大学物理答案09问题

作业91..如图9-1所示,在无限长载流导线附近作一球形闭合曲面S当面S向长直导线靠近的过程中，穿过面S的磁通量及面上任一点P的磁感应强度B大小的变化为[]。A.增大，B不变B.不变,B增大C.增大，B增大D.不变,B不变答案：【B】解：由磁场的高斯定理0SSdB，即穿过闭合曲面的磁通量为零，或者说，磁感应线为闭合曲线，所以不变；由于长直载流导线的磁场aIB20，与距离成反比，所以，当闭合曲面靠近载流直导线时，闭合曲面上各点的磁感应强度增大。2.一电子以速度垂直地进入磁感应强度为B的均匀磁场中，此电子在磁场中运动的轨迹所围的面积内的磁通量将是[]。A.反比于B，正比于2B.反比于B,正比于C.正比于B，反比于2D.正比于B，反比于答案：【A】解：电子垂直于磁场进入磁场，将在洛伦兹力的作用下，在垂直于磁场的平面内作圆周运动。电子在磁场中运动的轨迹半径qBmvR由于磁场与面积S垂直，所围的面积内的磁通量BqvmBRSB22223.如图9-2所示,一无限长密绕真实螺线管，通电流强度为I。对套在螺线管轴线外的环路L（螺线管穿过环路）作积分LlBd。答案：IlB0d解：①根据安培环路定理；②真实螺线管。4.两平行长直导线相距0.4m，每条导线载有电流10A(如图9-3所示),则通过图中矩形面积abcd的磁通量m。答案：Wb101.16解：电流1I和2I大小相等，方向相反，由毕萨定律可以判知，它们在矩形面积内产生的电磁感应强度方向均垂直于纸面向外。由对称性可知，电流1I和2I产生的电磁感应强度穿过矩形面积的磁通量大小相等，因此只须计算一个电流产生磁场的磁通量。xIB21013ln203.01.0111IabdxBabSdBda)(101.13ln10103ln26701WbIab5.有一很长的载流导体直圆管，内半径为a，外半径为b，电流强度为I，电流沿轴线方向流动，并且均匀地分布在管壁的横截面上，如图9-4所示。求空间各点的磁感应强度，并画出Br曲线（r为场点到轴线的垂直距离）。解：以轴线为中心的同心圆各点场感应强度大小相等，方向沿圆周切线。取此同心圆为环路，由对称性可知，在积分环路上，感应强度大小相等，方向均沿着环路。应用安培环路定理，002IrBBdlldBLL电流密度为)(22abIj，则)(,00arI；)(,22220braabarII；)(,0brII。磁感应强度分布为)(0arB；)()(2)(22220braabrarIB；)(20brrIB6.矩阵截面的螺线环，尺寸见图9-5。（1）求环内磁感应强度的分布；（2）证明通过螺线环截面（图中阴影区）的磁通量为012ln2NIhDD，其中N为螺线环线圈总匝数，I为其中电流强度。解：（1）在与螺线环同心的圆周上各处磁场大小相同，方向沿圆周切线。取此圆周为环路，应用安培环路定理，NIrBBdlldBLL02，rNIB20；（2）Bhdrd2102/2/02/2/0ln221212DDNIhhdrrNIBhdrNdDDDD7.在无电流的空间区域，如果磁感应线是平行直线，则磁场一定是均匀的，为什么？证明：用高斯定理，可以证明图中/2/1BB；用安培环路定理，可以证明图中21BB命题得证