第6章稳恒磁场

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1、第六章稳恒磁场思考题6-1为什么不能简单地定义B的方向就是作用在运动电荷上的磁力方向?答：运动电荷磁力的方向不仅与磁感应强度B的方向有关，还与电荷的运动方向、电荷的正负有关。如果电荷运动的方向与磁场方向在同一直线上，此时电荷受力为零，因此不能定义B的方向就是作用在运动电荷上的磁力方向。6-2在电子仪器中，为了减小与电源相连的两条导线的磁场，通常总是把它们扭在一起。为什么?答：可以将扭在一起的两条通电导线看成是交织在一起的两个螺线管。管外的磁场非常弱；因两个螺线管的通电电流大小相等、方向相反，而且匝数基本相当，管内的磁场基本上可以相互抵消。因此，与电源相连的两条导线，

2、扭在一起时比平行放置时产生的磁场要小得多。6-3在载有电流I的圆形回路中，回路平面内各点磁场方向是否相同?回路内各点的B是否均匀?答：根据毕奥一萨伐尔定律，用右手螺旋关系可以判定：载流圆形回路平面内各点的磁感应强度B方向相同，都垂直于回路平面，但回路平面内各点．B的大小不同，即B的分布非均匀。6-4一个半径为R的假想球面中心有一个运动电荷。问：(1)在球面上哪些点的磁场最强?(2)在球面上哪些点的磁场为零?(3)穿过球面的磁通量是多少?答：运动电荷在其周围空间激发磁感应强度的规律为r由运动电荷所在位置指向考察点(场点)。(1)在以为轴线，垂直于的球面赤道上的磁场最强

3、；(2)在的连线上，球面的两极磁场为零；(3)磁场线闭合，因此穿过球面的磁通量为零。6-5在无电流的空间区域，如果磁场线是平行直线，则磁场一定是均匀思考题6-5的。试证明之。答：如图，磁感应线是平行直线，作一个长方形闭合回路abcd。因为空间区域无电流，由安培环路定理，有即，则。6-6在什么条件下才能用安培环路定理求解载流体系的磁场。12答：应用安培环路定理只能处理某些具有对称性的磁场分布情况。能否得出结果的关键技巧在于能否找出一个合适的闭合环路，得出B的环流。如果找不到这样的闭合环路，就不能够用安培环路定理来获得磁感应强度。6-7一束质子发生了侧向偏转，造成这个偏

4、转的原因可否是(1)电场?(2)磁场?(3)若是电场或是磁场在起作用，如何判断是哪一种场?答：带电粒子在电磁场中运动时，受到的作用力为F=qE+qv×B。当电场和磁场都是稳恒场时，带电粒子受到的电场力沿E的切线方向，磁场力垂直于v和B构成的平面。所以，电场力和磁场力都可使质子束发生侧向偏转。若是磁场力使质子束发生侧向偏转，质子束的轨迹通常为圆弧或螺旋线。洛伦兹力对运动的带电粒子不做功，因此，发生侧向偏转质子束的动能不变。若是电场力使质子束发生侧向偏转，则偏转轨迹通常为抛物线。电场力对运动的带电粒子做功，因此，发生侧向偏转质子束的动能将发生变化。6-8能否利用磁场对带

5、电粒子的作用力来增大粒子的动能？答：不能。由磁场对带电粒子的作用力与粒子运动的方向垂直，磁场力对带电粒子所做的功为零，粒子的动能也不会因此而增大。6-9飞机在天空水平向西飞行，哪边机翼上的电子较多？答：飞机处于地磁场中，机翼上的电子水平向西运动，在由南向北的地磁场的作用下，电子沿垂直于水平面向上的方向偏移。因此，飞机下部的机翼上的电子较多。6-10磁感应强度B和磁场强度H有何区别？答：磁感应强度B是描述磁场本身性质（强度和方向）的物理量。磁场强度H是在磁介质中出现束缚电流时，为描述的方便引入的一个辅助物理量，通过它可以得到磁感应强度。6-11顺磁质和铁磁质的磁导率明

6、显地依赖于温度，而抗磁质的磁导率则几乎与温度无关，为什么？答：顺磁质中分子处于热运动中，各分子磁距的取向是无规则的，随着温度的变化，分子运动的剧烈程度也发生变化。铁磁质的各个磁畴的排列方向是无序的，在不同的温度下，磁畴排列的混乱程度也不同。抗磁质的磁导率与电子轨道平面的进动有关，而温度是很难影响电子轨道平面的进动的。6-12为什么磁铁能吸引如铁钉之类的铁制物体?答：无磁性的铁钉处在磁铁的非均匀磁场中会被磁化而成为小磁铁，其磁矩顺着磁铁磁场的取向。铁钉靠近磁铁一端的磁极与磁铁的磁极相反，相互作用为引力；远离磁铁一端的磁极与磁铁的磁极相同，相互作用为斥力。引力大于斥力，

7、所以磁铁能吸引如铁钉之类的铁制物体。练习题126-1高压输电线在地面上空25m处，通过的电流为1.8×103A，问：（1）在地面上由该电流所产生的磁感应强度多大？（2）在上述地区，地磁场为0.6×10－4T，输电线产生的磁场与地磁场差多少?解：（1）将高压输电线视为无限长，则高压电线上的电流在地面产生的磁感应强度为（2）在上述地区地磁场与输电线产生的磁场差为6-2如本题图所示，有两根长直导线沿半径方向接到铁环的A、B两点，并与很远处的电源相接。求环心O处的磁场B。解：根据叠加原理，点O的磁感应强度应为三段载流直导线以及起始点为的两段载流圆弧（包括优弧和劣弧）共同