稳恒磁场

1、第十一章 稳恒磁场习题（一） 教材外习题一、选择题：1如图所示，螺线管内轴上放入一小磁针，当电键 K 闭合时，小磁针的 N 极的指向（A）向外转 90 （B）向里转 90（C）保持图示位置不动 （D ）旋转 180（E）不能确定。（ ）2在一平面内，有两条垂直交叉但相互绝缘的导线，流过每条导线的电流 i 的大小相等，其方向如图所示，问哪些区域中某些点的磁感应强度 B 可能为零？（A）仅在象限 （B）仅在象限（C）仅在象限、 （D ）仅在象限、（E）仅在象限、（ ）3哪一幅曲线图能确切描述载流圆线圈在其轴线上任意点所产生的 B 随 x 的变化关系。

2、第12章 稳恒电流的磁场,一、电流和电流密度,方向：规定为正电荷运动方向。,单位（SI）：安培（A）,12.1 电流密度 电动势,电流,导体中某点的电流密度，数值上等于通过该点场强方向垂直的单位截面积的电流强度。 方向：该点场强的方向。,当通过任一截面的电量不均匀时，有必要引入电流密度。,电流密度,电流密度和电流强度的关系,穿过某截面的电流强度等于电流密度矢量穿过该截面的通量。,电流强度是电流密度的通量。,二、稳恒电流与稳恒电场,电流的连续性方程,稳恒电流：,稳恒电场：,四、电动势,非静电力 Fk,提供非静电力的装置就是电源。,。

3、1在磁感强度为 B 的均匀磁场中作一半径为r的半球面S，S边线所在平面的法线方向单位矢量 n 与 B 的夹角为 a，则通过半球面S的磁通量为(取曲面向外为正) (A) pr2B (B) 2pr2B(C) -pr2Bsina (D) -pr2Bcosa,一、选择题,2有一个圆形回路1及一个正方形回路2，圆直径和正方形的边长相等，二者中通有大小相等的电流，它们在各自中心产生的磁感应强度的大小之比B1/B2为(A) 0.90 (B) 1.00 (C) 1.11 (D) 1.22,3如图，边长为a的正方形的四个角上固定有四个电量为q的点电荷，此正方形以角速度w绕AC轴旋转时，在中心O点产生的磁感应强度大小为B1；此正方。

4、2. 运动电荷的磁场,电 流,电荷运动,磁 场,19-4 匀速运动点电荷的磁场,设电流元 ，横截面积S，单位体积内有n个定向运动的正电荷, 每个电荷电量为q，定向速度为v。,单位时间内通过横截面S的电量即为电流强度I:,电流元在P点产生的磁感应强度,运动电荷的磁场,设电流元内共有dN个以速度v运动的带电粒子：,每个带电量为q的粒子以速度v通过电流元所在位置时，在P点产生的磁感应强度大小为：,运动电荷的磁场,其方向根据右手螺旋法则， 垂直 、 组成的平面。q为正， 为 的方向；q为负， 与的方向相反。,矢量式：,运动电荷的磁场,。

5、1,磁畴图象,第十章 稳恒磁场 10-1 磁场 磁感应强度 10-2 安培环路定理 10-3 磁场对载流导线的作用 10-4 磁场对运动电荷的作用 10-6 磁介质,2,10-1 磁场 磁感应强度,一、 基本磁现象,1、自然磁现象,磁性：具有能吸引铁磁物资(Fe、Co、Ni）的一种特性。,磁体：具有磁性的物体,磁极：磁性集中的区域,地磁：地球是一个大磁体。,磁极不能分离，（正负电荷可以分离开）,3,地核每400年比地壳多转一周,地球的磁极每隔几千年会发生颠倒,4,、 磁现象起源于运动电荷,后来人们还发现磁电联系的例子有： 磁体对载流导线的作用；通电螺线管与条形磁铁相。

6、6.14 磁介质及其磁化机制,6.14.1 磁介质,* 相对磁导率:,实验发现：有、无磁介质的 螺旋管内磁感应强度的比值， 可表征它们在磁场中的性质。,磁介质的分类：,（1）顺磁质: ，如氧、铝、钨、铂、铬等。,（2）抗磁质: ，如氮、水、铜、银、金、铋等。,（3）铁磁质: ，如铁、钴、镍等。,超导体是理想的抗磁体。,6.14.2 顺磁质和抗磁质磁化的微观机制,分子电流所对应的磁矩在外磁场中的行为决定磁介质的特性。,（1）原子中电子参与两种运动：自旋及绕核的轨道运动，对应有轨道磁矩和自旋磁矩。,用等效的分子电流的磁效应来表示各个电子对外界磁。

7、1,第9章 稳恒磁场 9-1 磁场 磁感应强度 9-2 安培环路定理 9-3 磁场对载流导线的作用 9-4 磁场对运动电荷的作用 9-6 磁介质,2,一、 基本磁现象,1、自然磁现象,磁性：具有能吸引铁磁物质(Fe、Co、Ni）的一种特性。,磁体：具有磁性的物体,磁极：磁性集中的区域,地磁：地球是一个大磁体。,磁极不能分离，（正负电荷可以分离开）,9-1 磁场 磁感应强度,3,地核每400年比地壳多转一周,地球的磁极每隔几千年会发生颠倒,4,、 磁现象起源于运动电荷,后来人们还发现磁电联系的例子有： 磁体对载流导线的作用；通电螺线管与条形磁铁相似；载流导线彼此。

