大物电磁学课后答案.ppt

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1、4-1.一电流元Idl沿x方向放置时不受力，将它转到y方向上时，受的力与z轴反向，试问此地B的方向为何？解：第四章稳恒磁场4-2一电流元Idl位于坐标原点处，并沿x轴方向。在以原点为中心半径为R的圆上，每隔45o有一个点，求P1-P8各点处磁感应强度B的大小和方向。12345678Idl解：4-3在电子仪器中，常把载有大小相等方向相反电流的导线扭在一起，这是为什么？解：4-4.将一六面体，放入非均匀磁场内，已知穿插过其中一个面的磁通量为1，则穿过其它五面的磁通量是多少？解：4-5在同一平面上有两根彼此垂直，而且相互绝缘的长直导线，电流为I，指出该

2、平面上哪些点的磁感应强度为零。II解：4-7一个质子，一个氘核和一个粒子，通过相同的电位差加速后，进入一均匀磁场中，此时它们的运动方向与B正交。试比较这些粒子的动能;(2)如果质子在磁场中运动的圆形轨道半径为10厘米，则氘核和粒子的轨道半径为多少？解：4-6在下列两种情况下能否用安培环路定理求磁感应强度B，为什么？(1)有限长载流直导线产生的场；(2)圆电流产生的场。答(1)安培环路定理中的B是闭合电流产生,故不能用!(2)圆电流产生的场不是高度对称的场,故也不能用。解：回旋次数等于电场频率,故出加速器时粒子运动速度为故其最大能量为4-8回旋加

3、速器工作原理如图，D1和D2是两个电极，其形状如沿直径切成两半的扁金属盒，其间加上交变电场。在与盒垂直方向上有一稳恒均匀磁场同时存在，整个装置放在真空中，带电粒子在极间加速，进入电极后在磁场作用下作圆周运动，半个周期后又进入极间，再次被加速，如此反复。随粒子速度的增大，圆周运动的半径也加大，当运动半径达到R时及时引出。今欲加速氘核，已知电场频率f=12x106赫兹，R=0.53米，求磁感应强度B及氘核的最大能量。D1D2RBBE4-9某一区域内，有正交电磁场存在，已知电场强度E=1500伏/米，磁感应强度B=0.4特，且作用在一个电子上的合力为零，

4、求电子的速率V，并画出E，B和V三个量的相对方向。解：4-10已知一电量为q的粒子垂直入射到磁感应强度为B的均匀磁场以前，经过电压为V的电场加速，粒子的初速度可以忽略不计，进入磁场后经过半圆到达照像底片上的P点，已知粒子入口至P点的距离为x，求该粒子质量。解：经电场加速后速度为由已知故粒子质量为4-11如图设有一电子射入磁感应强度为B的均匀磁场中,当它通过a点时,其速度V与磁场B的夹角为,它沿螺旋线运动一周到达b点.(1)写出ab两点间距离的表达式；（2）如果测螺旋线的半径为R，ab间距离为h，则角度是多少？abBV解：电子运动的周期为故ab间距

5、离为电子运动半径为又故4-12如图，在长直导线旁有一个矩形线圈，导线中电流I1=20安培，线圈中电流I2＝10安培，求矩形线圈受到的合力是多少？已知a＝1厘米，b＝9厘米，l＝20厘米。解：由于BC和AD中I2方向相反，在I1的磁场中受力，大小相等方向相反，合力为零。AB受力为（方向如图）CD受力为（方向如图）abAI1BCDI2l补充4.1有一段导线弯成如图所示的形状，它的质量为m，上面水平的一段长为L，处于均匀磁场中，磁感应强度B与导线垂直，导线的下端分别插在两个浅水银槽内，水银槽又通过一开关与电源连接，当K一接通，导线便从水银槽里跳出来。（1

6、）设跳的高度为I。求通过导线的电量q；（2）当m=10g，L=20cm，h=0.30m，B=0.10T时，求q的量值。（提示：利用动量定理，并找出与的关系）××××××××××××KL解：故合力为（方向指向I1）4-13一半径为R＝0.10米的半圆形闭合线圈，载有电流I＝10安培，放在均匀外磁场中，磁场方向与线圈平面平行，磁感应强度B=5.0x103高斯。（1）求线圈的磁矩P；（2）求线圈所受磁力矩的大小和方向；（3）在此力矩作用下线圈转90o（即转到线圈平面与B垂直），求力矩作功。解：线圈的磁矩为线圈所受磁力矩力矩作功BIR补充4.2半径为R的载

7、流圆线圈,电流为I,在均匀磁场B中，已知B的方向与线圈平面平行，求此时该线圈绕OO’轴的磁力矩。0LoRI解：补充4.3一根载流长直导线被折成如图所示的形状，已知电流强度为20安，=120o，L=2厘米，求A点的磁感应强度B。解：求线圈的磁矩P磁力矩ILA4-14如图所示，一根宽为a的“无限长”平面载流铜板，其厚度可以忽略，铜板中的电流为I，求铜板中心上方h处的磁感应强度B，并讨论h>>a,h<

8、；(2)求x=0处的B值；(3)当x>>a时，该回路能否看成一个磁偶极子，它的磁矩是多少？apxI解：补充4.5一根半径为