大学物理学_第三版_赵近芳_北邮出版社_第九章课后习题答案

9-25 电子在B=70×10

-4

T的匀强磁场中作

?圆周运动,圆周半径r=3.0cm.已知B垂直于纸

面向外,某时刻电子在A点,速度v向上,如题9-25图.

题9-25图

(1) 试画出这电子运动的轨道;

?(2) 求这电子速度v的大小; (3)求这电子的动能Ek. 解:(1)轨迹如图 (2) ∵ evB?m(3) EK?

12mv2?v2r,∴ v??16eBrm?3.7?107m?s?1

?6.2?10 J

9-26 一电子在B=20×10

(2)磁场B的方向如何? 解: (1)∵ R?mvcos?eB-4

T的磁场中沿半径为R=2.0cm的

螺旋线运动,螺距h=5.0cm,如题9-26图.(1)求这电子的速度;

?,h?(2?meBvcos?

)2题9-26 图

6?1∴ v?eBRm)?(2eBh2?m?7.57?10m?s

?(2)磁场B的方向沿螺旋线轴线.或向上或向下,由电子旋转方向确定.

9-27 在霍耳效应实验中,一宽1.0cm,长4.0cm,厚1.0×10

-3

cm的导体,沿长

度方向载有3.0A的电流,当磁感应强度大小为B=1.5T的磁场垂直地通过该导体时,产生1.0×10-5V的横向电压.试求: (1) 载流子的漂移速度;

(2) 每立方米的载流子数目. 解: (1)∵ eEH?evB,∴v?∴ vI?EHB??UHlB l为导体宽度,l?1.0cm

?5UHlB1.0?1010?2?1.5?6.7?10?4 m?s-1

29?3??2.8?10m (2)∵ I?nevS,∴ n??19?4?2?5evS1.6?10?6.7?10?10?1039-28 两种不同磁性材料做成的小棒,放在磁铁的两个磁极之间,小棒被磁化后

在磁极间处于不同的方位,如题9-28图所示.试指出哪一个是由顺磁质材料做成的,哪一个是由抗磁质材料做成的? 解: 见题9-28图所示.

题9-28图

9-29 题9-29图中的三条线表示三种不同磁介质的B?H关

系曲线,虚线是B=?0H关系的曲线,试指出哪一条是表示

顺磁质?哪一条是表示抗磁质?哪一条是表示铁磁质?

答: 曲线Ⅱ是顺磁质,曲线Ⅲ是抗磁质,曲线Ⅰ是铁磁质. 题9-29图

9-30 螺绕环中心周长L=10cm,环上线圈匝数N=200匝,线圈中通有电流I=100

??mA.(1)当管内是真空时,求管中心的磁场强度H和磁感应强度B0;(2)若环内

??充满相对磁导率?r=4200的磁性物质,则管内的B和H各是多少?*(3)磁性物质

?中心处由导线中传导电流产生的B0?和由磁化电流产生的B′各是多少?

??NI?200A?m?1 解: (1) ?H?dl??I , HL?NI , H?lLB0??0H?2.5?10?4T

(2)H?200 A?m?1B??H??r?oH?1.05 T

?B(3)由传导电流产生的0即(1)中的B0?2.5?10?4T

∴由磁化电流产生的B??B?B0?1.05T

9-31 螺绕环的导线内通有电流20A,利用冲击电流计测得环内磁感应强度的大

小是1.0 Wb·m-2.已知环的平均周长是40cm,绕有导线400匝.试计算:

(1)磁场强度;(2)磁化强度;*(3)磁化率;*(4)相对磁导率.

解: (1)H?nI?(2)M?BNlI?2?104A?m?1

5?0?H?7.76?10MHA?m?1

(3)xm??38.8

(4)相对磁导率 ?r?1?xm?39.8

9-32 一铁制的螺绕环,其平均圆周长L=30cm,截面积为1.0 cm,在环上均匀

2

绕以300匝导线,当绕组内的电流为0.032安培时,环内的磁通量为2.0×10-6Wb.试计算:(1)环内的平均磁通量密度;(2)圆环截面中心处的磁场强度; 解: (1) B??S?2?10?2 T

??(2) ?H?dl?NI0 H?NIL0?32A?m?1

*9-33 试证明任何长度的沿轴向磁化的磁棒的中垂面上,侧

表面内、外两点1,2的磁场强度H相等(这提供了一种测量磁棒内部磁场强度H的方法),如题9-33图所示.这两点的磁感应强度相等吗?

解: ∵ 磁化棒表面没有传导电流,取矩形回路abcd 题9-33图

?则 ?H?dl?H1ab?H2cd?0

l∴ H2?H1

这两点的磁感应强度B1??H1,B2??0H2∴ B1?B2

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