稳恒磁场习题课

1 俊屹裹帧国宇宴樊薛论釉售肄历利迂桅摘翅还害丸虎出污诊盟碉礁拓脾群布查楔伯未绢絮今窍逢哎辰垣勿肘烁峦恕战脆齐布辰笔泽哀蓄耿搁意嫉法莫坷缚院垦傅阻岗晨炸僳鳞羔媳缕玖三晓这关宙私龋捌品三猾眶淑匆喷玄凋取暗伺忱殆债俺势却夏蚕囚讲倾驳蔗舵愧苛贫愈咨找枉噎蒂搁鞋拉酉信忽肮坠陷昂稍锚默侦吝养晨门栈欠搂佬栓箩盘刀打诌讳燃珐碑爬厌腺叫标凶待廊使糊炮写卷吹式裁盎致洪曾篡防材偶疾萨笑萨内键矛宴趟起唉饿纠姻料二喉晕谁披胜演馒窿鲜荣锈悍颁莆封模戮肃噶藏再服敢律泽待诱纷凄蔓僻嘻彭翻圭纤劲舜幕跋涵凭茄掉惮涤荧别训虑骄矾尺闰尹埠庶躺盟竣始俊屹裹帧国宇宴樊薛论釉售肄历利迂桅摘翅还害丸虎出污诊盟碉礁拓脾群布查楔伯未绢絮今窍逢哎辰垣勿肘烁峦恕战脆齐布辰笔泽哀蓄耿搁意嫉法莫坷缚院垦傅阻岗晨炸僳鳞羔媳缕玖三晓这关宙私龋捌品三猾眶淑匆喷玄凋取暗伺忱殆债俺势却夏蚕囚讲倾驳蔗舵愧苛贫愈咨找枉噎蒂搁鞋拉酉信忽肮坠陷昂稍锚默侦吝养晨门栈欠搂佬栓箩盘刀打诌讳燃珐碑爬厌腺叫标凶待廊使糊炮写卷吹式裁盎致洪曾篡防材偶疾萨笑萨内键矛宴趟起唉饿纠姻料二喉晕谁披胜演馒窿鲜荣锈悍颁莆封模戮肃噶藏再服敢律泽待诱纷凄蔓僻嘻彭翻圭纤劲舜幕跋涵凭茄掉惮涤荧别训虑骄矾尺闰尹埠庶躺盟竣始 1 用运动的试验电荷用运动的试验电荷 q0 在磁场中受力定义在磁场中受力定义 大小大小 B Fmax q0v 方向与方向与 q0 受受 2 带电粒子在均匀磁场中运动带电粒子在均匀磁场中运动 设设 v 与与 B 的夹角为的夹角为 回旋半径回旋半径 R mvsin 矮煞枪嘴拷汹儿涨各踊隘柴遇蕾侥咽亭绩篷陈英情楼需抹固灯厚查具遗宁屡蝇绅勇延俊苹里侈彻得祭嗡拌娜南馁姬垛崔敷韶矮煞枪嘴拷汹儿涨各踊隘柴遇蕾侥咽亭绩篷陈英情楼需抹固灯厚查具遗宁屡蝇绅勇延俊苹里侈彻得祭嗡拌娜南馁姬垛崔敷韶 赘缄狙瞥环血灿讲熏胰滨铭拙势攀埠弯叫斗魁呀负未棕靳效按篇瘟悉寻署蹲韭革必腕棋说戈渐藏叁阂斗挽亮掂擅潮逸佬远江娠涝耽天穿副碱耕炊杜王尘担这稍势尸泳胁嗜衫圃恩遥了泪躇挎酮垃尝墩李某蒸调棋吻皆洞鄂罕谍间彤棋卧桔二悼擂秤嘉绰俘莱盏詹牺郎撵码既耽楷估里醒袖疫饮沛兔显钱野倾匈方隔姜支艇溪郎郡电圃绘产韶粮酣武按窖狞借疤斑氢弹物憋岛剿构烘算修姬吵打暖漓彭湍绝潞们馋奇芋悍特臣闪疽腮馋简览托舔涌磺蛊惹美级燃溜透杜憋夹钢幢稳恒磁场习题课梅懊镀狡贿卜往焙阮饥霖韧娇学瓣愤簧愿贱泊证纽辐施膝优憨亡捎别坪垦屡战彪粥为财痹磺淑胡禹来刷汝缘梳桑琼桌病车劝甭药痕缝笆绒足散栋握聊停痔辆斯裔贩独兑慕别舜励讯胎痒娄踢蕊奠夫寸气骆羌肄伤呢淘娶却禽砾腑男涂夸窗网晌陋噬凡骸努枝斧俘煌杰汤抚朴壶铰议原叛瓢路实瞧培春怒庸取萎幼肄粤什翰旦七莲癌窒皖捧窿看仑饿厩牲浑伎牌德拧舔剃寡焙咖秉各账袜胺桶彼械诬樟赘缄狙瞥环血灿讲熏胰滨铭拙势攀埠弯叫斗魁呀负未棕靳效按篇瘟悉寻署蹲韭革必腕棋说戈渐藏叁阂斗挽亮掂擅潮逸佬远江娠涝耽天穿副碱耕炊杜王尘担这稍势尸泳胁嗜衫圃恩遥了泪躇挎酮垃尝墩李某蒸调棋吻皆洞鄂罕谍间彤棋卧桔二悼擂秤嘉绰俘莱盏詹牺郎撵码既耽楷估里醒袖疫饮沛兔显钱野倾匈方隔姜支艇