大学物理答案第11章.doc

大学物理答案第11章,大学物理第十三章答案,大学物理第十二章答案,大学物理第10章答案,大学物理第十一章答案,大学物理13章答案,大学物理十一章答案,大学物理第9章答案,大学物理下册第十一章答案,大学物理第十一章课后答案11-1 两根长度相同的细导线分别多层密绕在半径为R 和r 的两个长直圆筒上形成两个螺线管,两个螺线管的长度相同,R =2r,螺线管通过的电流相同为I,螺线管中的磁感强度大小满足( )
(A) (B) (C) (D)
分析与解在两根通过电流相同的螺线管中,,用两根长度相同的细导线绕成的线圈单位长度的匝数之比
因而正确答案为(C).
11-2 一个半径为r的半球面如图放在均匀磁场中,通过半球面的磁通量
为( )
(A) (B)
(C) (D)
题 11-2 图
分析与解作半径为r 的圆S′与半球面构成一闭合曲面,根据磁场的高斯定理,磁感线是闭合曲线,闭合曲面的磁通量为零,即穿进半球面S 的磁通量等于穿出圆面S′的磁通量;.因而正确答案为(D).
11-3 下列说法正确的是( )
(A) 闭合回路上各点磁感强度都为零时,回路内一定没有电流穿过
(B) 闭合回路上各点磁感强度都为零时,回路内穿过电流的代数和必定为零
(C) 磁感强度沿闭合回路的积分为零时,回路上各点的磁感强度必定为零
(D) 磁感强度沿闭合回路的积分不为零时,回路上任意一点的磁感强度都不可能为零
分析与解由磁场中的安培环路定律,磁感强度沿闭合回路的积分为零时,回路上各点的磁感强度不一定为零;闭合回路上各点磁感强度为零时,(B).
11-4 在图(a)和(b)中各有一半径相同的圆形回路L1 、L2 ,圆周内有电流I1 、I2 ,其分布相同,且均在真空中,但在(b)图中L2 回路外有电流I3 ,P1 、P2 为两圆形回路上的对应点,则( )
(A) ,
(B) ,
(C) ,
(D) ,
题 11-4 图
分析与解由磁场中的安培环路定律,积分回路外的电流不会影响磁感强度沿回路的积分;(C).
11-5 半径为R 的圆柱形无限长载流直导体置于均匀无限大磁介质之中,若导体中流过的恒定电流为I,磁介质的相对磁导率为μr (μr<1),则磁介质内的磁化强度为( )
(A) (B)
(C) (D)
分析与解利用安培环路定理可先求出磁介质中的磁场强度,再由M=(μr-1)H 求得磁介质内的磁化强度,因而正确答案为(B).
11-6 北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道,当环中电子流强度为8 mA 时,在整个环中有多少电子在运行? 已知电子的速率接近光速.
分析一个电子绕存储环近似以光速运动时,对电流的贡献为,因而由,
可解出环中的电子数.
解通过分析结果可得环中的电子数
11-7 已知铜的摩尔质量M = g·mol-1 ,密度ρ= g· cm-3 ,在铜导线里,假设每一个铜原子贡献出一个自由电子,(1)为了技术上的安全,铜线内最大电流密度,求此时铜线内电子的漂移速率vd ;(2) 在室温下电子热运动的平均速率是电子漂移速率vd的多少倍?
分析一个铜原子的质量,其中NA 为阿伏伽德罗常数,由铜的密度ρ可以推算出铜的原子数密度
根据假设,每个铜原子贡献出一个自由电子,其电荷为e,.
将电子气视为理想气体,根据气体动理论,电子热运动的平均速率
其中k 为玻耳兹曼常量,me .
解(1) 铜导线单位体积的原子数为
电流密度为jm 时铜线内电子的漂移速率
(2) 室温下(T=300 K)电子热运动的平均速率与电子漂移速率之比为
,.
11-8 有两个同轴导体圆柱面,它们的长度均为20 m, mm,外圆柱面的半径为
μA电流沿径向流过, mm的圆柱面上的电流密度.
题 11-8 图
分析如图所示是同轴柱面的横截面,电流密度j
恒定电流的连续性,在两个同轴导体之间的任意一个半径为r 的同轴圆柱面上流过的电流I 都相等,因此可得
解由分析可知,在半径r = mm的圆柱面上的电流密度
11-9 如图所示,已知地球北极地磁场磁感强度B ×10-,此电流有多大? 流向如何?
解设赤道电流为I,则由教材第11-4节例2 知,圆电流轴线上北极点