磁学习题课-骆素华.ppt
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1、1大学物理习题课大学物理习题课磁学部分磁学部分2稳恒磁场与电磁相互作用稳恒磁场与电磁相互作用一一.磁感应强度磁感应强度的计算的计算1)叠加法或积分法叠加法或积分法:电流元的磁场分布电流元的磁场分布2)应用安培环路定理应用安培环路定理:3)典型磁场典型磁场:长直导线的磁场长直导线的磁场:(无限长无限长)(有限长有限长)(半限长半限长)3圆电流轴线上圆电流轴线上:(方向沿轴线方向方向沿轴线方向 )(圆电流中心圆电流中心 )(为圆心角)为圆心角)载流圆柱体载流圆柱体:4通电螺线管通电螺线管:(无限长管内任一点无限长管内任一点)(有限长轴线上有限长轴线上)(半限长面中心处半限长面中心处)二二.磁场的性
2、质磁场的性质1.无源场无源场;2.有旋场有旋场;5三三.磁场力磁场力1.1.运动电荷受力运动电荷受力:2.2.电流元受力电流元受力:3.3.载流线圈受磁力矩载流线圈受磁力矩:磁矩磁矩:6四四.磁介质磁介质磁介质中的高斯定理磁介质中的高斯定理:磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理:磁场强度:磁场强度:7(掌握符号规则)(掌握符号规则)电磁感应电磁感应(搞清两个夹角)(搞清两个夹角)法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律动生电动势动生电动势感生电动势感生电动势感生电场(非保守场)感生电场(非保守场)1.感应电动势感应电动势82.自感和互感自感和互感3.磁场能量磁场能量9练练习习1.一一根根无
3、无限限长长的的直直导导线线在在P处处弯弯成成半半径径为为R的的细细圆圆环环,如如图图所所示示,当当通通以以电电流流I时时,圆圆心心O处处的的磁磁感感应强度的大小为应强度的大小为():答案答案:(C)ORP10练练习习2.将将两两条条无无限限长长的的直直导导线线分分别别从从中中间间部部分分弯弯成成半半径径为为R的的半半圆圆弧弧和和1/4圆圆弧弧,如如图图所所示示,当当通通以以电电流流I时,圆心时,圆心O处的磁感应强度为处的磁感应强度为():答案答案:(A)RORO111.在在 xy 平平面面内内,有有一一宽宽度度为为 L 的的无无限限长长载载流流薄薄金金属属板板,沿沿 x 方向单位长度上的电流(
4、线电流密度)为方向单位长度上的电流(线电流密度)为。试求试求:x 轴上轴上 P 点的磁感应强度的大小和方向点的磁感应强度的大小和方向;解:解:在在x处取宽度为处取宽度为dx的无限载流窄长条;其电流的无限载流窄长条;其电流其在其在 P 点的磁感应强度为点的磁感应强度为:整个载流金属板在整个载流金属板在 P 点的磁场点的磁场12根据对称性分析:根据对称性分析:解:解:例例2 如图一通有电流如图一通有电流 、半径为、半径为 的半圆形导线放在磁感应的半圆形导线放在磁感应强度为强度为 的均匀磁场中,导线平面与磁感强度的均匀磁场中,导线平面与磁感强度 垂直。求磁垂直。求磁场作用于导线的力。场作用于导线的力
5、。ABCo13因因ABCo143.一一半半径径为为R的的无无限限长长导导体体圆圆柱柱,在在离离轴轴线线d处处挖挖去去半半径径为为r0(r0d)的的无无限限长长小小圆圆柱柱,两两圆圆柱柱的的轴轴线线互互相相平行,余下部分沿轴向流过均匀的电流密度。求平行,余下部分沿轴向流过均匀的电流密度。求:(1)大圆柱轴线上的磁感应强度;大圆柱轴线上的磁感应强度;(2)空圆柱轴线上的磁感应强度;空圆柱轴线上的磁感应强度;(3)证明挖空部分为均匀磁场证明挖空部分为均匀磁场OOj解解:采采用用填填补补法法,将将此此空空心心圆圆柱柱假假想想为为电电流流密密度度为为j、半半径径为为R的的实实心心圆圆柱柱电电流流与与电电
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