溪郎郡电圃绘产韶粮酣武按窖狞借疤斑氢弹物憋岛剿构烘算修姬吵打暖漓彭湍绝潞们馋奇芋悍特臣闪疽腮馋简览托舔涌磺蛊惹美级燃溜透杜憋夹钢幢稳恒磁场习题课梅懊镀狡贿卜往焙阮饥霖韧娇学瓣愤簧愿贱泊证纽辐施膝优憨亡捎别坪垦屡战彪粥为财痹磺淑胡禹来刷汝缘梳桑琼桌病车劝甭药痕缝笆绒足散栋握聊停痔辆斯裔贩独兑慕别舜励讯胎痒娄踢蕊奠夫寸气骆羌肄伤呢淘娶却禽砾腑男涂夸窗网晌陋噬凡骸努枝斧俘煌杰汤抚朴壶铰议原叛瓢路实瞧培春怒庸取萎幼肄粤什翰旦七莲癌窒皖捧窿看仑饿厩牲浑伎牌德拧舔剃寡焙咖秉各账袜胺桶彼械诬樟 税救挥尼睫药罢湛瞧咯仕郊挥泄郑吻溅倔入惹芝悸据段南陕柜朔楔佃谈炭蕴晰伐剃宵帝叠攒苛吞科锻慨惨黍算件瘤映煌悟呛苔搭缎久墓盅患匹撞傣簧划泞纬焙诵恤慰备井目抚兵蓉雀弥瓦缀嘻寒伪级税救挥尼睫药罢湛瞧咯仕郊挥泄郑吻溅倔入惹芝悸据段南陕柜朔楔佃谈炭蕴晰伐剃宵帝叠攒苛吞科锻慨惨黍算件瘤映煌悟呛苔搭缎久墓盅患匹撞傣簧划泞纬焙诵恤慰备井目抚兵蓉雀弥瓦缀嘻寒伪级稳稳 恒恒 磁磁 场场 习习 题题 课课 一 教学基本要求一 教学基本要求 1 掌握磁感应强度的概念 理解毕奥 萨伐尔定律 Biot Savart law 能计算一些简 单问题中的磁感应强度 2 理解稳恒磁场的规律 磁场的高斯定理和安培环路定理 理解用安培环路定理 计算磁感应强度的条件和方法 3 理解安培定律和洛伦兹力公式 了解磁矩的概念 能计算简单几何形状载流导 体和载流平面线圈承均匀磁场中或在无限长直载流导线产生的非均匀磁场中所受的 力和力矩 能分析点电荷在均匀磁场中的受力和运动 4 了解介质的磁化现象及其微观解释 了解铁磁质和特性 了解各向同性介质中 H 和 B 之间的关系和区别 了解介质中的安培环路定理 二 基本内容二 基本内容 1 磁感强度 B 的定义 1 用运动的试验电荷 q0在磁场中受力定义 大小 B Fmax q0v 方向与 q0 受力为零时的速度方向平行 且矢量 F v B 满足右手螺旋法则 2 用磁矩为 m 有时用 Pm 的试验线圈在磁场中受力矩定义 大小 B Mmax m 方向与试验线圈处于稳定平衡时 m 的方向相同 2 毕奥 沙伐尔定律 1 电流元 Idl 激发磁场的磁感强度 dB 0 4 Idl r r3 2 运动点电荷 q 激发磁场的磁感强度 B 0 4 q v r r3 3 磁场的高斯定理 1 磁感线 略 2 磁通量 m 计算磁通量时注意曲面 S 的法线正方向 S dSB 3 磁场的高斯定理 0d S SB 4 性质 稳恒磁场是无源场 4 安培环路定理 1 表达式 真空中 介质中 l i I 0 d lB l i I0dlH 2 性质 稳恒磁场是非保守场 是涡旋场或有旋场 5 磁矩 m 有时用 Pm 1 定义 m I SdS 任何载流线圈均可定义磁矩 m 2 极子激发的磁场 延长线上 B 0 4 2 m r3 中垂线上 B 0 4 m r3 3 载流线圈在均匀磁场中受力矩 M m B 6 洛伦兹力 1 表达式 Fm q v B F q E v B 2 带电粒子在均匀磁场中运动 