f题号:30943018分值:10分难度系数等级:3一根无限长导线弯成如图形状,设各线段都在同一平面内(纸面内),其中第二段是半径为R的四分之一圆弧,其余为直线。导线中通有电流I,求图中O点处的磁感强度。
解:将导线分成1、3、四部分,2、4各部分在O点产生的磁感强度设为B1B2B3B4。根据叠加原理,O点的磁感强度为BB1B2B3B4因B1、B4均为0,故BB2B3,B2140I2R分)
vv
vv
v
v
v
v
v
(1分)方向(3
v
v
v
v
v
B30I4πasi
β2si
β120I4πR20I2πR方向
分)其中aR2,si
β2si
π4
(3
22,si
β1si
π422
(3分)
B0I8R0I2πR0I2R141π方向
题号:30944019分值:10分难度系数等级:4有一个长为b、线密度为λ的带电线段AB,可绕一端距离为a的O点旋转,如图所示。设旋转角速度为ω,转动过程中线段A端距轴O的距离a保持不变,试求带电线段在O点产生的磁感应强度。
解:由于带电线段AB不同位置绕O点转动的线速度不同,在AB上任取一线元dr,
f它跟O点的距离为r,如图所示,其上带电量为dqλdr当AB以角速度ω旋转时,dq形成环形电流,其电流强度为
dI
ωdqλωdr2π2π0dI
2r
(3分)
根据圆电流在圆心O的磁感应强度为
dB
有
dB
λω4π
0
drr
(3分)
带电线段AB旋转时在O点的总磁感应强度为
B0∫dB
方向垂直纸面向里(当λ0时)。
λω04π
∫
ab
a
drλω0abl
r4πa
(1分)
(3分)
题号:30942020分值:10分难度系数等级:2如图所示,一个无限长直导线,其中部被弯成半圆形状,环的半径r10cm,当导线中通有电流4A时,求垂直于环面的轴线上距离O点为40cm处的P点的磁感应强度大小。(04π×10TmA)
7
解:半圆弧在P点产生的磁感应强度
Bx
0Ir2
4d
3
179×107
T
(2分)
fBy0
(1分)
Bz
0Irx456×1072πd3
r2x2
T
(2分)
式中d
两段直电流在P点产生的磁感应强度,只有z分量
Idr′Bz0152×1062πxd
P点的总磁感应强度的大小为
T
(2分)
′BBx2BZBZ2198×106
T
(3分)
fr