普通物理学第五版第11章磁场答案题

普通物理学第五版第11章磁场答案题

11-1 在地球北半球的某区域,磁感应强 度的大小为4×10-5 T,方向与铅直线成600角 求: (1)穿过面积为1m2的水平面的磁通量; (2)穿过面积为1m2的竖直平面的磁通量的 最大值和最小值y

600

Bx结束目录

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已知：B = T q = 60 S = 1 m 求： Φ 解： Φ = B . S = BS cos 600 (1) 4×10-50

2

4×10-5×1×0.5 =

= 2×10-5 Wb(2) Φ ´= B . S = BS cos 300 4×10-5×1× 3 = 2 = 3.46×10-5 Wb Φ ´´ = 3.46×10-5 Wb结束目录

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11-2 设一均匀磁场沿x 轴正方向,其磁 感应强度值B =1 Wb/m2。求：在下列情况 下，穿过面积为2m2的平面的磁通量。 (1)面积与 y~z 平面平行； (2)面积与 x~z 平面平行； (3)面积与 y 轴平行又与 x 轴成450角。

结束

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已知： = 1 B 求： Φ 解：

Wb/m2

S = 2m

2

(1) Φyz = B . S = BS = 1×2 = 2Wb(2) Φxz = B . S = BS cos 900 y n45 0

(3) Φ y = B . S = BS cos 45 0 2 = 1× 2 × 2 =1.41Wb

z

x结束目录

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11-3 一边长为l =0.15m 的立方体如图 放置，有一均匀磁场B = (6i +3j +1.5k) T 通过立方体所在区域，计算 (1)通过立方体上阴影面积的磁通量； (2)通过立方体六面的总通量。 yB o z l l l x结束目录

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已知：l =0.15m B = ( 6i +3j +1.5k ) T 求： Φ y (1) 解： B = ( 6i +3j +1.5k ) S = l i = 0.15 i2 2

B x

o z l

l l

Φ = B.S= 0.135Wb

. ( 0.15 2 i ) = ( 6i +3j +1.5k )

(2) Φ ´ 0 =结束目录

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11-4 两根长直导线互相平行地放置在 真空中，如图所示，其中通以同向的电流 I1 = I2 =10A 。试求：P点的磁感应强度。 已知 PI1 =PI2 =0.5m ,PI1垂直于PI2。 P

I1

I2结束目录

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已知：I 1 = I 2 = 10A 求：B P

解：m I1 B 1P = B 2P = π 2 a0

P I 1 P I 2 a = 0.5m B 2P P BP a a B 2P I1 I2

2 B P = B 1P +B 2P = 2 B 1P 2

2 × 4 ×10-7×10 5.66×10-6 T π = = π 2 × 0.50 B 2P q = arc tg = 45 B 1P0

结束

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11-5 如图所示的被折成钝角的长导线 中通有20A的电流。求：A点的磁感应强度。 设 d = 2cm, a =1200

QA

adOI

P

结束

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已知： I = 20A d = 2cm 求：B A 解： B A = B OP + B OQ

a = 120Q d

0

A

B OP =00

a P O I

m I (sinβ2 sinβ1 ) B OQ = π 4 r 10-7 ×20 1 π 4 × = 4 ×2.0 ×10-2×0.86 (1 2 ) π

=1.73×10-4 T

结束

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11-6 高为 h 的等边三角形的回路载有 电流 I,试求：该三角形的中心处的磁感应 强度。

I

. OI

I

结束

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已知：I h 求：B 0 解：

I

h r = 3 I m I (sinβ2 sinβ1 ) B 1= π 4 r 3 m I (sinπ + sinπ ) = 3 3 m I B 1= 3 3 π 4 h π 4 h 9 3m I B 0 = 3B 1 = π 4 h0

. O

I

0

0

0

结束

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11-7 一正方形的线圈边长为 l,载有电流I (1)求线圈轴线上离线圈中心为 x 处的 磁感应强度； (2)如果 l = 8.0cm, I = 5.0A, x =10 cm, 则 B 值是多少？ P.

xl I结束目录

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已知：I , l , x 解： 2 a = x + l2 4

求： BP

P. x cq

B1

qa b

l c = 2. 2b = x + c = x + l2 22 2 2

β2 q

l

IB1

sinβ2 = sin

β2l 2 l 2 = = b 2 x + l2 2

q al结束目录

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由上面得到： a = x 2+ l 2 4

sinβ2 = sinβ2 =0

l 2x + l2 22

m I B 1 = a (sinβ2 sinβ1 ) π 4 m I l 2 1 ×2× =4 2 π x 2+ l 2 4 x + l2 2 m Il = 4 π x 2+ l 2 4 . x 2+ l 2 2 结束00

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B1 =

π 4

m Il 2 x + l 2 4 . x 2+ l 2 20

l 2 l 2 sin q = a = 2 x + l2 4

q

B1

q al

B = 4 B 1 sinqm Il = 4× π 4 x 2+ l 2 4 . x 2+ l 2 2 2 4m I l = 2 2 2) x + 2l 2 (4x + l 4 π0 0

l 2 2 x + l2 4

结束

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