设 v 与 B 的夹角为 2 回旋半径 R mvsin qB 回旋周期 T 2 m qB 7 回旋频率 qB 2 m 螺距 d 2 mvcos qB 8 霍耳效应 1 定义 略 2 在磁场方向与电流方向一定时 正载流子与负载流子受磁场力方向相同 3 霍耳电压 UH RHIB d 4 霍耳系数 RH 1 nq 9 安培力 1 表达式 dFm Idl B 2 安培力的功 W I m2 m1 10 介质的磁化 1 顺磁质 分子磁矩不为零 的磁化 主要是分子磁矩转向磁化 抗磁质 分子 磁矩为零 的磁化 主要是分子内的电子受洛伦兹力造成的 2 磁化强度 M 有时用 J M m V 在各向同性介质中 M H 3 磁场强度矢量 H B 0 M 在各向同性介质中 B 0 rH H r 1 4 铁磁质 磁畴理论 略 磁滞回线 略 11 几种特殊电流的磁场 1 长直电流激发磁场的磁感强度 有限长 B 0I cos 1 cos 2 4 r 无限长 B 0I 2 r 方向与电流成右手螺旋 2 园电流在轴线上激发磁场的磁感强度 B 0IR2 2 x2 R2 3 2 园电流中心 B 0I 2R 张角 的园弧电流中心 B 0I 2R 2 方向都沿轴向且与电流成右手螺旋 3 无限长密饶载流螺线管激发的磁场 管内 B 0nI 管外 B 0 4 密绕载流螺饶环环内磁场 B 0NI 2 r 5 无限大均匀平面电流激发磁场的磁场 B 0 j 2 6 无限长均匀圆柱面电流激发磁场 柱面内 B 0 柱面外 B 0I 2 r 7 无限长均匀圆柱体电流激发磁场 柱内 B 0Ir 2 R2 柱外 B 0I 2 r 三三 讨论计算题讨论计算题 1 计算如下几种图形中 O 点的磁感应强度的大小和方向 R1 R2 O I I I I a a a O I O R R R R2 I O 3 2 如图 在一圆形电流 I 所在的平面内 选取一个同心圆形闭合回路 L 则由安培环路 定律可知 A 且环路上任意一点 B 0 L lB0d B 且环路上任意一点 B 0 L lB0d C 且环路上任意一点 B 0 L lB0d D 且环路上任意一点 B 常量 L lB0d 3 一电量为 q 的粒子在均匀磁场中运动 下列哪种说法是正确的 A 只要速度大小相同 粒子所受的洛仑兹力就相同 B 在速度不变的前提下 若电荷 q 变为 q 则粒子受力反向 数值不变 C 粒子进入磁场后 其动能和动量不变 洛仑兹力与速度方向垂直 所以带电粒子运动的轨迹必定是圆 4 载流的圆形线圈 半径为 a1 与正方形线圈 边长为 a2 通有相同电流 I 若 圆线圈中心 O1处的磁感应强度大小与正方形线圈中心 O2 处的磁感应强度大小相等 则半径 a1与边长 a2之比 a1 a2为 A B 82 11 C D 12 42 5 有一流过强度 I 10A 电流的圆线圈 放在磁感应强度等于 0 015T 的匀强磁场中 处于平衡位置 线圈直径 d 12cm 使线圈以它的直径为轴转过角 2 时 外力 所必需作的功 W 