大学物理第五版马文蔚课后答案解析（上）7~8.doc

【大学物理第五版马文蔚课后答案解析】 在学习大学物理第五版马文蔚的课程时，学生会遇到各种问题，尤其是课后的习题解答。以下是对第七章至第八章部分习题的解析，主要涉及磁场理论及其应用。 7-1 题目涉及到螺线管中的磁感强度与单位长度的匝数的关系。根据安培环路定律，磁感强度B与电流I和线圈密度n（单位长度的匝数）成正比，即B = μ₀nI，其中μ₀是真空磁导率。因此，当电流相同，长度相同的螺线管中，磁感强度与单位长度的匝数成正比。 7-2 题目利用高斯定理来分析磁通量。磁感线是闭合曲线，所以穿过任何闭合曲面的磁通量总和为零。这里通过比较半球面S与半径为r的圆S'，得出磁通量平衡，从而得到答案。 7-3 题目解释了安培环路定律的含义。如果磁感强度沿闭合回路的积分是零，这意味着回路上可能存在磁场为零的区域；反之，如果回路上各点磁感强度都为零，则穿过回路的总电流必须为零。 7-4 安培环路定律指出，回路外的电流对磁感强度沿回路的积分没有影响，但是会影响回路内部的磁场分布。这表明积分值与路径无关，但磁场分布受到外部电流的影响。 7-5 题目利用安培环路定理求解磁介质中的磁场强度和磁化强度。磁化强度M是磁介质内部的微观磁矩引起的附加磁场，可以通过磁介质的磁化率μr与磁场强度H的关系M = (μr - 1)H来计算。 7-6 题目涉及到高速电子在存储环中的电流贡献。电子以接近光速运动时，其电流贡献可以利用相对论效应进行计算。通过安培定律，可以找出环中电子的数量。 7-7 题目探讨了铜导线中的电子漂移速率。电子的平均热运动速度远大于其在电场中的定向漂移速度，这解释了电流的形成。同时，电子的漂移速率可以通过电子的密度、电荷、导线的电流密度和电子的迁移率来计算。 7-8 题目涉及同轴柱面电流的分布。利用电流密度对称分布的特点，可以计算出任意半径处的电流密度。 7-9 题目介绍了地球磁场的等效模型。地球自转形成的电流等效为赤道处的圆电流，从而可以通过地球的地磁场数据计算出赤道电流的大小和方向。 7-10 至7-13 题目进一步展示了磁场叠加原理的应用，通过分析不同形状的电流在特定点的磁场贡献，求得总磁感强度。 7-14 题目涉及的是半圆柱形面电流的磁场分布。通过将半圆柱面分割成微小的直线电流段，然后应用毕-萨定律求解轴线上的磁感强度。 这些题目解析涵盖了磁场的基本概念、定律和计算方法，有助于学生深入理解磁场理论，并掌握如何应用这些知识解决实际问题。通过这样的练习，学生能够更好地准备物理考试，提升对电磁学的理解。