第十一章 恒定电流的磁场(二) 作业及参考答案 2014
一. 选择题
[ C ]1. （基础训练2）三条无限长直导线等距地并排安放，导线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别载有1 A ，2 A ，3 A 同方向的电流．由于磁相互作用的结果，导线Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ单位长度上分别受力F 1、F 2和F 3，如图所示．则F 1与F 2的比值是：
(A) 7/16． (B) 5/8． (C) 7/8． (D) 5/4．
【提示】设导线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的电流强度分别为321,,I I I ，产生的磁感应强度分别为
321,,B B B ，相邻导线相距为a ，则
a
a I a I
l I B l I B l I F a
a I a I
l I B l I B l I F πμπμπμπμπμπμ0
103022122322203020113112111222
,47222=??? ??-=-==??? ???+=+=
式中3A.I A,2I 1A,I ,1 ,132121=====m l m l 故8/7/21=F F .
[ D ]2. (基础训练6)两个同心圆线圈，大圆半径为R ，通有电流I 1；小圆半径为r ，通有电流I 2，方向如图．若r << R (大线圈在小线圈处产生的磁场近似为均匀磁场)，当它们处在同一平面内时小线圈所受磁力矩的大小为 (A)
R
r I I 22
210πμ． (B)
R
r I I 22
210μ．
(C)
r
R I I 22
210πμ． (D) 0．
【提示】大圆电流在圆心处的磁感应强度为，方向垂直纸面朝内2R
I B 1
01μ=
；小圆电流的
磁矩为方向垂直纸面朝内，,2
22r I p m π=所以，小圆电流受到的磁力矩为
012=?=B p M m
[ B ]3.（基础训练7）两根载流直导线相互正交放置，如图11-29所示．I 1沿y 轴的正方向，I 2沿z 轴负方向．若载流I 1的导线不能动，载流I 2的导线可以自由运动，则载流I 2的导线开始运动的趋势是
(A) 沿x 方向平动． (B) 绕x 轴转动．
(C) 绕y 轴转动． (D) 无法判断．
F 1 F 2 F 3 1 A 2 A 3 A Ⅰ Ⅱ Ⅲ
O r R I 1 I 2
y
z x
I 1 I 2
图11-29
【提示】 电流I 1在电流I 2所在处产生的磁场1B 的方向如图所示，根据安培力2
1
F I dl B
=
??可知，导线I 2的AO 段
受力方向垂直纸面朝外（沿y 轴正向），OB 段受力方向垂直纸面朝内（沿y 轴负向），故载流I 2的导线开始运动的趋势是绕x 轴转动．
[ B ]4.（自测提高4） 一个动量为p 的电子，沿图示方向入射并能穿过一个宽度为D 、磁感强度为B
(方向垂直纸面向外)的均匀磁场区域，则该电子出射方向和入射方向间的夹角为
(A) p eBD
1
cos
-=α． (B) p
eBD 1sin -=α．
(C) ep
BD
1
sin
-=α． (D) ep
BD
1
cos
-=α． 【提示】电子在磁场中的轨迹为一段圆弧，如图。所以有
,sin mv
D eBD eBD
R eB
R mv p
α=
=
==
[ B ]5.（自测提高6）载有电流为I ，磁矩为m P 的线圈，置于磁感应强度为B 的均匀磁场中，若m P 与B 的方向相同，则通过线圈的磁通量Φ与线圈所受的磁力矩M 的大小为
(A) ,0m IBP M Φ== (B) /,0m BP I M Φ==
(C) ,m m IBP M BP Φ== (D) /,m m BP I M BP Φ== 【提示】磁通量m
S
p B ds BS B
I
Φ=
?==??；磁力矩0m M p B =?=
二. 填空题
6．（基础训练14）如图11-33，在粗糙斜面上放有一长为l 的木制圆柱，已知圆柱质量为m ，其上绕有N 匝导线，圆柱体的轴线位于导线回路平面内，整个装置处于磁感强度大小为B 、方向竖直向上的均匀磁场中．如果绕组的平面与斜面平行，则当通过回路的电流I =)2/(NlB mg 时，圆柱体可以稳定在斜面上不滚动．
图11-33
x
B
【提示】（1）圆柱体所受合力为零，所以有θsin mg f =，式中的θ为斜面的倾角。
（2）以圆柱体的轴线为转轴，则圆柱体所受的合力矩为零。而合力矩=摩擦力矩和
磁力矩的矢量和，即0sin =-θB p Rf m ，式中的磁矩为)2(Rl NI p m =，联立上述三个式子求解，即得答案。
7. （基础训练16）有半导体通以电流I ，放在均匀磁场B 中，其上下表面积累电荷如图所示．试判断它们各是什么类型的半导体？
【提示】霍尔效应。n 型半导体为电子导电，电子带负电；p 型半导体为空穴导电，空穴带正电。
8. （基础训练19）如图，一个均匀磁场B 只存在于垂直于图面
的P 平面右侧，B 的方向垂直于图面向里．一质量为m 、电荷为q
的粒子以速度v 射入磁场．v 在图面内与界面P 成某一角度．那么粒子在从磁场中射出前是做半径为 mv
qB
的圆周运动．
如果q > 0时，粒子在磁场中的路径与边界围成的平面区域的面积为S ，那么q < 0时，其路径与边界
围成的平面区域的面积是2
mv S qB π??
- ???
.
【提示】（1）2v qvB m R =，所以mv
R qB
=；（2）参见下图。
v
是___n___型，
是__p__型
B
图11-37
9. （基础训练20）如图，一根载流导线被弯成半径为R 的1/4圆弧，放在磁感强度为B 的均匀磁场中，则载流导线ab ，方向沿y 轴正向。 【提示】如图，电流从a 流向b 。线ab
ab F F IL B ==?弧直，
22, y ILB I R B RIB ??
∴=== ? ???
其大小方向沿正向。
轴
10. （自测提高12）磁场中某点处的磁感强度为)SI (20.040.0j i B
-=，一电子以速
度j i 6
6100.11050.0?+?=v (SI)通过该点，则作用于该电子上的磁场力F 为
__)(10814
N k -?__．(基本电荷e =1.6×10-19C)
【提示】)(1080
20.040.00100.1105.01466N k k
j i e B v e F
-?=-??-=?-=
11.（自测提高14）如图11-53，半径为R 的空心载流无限长螺线管，单位长度有n 匝
线圈，导线中电流为I 。今在螺线管中部以与轴成α角的方向发射一个质量为m ，电量为q 的粒子，则该粒子初速度必须小于或等于__
0nIqR
2msin μα
__,才能保证不与
螺线管壁相撞。
【提示】设粒子运动的半径为R ’，则要求2R'R ≤，其中
0sin R'()
mv mv qB q nI α
μ⊥==
，所以0nIqR 2msin v μα≤.
