题目
均匀磁场的磁感强度B垂直于半径为r的圆面。今以该圆周为边线,作一半球面s,则通过S‘面的磁通量的大小为()。A. 2πr2B(B. πr2B(C. 0(D. 无法确定的量
均匀磁场的磁感强度B垂直于半径为r的圆面。今以该圆周为边线,作一半球面s,则通过S‘面的磁通量的大小为()。
A. 2πr2B(
B. πr2B(
C. 0(
D. 无法确定的量
题目解答
答案
B. πr2B(
解析
考查要点:本题主要考查对磁场中磁通量概念的理解,以及如何计算非平面曲面的磁通量。关键在于理解均匀磁场的性质和高斯定理的应用。
解题核心思路:
- 均匀磁场的磁感线是平行且均匀分布的,穿过任意闭合曲面的磁通量总和为零(磁通量的高斯定理)。
- 题目中的半球面$S'$与原圆面共同构成闭合曲面时,总磁通量为零。因此,半球面的磁通量等于原圆面磁通量的相反数。
- 原圆面的磁通量为$\Phi_{\text{圆}} = B \cdot \pi r^2$,故半球面的磁通量大小为$\pi r^2 B$。
关键步骤分析
-
原圆面的磁通量:
磁场$B$垂直于圆面,磁通量为:
$\Phi_{\text{圆}} = B \cdot S_{\text{圆}} = B \cdot \pi r^2.$ -
闭合曲面的磁通量:
若将半球面$S'$与原圆面视为闭合曲面,则总磁通量为零:
$\Phi_{\text{半球}} + \Phi_{\text{圆}} = 0.$ -
半球面的磁通量:
由此可得:
$\Phi_{\text{半球}} = -\Phi_{\text{圆}} = -B \cdot \pi r^2.$
题目要求磁通量的大小,故为$\pi r^2 B$。