7-7.一根很长的直导线,载有电流10A,有一边长为1m的正方形平面与直导线共面,相距为1m,如图所示,试计算通过正方形平面的磁感应通量。
解:将正方形平面分割成平行于直导线的窄条,对距离直导线为x宽度为dx的窄条,通过的磁通量为
通过整个正方形平面的磁通量为
7-8.如图所示,在长直导线旁有一矩形线圈,
导线中通有电流,线圈中通有电流求矩形线圈上所受到的合力是多少?
解:矩形线圈上下两边所受的磁力相互抵消。
,已知d=1cm,b=9cm,l=20cm,
矩形线圈左边所受的磁力为 方向向左
矩形线圈右边所受的磁力为 方向向右
矩形线圈上所受到的合力为 方向向左
7-9.无限长直线电流
面,几何位置如图所示, 试求直线电流解:在直线电流
受到电流
磁场的作用力。
,
与直线电流共
上任意取一个小电流元
此电流元到长直线的距离为,无限长直线电流在小电流元处产生的磁感应强度为: ,
再利用,考虑到,有:,
∴。
7-10.一半径为
体,载有与轴线上的
的无限长半圆柱面导
长直导线的电流等值反向的电流,如图所示,试求轴线上长 直导线单位长度所受的磁力。
解:设半圆柱面导体的线电流分布为如图,由安培环路定理,电流在
,
点处产生的磁感应强度为:
,
可求得:又∵,
;
故,
有:,而,
所以:。
7-11.有一根形导线,质量为,两端浸没在水银槽中, 的均匀
导线水平部分的长度为,处在磁感应强度大小为磁场中,如图所示。当接通电源时,
导线就会从水银槽中
跳起来。假定电流脉冲的时间与导线上升时间相比可忽略, 试由导线跳起所达到的高度计算电流脉冲的电荷量。
解:接通电流时有,而,
则:,积分有:;
又由机械能守恒:,有:,∴。
7-12.截面积为、密度为
可以绕水平轴
的铜导线被弯成正方形的三边,
转动,如图14-53所示。导线放在方向竖
直向上的匀强磁场中,当导线中的电流为时,导线离开原来 的竖直位置偏转一个角度而平衡,求磁感应强度。 解:设正方形的边长为,质量为,平衡时重力矩等于磁力矩: 由
,磁力矩的大小:
;
。
重力矩为:
平衡时:,∴。
7-13.在电子显像管的电子束中,电子能量为12000eV,这个显像管的取向使电子水平地由南向北运动。该处地球磁场的竖直分量向下,大小为(1)电子束受地磁场的影响将偏向什么方向? (2)电子的加速度是多少?
(3)电子束在显像管内在南北方向上通过20cm时将偏离多远?
。问: