大学物理(第四版)课后习题及答案 磁场

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1、习题题10.1：如图所示，两根长直导线互相平行地放置，导线内电流大小相等，均为I=10A，方向相同，如图所示，求图中M、N两点的磁感强度B的大小和方向（图中r0=0.020m）。题10.2：已知地球北极地磁场磁感强度B的大小为6.0´10-5T。如设想此地磁场是由地球赤道上一圆电流所激发的（如图所示），此电流有多大？流向如何？题10.3：如图所示，载流导线在平面内分布，电流为I，它在点O的磁感强度为多少？题10.4：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，且以单层线圈覆盖住半个球面，设线圈的总匝数为N，通过线圈的电流为I，求球心O处的磁感强度。题10.5：实验中常用所

2、谓的亥姆霍兹线圈在局部区域内获得一近似均匀的磁场，其装置简图如图所示，一对完全相同、彼此平行的线圈，它们的半径均为R，通过的电流均为I，且两线圈中电流的流向相同，试证：当两线圈中心之间的距离d等于线圈的半径R时，在两线圈中心连线的中点附近区域，磁场可看成是均匀磁场。（提示：如以两线圈中心为坐标原点O，两线圈中心连线为x轴，则中点附近的磁场可看成是均匀磁场的条件为=0；）13题10.6：如图所示，载流长直导线的电流为I，试求通过矩形面积的磁通量。题10.7：如图所示，在磁感强度为B的均匀磁场中，有一半径为R的半球面，B与半球面轴线的夹角为，求通过该半球面的磁通量。题10.8：已知10mm2裸

3、铜线允许通过50A电流而不会使导线过热。电流在导线横截面上均匀分布。求：（1）导线内、外磁感强度的分布；（2）导线表面的磁感强度。题10.9：有一同轴电缆，其尺寸如图所示，两导体中的电流均为I，但电流的流向相反，导体的磁性可不考虑。试计算以下各处的磁感强度：（1）rR3。画出B－r图线。题10.10：如图所示。N匝线圈均匀密绕在截面为长方形的中空骨架上。求通入电流I后，环内外磁场的分布。题10.11：设有两无限大平行载流平面，它们的电流密度均为j，电流流向相反，如图所示，求：（1）两载流平面之间的磁感强度；（2）两面之外空间的磁

4、感强度。题10.12：测定离子质量的质谱仪如图所示，离子源S产生质量为m，电荷为q的离子，离子的初速很小，可看作是静止的，经电势差U加速后离子进入磁感强度为B13的均匀磁场，并沿一半圆形轨道到达离入口处距离为x的感光底片上，试证明该离子的质量为题10.13：已知地面上空某处地磁场的磁感强度B=0.4×10－4T，方向向北。若宇宙射线中有一速率的质子，垂直地通过该处。如图所示，求：(1)洛伦兹力的方向；(2)洛伦兹力的大小，并与该质子受到的万有引力相比较。题10.14：在一个显像管的电子束中，电子有的能量，这个显像管安放的位置使电子水平地由南向北运动。地球磁场的垂直分量T，并且方向向下，求：

5、(1)电子束偏转方向；(2)电子束在显像管内通过20cm到达屏面时光点的偏转间距。题10.15：如图所示，设有一质量为me的电子射入磁感强度为B的均匀磁场中，当它位于点M时，具有与磁场方向成角的速度v，它沿螺旋线运动一周到达点N，试证M、N两点间的距离为题10.16：利用霍耳元件可以测量磁场的磁感强度，设一霍耳元件用金属材料制成，其厚度为0.15mm，载流子数密度为1.0×1024m—3。将霍耳元件放入待测磁场中，测得霍耳电压为42，电流为10mA。求此时待测磁场的磁感强度。题10.17：试证明霍耳电场强度与稳恒电场强度之比这里为材料电阻率，n为载流子的数密度。题10.18：载流子浓度是半

6、导体材料的重要参数，工艺上通过控制三价或五价掺杂原子的浓度，来控制p型或n型半导体的载流子浓度，利用霍耳效应可以测量载流子的浓度和类型，如图所示一块半导体材料样品，均匀磁场垂直于样品表面，样品中通过的电流为I，现测得霍耳电压为UH，证明样品载流子浓度为n=13题10.19：一通有电流为I的导线，弯成如图所示的形状，放在磁感强度为B的均匀磁场中，B的方向垂直纸面向里，求此导线受到的安培力为多少？题10.20：一直流变电站将电压为500kV的直流电，通过两条截面不计的平行输电线输向远方，已知两输电导线间单位长度的电容为，若导线间的静电力与安培力正好抵消，求：（1）通过输电线的电流；（2）输送的

7、功率。题10.21：将一电流均匀分布的无限大载流平面放入磁感强度为B0的均匀磁场中，电流方向与磁场垂直，放入后，平面两侧磁场的磁感强度分别为B1和B2（图），求该载流平面上单位面积所受的磁场力的大小和方向。题10.22：在直径为1.0cm的铜棒上，切割下一个圆盘，设想这个圆盘的厚度只有一个原子线度那么大，这样在圆盘上约有6.21014个铜原子，每个铜原子有27个电子，每个电子的自旋磁矩为，我们假设所有电子的自旋磁矩方向都