1、一个绕有500匝导线的平均周长0.5m的细圆环,载有0.4A电流时铁芯的相对磁导率为600。
则铁芯中的磁感应强度大小为多少?铁芯中的磁场强度大小为多少?
【答案:0.302T;400A/m】
详解:由磁介质中的安培环路定理得
由此解得铁芯中的磁场强度大小为
由磁场强度与磁感应强度的关系式得铁芯中的磁感应强度大小为
2、长直电缆由一个圆柱导体和一个共轴圆筒状导体组成,两导体中通有等值反向均匀的电流I,其间充满磁导率为ν的均匀磁介质。
介质中离中心轴距离为r的某点处的磁场强度的大小等于多少?磁感应强度的大小等于多少?
【答案:;】
详解:考虑到磁场呈轴对称分布,在磁介质中作与圆柱导体同轴的、半径为r的圆形积分路径,由磁介质中的安培环路定理得
由此解得介质中离中心轴距离为r的某点处的磁场强度大小为
由磁场强度与磁感应强度的关系式得此处的磁感应强度大小为
3、如图8-10所示为三种不同的磁介质的B~H关系曲线,如果虚线表示的是B=ν0H的关系。
那么a、b、c各代表哪一类磁介质的B~H关系曲线?
【答案:抗磁质;顺磁质;铁磁质】
O
H
B
a
b
c
图8-10
a
详解:由于B/H等于磁介质的磁导
率,抗磁质的磁导率小于真空中的磁导
率,因此a代表抗磁质;顺磁质的磁导率
大于真空中的磁导率,因此b代表顺磁
质;铁磁质的磁导率不等于常数,因此c
代表铁磁质。
4、如图8-11所示,一个磁导率为ν1的无限长均匀磁介质圆柱体的半径为a,其中均匀地通过电流I。
在它的外面还有一个半径为b的无限长同轴圆柱面,其上通有与前者大小相等、方向相反的电流,两者之间充满磁导率为ν2的均匀磁介质。
则在0<r<a、a<r<b和r>b的各空间中的磁感应强度大小和磁场强度大小分别等于多少?
【答案:、;、;、】
解:作与圆柱体同轴的、半径为r的
圆形闭合曲线为积分路径,由磁介质中
的安培环路定理得
图8-11
a
b
a
O
1
2
I
I
则磁场强度大小为
由磁场强度与磁感应强度的关系式得相应的磁感应强度大小为
其中为所讨论介质的磁导率。
在0< r <a的区域内,,,因此
在a< r <b区域内,, ,因此
在r >b区域内,, ,因此
5、将圆柱形无限长载流直导线置于无限大均匀顺磁介质之中,磁介质的相对磁导率为νr,如果导线中流过的电流强度为I,则与导线接触的磁介质表面上的磁化电流为多少?
【答案:】
详解:在通电直导线外、磁介质中作与直导线同轴的、半径为r的圆形闭合曲线为积分路径,由磁介质中的安培环路定理得
由此解得介质中离中心轴距离为r处的磁感应强度大小为
设与导线接触的磁介质表面上的磁化电流为I′,它在r处产生的磁感应强度大小为
传导电流在r处产生的磁感应强度大小为
对顺磁介质而言,有
因此
由此解得与导线接触的磁介质表面上的磁化电流为
6、一跟无限长直导线通有2.0A的电流,直导线外侧紧包着一层相对磁导率为4的圆筒形磁介质,直导线半径0.2cm,磁介质的内半径为0.2cm,外半径为0.4cm。
距该直导线轴线为0.3cm和0.5cm处的磁感应强度大小各为多少?
【答案:5.3×10-4T;8.0×10-5T】
详解:0.3cm在介质中,此处的磁感应强度大小为
0.5cm在介质外,此处的磁感应强度大小为
7、将一块铁磁质加热到居里点以上,然后冷却,则该铁磁质对外不显示磁性,这是什么原因?当在空间外加磁场时,随着磁场强度的增加,该铁磁质最终达到了磁饱和状态,这是为什么?
【答案:各磁畴的磁化方向的指向各不相同,杂乱无章;全部磁畴的磁化方向的指向都转向外磁场方向】
详解:即使原来的铁磁质具有磁性,当其被加热到居里点以上时,由于各磁畴的磁化方向的指向各不相同,变得杂乱无章,这种变化冷却以后也不能恢复,因此对外不显示磁性。
当在空间外加磁场时,随着磁场强度的增加,各磁畴的磁化方向的指向逐渐趋向外磁场方向,当外磁场足够强时,全部磁畴的磁化方向的指向都转向外磁场方向,铁磁质最终达到了磁饱和状态,其强度不再增加。