《大学物理简明教程》答案-赵近芳-1至12章

Q1?C1U1

CC?C2?C3

电容C2与3并联23其上电荷

Q23?Q1

U2?∴

Q23C1U125?50??C23C2335

UAB?U1?U2?50(1?

25)?8635 V

?6-1 在同一磁感应线上，各点B的数值是否都相等?为何不把作用于运动电荷的磁力方向定

?义为磁感应强度B的方向?

?解: 在同一磁感应线上，各点B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B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B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．

-2

x轴正方向，6-3 已知磁感应强度B?2.0Wb·m如题9-6图所示．试

求：(1)通过图中abcd面的磁通量；(2)通过图中befc面的磁通量；(3)通过图中aefd面的磁通量．

解： 如题9-6图所示

习题六

题6-3图

(1)通过abcd面积S1的磁通是 (2)通过befc面积S2的磁通量 (3)通过aefd面积S3的磁通量

?1?B?S1?2.0?0.3?0.4?0.24Wb

???2?B?S2?0

???3?B?S3?2?0.3?0.5?cos??2?0.3?0.5??0.24Wb (或曰?0.24Wb)

??45题6-4图

6-4 如题6-4图所示，AB、CD为长直导线，BC为圆心在O点的一段圆弧形导线，其半径为R．若通以电流I，求O点的磁感应强度．

?解：如题9-7图所示，O点磁场由AB、BC、CD三部分电流产生．其中

??B产生 1?0 AB

?I产生B2?0，方向垂直向里 CD

12R?I?I3??)，方向?向里 段产生 B3?0(sin90?sin60)?0(1?CD

R2?R24?2?I3??)，方向?向里． ∴B0?B1?B2?B3?0(1?2?R266-5 在真空中，有两根互相平行的无限长直导线L1和L2，相距0.1m，通有方向相反的电

流，I1=20A,I2=10A，如题9-8图所示．A，B两点与导线在同一平面内．这两点与导线L2的距离均为5.0cm．试求A，B两点处的磁感应强度，以及磁感应强度为零的点的位置．

?解：如题6-5图所示,BA方向垂直纸面向里

?0I1?0I2BA???1.2?10?4T

2?(0.1?0.05)2??0.05?(2)设B?0在L2外侧距离L2为r处

?0I?I?2?0 则

2?(r?0.1)2?r解得 r?0.1 m

题6-5图

题6-6图

6-6 如题6-6图所示，两根导线沿半径方向引向铁环上的A，B两点，并在很远处与电源相连．已知圆环的粗细均匀，求环中心O的磁感应强度． 解： 如题9-9图所示，圆心O点磁场由直电流A?和B?及两段圆弧上电流I1与I2所产生，但A?和B?在O点产生的磁场为零。且

I1电阻R2???. I2电阻R12????I1产生B1方向?纸面向外

?I(2???)B1?01，

2R2??I2产生B2方向?纸面向里

?0I2?

2R2?BI(2???)?1 ∴ 1?1B2I2?B2?有 B0?B1?B2?0

6-7 设题6-7图中两导线中的电流均为8A，对图示的三条闭合曲线a,b,c，分别写出安培

环路定理等式右边电流的代数和．并讨论：

????(1)在各条闭合曲线上，各点的磁感应强度B的大小是否相等?

?(2)在闭合曲线c上各点的B是否为零?为什么?

??解： ?B?dl?8?0

a???B?dl?8?0

ba

c?(1)在各条闭合曲线上，各点B的大小不相等．

???(2)在闭合曲线C上各点B不为零．只是B的环路积分为零而非每点B?0．

???B?dl?0

题6-7图

6-8 一根很长的同轴电缆，由一导体圆柱(半径为a)和一同轴的导体圆管(内、外半径分别 为b,c)构成，如题6-8图所示．使用时，电流I从一导体流去，从另一导体流回．设电流都是均匀地分布在导体的横截面上，求：(1)导体圆柱内(r＜a),(2)两导体之间(a＜r＜b)，（3）导体圆筒内(b＜r＜c)以及(4)电缆外(r＞c)各点处磁感应强度的大小

??解： ?B?dl??0?I

LIr2(1)r?a B2?r??02

RB?(2) a?r?b B2?r??0I

?0Ir 22?R?0I 2?rB?r2?b2??0I (3)b?r?c B2?r???0I22c?b?0I(c2?r2) B?222?r(c?b)(4)r?c B2?r?0

B?0

题6-8图 题6-9图

?6-9 在磁感应强度为B的均匀磁场中，垂直于磁场方向的平面内有一段载流弯曲导线，电流为I，如题6-9图所示．求其所受的安培力．

?解：在曲线上取dl

???b则 Fab??Idl?B

a??????∵ dl与B夹角?dl，B??不变，B是均匀的．

2????bb?∴ Fab??Idl?B?I(?dl)?B?Iab?B

aa方向⊥ab向上，大小Fab?BIab