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1、山系理工大学备课欽 年月日 I 赠 、 4！ I ！ ! 卡 - 讦 么 ; 身 ？ ， 、 4，好知/、6殘里, ， 碌一 ：！?-翁(，,碑辆扭丄 V 0 三 种 磁 介 质 抗 磁 质 ( / , ；！)，顺磁质(, ；！）,铁磁质(,！) -!磁介质的磁化磁介质在外磁场的作用下,在磁介质表面或内部出现磁化 电流。 0 6 1 5 0 磁介质中的离斯定理 (.磁介质中的安培环路定理孚,，！/ I； I 均匀的各向同性磁介质中 8 1(.铁磁质！,为变量、磁畴、磁滞现象、居里点。 题 广 省，I舞中,輸权 答顺磁质在外磁场中磁化，是顺磁质的分子磁矩在外磁场中取向，进行整 排列的结果。但分子
2、的热运动总是破坏这种取向排列。外磁场愈强，温度愈低，分 ：磁矩取向排列相对愈整齐，所产生的附加磁场与外磁场同向，表现为顺磁性。 抗磁质的分子磁矩为零。抗磁质分子中的电子在外磁场作用下发生进动所产 生的附加磁矩是抗磁质磁化的原因。由于附加磁矩总是与外磁场反向，所以表现为 抗磁性。 卩 ()磁化电流与传导电流有何相同之处和不同之处?引人磁化电流这一概 念有什么用处？ 答磁化电流在产生磁场和受外磁场作用等方面与传导电流完全相同。当磁 介质均匀磁化时，磁化电流由磁介质外表面分子电流各提供一段接续而成，因此无 法从磁介质中转移走，不会产生焦耳热。传导电流由载流子宏观定向运动形成，可 以被移走，通过导体还
3、会产生焦耳热，是与磁化电流不同处。一 弓I人磁化电流，有助于形象直观地认识理解磁介质的磁化，并能定量地分析计 算磁介质的磁化程度及X才外磁场所产生的影响。 ！ 一3/3？！在工厂里搬运烧红的钢锭时，为什么不用电磁铁起重机？ (答钢是铁磁质，在外磁场中，其内部的磁畴定排列，会产生很1的磁1， 第页 山永理工大學备课纸 年月日 可以用电磁铁起重机搬运。 烧红的钢锭，温度巳超过钢的居里点，内部的磁畴结构被剧烈的分子热运动所 破坏而成为顺磁质。在外磁场中，烧红的钢锭既使被磁化，磁性也是很微弱的，难以 被电，引起来，因此不能用电磁铁起重机来搬运。 123图中三条曲线分别表示三种不同磁介 1 7 质的5-
4、8关系，虚线是5 ： ；。？关系。试指出哪一 条代表顺、抗磁质?哪一条代表铁磁质？ 答 根 据 关 系 式 3 ： 。仏可知铁磁 质由于磁导率&为变量，所以3与/成非线性关 系。另外铁磁质的磁畴结构，使铁磁质中的磁感应强 度5随磁场强度8增大到一定程度，达到磁饱和， 表现在上升的曲线后来变得较平缓。顺磁质和抗磁 质的磁导率均为常量，所以6和/成线性关系。由 于铁磁质的相对磁导率远大于1，顺磁质的略大于 1，而抗磁质的略小于1 ，因此同样的8，铁磁质中的5值最大，顺磁质的次之,抗磁 质的最小。综上所述，可知第一条曲线代表铁磁质，第二条直线代表顺磁质，第三条 直线代表抗磁质。 、 歡 311 一长
5、直螺线管，每米绕有1000胆线圈，若限定螺线管内部轴线上一点 的 磁 感 应 强 度5 4.2 X 104 2 ，螺线管中需通多大的电流(设螺线管内 部为空气、？若螺线管是绕在一铁芯上，通以上述同样大小的电流，这时在螺线管内 部同一点产生的磁感应强度为多大?(设纯铁的相对磁导率/ 50000 解载流长直螺线管内为空气时的磁感应强度，3 11711 4.2 10 5 ；0 X 10 X 1000 。，(；八） 、若螺线管内置有铁芯，同样的电流，产生的磁感应强度为 。 ； , / ： ；550002 X 10-4 二 ？.丁） 一螺绕环平均半径X 0.1001， 11数V 200，电流I 0.10
