12磁介质习答案.ppt

磁 介 质 习 题; 12-1 一均匀磁化的介质棒，其直径为 lcm，长为2Ocm，磁化强度为10O0A/m， 求磁棒的磁矩。;=; 12-2 一均匀磁化棒，直径为2cm，长为 50cm，它的磁矩为104A?m2 。求棒表面上 磁化面电流线密度。;=6.37×107(A/m ); 12-3 根据测量，地球的磁矩为8×1022 A?m2 。 (1)如果在地球赤道上绕一单匝导线的线 圈，则导线上需通多大的电流才能产生如此 大的磁矩? (2)此装置能否用来正好抵消地面上空各 点处的地磁场? (3)能否抵消地球表面处的磁场? ;=6.2×108(A ); 12-4 一罗盘针长2.0cm，其形状似均匀 的细棒，驱动轴过中点。可以在水平面内自 由转动，罗盘针的质量为0.I2g，磁矩为3.2 ×10-4A?m2 。如果罗盘针处在方向指北、水 平分量为2.9×10-5 T的地磁场中相对正北方 向作小角摆动，求其摆动频率。 ;=0.24(Hz ); 12-5 一未知元素做成的样品，已知其密 度为4.15g/cm3，饱和磁化强度为7.6×104 A/m ，并测得其原子磁矩为 1.2mB (玻尔磁 子),由这些数据确定该元素的相对原子质量。 ;=0.365(kg /mol ); 12-6 铁棒中一个铁原子的磁矩是1.8× 10-23A?m2，设长 5cm，截面积为1cm2 的 铁棒中所有铁原子的磁矩都整齐排列，则 (1)铁棒的磁矩为多大? (2)如果要使这磁棒与磁感应强度为1.5T 的外磁场正交，需要多大的力矩?设铁的密 度为 7.8g/cm2，铁的相对原子质量是 55.85。;=0.698(mol ); 12-7 氢原子中的电子以速率2.2×106 m/s绕原子核作半径为 0.53×10-10m的圆 周运动，如果该氢原子处在 0.50T 的磁场 中，磁场的方向与电子轨道角动量同方向。 (1)求电子转动频率的改变值; (2)设电子半径不变，求电子速率的改变 值； (3)电子能量的变化。 ;解：(1); 12-8 一电子在半径为r = 0.53×10-10m 的圆形轨道上运动，外磁场垂直轨道平面使 电子在半径不变的情况下速率改变6.3m/s。 求所加磁场的磁感应强度。;=1.19(T);其磁矩为800A·m2。如棒内的磁感应强度 为0.lWb/m2，求棒内磁场强度的值。 ;=7.2×105(A /m ); 2-10 螺绕环中心周长l =l0cm，环上 均匀密绕线圈N =200匝，线圈中通有电流 I =100mA; (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mr =4200的磁 性物质，则管内的B 和H是多少? (3)磁性物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?;=200(A /m ); 12-1l 一铁制的螺绕环平均圆周长30 cm，截面积为lcm2，在环上均匀绕以300 匝导线，当绕组内的电流为0.032A时，环 内的磁通量为2×10-6Wb，试计算 (1)环内的磁通量密度; (2)磁场强度; (3)磁化面电流; (4)环内材料的磁导率、相对磁导率及磁 化率; (5)环芯内的磁化强度。;=1.59×104(A/m );=6.25×10-4(H/m ); 12-12 在螺绕环上密绕线圈共400匝， 环的平均周长是40cm，当导线内通有电流 20A时，利用冲击电流计测得环内磁感应强 度是1.0T，计算 (1)磁场强度; (2)磁化强度; (3)磁化率; (4)磁化面电流和相对磁导率。 ;解：; 12-13 一磁导率为m1的无限长圆柱形直 导线，半径为 R，其中均匀地通有电流 I 。 在导线外包一层磁导率为 m2 的圆柱形不导 电的磁介质，其外半径为 R，如图所示。 试求： (1)磁场强度和磁感应强度的分布; (2)半径为R1和R2处表面上磁化面电流线 密度。 ;′;=;(; 12-14 在最大磁化状态下，由钴材料 做成的样品中单位体积的磁矩为1.5×105m A/m。假定磁化全是因为电子自旋磁矩 (其 值为1mB )的有序排列，问单位体积中有多少 有序排列的电子? 每个原子中有多少有序排 列的电子? 已知钴的密度为8.9×103 kg/m2，摩尔 质量为58.9g/mol。 ;=1.6×1028(m-3 ); 12-15 铁环的平均直径为l5cm