题目
一长直圆柱状导体,半径为R,其中通有电流I,并且在其横截面上电流密度均匀分布。求导体内、外磁感应强度的分布。解 电流的分布具有轴对称性,可以运用安培环路定理求解。以轴线上一点为圆心、在垂直于轴线的平面内作半径为r的圆形环路,如图10-12所示,在该环路上运用安培环路定理:在圆柱体内部:=d=B2pi =hdfrac (1)(pi {R)^2}pi (r)^2,由上式解得:=d=B2pi =hdfrac (1)(pi {R)^2}pi (r)^2(当 =d=B2pi =hdfrac (1)(pi {R)^2}pi (r)^2时).在圆柱体外部:=d=B2pi =hdfrac (1)(pi {R)^2}pi (r)^2 ,由上式解得:=d=B2pi =hdfrac (1)(pi {R)^2}pi (r)^2(当 =d=B2pi =hdfrac (1)(pi {R)^2}pi (r)^2时) .=d=B2pi =hdfrac (1)(pi {R)^2}pi (r)^28在同一平面内有一长直导线和一矩形单匝线圈,线圈的长边与长直导线平行,如图所示。若直导线中的电流为=d=B2pi =hdfrac (1)(pi {R)^2}pi (r)^2A,矩形线圈中的电流为=d=B2pi =hdfrac (1)(pi {R)^2}pi (r)^2A,求矩形线圈所受的磁场力。
一长直圆柱状导体,半径为R,其中通有电流I,并且在其横截面上电流密度均匀分布。求导体内、外磁感应强度的分布。
解 电流的分布具有轴对称性,可以运用安培环路定理求解。以轴线上一点为圆心、在垂直于轴线的平面内作半径为r的圆形环路,如图10-12所示,在该环路上运用安培环路定理:
在圆柱体内部:,
由上式解得:(当
时).
在圆柱体外部: ,
由上式解得:(当
时) .
8在同一平面内有一长直导线和一矩形单匝线圈,线圈的长边与长直导线平行,如图所示。若直导线中的电流为
A,矩形线圈中的电流为
A,求矩形线圈所受的磁场力。
题目解答
答案
解:根据题意,矩形线圈的短边bc和da所受磁场力的大小相等、方向相反,互相抵消。所以矩形线圈所受磁场力就是其长边ab和cd所受磁场力的合力。
(2分)
ab边所受磁场力的大小为
方向向左 (3分)
cd边所受磁场力的大小为 方向向右。 (3分)
矩形线圈所受磁场力的合力的大小为
方向沿水平向左。(2分)
9一个半径为R的球体均匀带电,电量为q,求空间各点的电势。
解 先由高斯定理求出电场强度的分布,再由电势的定义式求电势的分布。
在球内: ,根据高斯定理,可列出下式:
,
解得:, 方向沿径向向外。
在球外: ,根据高斯定理,可得:
,
解得:,方向沿径向向外。
球内任意一点的电势:
, (
).