三. 计算题
12．（基础训练24）一通有电流I 1 (方向如图)的长直导线，旁边有一个与它共面通有电流I 2 (方向如图)每边长为a 的正方形线圈，线圈的一对边和长直导线平行，线圈的中心与长直导线间的距离为
a 2
3
(如图)，在维持它们的电流不变和保证共面的条件下，将它们的距离从a 2
3变为a 25
，求磁场对正方形线圈所做的功．
解： )(122m m I A Φ-Φ=
其中 ????-=?=Φadr r
I
S d m πμ2B 101
式中1B
为长直导线I 1产生的磁感应强度。
I I 2
图11-53
所以 πμπμ22
ln 2102101a I r dr a I a
a
m -=-
=Φ? π
μπμ223
ln
21032102a I r dr
a I a
a
m -
=-=Φ?
3
4
ln 2210πμa I I A =
∴ 13.（自测提高18）如图所示线框，铜线横截面积S = 2.0 mm 2，其中OA 和DO ＇两段保持水平不动，ABCD 段是边长为a 的正方形的三边，它可绕OO ＇轴无摩擦转动．整个导线放在匀强磁
场B 中，B
的方向竖直向上．已知铜的密度ρ = 8.9×103 kg/m 3，
当铜线中的电流I =10 A 时，导线处于平衡状态，AB 段和CD
段与竖直方向的夹角α =15°．求磁感强度B
的大小．
解：线圈的电流如图所示，才能保持平衡。此时，对转轴OO ’的合力矩为零。即三条边的重力矩和BC 边的安培力的力矩的矢量和为零。
重力矩大小： sin sin sin 22
a a
M mg
mg mga ααα=++重力， 其中m 为一条边的质量： as m ρ=
22sin 2sin M mga a sg αρα∴==重力
BC 边的安培力的力矩大小：αcos Fa M =安，其中安培力IBa F =
αcos 2IBa M =∴安
平衡时，合力矩为零，即 0mg M M -=安 得 )(103.92B 3T I
gstg -?==
α
ρ
14. (自测提高20)在一回旋加速器中的氘核，当它刚从盒中射出时，其运动半径是R=32.0cm ，加在D 盒上的交变电压的频率是γ=10MHz 。试求：(1)磁感应强度的大小；(2)氘
核射出时的能量和速率(已知氘核质量m=3.35×10-27
kg)
解：（1）12, 1.3()2qB
m B T T m
q
πγ
γπ=
==
= （2）),/(1001.210103214.3222772s m R T
R
v ?=????===
-γππ
因为v< 6.7710()2 E mv J -= =? 15.（自测提高21）如图所示，两根相互绝缘的无限直导线1和2绞接于O 点，两导线间夹角为θ，通有相同的电流I ，试求单位长度导线所受磁力对O 点的力矩。 解：如图，在导线1上距离O 点l 处取电流元l Id 作为受力分析的对象。 导线2在该处产生的磁场为 θ πμπμsin 2 2002l I r I B == ，方向垂直纸面朝外； 2202 , ,2 sin Idl dF Idl B I dl dF IdlB l μπθ ∴=?==所受安培力：其大小方向如。 为图 2 0O , , 2sin dF dM l dF I dM dF l dl μπθ=?=?=?的力矩：其大小方向垂直面朝。 对点为纸内 所以，单位长度导线所受合力矩的方向也是垂直纸面朝内，其大小为： θ πμsin 22 0I dl dM M == 同理，导线2单位长度导线所受磁力对O 点的力矩θ πμsin 22 0I M =，方向垂直纸面朝外。 【附加题】 16.（自测提高23）半径为R 的半圆线圈ACD 通有电流I 2，置于电流为I 1的无限长直线电流的磁场中，直线电流I 1恰过半圆的直径，两导线相互绝缘．求半圆线圈受到长直线电流I 1的磁力． 解：如图建立坐标系Oxy ； 长直导线所产生的磁场分布为： 01 2πI B r μ= 则在半圆线圈所在处各点产生的磁感强度大小为： θ μsin 21 0R I B π= ， 方向垂直纸面向里， I 2 I 1A D C 2 式中θ 为场点至圆心的联线与y 轴的夹角。半圆线圈上电流元I 2d l 段所受的力为： l B I B l I F d d d 22=?= θθ μd sin 22 10R R I I π= 分解为 d d sin x F F θ=， d d cos y F F θ= 根据对称性知： F y =0d =? y F ， ? π =0 x x dF F ππ = 22 10I I μ2 2 10I I μ= ∴半圆线圈受I 1的磁力的大小为：2 2 10I I F μ=， 方向：垂直I 1向右。 17. （自测提高25）一矩形线圈边长分别为a =10 cm 和b =5 cm ，导线中电流为I = 2 A ，此线圈可绕它的一边OO ＇转动，如 图．当加上正y 方向的B =0.5 T 均匀外磁场B ，且与线圈平面成 30°角时，线圈的角加速度为β = 2 rad/s 2 ，求∶ (1) 线圈对OO ＇轴的转动惯量J =？ (2) 线圈平面由初始位置转到与B 垂直时磁力所做的功？ 解：(1) S = ab =5×10-3 m 2， p m = SI =0.01 (A ·m 2)， ?=60sin B p M m = 4.33×10- 3 N ·m ， 根据βJ M =，得M J β = =2.16×10- 3 kg ·m 2。 (2) 令从B 转到m p 的夹角为θ ，因为M 与角位移d θ 的正方向相反，所以功为 =-=? ? ? 060d θM A 060sin d m p B θθ? ? - ? =0(1cos60)m p B -=2.5×10- 3 J O x y z I 30° B O ′ a b 实验一? T形波导的内场分析 实验目的? 1、?熟悉并掌握HFSS的工作界面、操作步骤及工作流程。????? 2、?掌握T型波导功分器的设计方法、优化设计方法和工作原理。?实验仪器 1、装有windows 系统的PC 一台 2、或更高版本软件 3、截图软件 实验原理 本实验所要分析的器件是下图所示的一个带有隔片的T形波导。其中，波导的端口1是信号输入端口，端口2和端口3是信号输出端口。正对着端口1一侧的波导壁凹进去一块，相当于在此处放置一个金属隔片。通过调节隔片的位置可以调节在端口1传输到端口2，从端口1传输到端口3的信号能量大小，以及反射回端口1的信号能量大小。 T形波导 实验步骤 1、新建工程设置： 运行HFSS并新建工程：打开 HFSS 软件后，自动创建一个新工程： Project1，由主菜单选 File\Save as ，保存在指定的文件夹内，命名为Ex1_Tee；由主菜单选 Project\ Insert HFSS Design， 在工程树中选择 HFSSModel1，点右键，选择 Rename项，将设计命名为 TeeModel。 选择求解类型为模式驱动（Driven Model）：由主菜单选HFSS\Solution Type ，在弹出对话窗选择Driven Model 项。 