大学物理必考题型加答案 联系客服

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RA

r>RB,E3?qA?qB。

4??0r2qAqB?;

4??0RA4??0RBqA4??0r?qB4??0RB;

(2)由电势叠加原理可得:rRB,?1?

qA?qB。

4??0r15 如题4-2图所示,半径为R1和R2(R1

15解:(1)由高斯定理可得:r

R1 +q +q -q R2 q4??0r2q4??0rq4??0R12; (2分)

r>R2,E3?。 (2分)

(2)由电势叠加原理可得:r

R1

r>R2,?3?。 (2分)

16、如图所示求无限长圆柱面电流的磁场分布。设圆柱面半径为a,面上均匀分布的总电流为I。

16解:(1)对无限长圆柱面外距离轴线为r(r?R)的一点P来说,根据安培环路定理

?L??B?dl?B2?r??0I

故得 B??0I 2?r

(2)P点在圆柱面的内部时,即r?R

L?? ?B?dl?B2?r?0

故得 B?0

17、两平行直导线相距d=40cm,每根导线载有电流I1= I2=20A,如题4-3图所示。求: (1)两根导线所在平面内与该两导线等距离的一点处的磁感应强度; (2)通过图中斜线所示面积的磁通量。(设r1=r3=10cm,L=25cm。)

d

I2 L I1

r1 r2 r3

题4-3图

17、解:(1)在两导线所在平面内与两导线等距离处的磁场为

?0I2?4??10?7?20B0?2??4.0?10?5T

2?d/2??0.4(2)所求磁通量为

r1?r2???0Ilr1?r2?0I ??2?B?ds?2?ldr?ln2?r?r1r1 ?2.2?10Wb

18、将一无限长直导线弯成题4-4图所示的形状,其上载有电流I,计算圆心0处的磁感应强度的大小。 O

题18图

18解:如图所示,圆心O处的B是由长直导线AB、DE和1/3圆弧导线BCD三部分电流产生的磁场叠加而成。

圆弧导线BCD在O点产生的磁感应强度B1的大小为 B1??61?0I?0I? 方向垂直纸面向里。 32r6r载流长直导线AB在O点产生磁感应强度B2的大小为 B2??0I(cos?1?cos?2) 4?a5?r0;a?rcos60? 62其中?1?0,?2? B2??0I3(1?) 方向垂直纸面向里。 2?r2 同理,载流长直导线DE在O点产生磁感应强度B3的大小为

B3??0I3(1?) 方向垂直纸面向里。 2?r2 O点的合磁感强度的大小为 B?B1?B2?B3 ??0I6r??0I3(1?)?2 2?r2 方向垂直纸面向里。

?0.21

?0Ir19半径为R的圆片上均匀带电,面密度为?,若该片以角速度?绕它的轴旋转如题4-4图所示。求轴线上距圆片中心为x处的磁感应强度B的大小。

x ? R ?

19解:在圆盘上取一半径为r、宽度为dr的细环,所带电量为 dq??2?rdr 细环转动相当于一圆形电流,其电流大小为

dI??2?rdr

它在轴线上距盘心为x处产生的磁感应强度大小为

????rdr2?

?0r2dI?0r2?0??r3dB????rdr?dr223/2223/2223/22(r?x)2(r?x)2(r?x)

总的磁感应强度大小为

B??0??2?R0?0??R2?2x2r3dr?(?2x)

222(r2?x2)3/2R?x

20、电缆由导体圆柱和一同轴的导体圆筒构成,使用时电流I从导体流出,从另一导体流回,