工科大学物理练习8.ppt
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* 工科大学物理练习 之 八 一、填空题: 1.有一磁矩Pm为4×10-10A·m2的平面试验线圈,把它放入待测磁场中的Q点处,试验线圈足够小,以致可以认为它所占据的空间内场是均匀的,当此线圈的磁矩方向与Y轴平行时,所受力矩为零;当此线圈的磁矩方向与Z轴平行时,所受力矩大小M=8×10-11N·m,方向沿X轴负方向,则Q点处的磁感应强度B的大小为 0.2T , 方向为 。 2.如图,在均匀磁场B中,置有半圆形线圈(半径为R),通电流为I,线圈平面平行于磁场,则线圈所受磁力矩大小为 ,方向为 水平向右 ,线圈绕OO’轴转过 的角度时,磁力矩恰为零。 3.若在磁感应强度B=0.01T的匀强场中有一半径为20cm的圆线圈,回路中通有I=0.5A的电流,开始时线圈磁矩与磁力线同向平行,现让线圈绕某个直径旋转180°使其磁矩与磁力线反向平行,设线圈转动过程中电流I保持不变,则外力的功A= 1.26×10-3J 。 4.如图一半径为R,通电电流为I的1/4圆弧形载流导线ab,置于均匀外磁场B中,则载流导线所受的安培力大小为 IBR 。 方向垂直纸面向里 5.磁场中某点处的磁感应强度为 ,一电子以速度 通过该点,则作用于该电子上的 磁场力 。 6.如图,一导体板放在磁感应强度为B的匀强磁场中,B的方向垂于导体板的左、右侧面,导体板的截面形状为矩形,面积为S,且通有电流I,在图示情况下导体板的上侧面将积累 负 电荷;若载流子浓度为n,则每个载流子受的洛仑兹力大小 。 7.两半导体放在均匀磁场B中,且通以电流I,其上下表面积累的电荷情况如图,试判断它们各是何种类型的半导体:(1) N型 (电子) ; (2) P型 (空穴) . (1) (2) 8.磁介质的相对磁导率为?r,则顺磁质?r 1 ;抗磁质?r 1 ;铁磁质?r 1 。 9.如图虚线表示B=?0H的关系曲线,那么图中a、b、c分别代表哪一类磁介质的B~H 关系曲线? a代表 铁磁质 的B~H 关系曲线; b代表 顺磁质 的B~H 关系曲线; c代表 抗磁质 的B~H 关系曲线; 8. 铁磁质的主要特性归结为: (1) ? =? (H); (2) 有剩磁、磁滞现象; (3) 存在居里温度 。 三、计算题: 1. 一通有电流I的半圆形闭合回路,放在磁感应强度为 的均匀磁场中,回路平面垂直于磁场方向,如图所示。求作用在半圆弧 上的磁力及直径ab段的磁力。 解: 建立图示坐标,取电流元 , 则此电流元所受安培力为: 方向沿径向向O 根据对称性, 所受安培力沿-y方向,有: 同理,直径ab上的安培力为: 2. 一半径为R的无限长半圆柱面导体,载有与轴线上的长直导线载有等值反向的电流I,如图。试求轴线上长直导线单位长度所受磁力 解: 作俯视图,建立图示坐标 柱面电流在柱面上的电流密度: 在柱面上取宽为dl且平行轴线的无限长微元,此微元的电流为: 此电流元在轴线处的磁场为: 方向如图 此电流元施加在轴线上长为h的一段载流导线的磁力为: 方向如图 根据对称性,全部柱面电流的磁场在轴线上长为h段产生的合力有: 因而单位长度轴线上所受磁力为: *
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