设置长度单位为in：由主菜单选 3D Modeler\Units ，在 Set Model Units 对话框中选中 in 项。。 2、创建T形波导模型： 创建长方形模型：在 Draw 菜单中，点击 Box 选项，在Command 页输入尺寸参数以及重命名；在Attribute页我们可以为长方体设置名称、材料、颜色、透明度等参数Transparent（透明度）将其设为。Material（材料）保持为Vacuum。 设置波端口源励：选中长方体平行于 yz 面、x=2 的平面；单击右键，选择 Assign Excitation\Wave port项，弹出 Wave Port界面，输入名称WavePort1；点击积分线 (Integration Line) 下的 New line ，则提示绘制端口，在绘图区该面的下边缘中部即（2,0,0)处点左键，确定端口起始点，再选上边缘中部即(2,0,处，作为端口终点。 复制长方体：展开绘图历史树的 Model\Vacuum\Tee节点，右键点击Tee项，选择 Edit\Duplicate\Around Axis，在弹出对话窗的Axis项选择Z，在Angel项输入90deg，在 Total Number 项输入2，点OK，则复制、添加一个长方体，默认名为TEE_1。重复以上步骤，在Angel项输入-90，则添加第3个长方体，默认名Tee_2. 一、利用毕奥—萨法尔定律计算磁感应强度 毕奥—萨法尔定律：3 04r r l Id B d ?=πμ 1.有限长载流直导线的磁场)cos (cos 4210ααπμ-=a I B ,无限长载流直导线a I B πμ20= 半无限长载流直导线a I B πμ40=,直导线延长线上0=B 2. 圆环电流的磁场2 32220)(2x R IR B +=μ，圆环中心R I B 20μ=，圆弧中心πθ μ220?=R I B 电荷转动形成的电流：π ω ωπ22q q T q I = == 【 】基础训练1、载流的圆形线圈(半径a 1 )与正方形线圈(边长a 通有相同电流I ．如图若两个线圈的中心O 1 、O 2处的磁感强度大小相同，则半径a 1与边长a 2之比a 1∶a 2为 (A) 1∶1 (B) π2∶1 (C) π2∶4 (D) π2∶8 【 】基础训练3、有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为a ，厚度不计，电流I 在铜片上 均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为b 处的P 点的磁感强度B 的大小为 (A) ) (20b a I +πμ． (B) b b a a I +πln 20μ．(C) b b a b I +πln 20μ． (D) ) 2(0b a I +πμ． 解法： 【 】自测提高2、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状，则P ，Q ，O 各点磁感 强度的大小B P ，B Q ，B O 间的关系为 (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O ． B Q > B O > B P ． (D) B O > B Q > B P ． 解法： 第十九章 开放经济下的短期经济模型 1.均衡汇率是如何决定的？影响汇率变化的因素有哪些？ 解答：(1)汇率也像商品的价格一样，是由外汇的供给和对外汇的需求这两个方面相互作用，共同决定的。均衡汇率处于外汇供给曲线和需求曲线的交点。 (2)如果外汇的供求发生变化，则均衡的汇率就会发生变化，并按照新的供求关系达到新的均衡。从一般的意义上说，影响外汇需求曲线移动的因素和影响外汇供给曲线移动的因素都是影响汇率变化的因素。在现实中，经常提到的影响汇率变化的因素主要有进出口、投资或借贷、外汇投机等。 2.说明固定汇率制度的运行。 解答：在固定汇率制下，一国中央银行随时准备按事先承诺的价格从事本币与外币的买卖。以美国为例，假定美联储宣布，它把汇率固定在每1美元兑换100日元。为了有效实行这种政策，美联储要有美元储备和日元储备。 一般来说，固定汇率的运行是会影响一国货币供给的。仍以美国为例，假定美联储宣布将把汇率固定在1美元兑换100日元，但由于某种原因，外汇市场均衡汇率是1美元兑换150日元。在这种情况下，市场上的套利者发现有获利机会：他们可以在外汇市场上用2美元购买300日元，然后将300日元卖给美联储，从中获利1美元。当美联储从套利者手中购买这些日元时，向他们支付的美元自动地增加了美国的货币供给。货币供给以这种方式继续增加直到均衡汇率降到美联储所宣布的水平。 如果外汇市场均衡汇率为1美元兑换50日元，则市场的套利者通过用1美元向美联储购买100日元，然后在外汇市场上以2美元卖出这些日元而获利。而当美联储卖出这些日元时，它所得到的1美元就自动地减少了美国的货币供给。货币供给以这种方式继续下降直到均衡汇率上升到美联储所宣布的水平。 3.假设一国的出口方程为X ＝A －my 。当m 变大时，经济的IS 曲线将发生什么变化？当A 增加时，IS 曲线又发生什么变化？ 解答：由所给条件，有如下开放经济下的产品市场均衡模型 y ＝c ＋i ＋g ＋(X －M )(1) c ＝α＋βy (2) i ＝e －dr (3) g ＝g 0(4) X ＝A －my (5) M ＝M 0(6) 将式(2)至式(6)分别代入式(1)，经整理有 y ＝α＋e ＋g 0＋A －M 01－β＋m －dr 1－β＋m (7) 式(7)即为开放经济下的IS 曲线的代数方程。式(7)表示均衡产出y 与利率r 成线性关系， 式(7)等号右边的第一项为直线的截距项；等号右边第二项中的－d 1－β＋m 为直线的斜率项。 据此可知，m 变大时，会使IS 曲线向左移动，同时使IS 曲线变得更陡峭。而A 增加时，会使IS 曲线向右平行移动。 4.结合(教材)第十三章的有关内容推导开放经济条件下政府购买乘数的表达式。 解答：考虑如下的开放经济的宏观经济模型 y ＝c ＋i ＋g ＋x －m c ＝a ＋by m ＝m 0＋βy 第十一章 稳恒电流和稳恒磁场 一 选择题 1. 两根截面大小相同的直铁丝和直铜丝串联后接入一直流电路，铁丝和铜丝内的电流密度和电场强度分别为J 1，E 1和J 2，E 2，则：（ ） A. J 1=J 2，E 1=E 2 B. J 1>J 2，E 1=E 2 C. J 1=J 2，E 1 实验题目： 磁场的研究 实验目的： 1、研究载流圆线圈轴线上各点的磁感应强度，把测量的磁感应强度与理论计算值比较， 加深对毕奥-萨伐尔 定律的理解; 2、在固定电流下，分别测量单个线圈（线圈a 和线圈b ）在轴线上产生的磁感应强度B （a ）和B(b)，与亥姆 霍兹线圈产生的磁场B(a+b ）进行比较， 3、测量亥姆霍兹线圈在间距d=R ／2、 d=2R 和d=2R, （R 为线圈半径），轴线上的磁场的分布，并进行比较， 进一步证明磁场的叠加原理； 4、描绘载流圆线圈及亥姆霍兹线圈的磁场分布。 