2023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.pdf

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1、优秀学习资料 欢迎下载 121 图示为三种不同的磁介质的 BH 关系曲线，其中虚线表示的是 B=0H 的关系说明 a、b、c 各代表哪一类磁介质的 BH 关系曲线？答：因为顺磁质r1，抗磁质r1，铁磁质r1，B=r0H。所以 a 代表 铁磁质 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 122 螺绕环中心周长10lcm，环上线圈匝数N=200 匝，线圈中通有电流100ImA。（1）求管内的磁感应强度0B和磁场强度0H；（2）若管内充满相对磁导率r4200的磁性物质，则管内的B和H是多少？（3）磁性物质内由导线中电流产生的0B和由磁化电流产生的

2、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BH,0BBB。解：（1）管内磁场强度 31102200 100 10A m200A m.10 10NIHnIl 磁感应强度 740004 102002.5 10 T.BH （2）管内充满r4200磁介质后 10200A m,HH 4r0r042002.5 10 T=1.05T.BHHB （3）磁介质内由导线中电流产生的 402.5 10 T,B H a b c B O 题图 121 优秀学习资料 欢迎下载 则40(1.052.5 10)T1.05T.BBB 123 一铁制的螺绕环，其平均圆周长为 30cm，截面积为 1cm2，在环上均

3、匀绕以 300 匝导线，当线圈内的电流为 0.032A 时，环内的磁通量为62 10wb.试计算（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0BHM和sMj求解磁化面电流和磁化强度。由BH和相对磁导率及磁化率定义求解rm 和 解：（1）环内磁通密度。642.0 10T0.02T.1 10mBS （2）电流对称分布，可应用介质中安培环路定理求解，取以螺绕环中心同心的圆弧（在螺绕环截面内）为积分路径，则有 20d.rINIHl 即2HrNI，11

4、3000.032A m32A m20.3NIHr。（3）由磁场强度定义0BHM和sMj，得磁化面电流线密度 s00BBjMH(由比较得0BH)。而磁化面电流：3ss700.02220.304.77 10 A.4 10BIrjr （4）1410.02H m6.25 10 H m,32BH 4r706.25 10497,410 mr14971496.（5）41s700.021.59 10 A m.4 10BMj 124 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 1.0T。计算环的截面中心处的（1）磁场强度；（2）磁化

5、强度；（3）相对磁导率。螺绕环中心周长环上线圈匝数匝线圈中通有电流求管内的磁感应强度和定理求解且解管内磁场强度磁感应强度管内充满磁介质后磁介质内由导通量密度环圆截面中心的磁场强度磁化面电流环内材料的磁导率相对磁优秀学习资料 欢迎下载 分析：运用介质中安培环路定理求磁场强度；磁场强度定义0BHM求解磁化强度。由sMj求磁化面电流。解：（1）由介质中安培环路定理可求得 14140020A m2.0 10 A m.0.4NIHl （2）磁化强度大小为 454151701.02.0 10(7.96 102.0 10)A m7.76 10 A m.4 10BMH （3）磁化面电流 55ss27.76 1

6、00.4A3.10 10 A.IjrMl 相对磁导率rm139.8。125 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1R的圆柱形导体，外层是内、外半径分别为2R和3R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1，两导体中间充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1rR时，由221d2LI rlrHRH,得：112211,

7、.22IrIrHBHRR（2）当12RrR 时，由d2LrHIHl,得22,.22IIHBHrr（3）当23RrR 时，由2222232()d()I rRIRRHl,螺绕环中心周长环上线圈匝数匝线圈中通有电流求管内的磁感应强度和定理求解且解管内磁场强度磁感应强度管内充满磁介质后磁介质内由导通量密度环圆截面中心的磁场强度磁化面电流环内材料的磁导率相对磁优秀学习资料 欢迎下载 得：222233122223232()(),.2()2()I RrI RrHBHr RRr RR（4）当3rR时，0B 题 12-5图 螺绕环中心周长环上线圈匝数匝线圈中通有电流求管内的磁感应强度和定理求解且解管内磁场强度磁感应强度管内充满磁介质后磁介质内由导通量密度环圆截面中心的磁场强度磁化面电流环内材料的磁导率相对磁