9大学物理习题和综合练习答案详细讲解

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1、Word格式磁感应强度9-1如图9-1所示，一条无穷长载流20A的直导线在P点被折成1200的钝角，设d＝2cm，求P点的磁感应强度。IPAOBd1200图9-1解：P点在OA延长线上，所以OA上的电流在P的磁感应强度为零。作OB的垂线PQ，，OB上电流在P点的磁感应强度大小，方向垂直于纸面向外。9-2半径为R的圆弧形导线与一直导线组成回路，回路中通有电流I，如图9-2所示，求弧心O点的磁感应强度（图中j为已知量）。jIORCBAI图9-2解：圆环电流在圆心处的磁场圆弧ABC在O处的磁场方向垂直纸面向里又直线电流的磁场，直线AB在O处的磁场方向垂直纸面向里弧心O处的磁场9-3两根长直导

2、线沿半径方向引到铁环上A、B两点，并与很远的电源相连。如图9-3所示，求环中心的磁感应强度。解：设铁环被A、B两点分成两圆弧的弧长分别为、，电阻分别为、，电流分别为、。IIBOA图9-3由图知与并联，即在O点的磁感应强度方向垂直于纸面向外在O点的磁感应强度完美整理Word格式方向垂直于纸面向内即、大小相等，方向相反。9-4一半径为R的薄圆盘，其中半径为r的阴影部分均匀带正电，面电荷密度为+σ，其余部分均匀带负电，面电荷密度为-σ（见图9-4）。设此盘以角速度为ω绕其轴线匀速转动时，圆盘中心O处的磁感应强度为零，问R和r有什么关系？并求该系统的磁矩。RwrO图9-4解：（1）取半径为、宽

3、为的圆环面元，所带电量产生的电流的部分产生的磁场方向水平向右的部分产生的磁场方向水平向左由题意即，（2）的磁距大小部分方向水平向右部分方向水平向左方向水平向左9-5氢原子处在正常态（基态）时，它的电子可看作是在半径为a＝0.53×10-8cm的轨道（称为玻尔轨道）上作匀速圆周运动，若电子在轨道中心处产生的磁感应强度大小为12.5T，求（1）电子运动的速度大小？（2）该系统的磁矩。（电子的电荷电量e＝1.6×10-19C）。解：（1）作匀速圆周运动的电子，形成电流的电流强度为I在轨道中心处产生的磁感应强度完美整理Word格式（2）磁通量9-6已知一均匀磁场的磁感应强度B＝2T，方向沿x轴

4、正方向，如图9-6所示，已知ab＝cd＝40cm，bc＝ad＝ef＝30cm，be＝cf＝30cm。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。ayxfeOdcbz图9-6解：（1）垂直穿过平面abcd负号表示线穿入该面（2）平行于平面befc，（3）穿入平面abcd的磁力线数与穿出aefd平面的磁力线数相同9-7两平行长直导线相距d＝40cm，每根导线载有等量同向电流I，如图9-7所示。求：（1）两导线所在平面内，与左导线相距x（x在两导线之间）的一点P处的磁感应强度。(2)若I＝20A，通过图中斜线所示面积的磁通量（r1

5、＝r3＝10cm，l＝25cm)。图9-7r1lIxPdIr3r2解：建立如图所示的坐标系（1）左导线在P点的磁感应强度，方向垂直纸面向下右导线在P点的磁感应强度，方向垂直纸面向下，方向垂直纸面向下（2）在x处取宽为dx的面元dS=ldx设方向垂直纸面向下，其上磁通量安培环路定律SI图9-8Iab9-8如图9-8所示的导体圆管，内、外半径分别为a和b，导体内载有电流I，设电流I均匀分布在导体圆管的横截面上，求：（1）磁感应强度的分布；（2）通过每米导体圆管S平面内（阴影部分）的磁感应通量。解：（1）作半径为r、圆心在轴线上的圆为积分回路，由安培环路定律完美整理Word格式：，：，方向与

6、I满足右手螺旋法则：，，方向与I满足右手螺旋法则（2）取面元9-9在半径为R的无限长圆柱形导体内部挖去一半径为r的无限长圆柱体，两柱体的轴线平行，相距为d，如图9-9所示。该导体中通有电流I，且I均匀分布在横截面上。求：（1）圆柱导体轴线上的磁感应强度；（2）空心部分轴线上的磁感应强度。解：填补法。设在半径为r的空间中通有等量而反向的电流，其电流密度与导体中相同dO’OrR图9-9（1）圆柱导体轴线的磁场由半径为r的无限长圆柱体中电流产生，（2）空心部分轴线上的磁场由半径为R的无限长圆柱体中电流产生，9-10如图9-10所示，两无穷大平行平面上都有均匀分布的面电流，面电流密度分别为和，

7、两电流密度方向平行。求：（1）两面之间的磁感应强度；（2）两面之外空间的磁感应强度。图9-10解：无穷大板的磁感应强度大小，建立如图所示坐标系（1）两板之间，，（2）在右板之外时，，，在左板之外时，，，完美整理Word格式9-11如图9-11所示，一均匀密绕的环形螺线管，匝数N，通有电流I，横截面为矩形，圆环内、外半径分别为R1和R2。求：（1）环形螺线管内外的磁场分布；（2）环形螺线管横截面的磁通量。解：（1）磁场分布为以环轴为圆心的一圈圈圆