6、八。 (！)求环形线圈内的磁感应强度和磁场强度； ()若环形线圈内充满相对磁导率, 4200的铁磁质时，则环形线圈内部的 磁感应强度和磁场强度各为多大？ 解 （！）以螺绕环的平均周长为绕行回路，应用磁介质中的安培环路定理， 有 得磁场强度 1 二 11 200 x0.10 2711？ 2x3.14x0.10 环形线圈内为空气，得磁感应强度 ： 一 - 一 一 、 一 山并、理工大学备课紙 年月日 3 二 0？ 二 4兀X 10一7 X 31.8 二 4.0 X 1 0 ( ； 丁 ） (！)环形线圈内充满铁磁质,磁场强度仍为 二 2丌? 磁感应强度为 3 0 4丌X 1 0 7 X 4200
7、x 31.8 二 .!?!) 甲 。丁？ 4兀X 1 0 7 X 7.96 X 10 X 00？ 2 X 0.052十0.42严 ：1.91 X 10(！) X 0.4111处的磁场由均匀磁场13和磁化电流在该处 的磁场5叠加而成 二 5 十 丑 二 0.4 X 104十1.91 X 1 0 4 2.31 X 10-4丁) ；- 一 0 國 一 、一 、 #3有一无限长圆柱形导体，其磁导率为，半径 习题、94)图 为？，若有电流/沿轴线方向均勻分布，求导体内外任一点 的 5 和 8 。 解根据磁场的对称性，在导体内外做同轴的圆形回路11与如图所示: 应用安培环路定理，有 小II 61 2 4
8、丌 , ， 丌/ 二 1 2 -查 二 2丌广 3 二 。 / 二 2丌？ 半径为的载流长直导线，电流强度为I ，外面裹有 一层厚度为6的磁介质，其相对磁导率为&,。 (！)求磁介质中任一点的磁场强度孖和磁感应强度8的大 小； ()试证明磁介质的内外表面、的磁化面电流等值反向，并 求其大小。 解（纟）在磁介质内做半径为的同轴圆形回路，应用安 培环路定理,有 0 II ， （！/ 8 2 丌 广 二 3卜4(！ 1 得磁场强度 山 东 理 工 大 學 备 课 紙 年月日 二 2 + 10 磁感应强度 5 二 ；03 /。 ； (广十 ()若磁介质为顺磁质且均匀磁化，磁介质内外表面的磁化面电流分别
9、为内 和15。磁介质内的磁场由传导电流1和磁化电流的磁场叠加而成 X 5 2訂 2冗广 2兀广 广& 比 较 得 内 (. 1)1，与传导电流1同向： 同样的分析，在磁介质外的磁场 二 /。丁；内 0 外 2丌7 2丌广 2訂 271 ： / ( ： 厂 屮 6 比较知 5 外 二 5 内 二 (, 一 1)1 磁介质内外表面的磁化面电流等值反向。 若为抗磁质，仍有上面的结论，只是其内外表面的磁化面电流方向与顺磁质的 ！；?)在生产中为了测试某种磁性材料的相对磁导率常将这种材料做成 截面为矩形的环形样品，然后用漆包线绕成一环形螺线管。设圆环的平均周长为 0 1x11，横截面积为0 ， 5 X
10、104III2 ，线圈的胆数为200II ，当线圈通以0 ， 1六的电流时，测 得穿过圆环截面积的磁通量为6 X ：！!)、!)，计算此时该材料的相对磁导率丫。 解题目告诉环形线圈的平均周长，通常是指圆环截面很小，其中的磁场可 视为均匀磁场。其磁感应强度应用安培环路定理可得。 1 1 解I 磁通量 得相对磁导率 8 二 8 3 ： 0；厂了 15 / 产 0 肅 4 丌 X 1 0 7 X 200 x0.1 X 0.5 x 1 0 4 6 X 10一5 01 二 4.78 X 103 &长直铜导线载有10八电流，在导线内部 做一平面5，一边是轴线，另一边在导线外壁上，长 度1111，如图所示。试计算通过此平面的磁通量。 解设铜导线半径为1 ，电流均匀分布在截面 上。载流长直导线的磁场呈轴对称，在导线内距轴线 广处，作一圆形回路，在此回路上5值相等，1 6 与 回路处处相切，应用安培环路定理 习 题 | 图 山 理 工 大 學 备 课 纸 年月日 5 2 丌 厂 二 ， 得 丑 在导线内距轴线处作一平行于轴线宽！的窄条，窄条处磁场可看作是均匀 的。通过窄条的磁通量 氣 ， ， 化 I 二 1 ！，是窄条的长度。窄条选在3面内，通过3面的磁通量 8 68 0 广 厂 。 1 1 2丌!？ 2 4兀X 1 0 7 X 10 X 1 4 二 1.0 X 1 0 6 (，