发布时间 : 星期六 文章大学物理 施健青主编(下册)练习解答更新完毕开始阅读
大学物理（下册）练习解答
练习22 毕奥—萨伐尔定律
22-1 （1）D；（2）A；（3）B 22-2 （1）B??I?I?I3?0I-；（2）1.71×105 T；（3）B0?0?0?0；（4）B = 0
4R14R24?R28?aNdr
R2?R122-3 解：以O为圆心，在线圈所在处作一半径为r的圆．则在r到r + dr的圈数为
由圆电流公式得
dB?R2?0NIdr2r(R2?R1)
B?R1?2r(R?0NIdr2?R1)??0NI2(R2?R1)lnR2 R1方向⊙
22-4 解：利用无限长载流直导线的公式求解。
x (1) 取离P点为x宽度为dx的无限长载流细条，它的电流 d di??dx
x (2) 这载流长条在P点产生的磁感应强度 dB??0di2?x??0?dx2?xx O P
方向垂直纸面向里。
(3) 所有载流长条在P点产生的磁感强度的方向都相同，所以载流平板在P点产生的磁感强度
B??dB??0?2?xa?b?bdx?0?a?b?ln 2?xbx方向垂直纸面向里。
22-5 解：(1) 对r～r+dr段，电荷 dq = ? dr，旋转形成圆电流．则 dI?它在O点的磁感强度 dB0?dq????dr 2?2? O r a dr b ?0dI2r????0dr4?r
a?b??B0??dB0?方向垂直纸面向内。
(2) dpm??rdI?2???04??adr???0a?b?ln
4?ar
1??r2dr 225
a?b pm?dpm?方向垂直纸面向内。
??a1??r2dr???[(a?b)3?a3]/6 2a?bb?，有 aa???b??0q B0?0 ?4?a4?a(3) 若a >> b，则ln过渡到点电荷的情况。
同理在a >> b时， (a?b)?a(1?3b/a)，则 pm?33??6a3?3b1?q?a2 a2也与点电荷运动时的磁矩相同。
练习23 磁通量、磁场的高斯定理和安培环路定律
23-1 （1）B；（2）D 23-2 （1）?R2c；（2）?12（3）?0rI/(2?R1)，0 B?R2；
2Rx?R 23-3 解：设x为假想平面里面的一边与对称中心轴线距离
???BdS??B1ldr?x?Bldr
2R2?R2?IB2?0 (导线外)
2?r?Il?Ilx?R??02(R2?x2)?0ln
2?R4?R令 d? / dx = 0， 得? 最大时
B1??0Ir (导线内)
x?1(5?1)R 223-4 解：(1) 在环内作半径为r的圆形回路, 由安培环路定理得
B?2?r??NI， B??NI/(2?r)
在r处取微小截面dS = bdr,
dΦ?BdS??NI2?rbdr
Φ??BdS?S?NI2?rbdr??NIb2?lniR2 R1(2) 同样在环外( r < R1 和r > R2 )作圆形回路，由于 B?2?r?0 ∴ B = 0
23-5 解：圆电流产生的磁场
?I?0
B1??0I2/(2R) ⊙
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长直导线电流的磁场
B2??0I2/(2?R) ⊙
导体管电流产生的磁场
B3??0I1/[2?(d?R)]所以，圆心Ｏ点处的磁感强度
?
B?B1?B2?B3 ??0I2(R?d)(1??)?RI12??R(R?d)
练习24 磁场对运动电荷的作用、霍尔效应
24-1 （1）C；（2）B；（3） D
24-2 （1）匀速直线，匀速率圆周，等距螺旋线；（2）0.80×10
--13
（3）f?k N；
?0e2v4πa2，
垂直向上；（4）3.08×1013 J ；（5）2?mvcos?/(eB)，mvsin?/(eB)；（6）z轴正方向；（7）n，p
24-3 解：电子进入磁场作圆周运动，圆心在底边上．当电子轨迹 与上面边界相切时，对应最大速度，此时有如图所示情形。
R (l?R)sin45??R
O 45° ∴ R?l/(2?1)?(2?1)l R O′ l 由 R?mv/(eB)，求出v最大值为
v?24-5 解：(1) p型半导体
eBRleB ?(2?1)mm (2) U?KIB a1K?
n0qIBn0??2.82?1020 m-3
aqU练习25 磁场对电流的作用、磁介质
25-1 （1）C；（2）B 25-2 （1）
2aIB；（2）pm?1122?I(R2?R12)，Mm??IB(R2?R12)；（3）22e2Br-；（4）9.34×1019 Am2，相反；（5）0.226 T，300 A/m
4??0me 25-3 解：对OO＇轴而言,重力矩为
M1?2a?gS?磁力矩为
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1asin??a?gSasin??2Sa2?gsin? 2 M2?BIasin(???)?IaBco?s 平衡时，M1?M2 。所以
21222Sa2?gsin??Ia2Bcos? B?2S?gtg?/I?9.35?10?3 T
25-4 解：(1) M?pm?B(2)
M(t)?Bpmsin?t??a2BI0sin2?t
P?Md?/dt?M??BI0??a2sin2?t
TP?(1/T)?BI0??a2sin2?tdt??1BI0??a2 2 25-5 解：(1) 设磁场强度为H，磁感强度为B
H = nI = NI / l B = ?0?rH =?0?r IN / l
铁环的周长远大于横截面半径，所以在横截面内可以认为磁场是均匀的。所以
?6 Φ?B?S?S?0?rIN/l?1.21?10 Wb
(2) M???r?1?H?9.58?10 A?m
-（3）iS＝M＝9.58×103 A·m1
3-1练习26 电磁感应的基本定律、动生电动势
26-1 （1）A；（2）D
26-2 （1）等于，小于；（2）3B?l/8，?3B?l/8，0；（3）相同(或1B?R2)，沿
222曲线由中心向外；（4）一个电源，vBL，洛伦兹力
26-3 解：由题意，大线圈中的电流Ｉ在小线圈回路处产生的磁场可视为均匀的。
?0IR22?IR2 B??223/2223/24?(R?x)2(R?x)?0?r2RI2?0IR22??B?S??r?
2(R2?x2)3/22x3?0小线圈中的感应电动势为
d?3?0?r2IR2dx3?0?r2R2I?i???v 44dt2xdt2x当x =NR时，
?i?3?0?r2Iv/(2N4R2)
26-4 解：(1) 设线圈转至任意位置时圆线圈的法向与磁场之间的夹角为?，则
??B?r2cos?, ???t?2?nt
2 ??B?rcos2?nt
???Nd??NB?r22?nsin2?nt?2?2BNr2nsin2?nt dt?2??NBr2n2?i??sin2?nt?Imsint
RRΤ当线圈转过????时，t =T/4，则
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