大學(xué)物理課后答案-

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1、第十一章　恒定磁場11－1　兩根長度相同的細導(dǎo)線分別多層密繞在半徑為R和r的兩個長直圓筒上形成兩個螺線管，兩個螺線管的長度相同，R＝2r，螺線管通過的電流相同為I，螺線管中的磁感強度大小滿足（　?。ˋ）　（B）?。–）?。―）分析與解　在兩根通過電流相同的螺線管中，磁感強度大小與螺線管線圈單位長度的匝數(shù)成正比．根據(jù)題意，用兩根長度相同的細導(dǎo)線繞成的線圈單位長度的匝數(shù)之比因而正確答案為（C）.11－2　一個半徑為r的半球面如圖放在均勻磁場中，通過半球面的磁通量為（　?。ˋ）　　　　　　（B）（C）（D）題11

2、-2圖分析與解　作半徑為r的圓S′與半球面構(gòu)成一閉合曲面，根據(jù)磁場的高斯定理，磁感線是閉合曲線，閉合曲面的磁通量為零，即穿進半球面S的磁通量等于穿出圓面S′的磁通量；．因而正確答案為（D）．11－3　下列說法正確的是（　?。ˋ）閉合回路上各點磁感強度都為零時，回路內(nèi)一定沒有電流穿過（B）閉合回路上各點磁感強度都為零時，回路內(nèi)穿過電流的代數(shù)和必定為零（C）磁感強度沿閉合回路的積分為零時，回路上各點的磁感強度必定為零（D）磁感強度沿閉合回路的積分不為零時，回路上任意一點的磁感強度都不可能為零分析與解　由磁場中的安

3、培環(huán)路定律，磁感強度沿閉合回路的積分為零時，回路上各點的磁感強度不一定為零；閉合回路上各點磁感強度為零時，穿過回路的電流代數(shù)和必定為零.因而正確答案為（B）．11－4　在圖（ａ）和（ｂ）中各有一半徑相同的圓形回路L1、L2，圓周內(nèi)有電流I1、I2，其分布相同，且均在真空中，但在（ｂ）圖中L2回路外有電流I3，P1、P2為兩圓形回路上的對應(yīng)點，則（　?。ˋ），（B），（C），（D），題11-4圖分析與解　由磁場中的安培環(huán)路定律，積分回路外的電流不會影響磁感強度沿回路的積分；但同樣會改變回路上各點的磁場分布．因而

4、正確答案為（C）．　11－5　半徑為R的圓柱形無限長載流直導(dǎo)體置于均勻無限大磁介質(zhì)之中，若導(dǎo)體中流過的恒定電流為I，磁介質(zhì)的相對磁導(dǎo)率為μｒ（μｒ＜1），則磁介質(zhì)內(nèi)的磁化強度為（　?。ˋ）　　?。˙）（C）（D）分析與解　利用安培環(huán)路定理可先求出磁介質(zhì)中的磁場強度，再由M＝（μｒ－1）H求得磁介質(zhì)內(nèi)的磁化強度，因而正確答案為（B）．11－6　北京正負電子對撞機的儲存環(huán)是周長為240m的近似圓形軌道，當(dāng)環(huán)中電子流強度為8mA時，在整個環(huán)中有多少電子在運行？已知電子的速率接近光速.分析　一個電子繞存儲環(huán)近似以光速

5、運動時，對電流的貢獻為，因而由，可解出環(huán)中的電子數(shù).解　通過分析結(jié)果可得環(huán)中的電子數(shù)11－7　已知銅的摩爾質(zhì)量M＝63.75ｇ·mol－1，密度ρ＝8.9g·cm－3，在銅導(dǎo)線里，假設(shè)每一個銅原子貢獻出一個自由電子，（1）為了技術(shù)上的安全，銅線內(nèi)最大電流密度，求此時銅線內(nèi)電子的漂移速率vd；（2）在室溫下電子熱運動的平均速率是電子漂移速率vd的多少倍？分析　一個銅原子的質(zhì)量,其中NA為阿伏伽德羅常數(shù)，由銅的密度ρ可以推算出銅的原子數(shù)密度根據(jù)假設(shè)，每個銅原子貢獻出一個自由電子，其電荷為e，電流密度．從而可解得電子

6、的漂移速率vd．將電子氣視為理想氣體，根據(jù)氣體動理論，電子熱運動的平均速率其中k為玻耳茲曼常量，me為電子質(zhì)量．從而可解得電子的平均速率與漂移速率的關(guān)系．解?。?）銅導(dǎo)線單位體積的原子數(shù)為電流密度為jm時銅線內(nèi)電子的漂移速率（2）室溫下（T＝300Ｋ）電子熱運動的平均速率與電子漂移速率之比為室溫下電子熱運動的平均速率遠大于電子在恒定電場中的定向漂移速率．電子實際的運動是無規(guī)熱運動和沿電場相反方向的漂移運動的疊加．考慮到電子的漂移速率很小，電信號的信息載體顯然不會是定向漂移的電子．實驗證明電信號是通過電磁波以光速

7、傳遞的．11－8　有兩個同軸導(dǎo)體圓柱面，它們的長度均為20m，內(nèi)圓柱面的半徑為3.0mm，外圓柱面的半徑為9.0mm.若兩圓柱面之間有10μA電流沿徑向流過，求通過半徑為6.0mm的圓柱面上的電流密度．題11-8圖分析　如圖所示是同軸柱面的橫截面，電流密度j對中心軸對稱分布．根據(jù)恒定電流的連續(xù)性，在兩個同軸導(dǎo)體之間的任意一個半徑為r的同軸圓柱面上流過的電流I都相等，因此可得解　由分析可知，在半徑r＝6.0mm的圓柱面上的電流密度11－9　如圖所示，已知地球北極地磁場磁感強度B的大小為6.0×10－5T．如設(shè)想此

8、地磁場是由地球赤道上一圓電流所激發(fā)的，此電流有多大？流向如何？解　設(shè)赤道電流為I，則由教材第11－4節(jié)例2知，圓電流軸線上北極點的磁感強度因此赤道上的等效圓電流為由于在地球地磁場的Ｎ極在地理南極，根據(jù)右手螺旋法則可判斷赤道圓電流應(yīng)該是由東向西流，與地球自轉(zhuǎn)方向相反．題11-9圖11－10　如圖所示，有兩根導(dǎo)線沿半徑方向接觸鐵環(huán)的a、b兩點，并與很遠處的電源相接.求環(huán)心O的磁感強度．題1