实验仪器： (1)圆线圈和亥姆霍兹线圈实验平台，台面上有等距离1.0cm 间隔的网格线； (2)高灵敏度三位半数字式毫特斯拉计、三位半数字式电流表及直流稳流电源组合仪一台； (3)传感器探头是由2只配对的95A 型集成霍尔传感器(传感器面积4mmx 3mmx 2mm)与探头盒(与台面接触面 实验原理： （1)根据毕奥一萨伐尔定律，载流线圈在轴线(通过圆心并与线圈平面垂直的直线)上某点的磁感应强度为： 232220)(2x R N R I B +=μ （5-1) 式中μ0为真空磁导率，R 为线圈的平均半径，x 为圆心O A 到该点的距离，N 为线圈匝数，I 为通过线圈的电流强度。因此，圆心处的磁感应强度B 0 为： R IN B 20μ= （5-2） 轴线外的磁场分布计算公式较为复杂，这里简略。 (2)亥姆霍兹线圈是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈，两线圈内的电流方向一致，大小相同，线圈之间的距离d 正好等于圆形线圈的半径R 。这种线圈的特点是能在其公共轴线中点附近产生较广的均匀磁场区，所以在生产和科研中有较大的使用价值，也常用于弱磁场的计量标准。 设：z 为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点O 处的距离，则亥姆霍兹线圈轴线上任意一点的磁感应强度为： ????????????????????? ??-++??????????? ??++='--23222322202221z R R z R R NIR B μ（5-3） 而在亥姆霍兹线圈上中心O 处的磁感应强度B 0′为 ．毫特斯拉计 ．电流表 ．直流电流源 ．电流调节旋钮 ．调零旋钮 ．传感器插头 ．固定架 ．霍尔传感器 ．大理石 ．线圈 ABCD 为接线柱 第十一章 稳恒磁场习题 （一） 教材外习题 一、选择题： 1．如图所示，螺线管内轴上放入一小磁针，当电键K 闭合时，小磁针的N 极的指向 （A ）向外转90? （B ）向里转90? （C ）保持图示位置不动 （D ）旋转180? （E ）不能确定。 （ ） 2 i 的大小相等，其方向如图所示，问哪些区域中某些点的磁感应强度B 可能为零？ （A ）仅在象限Ⅰ （B ）仅在象限Ⅱ （C ）仅在象限Ⅰ、Ⅲ （D ）仅在象限Ⅰ、Ⅳ （E ）仅在象限Ⅱ、Ⅳ （ ） 3．哪一幅曲线图能确切描述载流圆线圈在其轴线上任意点所产生的B 随x 的变化关系？（x 坐标轴垂直于圆线圈平面，原点在圆线圈中心O ） （ ） （A ） （B ） （C ） （D ） （E ） 4q 的点电荷。此正方形以角速度ω绕AC 轴旋转时，在中心O 点产生的磁感应强度大小为B 1；此正方形同样以角速度ω绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时，在O 点产生的磁感应强度的大小为B 2，则B 1与B 2间的关系为： （A ）B 1=B 2 （B ）B 1=2B 2 （C ）B 1= 2 1B 2 （D ）B 1=B 2/4 （ ） x B x x B x B x B q q C 5．电源由长直导线1沿平行bc 边方向经过a 点流入一电阻均匀分布的正三角形线框，再由b 点沿cb 方向流出，经长直导线2返回电源（如图），已知直导线上的电流为I ，三角框的 每一边长为l 。若载流导线1、2和三角框在三角框中心O 点产生的磁感应强度分别用1B 、2B 和3B 表示，则O 点的磁感应强度大小 （A ）B =0，因为B 1=B 2， B 3=0 （B ）B =0，因为021=+B B ，B 3=0 （C ）B ≠0，因为虽然021=+B B ，但B 3≠0。 （D ）B ≠0，因为虽然B 3=0，但021≠+B B 。 （ ） 6．磁场由沿空心长圆筒形导体的均匀分布的电流产生，圆筒半径为R ，x 坐标轴垂直圆筒轴线，原点在中心轴线上，图（A ）~（E ）哪一条曲线表示B －x 的关系？ （ ） （A ） （B ） （C ） （D ） （E ） 7．A 、B A 电子的速率是B 电子速率的两倍。设R A 、R B 分别为A 电子与B 电子的轨道半径；T A 、T B 分别为它们各自的 周期。则： （A ）R A ∶R B =2， T A ∶T B =2。 （B ）R A ∶R B = 2 1 ， T A ∶T B =1。 （C ）R A ∶R B =1， T A ∶T B = 2 1 。 （D ）R A ∶R B =2， T A ∶T B =1。 8．把轻的正方形线圈用细线挂在截流直导线AB 的附近，两者在同一平面内，直导线AB 固定，线圈可以活动。当正方形线圈通以如图所示的电流时线圈将 （A ）不动 c x B B x x B x B x B 电流 仪器分析第二十章习题及答案 1. 进行纸色谱时，滤纸所起的作用是 D 。 A．固定相B．展开剂 C．吸附剂D．惰性载体 2. 试样中A、B两组分在薄层色谱中分离，首先取决于 C 。 A. 薄层有效塔板数的多少 B. 薄层展开的方向 C. 组分在两相间分配系数的差别 D. 薄层板的长短 3. 在薄层色谱中，以硅胶为固定相，有机溶剂为流动相，迁移速度快的组分是 B 。 A．极性大的组分B．极性小的组分 C．挥发性大的组分D．挥发性小的组分 4. 在平面色谱中跑在距点样原点最远的组分是 A 。 A.比移值最大的组分 B.比移值小的组分 C.分配系数大的组分 D.相对挥发度小的组分 5. 纸色谱法分离糖类，应选用的展开剂是 D 。 A.烃类 B.卤烃 C.醛类 D.醇类 6. 平面色谱中被分离组分与展开剂分子的类型越相似，组分与展开剂分子之间的 C 。 A.作用力越小，比移值越小 B.作用力越小，比移值越大 C.作用力越大，比移值越大 D.作用力越大，比移值越小 7. 某组分在以丙酮作展开剂进行吸附薄层色谱分析时，R f值太小，欲提高该组分的R f值，应选择的展开剂是 A 。 A.乙醇 B.氯仿 C.环己烷 D.乙醚 8.配伍选择题 A不加粘合剂的硅胶 B. 加有煅石膏的硅胶 C. 加有煅石膏和荧光剂的硅胶 D. 不加粘合剂，但加有荧光剂的硅胶 1. 硅胶GF254+365 2. 硅胶H 3. 硅胶H254 4. 硅胶G 答案[CADB] 9. 展开剂的极性，固定相的极性，称为正相薄层色谱；展开剂的极性，固定相的极性，称为反相薄层色谱。 答案[较小；较大；较大；较小] 10. 在薄层色谱中定性参数R f值的数值在之间， 答案[0～1] 实验一 T形波导的内场分析 实验目的 1、熟悉并掌握HFSS的工作界面、操作步骤及工作流程。 2、掌握T型波导功分器的设计方法、优化设计方法和工作原理。实验仪器 1、装有windows 系统的PC 一台 2、HFSS15.0 或更高版本软件 3、截图软件 实验原理 本实验所要分析的器件是下图所示的一个带有隔片的T形波导。其中，波导的端口1是信号输入端口，端口2和端口3是信号输出端口。