2022年《新编基础物理学》第十二章磁介质中的恒定磁场解答和分析

1、12 1 图示为三种不同的磁介质的 优秀学习资料 欢迎下载 B = 0H BH 关系曲线,其中虚线表示的是 的关系说明 a, b, c 各代表哪一类磁介质的 BH 关系曲线？ 答：由于顺磁质 r 1,抗磁质 r 1,铁磁质 r 1, B = r 0H； 所以 a 代表 B 铁磁质 ab的 BH 关系曲线 b 代表 顺磁质 的 BH 关系曲线 c 代表 抗磁质 的 BH 关系曲线 c O H题图 12 1 12 2 螺绕环中心周长 l10cm,环上线圈匝数 N=200 匝,线圈中通有电流 I 100mA； （1）求管内的磁感应强度 B0和磁场强度 H0；（ 2）如管内布满相对磁导率 r 4200

2、 的磁 性物质,就管内的 B 和 H是多少？（ 3）磁性物质内由导线中电流产生的 B0 和由磁化电流 产生的 B 各是多少？ 分析：电流对称分布,可应用安培环路定理求解；且 B H, B B0 B ； 解：（ 1）管内磁场强度 H 0 nI NI 200 100 10 3A m11 200A m . l10 10 2磁感应强度 B0 0 H 0 4 10 7200 4 10 T. 4 10 T=1.05T. （ 2）管内布满 r4200 磁介质后 HH 0 1 200A m , B Hr0 H r B0 4200 （ 3）磁介质内由导线中电流产生的 B0 4 10 T, 第 1 页,共 4 页

3、就 B B B0 优秀学习资料 欢迎下载 4 10 T 1.05T. 2 12 3 一铁制的螺绕环,其平均圆周长为 30cm,截面积为 1cm,在环上均匀绕以 300 匝导 6 线,当线圈内的电流为 时,环内的磁通量为 2 10 wb . 试运算（ 1）环内的磁通量 密度；（ 2）环圆截面中心的磁场强度； （ 3）磁化面电流； （ 4）环内材料的磁导率,相对磁导 率及磁化率； （ 5）环芯内的磁化强度 . 分析：可应用介质中安培环路定理求磁场强度； 由磁场强度定义式 HB M 和 M js 0求解磁化面电流和磁化强度；由 B H 和相对磁导率及磁化率定义求解 rm和 解：（ 1）环内磁通密度；

4、 B m10 6T 0.02T. S 1 10 4（ 2）电流对称分布, 可应用介质中安培环路定理求解, 螺绕环截面内）为积分路径,就有 2r H dlI NI . 0取以螺绕环中心同心的圆弧 （在 即 H 2r NI , HNI 300 A m132A m1； 2r （ 3）由磁场强度定义 HB M和 M js ,得磁化面电流线密度 0js M B H B 由比较得 B H ； 0 0 0而磁化面电流： I s 2rj s 2r B 0 4 10 7 4.77 10 A. 3（ 4） B Hm 110 H m , 4 1H 32 46.25 10 r 7 497, m r 1 497 1 4

5、96. 0 4 10 （ 5） M js B 0 4 10 7 1.59 10 4 A m 1. 12 4 在螺绕环的导线内通有电流 20A,环上所绕线圈共 400 匝,环的平均周长是 40cm, 利用冲击电流计测得环内磁感应强度是 ；运算环的截面中心处的（ 1）磁场强度； （ 2） 磁化强度；（ 3）相对磁导率； 第 2 页,共 4 页优秀学习资料 欢迎下载 B M 求解磁化强度； 由 分析： 运用介质中安培环路定理求磁场强度； 磁场强度定义 H0M j s 求磁化面电流； 解：（ 1）由介质中安培环路定理可求得 HNI 400 20 A m 14 110 A m . l（ 2）磁化强度大小

6、为 MB H4 10 74 10 5 10 4 10 A m 15 110 A m . 0（ 3）磁化面电流 5 5I s js 2r Ml 10 10 A. 相对磁导率 r 1 m； 12 5 如题 12-5 图所示,一同轴长电缆由两导体组成,内层是半径为 R1 的圆柱形导体,外 层是内,外半径分别为 R2 和 R3 的圆筒,两导体上电流等值反向,均匀分布在横截面上,导 体磁导率均为 1 ,两导体中间布满不导电的磁导率为 2 的均匀介质,求各区域中磁感应强 度 B 的分布； 分析：应用介质中安培环路定理求解； 解：由于电流对称分布, 场也对称分布, 可应用安培环路定理求解；如图以轴线上一点为圆 心, r 为半径作一安培环路,环路所在平面垂直于电流方向,且与导体中电流方向成右手螺 旋关系； （1）当 rR1 时,由 LH dl 2rHIr 2R1 2, , 得： HIr , B 1H1 Ir . 2 2R12 2R12rHI （2）当 R1 rR2 时,由 LH dl得 HI , B 2 H 2 I . I 2 I r 2R32 R2 2 , R2 2r 2r （3）当 R2 rR3 时,由 H dl第 3 页,共 4 页