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1、電磁場(chǎng)作業(yè)答案1第5章恒定電流的磁場(chǎng)5.1簡(jiǎn)述安培力定理答:答:在真空中有兩個(gè)通有恒定電流I1和I2的細(xì)導(dǎo)線回路,它們的長(zhǎng)度分別是l1和l2。通有電流I1的回路對(duì)通有電流I2的回路的作用力F12是?????21201122012)(4llRIIRdldlF??5.2一個(gè)半徑為a的圓線圈,通有電流I,求圓線圈軸線上任一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。解:解:根據(jù)電流的對(duì)稱性,采用圓柱坐標(biāo)系,坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在圓形線圈的圓心,Z軸與線圈軸線重合,場(chǎng)點(diǎn)P的坐標(biāo)為
2、,取一個(gè)電流元,源點(diǎn)坐標(biāo)為)0(z?'?Iad如題52圖所示,則,)(0'?arzaeZe?R=rzrzReeeRaeRZRRe??sincos?????zarasrzasBeRdIueRdIuReeXedIudB20224sin4cos4)sin(cos??????????????????zazazaeRIudeRIueRdIuB20202020202sin4sin4sin??????????????Ra??sin22zaR??ZZa
3、ezaIaUeRIUB23222020)(22sin????當(dāng)z=0時(shí),ZeaIaUB23220)(2?5.3簡(jiǎn)述洛侖茲力答:答:電荷以某一速度v在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng),磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力,這種作用力稱為洛侖茲力,洛侖茲力與運(yùn)動(dòng)電荷垂直。所以,他不作功,只改變運(yùn)動(dòng)電荷的方向,不改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度。5.4矢量磁位與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系是什么?答:答:矢量磁位的旋度是磁感應(yīng)強(qiáng)度5.5已知某一電流在空間產(chǎn)生的矢量磁位A,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B。()xyzexye
4、yxeAzyx422???解:解:)4()(22zyxzyxxyzeexyyexezeyexAB???????????????=zyxxzyzexyyzexzexzeexyzeey)(44442222????????5.6有一根長(zhǎng)位2L的細(xì)直導(dǎo)線與柱坐標(biāo)的z軸重合,導(dǎo)線的中心在坐標(biāo)原點(diǎn)。設(shè)導(dǎo)線中通有電流I,方向沿z軸的方向。1)zxyαaθRdBPoIIαdα題52圖電磁場(chǎng)作業(yè)答案3解:先求內(nèi)導(dǎo)體中的磁場(chǎng)強(qiáng)度表示式。由式在內(nèi)導(dǎo)體中取一半
5、徑為ρ的圓形回路,它必與某一條H線相重dsJdlHsfl?????合,并使積分路徑沿著H線的方向。同時(shí)由于對(duì)稱性,路徑上的H是常量。另外,在恒定電流的情況下,導(dǎo)體截面上的Jf是常量。故上式變?yōu)?22???????aIH即得到[安米]和[特](0≤ρ≤a)222??aIH?22002????aIHB??采用同樣的方法,可求得內(nèi)外導(dǎo)體之間的磁場(chǎng)[安米]??2IH?[特](0≤ρ≤b)????2IHB??在ρ0同理當(dāng)Z0ysfeJB021??
6、?ysfeJB021??5.11什么是磁化強(qiáng)度?答:答:?jiǎn)挝惑w積內(nèi)磁偶極矩的矢量和。???????mpM0lim5.12簡(jiǎn)述恒定電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的邊界條件答:答:說明在分界面上磁感應(yīng)強(qiáng)度B的法向分量總是連續(xù)的。nnBB21?說明當(dāng)分界面上有傳導(dǎo)面電流時(shí),H的切向分量是不連續(xù)的。sfttJHH??21當(dāng)分界面上沒有傳導(dǎo)面電流時(shí),H的切向分量是連續(xù)的,即:。021??ttHH說明標(biāo)量磁位在分界面上總是連續(xù)的。21mm???5.13簡(jiǎn)述自感現(xiàn)象
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