磁学的研究经历了磁荷观点和电流观点的发展历程。
(1)早期磁学的研究认为磁性源于磁荷,即磁铁N极上聚集着正磁荷,S极上聚集着负磁荷(磁荷与我们熟悉的电荷相对应)。类似两电荷间的电场力,米歇尔和库仑通过实验测出了两磁极间的作用力F=Kmp1p2r2,其中p1和p2表示两点磁荷的磁荷量,r是真空中两点磁荷间的距离,Km为常量。
请类比电场强度的定义方法写出磁场强度H的大小及方向的定义;并求出在真空中磁荷量为P0的正点磁荷的磁场中,距该点磁荷为R1处的磁场强度大小H1。
(2)安培分子电流假说开启了近代磁学,认为磁性源于运动的电荷,科学的发展证实了分子电流由原子内部电子的运动形成。毕奥、萨伐尔等人得出了研究结论:半径为Rx、电流为Ix的环形电流中心处的磁感应强度大小为B=KnIxRx,其中Kn为已知常量。
a.设氢原子核外电子绕核做圆周运动的轨道半径为r,电子质量为m,电荷量为e,静电力常量为k,求该“分子电流”在圆心处的磁感应强度大小B1。
b.有人用电流观点解释地磁成因:在地球内部的古登堡面附近集结着绕地轴转动的管状电子群,转动的角速度为ω,该电子群形成的电流产生了地磁场。如图所示,为简化问题,假设古登堡面的半径为R,电子均匀分布在距地心R、直径为d的管道内,且d<<R.试证明:此管状电子群在地心处产生的磁感应强度大小B2∝ω。

p
1
p
2
r
2
K
n
I
x
R
x
【答案】见试题解答内容
【解答】
【点评】
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发布:2024/9/7 8:0:8组卷:133引用:3难度:0.5
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