大物电磁学课后答案5.ppt

,*,第五章 磁 介 质,5-1 下面的说法是否正确,(1)若闭和曲线内没有包含传导电流,则曲线上各点的,H,必为零.(2)若闭和曲线上各点,H,为零，则该曲线包围的传导电流代数和为零。（3）,H,仅与传导电流有关。,解：（1）若 则,H,不一定为零,（2）回路上总,H,为零，必然为零。,（3）由 知 不仅与传导电流有关,还与磁化电流有关，但 沿环路的积分值只与传导电流有关系。,补充,5.1,有两根铁棒，外形完全相同，其中一根为磁铁，另一根则不是，你怎样辨别他们？（不允许将一根铁棒悬挂起来，也不允许用其他设备。）,解：用甲棒的一端靠近乙棒的中部，若有吸引力，则甲为铁棒，乙为磁棒；若无吸引力，则结论相反。,补充,5.3,把未磁化的铁棒和直棒形状的永久磁铁放在同一均匀磁场中时，分别讨论初始时刻它们受到的力和力矩的作用。,解:棒形永久磁铁与外磁场不平行时，合力为零，单合力矩不为零；若平行，则合力和合力矩均为零。而铁棒在外磁场中很快磁化变为磁棒，结论同上。,补充,5.4,一永久磁铁的磁力强度为,M,如题所示。（1）你能证明1和2两点,H,相等吗？（2）你能根据,B,M,H,三矢量之间的关系分析点3处,B,和,H,的方向吗？,补充,5.2,两种不同磁材料作成的小棒,分别放在磁铁的两个磁极之间,小棒磁化后其方位取向如图,指出哪个是顺磁质,哪个是抗磁质。,N,S,N,S,解:有固有分子磁矩的顺磁质,在,磁场中,分子磁矩转向外磁场方向,故小棒不转;而无分子磁矩组成的抗磁质在外磁场中产生一附近磁场与外磁场方向相反，受排斥而旋转。,5-2 一均匀磁化的介质棒，直径为25毫米，长为75毫米，其总磁矩为1.2,x10,4,安.米,2,，求该棒中的磁化强度。,解：,m=IS=j,m,r,2,j,m,=|=,m=Ml,r,2,M=m/lr,2,=3.3x10,8,(,安/米）,补充,5.5,半径为,R,的磁介质球，均匀磁化，磁化强度为,M,，,M,与,z,轴平行，如题所示。用球坐标表示出介质球表面上的磁化面电流密度，并求出这样分布的磁化棉电流所提供的总磁矩。,R,M,z,解：,j,m,=|=Msin,-+d,所对应的弧,dl=Rd,含有磁化电流，,dI,=j,m,.dl=MRsind,dm=r,2,.dI,=R,2,sin.MRsind=MR,3,sin,3,d,解：（1）,M,1,=M,M,2,=0.B,1,=,0,j,=,0,M,B,2,=0,B=B,0,+B,=B,.H,1,=B,1,/,0,-M=B,1,/-M=0,H,2,=0.,(2),H,3,与,B,3,方向相反。,2,3,1,M,补充,5.6,一环形螺线管，已知,n=,10,3,匝/米，电流,I=,2.0,安，再环内充满磁介质时，,B=,1.0,特斯拉。求（1）放入 磁介质后，环内的,H,M,和,的值。（2）移去磁介质后，环内的,H,M,的值。,解：（1）,H=nI=10,3,x2.0=2.0 x10,3,(,安/米）,H=B/,0,-,M,M,=B/,0,-H=7.9x,10,5,(,安/米）,B=,0,r,H ,r,=B/,0,H=398,（2）,H=nI=,2.0 x10,3,(,安/米）,M=0,r,=1,5-3 中心周长,l10,厘米的环形密绕细型螺线管环上线圈的总匝数,N200,匝,线圈中的电流,I100,毫安.求(1)环内磁感应强度,B,0,和磁场强度,H,0,;(2),在环内充入相对磁导率,r,=4200,的磁介质,求环内的,B,和,H;(3),在管内由传导电流产生的,B,和由磁化电流产生的,B,解：由于是密绕细型,故,若,r,=4200,则,传导电流的磁场,磁化电流的磁场,5-4 一个铁制的圆环,如题5-10图所示,其平均周长为30厘米，截面积为1厘米,2,在环上均匀的绕有300匝导线,当导线的电流为0.032安时，环内的磁通量为2,x10,-6,韦伯，试计算(1)环内磁感应强度,B；,磁场强度,H；(2),磁性材料的磁导率,，相对磁导率,r,和磁化率,m,.(3),铁心内的磁化强度,M。（4）,磁化面的电流密度,j,.,解,5-5 有一圆柱形无限长导体,其磁导率为,半径为,R,电流,I,沿轴向流动且均匀分布在截面上求(1)导体内任一点的,B,和,H；,(2)导体外任一点的,B,和,H。,解:根据安培环路定理,由于对称性作半径为,r,的同轴环路,导体内：,导体外：,5-6 一磁导率为,1,的无限长圆柱形导体，半径为,R,1,，,其中均匀地通过电流,I，,导体外包了一层绝缘介质，其外半径为,R,2,，,磁导率为,2,，试求,B,和,H,的分布。,解：根据安培环路定理,由于,I,的对称性作半径为,r,的,同轴环路。,当,rR,1,当,R,1,rR,2,5-7 同轴电缆是由同轴导体圆柱组成，内导体半径为,R,1,的圆柱，外导体的内外半径分别为,R,2,和,R,3,，,导体间充满相对磁导率为,2,的磁介质，已知两导体中电流,I,等量而反向且均匀分布，导体的相对磁导率为,1,，求,B,的分布。,解：根据安培环路定理,由于,I,的对称性,作半径为,r,的同轴环路。,当,rR,1,当,R,1,rR,2,当,R,3,r,当,R,2,rR,3,R,3,O,R,1,R,2,r,5-8 如图中是储存元件的环形磁芯，其外直径为0.8毫米，高为0.3毫米。若磁芯原来已被磁化，方向如图所示，现需使磁芯自内到外的磁化方向全部翻转，已知该矩磁材料的矫顽力,H,C,=2,奥斯特，问导线中电流至少需要多大？（1奥斯特=10,3,/4,安/米）,解:,