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磁场部分
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第11章 恒定电流磁场
(1)有两条长直导线各载有5A电流,分别沿x、y轴正向流动。在 (40,20,0)cm处 是[ ]。
解
y
z
P (40,20,0)cm
o
I1
I2
x
沿x、y轴正向流动电流分别用I1和I2表示。
视两长直导线为无限长。
则I1和I2在P点产生磁感应强度分别为
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(2)半径为a1圆形载流线圈与边长为a2方形载流线圈,通有相同电流,若两线圈中心O1和O2磁感应强度大小相同,则半径与边长之比a1:a2为[ ].
a1
O1
a2
O2
a2/2
圆形载流线圈在其圆心O1处磁感应强度为
方形载流线圈每个边电流在中心O2点处产生磁感应强度,等大同向,所以
解
D
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(3)无限长空心圆柱导体内、外半径分别为a和b,电流在导体截面上均匀分布,则在空间各处B大小与场点到圆柱中心轴线距离r 关系,定性地分析为[ ].
解 载流体为无限长空心圆柱导体,安培环路定理
沿以空心圆柱导体轴线为中心,以 r 为半径圆作为积分路径,得
B
∴答案为B.
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(5)如图所表示,一细螺绕环,它由表面绝缘导线在铁环上密绕而成,每厘米绕10匝,当导线中电流 I ,。则可求得铁环相对磁导率为[ ]
解 以螺绕环环心为圆心,以环平均半径r 为半径圆周为积分路径,依据磁介质中安培环路定理
得
B
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解 依据磁场作用于载流线圈磁力矩公式
其中
(6) 载流I 方形线框,处于匀强磁场B中,如图所表示,线框受到磁力矩是[ ].
正法线方向垂直向外,磁场方向水平向右,那么磁力矩 M 方向竖直向上。
A
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填空题
(1) 在同一平面内有两条相互垂直导线 L1和L2,L1为无限长直导线,L2是长为2a直导线,二者相对位置如图。若L1和L2同时通以电流 I,则作用在L2上力对于O点磁力矩为 。
解 建立坐标系如图。
O
I
L2
a
a
2a
I
L1
在距直导线L1为x 远处取电流元Idl,
方向
该力对O点磁力矩为
x
x
r
其在L1产生磁场中受到力为安培力为
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(2) 矩形截面螺绕环尺寸见图,则在截面中点处磁感应强度为 ;经过截面S 磁通量为 。
解 沿以环心为圆心,以r 为半径圆周为积分路径,应用安培环路定理
dr
dS=hdr
h
S
经过截面S磁通量为
填空题
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(5) 如图,一个载流线圈绕组中通有电流 I =3A,分别写出
解 依据磁介质中环路定理
有
所以有
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(6) 图中所表示是一块半导体样品,其体积是a×b×c。沿x方向通有电流I,在z方向有均匀磁场B。试验所得数据是:a=,b=,c=,I=,B=,两侧电压UAA’=。该半导体样品载流子浓度是 ,是正电荷导电(p)型还是负电荷导电(n)型 。
解 已知磁场方向沿z轴正向、电流方向沿x轴正向。
若载流子为负电荷,则负电荷沿 x 轴负向(与电流方向相反)运动,受到洛仑兹力方向也沿 y 轴负向,A 侧积聚负电荷,即UAA’<0.
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