《物理學(xué)》（上冊(cè)）習(xí)題解答-

《物理學(xué)》（上冊(cè)）P291習(xí)題7-9P291習(xí)題7-10P291習(xí)題7-11P292習(xí)題7－157-9已知地球北極地磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度的大小為如圖所示，如設(shè)此地磁場(chǎng)是由地球赤道上一圓電流所激發(fā)，此電的多大？流向如何？解：設(shè)赤道的電流為I，則由中冊(cè)P132例2知，圓電流在其軸線上北極點(diǎn)N處的磁感強(qiáng)度的大小B為：所以，赤道上的等效圓電流I

為：（A）由于在地球內(nèi)部，地磁場(chǎng)由南極指向北極，根據(jù)右手螺旋法則可判斷出赤道圓電流的方向由西向東，即與地球自轉(zhuǎn)方向一致7-10如圖所示，有兩根導(dǎo)線沿半徑方向接到鐵環(huán)有a、b

兩點(diǎn)，并與很遠(yuǎn)處的電源相接；求環(huán)心O

的磁感強(qiáng)度。，解：如右圖，設(shè)則l1的電阻R1為：l2的電阻R2為：由于l1兩端的電勢(shì)差與l2兩端的電勢(shì)差相同，有：即：直線fa

段和be

段，由于其延長(zhǎng)線通過(guò)O

點(diǎn)，所以這兩段電流在O

點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度都為零；由于直線fe

段離O

點(diǎn)較遠(yuǎn)，可以看作為無(wú)限遠(yuǎn)，所以直線fe電流在O

點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度也為零；段在O

處產(chǎn)生圓弧的磁感強(qiáng)度的大小為：方向：垂直紙面向里；圓弧段在O

處產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的大小為：方向：垂直紙面向外；所以，圓心O

處的磁感強(qiáng)度為：OIIR(a)7-11

如圖所示，幾種載流導(dǎo)線在平面內(nèi)分布，電流均為I,它們?cè)邳c(diǎn)O的磁感強(qiáng)度各為多少？解：(a)長(zhǎng)直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為零。RIOI(b)(b)方向：向里。ORII(c)(c)則方向：向外。方向：向外。7－15如圖所示，載流長(zhǎng)直導(dǎo)線的電流為I

；試求通過(guò)矩形積的磁通量。解：如右圖所示，在矩形面積中的x處取寬度為dx

的元面積，長(zhǎng)直電流I在此元面積上的磁感強(qiáng)度的大小為：方向：垂直紙面向里；則，通過(guò)此元面積的磁通量為：矩形平面的總磁通量為：P292習(xí)題7-17P293習(xí)題7－22P294習(xí)題7－297－17有一同軸電纜，其尺寸如圖所示，兩導(dǎo)體中的電流均為但電流的流向相反，導(dǎo)體的磁性可不考慮。試計(jì)算以下各處的磁畫(huà)出強(qiáng)度：（1）圖線。解：取半徑為r的同心園為閉合路徑，由安培環(huán)路定理得：（1）rr分布曲線如圖。Bro，方向7－22

已知地面上空某處地磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度向北。若宇宙射線中有一速率的質(zhì)子，垂直地通過(guò)該處。求（1）洛倫磁力的方向；（2）洛倫磁力的大小，并與該質(zhì)子受到的萬(wàn)有引力相比較。解：（1）由的方向?yàn)椋?）洛倫磁力的大小為在地球表面質(zhì)子受到的萬(wàn)有引力為因?yàn)樗再|(zhì)子受到的洛倫磁力遠(yuǎn)大于萬(wàn)有引力（重力）?？芍鍌惔帕Φ姆较颍ㄈ鐖D）。7－29

如圖所示，一根長(zhǎng)直導(dǎo)線載有電流I1=30A

，矩形回路載有電流I2=20A

；試計(jì)算作用在回路上的合力。已知d

=1.0

cmb=8.0

cm

，l=0.12

m

；解：矩形上、下兩段導(dǎo)線受到的安培力和

是一對(duì)平衡力，合力為零；矩形左邊段導(dǎo)線受到的安培力的大小F3為：的方向?yàn)椋合蜃螅ㄈ鐖D）矩形右邊段導(dǎo)線受到的安培力的大小F4為：的方向?yàn)椋合蛴遥ㄈ鐖D）所以，矩形回路受到磁場(chǎng)合力的大小為：由于，所以合力的方向?yàn)椋合蜃?，即矩形回路電流被長(zhǎng)直電流吸引。11－35

一半徑為R的薄圓盤(pán)，放在磁感強(qiáng)度為

的均勻磁場(chǎng)中的方向與盆面平行。在園盆表面上，電荷面密度為

。若圓盤(pán)以角速度

繞通過(guò)盆心并垂直盤(pán)面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。求證作