正对着端口1一侧的波导壁凹进去一块，相当于在此处放置一个金属隔片。通过调节隔片的位置可以调节在端口1传输到端口2，从端口1传输到端口3的信号能量大小，以及反射回端口1的信号能量大小。 T形波导 实验步骤 1、新建工程设置： 运行HFSS并新建工程：打开HFSS 软件后，自动创建一个新工程：Project1，由主菜单选File\Save as ，保存在指定的文件夹内，命名为Ex1_Tee；由主菜单选Project\ Insert HFSS Design，在工程树中选择HFSSModel1，点右键，选择Rename项，将设计命名为TeeModel。 选择求解类型为模式驱动（Driven Model）：由主菜单选HFSS\Solution Type ，在弹出对话窗选择Driven Model 项。 设置长度单位为in：由主菜单选3D Modeler\Units ，在Set Model Units 对话框中选中in 项。。 2、创建T形波导模型： 创建长方形模型：在Draw 菜单中，点击Box 选项，在Command 页输入尺寸参数以及重命名；在Attribute页我们可以为长方体设置名称、材料、颜色、透明度等参数Transparent（透明度）将其设为0.8。Material（材料）保持为Vacuum。 设置波端口源励：选中长方体平行于yz 面、x=2 的平面；单击右键，选择Assign Excitation\Wave port项，弹出Wave Port界面，输入名称WavePort1；点击积分线(Integration Line) 下的New line ，则提示绘制端口，在绘图区该面的下边缘中部即（2,0,0)处点左键，确定端口起始点，再选上边缘中部即(2,0,0.4)处，作为端口终点。 复制长方体：展开绘图历史树的Model\Vacuum\Tee节点，右键 霍尔效应测量磁场 【实验目的】 (1) 了解霍尔效应的基本原理 (2) 学习用霍尔效应测量磁场 【仪器用具】 仪器名参数 电阻箱? 霍尔元件? 导线? SXG-1B毫特斯拉仪±(1% +0.2mT) PF66B型数字多用表200 mV档±(0.03%+2) DH1718D-2型双路跟踪稳压稳流电源0~32V 0~2A Fluke 15B数字万用表电流档±(1.5%+3) Victor VC9806+数字万用表200 mA档±(0.5%+4) 【实验原理】 (1)霍尔效应法测量磁场原理 若将通有电流的导体至于磁场B之中，磁场B(沿着z轴)垂直于电流I S(沿着x轴)的方向，如图1所示则在导体中垂直于B和I S方向将出现一个横向电位差U H，这个现象称之为霍尔效应。 图 1 霍尔效应示意图 若在x方向通以电流I S，在z方向加磁场B，则在y方向A、A′两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场.当载流子所受的横向电场力F E洛伦兹力F B相等时： q(v×B)=qE 此时电荷在样品中不再偏转，霍尔电势差就有这个电场建立起来。 N型样品和P型样品中建立起的电场相反，如图1所示，所以霍尔电势差有不同的符号，由此可以判断霍尔元件的导电类型。 设P型样品的载流子浓度为p，宽度为w，厚度为的d。通过样品电流I S=pqvwd，则空穴速率v=I S/pqwd，有 U H=Ew=I H B =R H I H B =K H I H B 其中R H=1/pq称为霍尔系数，K H=R H/d=1/pqd称为霍尔元件灵敏度。(2)霍尔元件的副效应及其消除方法 在实际测量过程中，会伴随一些热磁副效应，这些热磁效应有： 埃廷斯豪森效应：由于霍尔片两端的温度差形成的温差电动势U E 能斯特效应：热流通过霍尔片在其端会产生电动势U N 里吉—勒迪克效应：热流通过霍尔片时两侧会有温度差产生，从而又产生温差电动势U R 除此之外还有由于电极不在同一等势面上引起的不等位电势差U0 为了消除副效应，在操作时我们需要分别改变IH和B的方向，记录4组电势差的数据 当I H正向，B正向时：U1=U H+U0+U E+U N+U R 当I H负向，B正向时：U2=?U H?U0?U E+U N+U R 当I H负向，B负向时：U3=U H?U0+U E?U N?U R 当I H正向，B负向时：U4=?U H+U0?U E?U N?U R 取平均值有 1 (U1?U2+U3?U4)=U H+U E≈U H (3)测量电路 图 2 霍尔效应测量磁场电路图 霍尔效应的实验电路图如图所示。I M是励磁电流，由直流稳流电源E1提供电流，用数字万用表安培档测量I M。I S是霍尔电流，由直流稳压电源E2提供电流，用数字万用表毫安档测量I S，为了保证I S的稳定，电路中加入电阻箱R进行微调。U H是要测的霍尔电压，接入高精度的数字多用表进行测量。 根据原理(2)的说明，在实验中需要消除副效应。实际操作中，依次将I S、 I M的开关K1、K2置于(+,+)、(?,+)、(?,?)、(+,?)状态并记录U i即可，其 中+表示正向接入，?表示反向接入。 一、简单选择题： 1.下列哪位科学家首先发现了电流对小磁针有力的作用：（ D ） （A）麦克斯韦（B）牛顿 （C）库仑（D）奥斯特 2.磁场对运动电荷或载流导线有力的作用，下列说法中不正确的是：（ B ）（A）磁场对运动粒子的作用不能增大粒子的动能； （B）在磁场方向和电流方向一定的情况下，导体所受安培力的方向与载流子种类有关； （C）在磁场方向和电流方向一定的情况下，霍尔电压的正负与载流子的种类有关； （D）磁场对运动电荷的作用力称做洛仑兹力，它与运动电荷的正负、速率以及速度与磁场的方向有关。 3. 运动电荷之间的相互作用是通过什么来实现的：（B） （A）静电场（B）磁场 （C）引力场（D）库仑力 4.在均匀磁场中，放置一个正方形的载流线圈，使其每边受到的磁力的大小都相同的方法有：（B） （A）无论怎么放都可以（B）使线圈的法线与磁场平行（C）使线圈的法线与磁场垂直（D）（B）和（C）两种方法都可以 5．电流之间的相互作用是通过什么来实现的( B ) （A）静电场（B）磁场 （C）引力场（D）库仑力 6．一平面载流线圈置于均匀磁场中，下列说法正确的是：（D）（A）只有正方形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零 （B）只有圆形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零 （C）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力和力矩一定为零 （D）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力一定为零，但力矩不一定零 7．下列说法不正确的是：( A ) （A）静止电荷在磁场中受到力的作用 （B）静止电荷在电场中受到力的作用 （C）电流在磁场中受到力的作用 （D）运动电荷在磁场中受到力的作用 8．