大学物理下册答案习题9new

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1、习题九�9-1在同一磁感应线上，各点B的数值是否都相等?为何不把作用于运动电荷的磁力方向定�义为磁感应强度B的方向?�解:在同一磁感应线上，各点B的数值一般不相等．因为磁场作用于运动电荷的磁力方向�不仅与磁感应强度B的方向有关，而且与电荷速度方向有关，即磁力方向并不是唯一由磁�场决定的，所以不把磁力方向定义为B的方向．题9-2图�9-2(1)在没有电流的空间区域里，如果磁感应线是平行直线，磁感应强度B的大小在沿磁感应线和垂直它的方向上是否可能变化(即磁场是否一定是均匀的)?(2)若存在电流，上述结论是否还对?��解:(1)不可能变化，即磁场一定是均匀的．如图作闭合回路abcd可

2、证明B=B12��∫B⋅dl=B1da−B2bc=µ0∑I=0abcd��∴B=B12�(2)若存在电流，上述结论不对．如无限大均匀带电平面两侧之磁力线是平行直线，但B��方向相反，即B≠B.129-3用安培环路定理能否求有限长一段载流直导线周围的磁场?答:不能，因为有限长载流直导线周围磁场虽然有轴对称性，但不是稳恒电流，安培环路定理并不适用．9-4在载流长螺线管的情况下，我们导出其内部B=µnI，外面B=0，所以在载流螺线管0外面环绕一周(见题9-4图)的环路积分��B·dl=0∫L外但从安培环路定理来看，环路L中有电流I穿过，环路积分应为��B·dl=µI∫L外0这是为什么

3、?解:我们导出B=µnl,B=0有一个假设的前提，即每匝电流均垂直于螺线管轴线．这内0外��时图中环路L上就一定没有电流通过，即也是B⋅dl=µI=0，与∫L外0∑���B⋅dl=0⋅dl=0是不矛盾的．但这是导线横截面积为零，螺距为零的理想模型．实∫L外∫际上以上假设并不真实存在，所以使得穿过L的电流为I，因此实际螺线管若是无限长时，�µI0只是B的轴向分量为零，而垂直于轴的圆周方向分量B=,r为管外一点到螺线管轴外⊥2πr的距离．题9-4图9-5如果一个电子在通过空间某一区域时不偏转，能否肯定这个区域中没有磁场?如果它发生偏转能否肯定那个区域中存在着磁场?解：如果一个电子在

4、通过空间某一区域时不偏转，不能肯定这个区域中没有磁场，也可能存在互相垂直的电场和磁场，电子受的电场力与磁场力抵消所致．如果它发生偏转也不能肯定那个区域存在着磁场，因为仅有电场也可以使电子偏转．9-6已知磁感应强度B=2.0Wb·m-2的均匀磁场，方向沿x轴正方向，如题9-6图所示．试求：(1)通过图中abcd面的磁通量；(2)通过图中befc面的磁通量；(3)通过图中aefd面的磁通量．解：如题9-6图所示题9-6图(1)通过abcd面积S1的磁通是��Φ=B⋅S=2.0×0.3×0.4=0.24Wb11(2)通过befc面积S的磁通量2��Φ=B⋅S=022(3)通过aefd

5、面积S的磁通量3��4Φ=B⋅S=2×0.3×0.5×cosθ=2×0.3×0.5×=0.24Wb(或曰−0.24Wb)335题9-7图⌢9-7如题9-7图所示，AB、CD为长直导线，BC为圆心在O点的一段圆弧形导线，其半径为R．若通以电流I，求O点的磁感应强度．⌢解：如题9-7图所示，O点磁场由AB、BC、CD三部分电流产生．其中�AB产生B=01µI0CD产生B=，方向垂直向里212Rµ0I°°µ0I3CD段产生B=(sin90−sin60)=(1−)，方向⊥向里3R2πR24π2µI3π0∴B=B+B+B=(1−+)，方向⊥向里．01232πR269-8在真空中，有两根互

6、相平行的无限长直导线L和L，相距0.1m，通有方向相反的电流，12I=20A,I=10A，如题9-8图所示．A，B两点与导线在同一平面内．这两点与导线L的122距离均为5.0cm．试求A，B两点处的磁感应强度，以及磁感应强度为零的点的位置．题9-8图�解：如题9-8图所示,B方向垂直纸面向里Aµ0I1µ0I2−4B=+=1.2×10TA2π(0.1−0.05)2π×0.05�(2)设B=0在L外侧距离L为r处22µIµI02则−=02π(r+0.1)2πr解得r=0.1m题9-9图9-9如题9-9图所示，两根导线沿半径方向引向铁环上的A，B两点，并在很远处与电源相连．已知圆环的

7、粗细均匀，求环中心O的磁感应强度．解：如题9-9图所示，圆心O点磁场由直电流A∞和B∞及两段圆弧上电流I与I所产生，12但A∞和B∞在O点产生的磁场为零。且I电阻Rθ12==.I电阻R2π−θ21�I1产生B1方向⊥纸面向外µ0I1(2π−θ)B=，12R2π�I2产生B2方向⊥纸面向里µ0I2θB=22R2πBI(2π−θ)11∴==1BIθ22���有B=B+B=00129-10在一半径R=1.0cm的无限长半圆柱形金属薄片中，自上而下地有电流I=5.0A通过，电流分布均匀.如题9-10