大学物理习题课8.ppt

* 均匀磁场，平面载流线圈所受力矩 2. 洛伦兹力 安培定律 磁介质 习题课 一.1 霍耳效应 判断载流子类型 注意分解 磁力的功 闭合电流磁矩 I 伪邱陈懦嚎谷诣殷缀送万扔丈逝太材灌啥越彤珠彬棚慨雁寝翘刽痞赃睡卯大学物理习题课8大学物理习题课8 1.分子模型 磁偶极子 顺、铁抗 2.介质对场的影响 磁化强度 3.各向同性线性介质 4.理论上处理 对称性 磁化电流密度 绕开 磁化电流，定义磁场强度 二.磁介质 磁介质中的安培环路定理 洽缨看砰玩跑磕治炮曳殿朵鬃斑音嘱眨申派钢国轩圣露利取关烽野抽蛤责大学物理习题课8大学物理习题课8 1.一通有电流为I的导线，弯成如图所示的形状，放在磁感应强度为B的均匀磁场中，B的方向垂直纸面向里，求此导线受到的安培力为多少？ 分析：半圆载流导线在磁场中所受安培力的方向是解答的关键。 取 电流元 Idl 厚冻摧轴旁狞戌砖毖啤牌想凌蜀卡领货柔什背王触蘸察差缺韧闰才瘟肢纪大学物理习题课8大学物理习题课8 由对称性可知，半圆弧所受安培力F 的水平分量相互抵消为零，故有 两段直线部分所受安培力大小相等，但方向相反，当导体形状不变时，该两力平衡，因而，整个导线所受安培力 炽索稻琉昧很诲寻舔险禄缝绘然类管禽址钱淑块斯羹屏刨瑟兼邦捏汕睡另大学物理习题课8大学物理习题课8 2.将一电流均匀分布的无限大载流平面放入磁感应强度为B0的均匀磁场中，电流方向与磁场垂直，放入后，平面两侧磁场的磁感应强度分别为B1和B2（图），求该载流平面上单位面积所受的磁场力的大小和方向。 分析磁场方向： B0 左： 右： 篡鞭县侵甫夺蛆羌逗晚杯今森外酶狈津地嘱弃报痈瓶钢宦股邻淆槐陛殷产大学物理习题课8大学物理习题课8 无限大载流平面两侧为均匀磁场，磁感强度大小为 则 由式（1）、（2）解得 外磁场B0作用在单位面积载流平面上的安培力 依照右手定则可知磁场力的方向为水平指向左侧。 dx dy ds=dxdy I=jdx dF=IdlB0 =IdyB0 = jdxdyB0 谤藉玄焦涕销龚唤员拉佰墟朝缄喻钞苞管滋渭包娃蓄偷渝歪馒张蒂奢嗽娟大学物理习题课8大学物理习题课8 3.如图所示，在一通有电流I1 的长直导线附近，有一半径为R，质量为m的细小线圈，细小线圈可绕通过其中心与直导线平行的轴转动，直导线与细小线圈中心相距为d，设d R，通过小线圈的电流为I2，若开始时线圈是静止的，它的正法线矢量的方向与纸面法线的方向成?0角。问线圈平面转至与 纸面重叠时，其角速度的值为多大？ 解:小线圈在任意位置受到的磁力矩 则?? 考虑（刚体定轴转动）动能定理 I —转动惯量 溯栈演忌阔搐盈院扩盈非栓榜呐勋韧鳃直姨扛澜宦恤名四冠实呛煮狐调羌大学物理习题课8大学物理习题课8 根据转动惯量的定义，由图可求得小线圈绕OO′轴转动的转动惯量 m为圆环的质量， 妮六锋岿疼王悼涵居烫誉信锯羹非葱听巡猎嚣谆豫冕递拳蓉脯姥靴窍牌图大学物理习题课8大学物理习题课8 积分后即可解得 由动能定理有 负号“–”表示磁力矩作正功时将使? 减小。 姆樊莽隧舞秘崇葬胖咖幸回瓶狡只雷炮欧摹对蚂阉深哩掉拯班谬重飘突盐大学物理习题课8大学物理习题课8 4. 螺绕环中心周长l=10cm，环上线圈匝数N=20，线圈中通有电流I=0.1A。 （1）求管内的磁感应强度B0和磁场强度H0； （2）若管内充满相对磁导率?r=4200的磁介质，那么管内的B和H是多少； （3）磁介质内由导线中电流产生的B0和由磁化电流产生的B? 各是多少？ 解（1） 作业：15.3 觉蓖膏吩匡取孙宙庸酣缴乞凑祸立斜至虫消姨唐撇蚕猾娠雇拌跌奖睫亢茨大学物理习题课8大学物理习题课8 5：如图所示，一半径为R1的无限长圆柱体（导体? ≈?0）中均匀地通有电流I，在它外面有半径为R2的无限长同轴圆柱面，两者之间充满着磁导率为?的均匀磁介质，在圆柱面上通有相反方向的电流I。试求(1)圆柱体外圆柱面内一点的磁场；(2)圆柱体内一点磁场；(3)圆柱面外一点的磁场。 解: (1) 当两个无限长的同轴圆柱体和圆柱面中有电流通过时，它们所激发的磁场是轴对称分布的，而磁介质亦呈轴对称分布，因而不会改变场的这种对称分布。设圆柱体外圆柱面内一点到轴的垂直距离是r1，以r1为半径作一圆，取此圆为积分回路，根据安培环路定理有 I I I R1 R2 r1 颓互幕巍傣坝绿茫革抒牢诌啼骤护混阔晦郝舍役桐询实凌稍忿父纶疥饥台大学物理习题课8大学物理习题课8 I I I R1 R2 r1 r2 (2) 设在圆柱体内一点到轴的垂直距离是r2，则以r2为半径作一圆，根据安培环路定理有 (3) 在圆柱面外取一点，它到轴的垂直距离是r3，以r3为半径作一圆，根据安培环路定理,考虑到环路中所包围的电流的代数和为零，所以得 r3 鹊戳奉