一根长为L ，载流I 的直导线置于均匀磁场B 中，计算安培力大小的公式是 sin F IBL θ=,这个公式中的θ代表： ( B ) （A ）直导线L 和磁场B 的夹角 （B ）直导线中电流方向和磁场B 的夹角 （C ）直导线L 的法线和磁场B 的夹角 （D ）因为是直导线和均匀磁场，则可令090θ= 7．磁感强度的单位是：（ D ） （A ）韦伯 （B ）亨利 （C ）牛顿/库伦 （D ）特斯拉 8．在静止电子附近放置一条载流直导线，则电子在直导线产生的磁场中的运动状态是（ D ） （A ）向靠近导线方向运动 （B ）向远离导线方向运动 （C ）沿导线方向运动 （D ）静止 9．下列说法正确的是：（ B ） （A ）磁场中各点的磁感强度不随时间变化，称为均匀磁场 （B ）磁场中各点的磁感强度大小和方向都相同，称为均匀磁场 （C ）磁场中各点的磁感强度大小和方向都相同，称为稳恒磁场 （D ）稳恒磁场中，各点的磁感强度大小一定都相同 10．洛仑兹力可以：（ B ） （A ）改变运动带电粒子的速率 （B ）改变带电运动粒子的动量 （C ）对带电运动粒子作功 （D ）增加带电运动粒子的动能 11．下列公式不正确的是：（ D ） （A ）03 d 4π I l r dB r μ?＝ （B ）02 d 4π r I l e dB r μ?＝ （C ）02 d sin 4π I l dB r μθ ＝ （D ）02 d sin 4π I l dB r μθ ＝ 12．关于带电粒子在磁场中的运动，说法正确的是：（ C ） （A ）带电粒子在磁场中运动的回旋半径与粒子速度无关 （B ）带电粒子在磁场中运动的回旋周期与粒子速度有关 第十四章 β－二羰基化合物 一、 命名下列化合物： 1. CH 3CH 3 C COOH COOH 2. CH 3COCHCOOC 2H 5 C 2H 5 二、 写出下列化合物加热后生成的主要产物： 1. C O C O C OH 2. O=C 2CH 2CH 2COOH CH 2COOH O=CCH 3 CH 2CH 2CH 2COOH 3. C 2H 5CH(COOH)2 C 2H 5CH 2COOH 三、试用化学方法区别下列各组化合物: 1. CH 3COCH(CH 3)COOC 2H 5, CH 3COC(CH 3)COOC 2H 5 2. CH 3COCH 2COOH,HOOCCH 2COOH 解：分别加入饱和亚硫酸氢钠水溶液，3－丁酮酸生成晶体，而丙二酸不能。 四、下列各组化合物，那些是互变异构体，那些是共振杂化体？ 1.C O O OC2H5 O OC2H5 OH , 2. CH3C O O- , CH3 O O- 3. C O OH , 五、完成下列缩合反应： 1. 2CH3CH2COOC2H5 1 .NaOC H 2 .H CH3CH2COCHCOOC2H5 CH3 +C2H5OH 2.CH 3 CH2COOC2H5+ COOC2H5 1 .NaOC H 2 .H COCHCOOC2H5 CH3 CH3CH2COCHCOOC2H5 CH3 + 3.CH 3 CH2COOC2H5+ COOC2H5 COOC2H5 1 .NaOC H 2 .H O=C O=C CHCOOC2H5 CH3 CHCOOC2H5 CH3 4.CH 2 CH2CH2COOC2H5 CH2CH2COOC2H5 1 .NaOC H 2 .H C O COOC2H5 5.C O C O +HCOOC 2 H51 .NaOC H 2 .H CHO 六、完成下列反应式： 第十九章控制与控制过程 一、教学要点 1、控制的必要性。 2、控制的基本原理。 3、种种类型控制的概念。 4、预先控制、现场控制和成果控制的内涵，及其各自的优缺点。 5、有效控制有的基本特征。 6、控制过程的基本内容。 7、如何选择控制的重点？ 8、制定控制标准的方法。 9、纠偏措施应满足的要求。 10、关键名词：控制、程序控制、跟踪控制、自适应控制、最佳控制、预先控制、现场控制、成果控制、适时控制、适度控制、客观控制、弹性控制、统计性标准、工程标准、评估性标准、 二、习题 (一)填充题 1、控制是为了保证_________与_________适应的管理职能。 2、控制工作的主要内容包括_________、_________和_________。 3、预先控制的内容包括_________和_________两个方面。 4、成果控制的主要作用，是通过总结过去的经验和教训，为_________提供借鉴。 5、成果控制主要包括_________、_________、_________以及_________等内容。 6、企业应根据_________和_________来确定控制的范围和频度，建立有效 的控制系统。 7、适度控制是指控制的_________、_________和_________要恰到好处。 8、控制的过程都包括三个基本环节的工作：_________、_________和_________。 9、一般来说，企业可以使用的建立标准的方法有三种：_________、_________、_________ 。 10、工程标准也是一种用统计方法制定的控制标准，不过它不是对历史性统计资料的分析，而是通过对_________ 。 11、在采取任何纠正措施以前，必须首先对_________。 12、一般地说，弹性控制要求企业制定_________和_________。 (二)选择题 1、1、有效的控制要求_________ A. 选择关键的经营环节 B. 确定恰当的控制频度 C. 收集及时的信息 D. 合理运用预算或非预算的控制手段 2、根据确定控制标准Z值的方法，控制过程可以分为_________。 A.程序控制 B.跟踪控制 C.最佳控制 D.自适应控制 3、在企业生产经营活动中，属于跟踪控制性质的有_________。 A. 税金的交纳 B. 利润、工资、奖金的分配 C. 信息控制程序 D. 资金、材料的供应 4、_________都是应用了最佳控制原理进行决策和管理。 A. 用最小费用来控制生产批量 第十一章 恒定电流的磁场 11–1 如图11-1所示，几种载流导线在平面内分布，电流均为I ，求它们在O 点处的磁感应强度B 。 （1）高为h 的等边三角形载流回路在三角形的中心O 处的磁感应强度大小为 ，方向 。 （2）一根无限长的直导线中间弯成圆心角为120°，半径为R 的圆弧形，圆心O 点的磁感应强度大小为 ，方向 。 解：（1）如图11-2所示，中心O 点到每一边的距离为13 OP h =，BC 边上的电流产生的磁场在O 处的磁感应 强度的大小为 012(cos cos )4πBC I B d μββ=- 00(cos30cos150)4π/3 4πI I h h μ??= -= 方向垂直于纸面向外。 另外两条边上的电流的磁场在O 处的磁感应强度的大小和方向都与BC B 相同。因此O 处的磁感应强度是三边电流产生的同向磁场的叠加，即 0033 4π4πBC I I B B h h === 方向垂直于纸面向外。 （2）图11-1（b ）中点O 的磁感强度是由ab ，bcd ，de 三段载流导线在O 点产生的磁感强度B 1，B 2和B 3的矢量叠加。由载流直导线的磁感强度一般公式 012(cos cos )4πI B d μββ=- 可得载流直线段ab ，de 在圆心O 处产生的磁感强度B 1，B 3的大小分别为 01(cos0cos30)4cos60) I B R μ= ?-? π(0(12πI R μ= 031(cos150cos180)4πcos60 I B B R μ?== ?- ?0(12πI R μ= I B 图11–2 图11–1 （a ） A E （b ） 开放性实验实验报告—— 亥姆霍兹线圈磁场测定 姓名学号班级 亥姆霍兹线圈是一对相同的、共轴的、彼此平行的各有N匝的圆环电流。当它们的间距正好等于其圆环半径R时，称这对圆线圈为亥姆霍兹线圈。在亥姆霍兹线圈的两个圆电流之间的磁场比较均匀。在生产和科研中经常要把样品放在均匀磁场中作测试，利用亥姆霍兹线圈是获得一种均匀磁场的比较方便的方法。 一、实验目的 1. 熟悉霍尔效应法测量磁场的原理。 2. 学会亥姆霍兹磁场实验仪的使用方法。 3. 测量圆线圈和亥姆霍兹线圈上的磁场分布，并验证磁场的叠加原理 二、实验原理 同学们注意，根据自己的理解，适当增减，不要太多，有了重点就可以了。 1．霍尔器件测量磁场的原理 图3—8—1 霍尔效应原理 如图3—8—1所示，有－N型半导体材料制成的霍尔传感器，长为L，宽为b，厚为d，其四个侧面各焊有一个电极1、2、3、4。将其放在如图所示的垂直磁场中，沿3、4两个侧面通以电流I，电流密度为J，则电子将沿负J方向以速度运动，此电子将受到垂直方向磁场B的洛仑兹力 作用，造成电子在半导体薄片的1测积累过量的负电荷，2侧积累过量的正电荷。因此在薄片中产生了由2侧指向1侧的电场，该电场对电子的作用力，与反向，当两种力相平衡时，便出现稳定状态，1、2两侧面将建立起稳定的电压，此种效应为霍尔效应，由此而产生的电压叫霍尔电压，1、2端输出的霍尔电压可由数显电压表测量并显示出来。 如果半导体中电流I是稳定而均匀的，则电流密度J的大小为 （3—8—1） 式中b为矩形导体的宽，d为其厚度，则bd为半导体垂直于电流方向的截面积。 如果半导体所在范围内，磁场B也是均匀的，则霍耳电场也是均匀的，大小为 （3—8—2） 霍耳电场使电子受到一与洛仑兹力F m相反的电场力F e，将阻止电子继续迁移，随着电荷积累的增加，霍耳电场的电场力也增大，当达到一定程度时，F m与F e大小相等，电荷积累达到动态平衡，形成稳定的霍耳电压，这时根据F m=F e有 （3—8—3） 将（3—8—2）式代入（3—8—3）式得 （3—8—4） 式中、容易测量，但电子速度难测，为此将变成与I有关的参数。根据欧姆定理电流密度，为载流子的浓度，得，故有 （3—8—5） 将（3—8—5）式代入（3—8—4）式得 第十一章 稳恒电流的磁场（一） 一、利用毕奥—萨法尔定律计算磁感应强度 毕奥—萨法尔定律：3 04r r l Id B d ?=πμ 1.有限长载流直导线的磁场)cos (cos 4210ααπμ-=a I B ,无限长载流直导线a I B πμ20= 半无限长载流直导线a I B πμ40=,直导线延长线上0=B 2. 圆环电流的磁场232220)(2x R IR B +=μ，圆环中心R I B 20μ=，圆弧中心πθ μ220? =R I B 电荷转动形成的电流：π ω ωπ22q q T q I === 【 】基础训练1、载流的圆形线圈(半径a 1 )与正方形线圈(边长a 通有相同电流I ．如图若两个线圈的中心O 1 、O 2处的磁感强度大小相同，则半径a 1与边长a 2之比a 1∶a 2为 (A) 1∶1 (B) π2∶1 (C) π2∶4 (D) π2∶8 () 8 2,,22135cos 45cos 2 44, 2212 000201 02121ππμπμμ=== -?? ? == a a B B a I a I B a I B o o o o 得 由【 】基础训练3、有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为a ，厚度不计，电流I 在铜片上 均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为b 处的P 点的磁感强度B 的大小为 (A) ) (20b a I +πμ． (B) b b a a I +πln 20μ．(C) b b a b I +πln 20μ． (D) )2(0b a I +πμ． 解法： b b a a I r dr a I r r dI dB dr a I dI a b b +===== =???+ln 222dI B B B ,B d B ,2P ,)(dr r P 0000πμπμπμπμ的大小为：，的方向也垂直纸面向内据方向垂直纸面向内；根处产生的它在，电流为导线相当于一根无限长的直的电流元处选取一个宽度为点为在距离 【 】自测提高2、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状，则P ，Q ，O 各点磁感 强度的大小B P ，B Q ，B O 间的关系为 (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O ． B Q > B O > B P ． (D) B O > B Q > B P ． 解法： (黑体辐射、光电效应、康普顿效应、玻尔理论、波粒二象性、波函数、不确定关系) 一. 选择题 [ C ]1.（基础训练2）下面四个图中，哪一个正确反映黑体单色辐出度M B λ(T )随λ 和T 的变化关系，已知T 2 > T 1． 【提示】（1）黑体的辐射度（即曲线下的面积）满足： 4 0()M T T σ=，所以0()M T 随温度的增高而迅速增 加。 （2）单色辐出度最大值所对应的波长m λ满 足：m T b λ=，所以，随着T 的升高，m λ向短波方向移动。 [ D ]2.（基础训练4）用频率为ν 的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为E K ；若改用频率为2ν 的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为： (A) 2 E K ． (B) 2h ν - E K ． (C) h ν - E K ． (D) h ν + E K ． 【提示】设金属逸出功为A ；设频率为2ν 的单色光照射金属时，逸出光电子的最大动能为 'K E ；则根据爱因斯坦光电效应方程，有： k h E A ν=+ 2'k h E A ν=+ 两式相减即可得出答案。 [ C ]3.（基础训练5）要使处于基态的氢原子受激发后能发射赖曼系(由激发态跃迁到基态发射的各谱线组成的谱线系)的最长波长的谱线，至少应向基态氢原子提供的能量是 (A) 1.5 eV ． (B) 3.4 eV ． (C) 10.2 eV ． (D) 13.6 eV ． 