质内表面（），磁化电流与内导体传导电流方向相反；在磁介质外表面（），磁化电流与外导体传导电流方向相反。顺磁质的情况与抗磁质相反。和分布曲线如图所示。3/3题11.2解：由安培环路定理得磁介质内部的磁场强度为由题义可知，环内部的磁感应强度，而，故有题11.3解：如图所示，选取闭合回路C，由安培环路定理得铁心内磁场强度由磁场强度和磁化强度的关系得题11.4解：如图所示选取闭合回路C，当线圈中通以电流I时，由安培环路定理在磁介质中，，而在介质界面处，磁感强度B得法向分量

4、连续。忽略隙缝的边缘效应，空隙中的磁感强度B0=B，则从中可解得介质中的磁感强度B。考虑，有解得题11.5解：磁介质中得磁感应强度B=1.0T时所需得电流若在铁环上开一空气间隙，则要在环内建立同样强度的磁场，所需要的电流3/3