题目
7 单选(5分)一半径为R的无限长圆柱形导线上通有恒定电流I,导线材料是均-|||-匀的,相对磁导率为μr,周围是真空。下列关于该导线表面上的面磁化电-|||-流密度的说法中,正确的是-|||-A.大小为 ((mu )_(r)-1)dfrac (1)(2pi R) 若 (mu )_(r)gt 1, 其方向与传导电流相同。-|||-B.大小为 ((mu )_(n)-1)dfrac (1)(2pi R) 若 mu lt 1, 其方向与传导电流相同。-|||-o c.大小为 (mu -1)dfrac (1)(pi {R)^2} 若 μr<1, 其方向与传导电流相同。-|||-二 D.大小为 ((mu )_(r)-1)dfrac (1)(pi {R)^2} 若mu gt 1, 其方向与传导电流相同。

题目解答
答案

解析
步骤 1:计算磁化电流密度
磁化电流密度 \( m \) 可以通过磁化强度 \( M \) 与磁导率 \( \mu \) 的关系来计算。磁化强度 \( M \) 与磁场强度 \( H \) 的关系为 \( M = (\mu_r - 1)H \),其中 \( \mu_r \) 是相对磁导率。磁场强度 \( H \) 可以通过安培环路定理计算,对于无限长圆柱形导线,磁场强度 \( H \) 为 \( H = \frac{I}{2\pi R} \)。因此,磁化电流密度 \( m \) 为:
\[ m = (\mu_r - 1)H = (\mu_r - 1) \frac{I}{2\pi R} \]
步骤 2:确定磁化电流方向
磁化电流的方向与外加磁场的方向成右手螺旋关系。由于磁化电流的方向与传导电流的方向一致,因此当 \( \mu_r < 1 \) 时,磁化电流的方向与传导电流相同。
步骤 3:选择正确的选项
根据上述计算和分析,磁化电流密度的大小为 \( (\mu_r - 1) \frac{1}{2\pi R} \),且当 \( \mu_r < 1 \) 时,其方向与传导电流相同。因此,正确的选项是 B。
磁化电流密度 \( m \) 可以通过磁化强度 \( M \) 与磁导率 \( \mu \) 的关系来计算。磁化强度 \( M \) 与磁场强度 \( H \) 的关系为 \( M = (\mu_r - 1)H \),其中 \( \mu_r \) 是相对磁导率。磁场强度 \( H \) 可以通过安培环路定理计算,对于无限长圆柱形导线,磁场强度 \( H \) 为 \( H = \frac{I}{2\pi R} \)。因此,磁化电流密度 \( m \) 为:
\[ m = (\mu_r - 1)H = (\mu_r - 1) \frac{I}{2\pi R} \]
步骤 2:确定磁化电流方向
磁化电流的方向与外加磁场的方向成右手螺旋关系。由于磁化电流的方向与传导电流的方向一致,因此当 \( \mu_r < 1 \) 时,磁化电流的方向与传导电流相同。
步骤 3:选择正确的选项
根据上述计算和分析,磁化电流密度的大小为 \( (\mu_r - 1) \frac{1}{2\pi R} \),且当 \( \mu_r < 1 \) 时,其方向与传导电流相同。因此,正确的选项是 B。