【提示】赖曼系中最长波长的谱线，来自21E E →的跃迁，所以至少应使基态氢原子先 吸收一个光子的能量h ν跃迁到E 2能级，然后向下跃迁发出谱线。所以有 212213.613.610.221eV eV h E E eV ν???? =-=- --= ? ?? ??? 实验报告 课程名称： 工程电子场与电磁波 指导老师：________熊素铭________ 成绩：__________________ 实验名称：_ 磁悬浮 _实验类型： 动手操作及仿真 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1、观察自稳定的磁悬浮物理现象； 2、了解磁悬浮的作用机理及其理论分析的基础知识； 3、在理论分析与实验研究相结合的基础上，力求深化对磁场能量、电感参数和电磁力等知识点的理解。 二、实验内容 1、观察自稳定的磁悬浮物理现象 2、实测对应于不同悬浮高度的盘状线圈的激磁电流 3、观察不同厚度的铝板对自稳定磁悬浮状态的影响 实验原理 专业： 姓名： 学号： 日期： 地点： 1、自稳定的磁悬浮物理现象 由盘状载流线圈和铝板相组合构成磁悬浮系统的实验装置，如图2-6所示。该系统中可调节的扁平盘状线圈的激磁电流由自耦变压器提供，从而在50 Hz正弦交变磁场作用下，铝质导板中将产生感应涡流，涡流所产生的去磁效应，即表征为盘状载流线圈自稳定的磁悬浮现象。 2、基于虚位移法的磁悬浮机理的分析 在自稳定磁悬浮现象的理想化分析的前提下，根据电磁场理论可知，铝质导板应被看作为完纯导体，但事实上当激磁频率为50 Hz时，铝质导板仅近似地满足这一要求。为此，在本实验装置的构造中，铝质导板设计的厚度b 还必须远大于电磁波正入射平表面导体的透入深度d（b ）。换句话说，在理想化的理论分析中，就交变磁场的作用而言，此时，该铝质导板可被看作为“透不过的导体”。 对于给定悬浮高度的自稳定磁悬浮现象，显然，作用于盘状载流线圈的向上的电磁力必然等于该线圈的重量。本实验中，当通入盘状线圈的激磁电流增大到使其与铝板中感生涡流合成的磁场，对盘状载流线圈作用的电磁力足以克服线圈自重时，线圈即浮离铝板，呈现自稳定的磁悬浮物理现象。现应用虚位移法来求取作用于该磁悬浮系统的电动推斥力。 第11章稳恒电流与真空中的恒定磁场习题解答和分析 第十一章 电流与磁场 11-1 电源中的非静电力与静电力有什么不同？ 答：在电路中，电源中非静电力的作用是，迫使正电荷经过电源内部由低电位的电源负极移动到高电位的电源正极，使两极间维持一电位差。而静电场的作用是在外电路中把正电荷由高电位的地方移动到低电位的地方，起到推动电流的作用；在电源内部正好相反，静电场起的是抵制电流的作用。 电源中存在的电场有两种：1、非静电起源的场；2、稳恒场。把这两种场与静电场比较，静电场由静止电荷所激发，它不随时间的变化而变化。非静电场不由静止电荷产生，它的大小决定于单位正电荷所受的非静电力，q 非 F E =。当 然电源种类不同，非F 的起因也不同。 11-2静电场与恒定电场相同处和不同处？为什么恒定电场中仍可应用电势概念？ 答：稳恒电场与静电场有相同之处，即是它们都不随时间的变化而变化，基本规律相同，并且都是位场。但稳恒电场由分布不随时间变化的电荷产生，电荷本身却在移动。 正因为建立稳恒电场的电荷分布不随时间变化，因此静电场的两条基本定理，即高斯定理和环路定理仍然适用，所以仍可引入电势的概念。 11-3一根铜导线表面涂以银层，当两端加上电压后，在铜线和银层中，电场强度是否相同？电流密度是否相同？电流强度是否相同？为什么？ 答：此题涉及知识点：电流强度d s I =??j s ，电流密度概念，电场强度概念， 欧姆定律的微分形式j E σ=。设铜线材料横截面均匀，银层的材料和厚度也均匀。由于加在两者上的电压相同，两者的长度又相等，故铜线和银层的场强E 相同。由于铜线和银层的电导率σ不同，根据j E σ=知，它们中的电流密度j 不相同。电流强度d s I =??j s ，铜线和银层的j 不同但相差不太大，而它们的横 截面积一般相差较大，所以通过两者的电流强度，一般说来是不相同的。 11-4一束质子发生侧向偏转，造成这个偏转的原因可否是：（1）电场？（2）磁场？（3）若是电场和磁场在起作用，如何判断是哪一种场？ 答：造成这个偏转的原因可以是电场或磁场。可以改变质子的运动方向，通过质子观察运动轨迹来判断是电场还是磁场在起作用。 11-5 三个粒子，当它们通过磁场时沿着如题图11－5所示的路径运动，对每个粒子可作出什么判断？ 答：根据带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力规律，通过观察运动轨迹的不同可以判断三种粒子是否带电和带电种类。 11-6 一长直载流导线如题11-6图所示，沿Oy 轴正向放置，在原点O 处取一电流元d I l ，求该电流元在（a ，0，0），（0，a ，0），（a ，a ，0），（a ， a ，a ）各点处的磁感应强度Β。 分析：根据毕奥-萨伐尔定律求解。 解：由毕奥-萨伐尔定律 03 d d .4πI r μ?=l r Β 原点O 处的电流元d I l 在（a ，0，0）点产生的Β为：000332 ()444I Idl Idlj ai dB adlk k a a a μμμπππ?==-=- d I l 在（0，a ，0）点产生的Β为：电磁场HFSS实验报告
第十一章稳恒电流的磁场(一)作业解答
第十九章 习题答案
11稳恒电流和稳恒磁场习题解答
磁场的研究实验报告
第11章稳恒磁场
仪器分析第十九章习题及答案
电磁场HFSS实验报告
北京大学物理实验报告：霍尔效应测量磁场(pdf版)
物理学教程第11章恒定磁场
有机化学课后答案14~19章(徐寿昌)
《管理学》习题与答案第19章 控制与控制过程
第十一章 恒定电流的磁场习题解
亥姆霍兹线圈磁场测定-实验报告
第十一章稳恒电流的磁场一作业答案
第19章 量子力学简介(1)作业答案
磁悬浮实验报告67796
第11章稳恒电流与真空中的恒定磁场习题解答和分析学习资料
- 11稳恒电流和稳恒磁场习题解答
- 第十一章稳恒电流的磁场(一)作业答案
- 川师大学物理第十一章 恒定电流的磁场习题解
- 11稳恒电流和稳恒磁场习题解答
- 第11章稳恒磁场B完全版1
- 11稳恒电流和稳恒磁场习题解答
- 第11章 恒定电流和恒定磁场
- 第十一章 恒定电流的磁场(二) 作业及参考答案 2014
- 大学物理B-第十一章 恒定电流磁场-习题
- 第11章电流和磁场例题
- 川师大学物理第十一章恒定电流的磁场习题解
- 第十一章稳恒电流的磁场[一]作业答案解析
- 第11章稳恒电流与真空中的恒定磁场习题解答和分析学习资料
- 第11章 恒定电流和恒定磁场
- 大学物理第11章稳恒磁场习题参考答案
- 川师大学物理第十一章恒定电流的磁场习题解
- 第11章稳恒磁场
- 第十一章稳恒电流的磁场(一)作业答案
- 第11章恒定磁场习题解
- 第11章稳恒电流与真空中的恒定磁场习题解答和分析