8、一、选择题 1安培环路定理 中，说明( ),的环流仅由环路L所包围的传导电流决定,仅由环路L所包围的传导电流决定,应由环路内与环路外的全部传导电流决定,2下列说法正确的是 ( ) A一个电流元能够在它的周围任一点激起磁场 B圆电流在其环绕的平面内，产生磁场是均匀场 C方程式Bm0nI对横截面为正方形或其他形状的无限长螺线管内的磁场都成立,3半径为a的长直导线，通有恒定电流i0，设有一 半径为2a圆与导线同心圆的平面与导体正交，问 通过此圆的磁通量m是多少？ A0 B无法确定 C,4有两束阴极射线向同一方向发射，关于它们的 相互作用有下面几种说。

9、一、选择题1安培环路定理 中，说明( ),的环流仅由环路L所包围的传导电流决定,仅由环路L所包围的传导电流决定,应由环路内与环路外的全部传导电流决定,2下列说法正确的是 ( )A. 一个电流元能够在它的周围任一点激起磁场B. 圆电流在其环绕的平面内，产生磁场是均匀场C. 方程式B0nI对横截面为正方形或其他形状 的无限长螺线管内的磁场都成立,第八章 稳恒磁场习题答案,3.半径为a的长直导线，通有恒定电流i0，设有一半径为2a圆与导线同心圆的平面与导体正交，问通过此圆的磁通量m是多少？,4. 有两束阴极射线向同一方向发射，关于它们相互作用有。

10、1稳恒电流的磁场教学目的要求1. 理解电流和电流密度，了解电流连续性方程和恒定条件；2. 理解磁场与磁感应强度的概念，掌握毕奥-萨伐尔定律及其应用；3. 理解磁通量的概念，理解恒定磁场的高斯定理，掌握安培环路定理及其应用；4. 理解磁场对运动电荷的作用，理解洛伦兹力的概念，了解带电粒子在磁场中的运动特点，了解霍尔效应；5. 理解磁场对载流导线和载流线圈的作用，理解安培定律、安培力和磁力矩.6. 了解物质的磁性，理解顺磁质与抗磁质的特点，理解磁化强度与磁化电流；7. 掌握磁场强度，理解有磁介质时的高斯定理，8. 掌握有磁介。

11、1 在地球北半球的某区域,磁感应强 度的大小为410-5 T,方向与铅直线成600角 求:(1)穿过面积为1m2的水平面的磁通量;(2)穿过面积为1m2的竖直平面的磁通量的 最大值和最小值,2 设一均匀磁场沿x 轴正方向,其磁 感应强度值B =1 Wb/m2。求：在下列情况 下，穿过面积为2m2的平面的磁通量。（1）面积与 yz 平面平行；（2）面积与 xz 平面平行；（3）面积与 y 轴平行又与 x 轴成450角。,3 一边长为l =0.15m 的立方体如图 放置，有一均匀磁场B = (6i +3j +1.5k) T 通过立方体所在区域，计算（1）通过立方体上阴影面积的磁通量；（2）通过立方体六面的。

12、1第十一章 稳恒电流和稳恒磁场一 选择题1. 两根截面大小相同的直铁丝和直铜丝串联后接入一直流电路，铁丝和铜丝内的电流密度和电场强度分别为 J1，E 1 和 J2，E 2，则：（ ）A. J1=J2，E 1=E2 B. J1J2，E 1=E2 C. J1=J2，E 1E2解：直铁丝和直铜丝串联，所以两者电流强度相等 ，由 ，ISJd两者截面积相等，则 ,因为 ，又 ，则 E1E221 所以选（D）2. 如图所示的电路中，R L 为可变电阻，当 RL 为何值时 RL 将有最大功率消耗：( )A. 18 B. 6 C. 4 D. 12解： ，LR12abLU31206ab，求 ，可得当 时将有最大功率消耗。2ab3140)(PLLdP4LR所以选（C）。

13、习题 66-1 在同一磁感应线上，各点 的数值是否都相等？为何不把作用于运动电荷的磁力方向B定义为磁感应强度 的方向？解: 在同一磁感应线上，各点 的数值一般不相等因为磁场作用于运动电荷的磁力方向不仅与磁感应强度 的方向有关，而且与电荷速度方向有关，即磁力方向并不是唯一由磁场决定的，所以不把磁力方向定义为 的方向6-2 用安培环路定理能否求有限长一段载流直导线周围的磁场？答: 不能，因为有限长载流直导线周围磁场虽然有轴对称性，但不是稳恒电流，安培环路定理并不适用6-3 已知磁感应强度 的均匀磁场，方向沿 x 轴正方向，如题。

