第7章作业解答(2)VIP免费

《物理学》（上册）P291习题7-9P291习题7-10P291习题7-11P292习题7－157-9已知地球北极地磁场磁感强度B的大小为56.010T如图所示，如设此地磁场是由地球赤道上一圆电流所激发，此电流的多大？流向如何？BNRI解：设赤道的电流为I，则由中册P132例2知，圆电流在其轴线上北极点N处的磁感强度B的大小B为：2022322()IRBRR042IR所以，赤道上的等效圆电流I为：042RBI657426.38106.01043.141091.7310（A）由于在地球内部，地磁场由南极指向北极，根据右手螺旋法则可判断出赤道圆电流的方向由西向东，即与地球自转方向一致。7-10如图所示，有两根导线沿半径方向接到铁环有a、b两点，并与很远处的电源相接；求环心O的磁感强度。1acblabRO1I2Icdef解：如右图，设，则l1的电阻R1为：11lRSl2的电阻R2为：22lRS由于l1两端的电势差与l2两端的2adbl电势差相同，有：12abUUU即：1122IRIR1122IlIl直线fa段和be段，由于其延长线通过O点，所以这两段电流在O点产生的磁感强度都为零；由于直线fe段离O点较远，可以看作为无限远，所以直线fe段电流在O点产生的磁感强度也为零；abRO1I2Icdef1acbl段在O处产生01114IlBR方向：垂直纸面向里；02224IlBR2adbl方向：垂直纸面向外；圆弧的磁感强度的大小为：圆弧段在O处产生的磁感强度的大小为：所以，圆心O处的磁感强度为：120BBB1B7-11如图所示，几种载流导线在平面内分布，电流均为I,它们在点O的磁感强度各为多少？OIIR(a)解：长直导线在O点产生的磁感强度为零。则00142IBR08IR(a)RIOI(b)(b)方向：向外。00022IIBRR方向：向里。ORII(c)(c)0000444IIIBRRR0024IIRR则方向：向外。方向：向外。7－15如图所示，载流长直导线的电流为I；试求通过矩形面积的磁通量。02IBxI1d2dl解：如右图所示，在矩形面积中的x处取宽度为dx的元面积，长直电流I在此元面积上的磁感强度的大小为：方向：垂直纸面向里；则，通过此元面积的磁通量为：mdBdS02Ildxx矩形平面的总磁通量为：2102ddIldxxmmd021ln2IlddxxodxP294习题7－29P292习题7-17P293习题7－227－17有一同轴电缆，其尺寸如图所示，两导体中的电流均为I,但电流的流向相反，导体的磁性可不考虑。试计算以下各处的磁感强度：（1）1;rR12(2);RrR233(3);(4).RrRrR画出Br图线。解：0BdlI由安培环路定理得：2BrI210212IBrrR1;rR0121IrBR取半径为r的同心园为闭合路径，（1）1R2R3Rr12(2);RrR202BrI022IBr1R2R3Rr23(3)RrR222302232()2()rRBrIIRR2203322322IRrBrRR3(4)rR402()0BrII40BBr分布曲线如图。Bro1R2R3R7－22已知地面上空某处地磁场的磁感强度40.410BT，方向vBLF向北。若宇宙射线中有一速率715.010vms的质子，垂直地通过该处。求（1）洛伦磁力的方向；（2）洛伦磁力的大小，并与该质子受到的万有引力相比较。解：（1）由LFqvB可知洛伦磁力LF的方向为vB的方向（2）洛伦磁力的大小为016903.210LFqvBSinN在地球表面质子受到的万有引力为261.6410PGmgN因为101.9510LFG所以质子受到的洛伦磁力远大于万有引力（重力）。（如图）。7－29如图所示，一根长直导线载有电流I1=30A，矩形回路载有电流I2=20A；试计算作用在回路上的合力。已知d=1.0cm，b=8.0cm，l=0.12m；1Fdbl1I2I1F2F3F4F解：矩形上、下两段导线受到的安培力和2F是一对平衡力，合力为零；矩形左边段导线受到的安培力3F的01232IIlFd3F的方向为：向左（如图）矩形右边段导线受到的安培力4F的大小F4为：01242()IIlFdb4F的方向为：向右（如图）大小F3为：所以，矩形回路受到磁场合力的大小为：所以合力的方向为：34FFF01201222()IIlIIlddb0122()IIlbddb70.120.0821030200.01(0.010.08)...