大学物理学 清华 张三慧 7-8-9章习题课只是分享.ppt

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1、大学物理学清华张三慧7-8-9章习题课1.点电荷(电流元)场的叠加方法典型题目boaboa2.某些对称性高斯定理球柱面(体、面、点)(体、面、线)(板、面)安环定理(体、面、线)柱面(板、面)3.典型场叠加长直螺线管表二场量计算类比总结表三作用力静电场稳恒磁场1.点(元)受力2.电荷(电流)受力3.典型题目孤立导体受力？思路：单位面积受力类比总结三表三作用力静电场稳恒磁场4.应用电偶极子磁偶极子在外场中获得的能量类比总结三类比总结表四介质电介质磁介质1.模型电偶极子有极无极磁偶极子顺、铁抗2.介质对场的影响

2、极化极化强度磁化磁化强度3.极化(磁化)电荷(电流)4.各向同性线性介质5.理论上处理绕开极(磁)化电荷(电流)的计算四类比总结表四介质电介质磁介质四6.思路原则寻找极化电荷Q'，与自由电荷Q的场叠加寻找磁化电流I'，与传导电流I的场叠加对称性7.特殊介质铁电体铁磁质电滞现象居里点介电常数大磁滞现象居里点磁导率大类比总结表五能量电能磁能1.器件中电容电感2.场中场能密度场能例证明不存在球对称辐射状磁场：证：选半径为r的球面为高斯面S，由题设有：这与矛盾。∴不存在形式的磁场。rSBSN.证明不存

3、在突然降到零的磁场。证：L选图示的闭合回路L，应有：但图示情况所以不存在这样的磁场。SN实际情况应有边缘效应。边缘效应L例以保证思考磁场如何？答：螺线管的每圈电流都圆电流叠加而成。可看成是无数大大小小的IIn布来看，截面形状任意的密绕长直螺线管可看成无数大大小小的圆截面螺线管叠加而成。所以管内仍是管外场强仍为零。故从电流分截面形状任意的密绕长直螺线管内外的均匀场B=0nI，1已知磁感应强度的均匀磁场，方向沿X轴正方向，如图所示，试求：⑴通过图中abcd面的磁通量；⑵通过图中befc面的磁通量；⑶通过图中aefd面的

4、磁通量。习题2设图中两导线的电流、均为8A，对图示的三条闭合曲线a、b、c分别写出安培环路定律等式右边电流的代数和，并讨论：⑴在各条闭合曲线上，各点的磁感应强度的量值是否相等？⑵在闭合曲线c上各点的B是否为零？为什么？答：不等答：不为零3相距为d，两根平行长直导线1、2放在真空中，每根导线载有电流。求：通过图中斜线所示面积的磁通量。d12AL解：建立如图所示的坐标系4一长为L=0.1m，带电量的均匀带电细棒，以速率v=1m/s沿X轴正方向运动，当细棒运动到与Y轴重合的位置时，细棒的下端与坐标原点O的距离为a=0.1m

5、，求此时坐标原点O处的磁感应强度。解：建立如图所示的坐标系电流元取为5空间有两个无限大导体平面，有同样的电流密度,电流均匀通过，求空间的磁感应强度B的分布。6一厚为2h的无限大导体平板，其内有均匀电流平行于表面流动，电流密度为，求空间的磁感应强度分布。x7有一均匀带电细直导线段AB，长为b，线电荷密度为λ，此线段绕垂直于纸面的轴O以ω匀速转动，转动过程中，线段A端与O轴的距离a保持不变。求：O点磁感应强度B。解：建立如图所示的坐标系电流元取为相当于环线电流在圆心产生的磁场8在一顶角为45o的扇形区域，有磁感应强度为、

6、方向垂直指向纸面向内的均匀磁场（如图），今有一电子（质量为，电量为）在底边距顶点O为的地方以垂直底边的速度射入该磁场区域，为使电子不从上面边界跑出，问电子的速度最大不应超过多少？结果：第一：选择产生磁场的电流此题选择直线电流为场源电流，圆电流为受力电流。9载有电流I1的无限长直导线旁边有一平面圆形载流线圈，线圈半径为R，电流强度为I2，线圈中心到直线的垂直距离为d，线圈与直导线在同一平面内，求I1与I2之间的相互作用力。在圆电流上取电流元该电流元所受安培力大小是电流元所在处的磁感应强度大小此题中方向：沿半径指向圆心由

7、对称性分析可知*在非均匀磁场中，闭合载流回路整体上受磁力10如图，在面电流线密度为的均匀载流无限大平板附近，有一载流为半径为的半圆形刚性线圈，其线圈平面与载流大平板垂直。线圈所受磁力矩为？受力为？载流无限大平板附近的磁感应强度大小（均匀场）方向：左右答案：12如图，一固定的载流大平板，在其附近，有一载流小线圈能自由转动或平动。线圈平面与大平板垂直。大平板的电流与线圈中电流方向如图所示，则通电线圈的运动情况从大平板向外看是：（A）靠近大平板AB（B）顺时钟转动（C）逆时钟转动（D）离开大平板向外运动注意：力矩的方向不是

8、转动的方向，力矩的方向与转动的方向之间成右手螺旋的关系。思考题电量为q的粒子在均匀磁场中运动，下列哪些说法是正确的(1)只要速度大小相同，所受的洛仑兹力就一定相同；(2)速度相同，电量分别为+q和-q的两个粒子，它们受磁场力的大小相等方向相反；(3)质量为m，电量为q的带电粒子，受洛仑兹力作用，其动能和动量都不变；(4)洛仑兹力总与速度方向垂直