14、1,(1)边长为a的正方形中心 O点:,(2) A点磁场：,1= 45 ,2= 135,1= 45 ,2= 90,例题1,2,例题2 直电流和圆电流的组合。,圆心o:,Bo=,方向：垂直纸面向外。,方向：垂直纸面向里。,3,电流I经圆环分流后, 在中心o点产生的磁场为零。,方向：垂直纸面向 外。,圆心o:,4,圆心o点的磁场:,方向：垂直纸面向外。,5,例题3 在一半径为R的无限长半圆筒形金属薄片中，沿长度方向有电流I流过，且电流在横截面上均匀分布。求半圆筒轴线上一点的磁场强度。,解 用长直导线公式积分。,2R,sin,-,6,将半球面和圆面组成一个闭合面，则由磁场的高斯定理知，通过此闭合。

15、磁场的高斯定理与安培环路定律,磁场的描述,基本内容,第八章 真空中稳恒电流的磁场,毕奥沙伐尔定律,磁场对运动电荷和电流的作用,、磁铁具有磁性、磁极，且同号磁极相斥，异号磁极相吸。,1、基本磁现象,一、磁场,8.1 磁场的描述,、电流与电流之间的相互作用,、电流对磁铁有作用力,磁铁与电流所产生的磁场究竟哪个更为本质？,物质磁性的电本质 安培分子环流假说,分子电流,通过这样的假说人们认识到了磁现象的本质来源于电。,所以我们研究电流产生的磁场。特别是稳恒电流产生的磁场,、运动电荷与运动电荷的相互作用,、磁场对运动电荷的作用,运。

16、稳 恒 磁 场 一 选择题 1边长为l的正方形线圈中通有电流I，此线圈在A点(见图)产生的磁感强度B为 (A) (B) (C) (D) 以上均不对 ,2在一平面内，有两条垂直交叉但相互绝缘的导线，流过每条导线的电流i的大小相等，其方向如图所示问哪些区域中有某些点的磁感强度B可能为零？ (A) 仅在象限 (B) 仅在象限 (C) 仅在象限， (D) 仅在象限，(E) 仅在象限， ,A,E,3 图中，六根无限长导线互相绝缘，通过电流均为I，区域、均为相等的正方形，哪一个区域指向纸内的磁通量最大？ (A) 区域 (B) 区域 (C) 区域 (D) 区域 (E) 最大不止一个 ,4如图，在一圆形电。

17、宁夏大学物理电气信息学院 张轶炳 教授 稳恒磁场总结 一、磁感应强度 Magnetic Field 2 磁场是由运动电荷所激发。 磁场与电场一样、是客观存在的特殊形态的物质。 磁性的起源：一切磁现象都起源于电流，任何物质的分子中都存在着环形电流（分子电流），每个分子电流就相当于一个基元磁体，当这些分子电流作规则排列时，宏观上便显示出磁性。 磁矩 磁场方向：磁场沿磁感应线的方向，磁铁磁场 由 N极指向 S极，载流导线磁场满足右手螺旋法则。 磁力：磁场中磁体、电流、运动电荷都会受到磁场力作用。 Inenm IS eS N I I 二、毕奥萨伐尔定律 。

18、第十章 稳恒磁场（二）,回顾,磁场的GS定理,它表明磁场是无源场，即单磁极是不存在的。,重点放在用毕沙定律求出的两个典型的载流导线的磁感应强度： （1）载流直导线的场； （2）圆形电流的场,有了这两种典型的载流导体的场，再加上磁场叠加原理，就可以求出较复杂的载流导体的场。,四、Ampere环路定理,构成回路的每一线元 与它所在处的 之间的夹角为0,两点启示 :,1) 的线积分值与闭合路。

19、 稳 恒 磁 场 自测 题一、选择题（共 30 分） （单选）1、 （本题 3 分）均匀磁场的感应强度 B垂直于半径为 r 的圆面，今以该圆周为边线，作一半球面（开口）S，则通过 S 面的磁通量的大小为(A) 2r 2B (B) r 2B (C) 0 (D) 无法确定的量。 B 2、 （本题 3 分）边长为 l 的正方形线圈，分别用图示两种方式通以电流 I（其中 ab、cd 与正方形共面） ，在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感应强度的大小分别为(A) B1=0，B 2=0(B) B1=0，B 2= lI0(C) B1= ，B 2=0(D) B1= lI0，B 2= lI0 C 3、 （本题 3 分）电流由长直导线 1 沿半径方向经 a点。

20、,静电荷,运动电荷,稳恒电流,稳恒磁场: 磁场中各点的磁感应强度不随时间变化的磁场.,第5章 稳恒磁场,基本磁现象,(1)磁铁有两个极：N，S。(2)磁极间存在相互作用力：同极相斥，异极相吸。,1819年,奥斯特实验首次发现了电流与磁铁间有力的作用，才逐渐揭开了磁现象与电现象的内在联系。,在历史上很长一段时期里,人们曾认为磁和电是两类截然不同的现象。,1820年7月21日，奥斯特以拉丁文报导了60次实验的结果。,近代的理论和实验都表明,物质间的磁力作用是通过磁场传递的。即,磁场和电场一样,也是物质存在的一种形式。,一切磁现象都起源于电荷。