65.如图所示,几种载流导线在平面内分布,电流均为I,求:它们在O点的磁感应强度。
1B0I8R
方向垂直纸面向外
2B0I0I2R2R
方向垂直纸面向里
3B0I0I2R4R
方向垂直纸面向外
66.一半径为R的均匀带电无限长直圆筒,电荷面密度为σ,该筒以角速度ω绕其轴线
匀速旋转。试求圆筒内部的磁感应强度。
解:如图所示,圆筒旋转时相当于圆筒上具有同向的面电流密度i,
i2R2R
作矩形有向闭合环路如图中所示.从电流分布的对称性分析可知,在ab上各点B的
大小和方向均相同,而且
B
的方向平行于ab
,在bc
和
fa
上各点
B
的方向与线元垂直,
在defecd上各点B0.应用安培环路定理
Bdl0I
i
可得
Bab0iab
B0i0R
a
b
f
c
e
d
圆筒内部为均匀磁场,磁感强度的大小为B0R,方向平行于轴线朝右.
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33
f67.在半径为R的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为r的长直圆柱体,两柱体轴线平行,其间距为a(如图)。今在此导体内通以电流I,电流在截面上均匀分布,求:空心部分轴线上O点的磁感应强度的大小。
解:
J
IR2
r2
B110Jkr12
B210Jkr22
BB1B210Jkr1r22
10JkO1O210Jaj
2
2
B
0Ia2R2r2
j
68.一无限长圆柱形铜导体半径为R通以均匀分布的I今取一矩形平面S(长为L,宽为2R),位置如图,求:通过该矩形平面的磁通量。
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34
f解:在圆柱体内部与导体中心轴线相距为r处的磁感强度的大小,由安培环路定律可得:
B0IrrR2R2
因而,穿过导体内画斜线部分平面的磁通1为
1
BdS
R
BdS
0I
rLdr0LI
02R2
4
在圆形导体外,与导体中心轴线相距r处的磁感强度大小为B0I2r
rR
因而,穿过导体外画斜线部分平面的磁通2为
2
B
dS
2R0IL
dr
0ILl
2
R2r
2
穿过整个矩形平面的磁通量
1
2
0LI4
0ILl
22
69.如图所示,载有电流I1和I2的无限长直导线相互平行,相距3r,今有载有电流I3的导线MNr水平放置,其两端M、N分别与I1、I2距离均为r,三导线共面,求:导线MN所受的磁场力的大小与方向。
解:载流导线MN上任一点处的磁感强度大小为:B0I10I22rx22rx
MN上电流元I3dx所受磁力:
d
F
I3Bd
x
I
3
02r
I1
x
0I1dx22rx
F
I3
r
0I1
02r
x
0I222r
dx
x
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35
f
0I3
r
I1
r
dx
I2
dx
20rx
02rx
0I32
I1
l
2rr
I2
l
r2r
0I32
I1
l
2
I2
l
2
r