大学物理参考答案(白少民)第5章 稳恒磁场.pdf

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1、第5章稳恒磁场5.1在定义磁感应强度B的方向时，为什么不将运动电荷受力的方向规定为磁感应强度B的方向？答：由于运动电荷在磁场中的受力方向与电荷运动方向有关，则不能用来描述磁场的性质，故不能规定该方向为磁感应强度的方向。5.2一无限长载流导线所载电流为I，当它形成如图5.27所示的三种形状时，则BP,BQ,Bo之间的关系为(1)BP>BQ>Bo；(2)BQ>BP>Bo；(3)BQ>Bo>BP；(4)Bo>BQ³BP。mI0解：BP=2pamI20BQ=(1+)Q2pa2aPaIIm0IpaaOaB0=(1+)I2pa2IaB>B>B图5.27题5.2图0QP，故选（4）。5.

2、3在同一根磁感应线上的各点，磁感应强度B的大小是否处处相同？答：同一磁感应线上的各点，磁感应强度B的大小不一定处处相等。5.4磁场的高斯定理òòB×ds=0表示的重要性质是什么？答：òòB×ds=0表示的重要性质是磁场是无源场，磁感应线是无头无尾的闭合线。5.5如图5.28所示，两导线中的电流I1,I2均为5A，对图中所示的三条闭合曲线a，b，c分别写出安培环路定理式等号右边电流的代数和，并说明：(1)在各条闭合曲线上，各点的磁感应强度B的大小是否相等？(2)在闭合曲线c上各点的磁感应强度B是否为零？为什么？1答：电流代数和依次为I2,-I1,I2-I1（1）不相等

3、。（2）不为零，这是因为与曲线C环绕的电流代数和为零，只能给出B沿C的环量为零，C上各点的磁感应图5.28题5.5图强度是所有电流在相应点产生的，一般不为零。5.6在安培定律的数学表示dF=Idl´B中，哪两个矢量始终是正交的？哪两个矢量之间可以有任意角？答：dF^Idl,dF^BIdl与B之间可以有任意的夹角。5.7如图5.29在磁感应强度B为均匀的磁场中，与磁场方向共面的放置两个单匝线圈，一个为圆形，另一个为三角形。两线圈的面积相同，且电流的大小和方向也相同，则下述说法中正确的是(M代表磁力矩，F代表磁力)(1)M1=M2,F1=F2；(2)图

4、5.29题5.7图M=M,F¹F；1212(3)M1¹M2,F1=F2；(4)M1¹M2,F1¹F2。答：在均匀磁场中，任何闭合载流线圈整体都不受力，所以F1=F2=0由M=m´B而m=sn对两线也都相同。M1=M2故选（1）5.8在如图5.30所示的三种情况中，标出带正电粒子受到的磁力方向：答：（a）不受磁力。（b）垂直纸面向里。（c）垂直纸面向外。uuBBBu（a（b（c）））图5.30题5.8图5.9一电子和一质子同时在匀强磁场中绕磁感应线作螺旋线运动，设初始时刻的速度相同，则_______的螺距大；______的旋转频

5、率大。答：质子的螺距大；电子的旋转频率大。5.10如图5.31所示，将一待测的半导体薄片置于均匀磁场中。当B和I的方向如图时，测得霍尔电压2图5.31题5.10图为正。问待测样品是n型半导体还是p型半导体(有两种半导体，一种是电子导电，称为n型半导体；另一种是带正电的空穴导电，称为p型半导体)？答：是n型半导体。5.11两种磁介质的磁化曲线a，c如图5.32所示(图中b线代表B=m0H关系曲线)，则a线代表_______的磁化曲线，c线代表_______的磁化曲线。答：a线代表顺磁质的磁化曲线，c线代表抗磁质的磁化曲线。5.12下列说法中，正确的是：(1)H的大小仅与传导电流

6、有关；(2)不论在什么介质中，B总是与H同向的；图5.32题5.11图(3)若闭合回路不包围电流，则回路上各点的H必定为零；(4)若闭合回路上各点的H为零，则回路包围的传导电流的代数和必定为零。答：（4）5.13为什么永久磁铁由高处掉到地上时磁性会减弱？为什么不能用电磁铁去吊运赤红的钢碇？答：这是由于铁磁质的磁畴结构，在高温或强烈振荡下会被破坏。********5.14如图5.33所示，两根导线沿半径方向引到铁环上的A、B两点，并在很远处与电源相连．求环中心的磁感应强度。解：两直导线部分在O点的磁感应强度都为零（O是其延长线），则O点的B是由如图的电流I1和I2产生的。电流I

7、1在O点产生的磁场为：mI01B=l（方向垂直纸面向内）1214pr电流I2在O点产生的磁场为：图5.33题5.14图mI02B=l（方向垂直纸面向外）2224prIRl211又因是均匀铁环，则有：==IRl122即有I2l2=I1l1图5.34题5.15图3那么有：B1=B2所以有：B0=B1+B2=05.15如图5.34所示，在半径R=1.0cm的“无限长”半圆柱形金属薄片中，有电流I=5.0A自下而上的通过，试求圆柱轴线上任一点P处的磁感应强度。解：此问题可看成是在半圆柱面上分布的许多无限长