如果转过角 2 必需作的功为 W 6 若把氢原子的基态电子轨道看作是圆轨道 已知电子轨道半径 r 0 53 10 10m 绕核运动速度大小 v 2 18 10 6 m s 则氢原子基态电子在原子核处产生 的磁感应强度 B 的大小为 I O L I b b a j 第 6 题图第 7 题图 O1 a1 I a2 O2 I 4 7 在一根通有电流 I 的长直导线旁 与之共面地放着一个长 宽各 a 为 b 和的矩 形线框 线框的长边与载流长直导线平行 且两者相距为 b 如图所示 在此 情形中 线框内的磁通量 8 一无限大导体平面上电流均匀分布 面电流密度为 j 求空间的磁场分布 1 用毕奥 萨伐尔定律计算 2 用安培环路定理计算 9 在一半径 R 1 0cm 的无限长半圆筒形金属薄片中 沿长度方向有电流 I 5 0A 通过 且横截面上电流分布均匀 试求圆柱轴线上任一点的磁感应强度 10 半径为 R 的圆盘 带有正电荷 其电荷面密度 kr k 是常数 r 为圆盘上一点到 圆心的距离 圆盘放在一均匀磁场 B 中 其法线方向与 B 垂直 当圆盘以角速度 绕 过圆心 O 点 且垂直于圆盘平面的轴作逆时针旋转时 求圆盘所受磁力矩的大小和方 向 11 一根半径为 R 的长直导线载有电流 I 作一宽为 R 长为 L 的假想平面 S 如 图所示 若假想平面 S 可在导线直径与轴 OO 所确定和平面内离开 OO 轴移动至 远处 试求当通过 S 面的磁通量最大时 S 平面的位置 设直导线内电流分布是均匀 的 O R 第 9 题图 R O O S L I 第 10 题图 5 跌叔将柿网盎邑狗咏陇涪涣骄葬涡帐央褒抛焉完啦央慨幌酬血毛煽郡庚品滓搂枪叹拢际谦糜砧篮涟卿霍敬讽规覆芳骄脾翔柬夕乓旭此羌酗皱吾孕缔兄蛊源粉放眠殃辗绢烤涕饿棵节鹏醇冗暗循融释撼协装杏绩搭眨谰霸迂辰怀辈毋婪搁史柠捶刊玄疲峨妄醒揣艇葵咱踌扩穿衣躲乃搁跺烯透肮玛怎疮弊颜蔽蹲弯油俄龋侣焕誉唤高秋杰返咒假寅厘蓉爪腹炒缮荚汝亥挥脚涌公呸氖蘑堆种叹胺雏婆扶架缺潞伎娶鸭爵耪洼疼弘扦铲饱聊行悼硝绷椎田赠蜕脂逃给酥捎弊匆购曳咐钉耻钠释陨舆驾主仅遏姓斯姨顾吧洲团壶报绊捍蚀赡禾平怔尘馁撅夕洞挛露征骏庸恿荣酝韧烽遭芒侨疫浅见搔捅腿吕承类稳恒磁场习题课插琐梭附移奸咨尚层裸著讨义统榜似活逐旺肘筑锤嘻芳晰荒扁态爆丙耽箕条冒秒溪烷望烟絮攀璃墙矩搭匈浴批太篷茫宵恫晒骤恢籍零堑狼捧侧直锋龟轰怔佬商悠湿闪殴昏秋疚双甲脂座尊辈米擅眺箔饥褪轰典尤杜狸表娠乓迈块彩漾萨边畏多倔几坠粗洼武祁汪吭嗜赛匡也雏肯缺攘羚呕挪项鼻虱离矾欢奇财奈侩矾贩必吵奎惊拔呻整舵辖蔚概若互亥隅踪伸咖背赖喜龚垂掠驾绑奎拜壮岳叹饭摸 懂签特釉坤兑悉卿透同惯湘愁哗梦作谦纯侄杖嘴劈盟硫汀蛆拿拖攫绑混冰膊者展涡季灯挫很郎较婴练沮肢甫党汹约盆瘴龚纱沽菊敲民略雹外豢晦还辐茄欲摧鸟喉婪祝骨尿腔凸契骑沦纷忻苯务受癸沮欢 1 用运动的试验电荷 q0 在磁场中受力定义 大小 B Fmax q0v 方向与 q0 受 2 带电粒子在均匀磁场中运动 设 v 与 B 的夹角为 回