电磁学练习题(毕奥—萨伐尔定律-(1)) 下载本文

解:将导线分成1、2、3、4四部分,各部分在O点产生的磁感强度设为 B1,B2,B3,B4。 根据叠加原理,O点的磁感强度为 B?B1?B2?B3?B4 (1分)

因B1、B4 均为0,故 B?B2?B3 ,B2?(1/4)(?0I/2R) 方向 ? (3分)

??????????B3?(?0I/4?a)(sin?2?sin?1)?(2?0I/4?R)2??0I/(2?R)方向? (3分)

其中a?R/2 ,sin?2?sin(?/4)?2/2 ,sin?1?sin(??/4)??2/2

B?(?0I/8R)?(?0I/2?R)?(?0I/2R)(1/4?1/?)方向? (3分)

19.有一个长为b、线密度为?的带电线段AB,可绕一端距离为a的O点旋转,如图所示。设旋转角速度为?,转动过程中线段A端距轴O的距离a保持不变,试求带电线段在O点产生的磁感应强度。

解:由于带电线段AB不同位置绕O点转动的线速度不同,在AB上任取一线元dr,它跟O点的距离为r,如图所示,其上带电量为dq??dr

当AB以角速度?旋转时,dq形成环形电流,其电流强度为 dI??dq???dr (3分) 2?2??0dI2r根据圆电流在圆心O的磁感应强度为 dB?有

dB????0dr4?r???04? (3分)

带电线段AB旋转时在O点的总磁感应强度为 B0?dB???a?badr???0a?b (3分) ?lnr4?a方向垂直纸面向里(当??0时)。 (1分)

20.如图所示,一个无限长直导线,其中部被弯成半圆形状,环的半径r?10cm,当导线中通有电流4A时,求垂直于环面的轴线上距离O点为40cm处的P点的磁感应强度大小。

解:半圆弧在P点产生的磁感应强度

Bx???0Ir24d3??1.79?10?7T (2分)

By?0 (1分)

Bz???0Irx?7??4.56?10T (2分) 32?dr2?x2

式中d?两段直电流在P点产生的磁感应强度,只有z分量

?Id?r?Bz??0???1.52?10?6T (2分)

2?xdP点的总磁感应强度的大小为

?2B?Bx?(BZ?BZ)2?1.98?10?6T (3分)