(a)
(b) 解:图中(a)可分解为5段电流。
处于同一直线的两段电流对P点的磁感应强度为零,其他三段在P点的磁感应强度方向相同。
长为l的两段在P点的磁感应强度为 B1?2?0I (2分) 4?l2?0I (2分) 4?l长为2l的一段在P点的磁感应强度为 B2?所以
B?B2?B1?2?0I (2分) 2?l图(b)中可分解为3段电流。
处于同一直线的两段电流对P点的磁感应强度为
??零,半圆弧在P点的磁感应强度为 B2所以
B??B2???0I16l
???0I16l (2分)
两个图形中P点的磁感应强度之比
B82?2 (2分) ?B?
题号:30943003 分值:10分 难度系数等级:3
半径为R的木球上密绕有细导线,相邻的线圈彼此平行地靠着,以单层盖住半个球面共有N匝,如图所示。设导线中通有电流I,求在球心O处的磁感应强度。
解:取坐标系如图。
dN?2N?d? (2分)
它们在O点产生的磁感应强度:
dB??0r2dI2(r2?x2)32 (2分)
222根据 r?Rsin?,r?x?R,dI?IdN?2NI?d?
有dB??0NIsin2?d? (3分) ?RO点磁感应强度:
?B??20?0NI?NIsin2?d??0 (3分) ?R4R
题号:30943004 分值:10分 难度系数等级:3
一长直导线ABCDE,通有电流I,中部一段弯成圆弧形,半径为a,?2??2?60?,求圆心处的磁感强度。
?
解:载流导线BCD段在O点产生的磁感强度
?Idl?B1?0?2?04?r4??3?20Iad??0I? 方向垂直纸面向里。 (3分) 26aaAB段在O点产生的磁感强度 B2?式中?2???0I(sin?2?sin?1) 4?da,代入得 2?3,?1???2,d?acos60?0B2??0I3(??1) 方向垂直纸面向里。 (2分) 2?a2B3?DE段在O点产生的磁感强度式中?1?'?0I''(sin?2?sin?1) 4?d?3,?2?'?2,代入得
B3??0I3(1?) 方向也是方向垂直纸面向里。 (2分) 2?a2整个载流导线在O点产生的磁感强度
B?B1?B2?B3?
题号:30943005 分值:10分 难度系数等级:4
?0I6a?2?0I?I3(1?)?0.210 方向垂直纸面向里 (3分) 2?a2a一正方形载流线图,边长为a,通以电流I。试求在正方形线圈上距中心为x 的任一点的磁感强度。
解:导线AB在P点处产生的磁感强度
B1??0I?sin??sin(??)???0Isin? (2分) 4?r02?r0由图可知
ar0?x?()2,sin??22a2a2x?()22?aa222x?2
所以
B1??0I2?x2?a42?2ax2?a22 (2分)
方向如图所示。正方形四条边在P点处产生的磁感强度大小相等,但方向不同。由于四条边对于x轴是对称的,所以磁感强度在垂直于x轴的分矢量各自相消,只有在x方向上相互加强。于是,AB段在P点处产生的磁感强度的x分量
B1x?B1sin???0Ia2?x?422?aa2x?222?a2ax?()222??0Ia2a2a228?(x?)x?422
(3分)
整个正方形线圈在P点处的磁感强度 B?4B1x?4?0Ia28?(x2?aa)x2?4222
方向沿x轴正向。 (3分)
题号:30941006 分值:10分
难度系数等级:1
A和B为两个正交放置的圆形线圈,其圆心相重合。A线圈半径RA?0.2m,NA?10匝,通有电流IA?10A;B线圈半径RB?0.1m,NB?20匝,通有电流IB?5A。求两线圈公共中心处的磁感应强度。(?0?4??10?7Tm/A)
解:两线圈在各自圆心处的磁感应强度分别为
BA?NA?0IA?3.14?10?4 T (3分)
2RANB?0IB?6.28?10?4 T (3分)
2RBBB?两线圈在各自圆心处的磁感应强度相互垂直,所以在公共中心处的磁感应强度大小为
22B?BA?BB?7.02?10?4 T (3分)
??BB与BB的夹角为 ??arctanA?26.56? (1分)
BB
题号:30944007 分值:10分 难度系数等级:4
在直径为D,高为h的木制圆柱体上绕有4匝线圈,每匝线圈间的夹角为45,线圈是沿基底的直径及沿柱轴绕成,如图中的abcda等。导线中的电流为I,求圆柱体中心处的磁感强度。
0
解:四个线圈形状大小相同,故在圆柱体中心的磁感强度大小相等,但方向不同。 设每一线圈在柱中心产生的磁感强度为B1,它是由两条长为D和两条长为h的导线组成。如图所示,导线ab或cd在中心O点的磁感强度