第四章 电磁介质.doc

第四章 电磁介质一 填空题1易 分子的正负荷中心重合的电介质叫做 电介质，在外电场作用下，分子的正负电荷中心发生相对位移，形成 。答案：无极分子；电偶极子提示：此题考查的是相关概念的掌握2易 电介质在电容器中的作用是：（1） （2） 。 答案：增大电容；提高电容器的耐压能力提示3较易 一平行板电容器始终与一端电压一定的电源相联。当电容器两极板间为真空时，电场强度为，电位移为，而当两极板间充满相对介电常数为的各向同性均匀电介质时，电场强度为，电位移为，则 。 答案：=；=4中 如图4-1-4所示，在一个不带电的各向同性的均匀介质球外，放一电荷，则高斯面的通量和通量各为 ， ； ， 。 答案：0 ， 0 ， ，5.中 在电荷为的导体球外部有一相对介电常数为的电介质壳，在电介质内外分别有两点 、，它们到球心的距离分别为，则 ， .。 答案： ，6.中 在内极板半径为，外极板半径为的圆柱形电容器内，装入一层相对介电常数为的同心圆柱形壳体内半径为，外半径为而且设极板远远大于，则放入介质前后的电容之比 。 答案： 7. 中 在两板相距为的平行板电容器中，插入一块厚为的金属板（此板与两极板平行），其电容为 ，如果插入的是相对介电常数为的厚为的电介质板，则电容变为 。 答案： ，8. 中 平行板电容器，两板间距为、极板面积均为。在真空中的电容、自由电荷面密度、电位差、电场强度、电位移矢量、能量分别为、表示。试问： （1）当维持其电量不变（如充电后与电源断开）时，今将相对介电常数为的电介质充满电容器，则 ， ， ， ， ， 。 （2）当维持电压不变时（与电源连接后不断开），而将电容器充满相对介电常数为的电介质，则 ， ， ， ， ， 。 答案：（1） ， ， ， ， ， （2） ， ， ， ， ，9.中 一偶极矩为的电偶极子，放在电场强度为的匀强电场中，则此偶极子受到的合力为 ，它受到的力矩为 。 答案： 0 ，10. 中 将平行板电容器与一直流电源相接。当电容器中充满某种介质时，电极化强度矢量等于真空时的电位移矢量，则此种介质的相对介电系数为 。 答案： 211. 中 一平行板电容器中间充以两种介质，如图所示，其介电常数分别为，设 ，则此场强大小关系为 。答案： 12.中 有很大的剩余磁化强度的软磁材料不能做成用磁体，这是因为 ，如果做成永磁体，则 。 答案：矫顽力小 ；易消磁13 较易 一个绕有500匝导线的平均周长的细环，载有电流时，铁芯的相对磁导率为600 ，则铁芯的磁场强度为 ，铁芯的磁感应强度为 。 答案： ，4-1-1414 中 如图4-1-14所示为三种不磁介质的关系曲线，其中虚线表示的是的关系。说明各代表哪一类磁介质的关系曲线：代表 的关系曲线；代表 关系曲线；代表 关系曲线。 答案： 铁磁质 ；顺磁质 ；抗磁质15中 一平行板电容器，充电后切断电源，然后使两极板间充满相对介电常数为的各向同性均匀电介质，此时两极板间的电场强度是原来的 倍；电场能量是原来的 倍 答案：1/；1/16. 中 一平行板电容器中充满相对介电常数为的各向同性均匀电介质。已知介质表面极化电荷面密度为，则极化电荷在电 容器中产生的电场强度的大小为 。 答案：17中 在相对电容率 的各向同性均匀电介质中，与电能密度 相应的电场强度的大小E = 。 答案：18中 长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成，两导 体中有等值反向均匀电流 I 通过。其间充满磁导率为 的均匀磁介质。介质中离中心轴距离为 r 的某点处的磁场强度的大小H = ，磁感应强度的大小B = 。 答案： ；19中 一平行板电容器，两极间充满各向同性均匀电介质，已知相对介电常数为，若极板上的自由电荷面密度为 ，则介质中电位移的大小D= . 电场强度的大小 。答案： ，20中 一电矩为的电偶极子在场强为 的均匀电场中， 与 间的夹角为a，则它所受的电场力 _ ，力矩的大小M_ 答案： 0 ； 21中 半径为R1和R2的两个同轴金属圆筒，其间充满着相对介电常量为r的均匀介质设两筒上单位长度带有的电荷分别为+l和-l，则介质中离轴线的距离为r处的电位移矢量的大小D =_，电场强度的大小 E =_答案： ， 22 中 两个电容器1和2，串联以后接上电动势恒定的电源充电在电源保持联接的情况下，若把电介质充入电容器2中，则电容器1上的电势差_；电容器1极板上的电荷_(填增大、减小、不变) 答案: 增大； 增大23中 一平行板电容器，充电后与电源保持联接，然后使两极板间充满相对介电常数为的各向同性均匀电介质，这时两极板上的电量是原来的 倍；电场强度是原来的 倍；电场能量是原来的 倍 答案：；1；24中 A、B为两块无限大均匀带电平行薄平板，两板间和左右两侧充满相对介电常数为的各向同性均匀电介质。已知两板间的场强大小为E0，方向如图，则A、B两板所带电荷面密度分别为 ；ABB4-1-24 ，答案：-q+qm +q4-1-2525中 一个大平行板电容器水平放置，两极板间的一半空间充有各向同性均匀电介质，另一半为空气，当两极板带上恒定的等量异号电荷时，有一个质量为m，带电量为+q的质点，平衡在极板间的空气区域中，此后，若把电介质抽去则该质点将如何运动 。（填保持不动，向上运动，向下运动）答案：向上运动 26、中 若先把均匀介质充满平行板电容器，（极板面积为S，极反间距为L，板间介电常数为）然后使电容器充电至电压U。在这个过程中，电场能量的增量_。答案；27、只适用于_介质。答案：各向同性均匀线性非铁磁.。28、中 若先把均匀介质充满平行板电容器，（极板面积为S，极反间距为L，板间介电常数为）然后使电容器充电至电压U。在这个过程中，电场能量的增量是_。答案：29、中 一无限长的载流圆柱体浸在无限大的各向同性的均匀线性的相对磁导率的的磁介质中，则介质中的磁感应强度与真空中的磁感强度之比是_。答案：30、 中 如图，有一均匀极化的介质球，半径为R，极化强度为P，则极化电荷在球心处产生的场强是_。答案： 31、易 对铁磁性介质三者的关系是_。答案： 32. 在真空平行板电容器中间插入一介电常数为的薄片介质，当充电后，介质内一点M 和介质外一点N 的电场强度大小之比为_。 答案：0/33.铜的相对磁导率，其磁化率 ，它是 磁性磁介质。答案：-0.0000088 ; 抗磁质。34.平行板电容器两极板间相距为0.2 mm，其间充满了介电常数r=5.0的玻璃片，当两极间电压为400V时，玻璃面上的束缚电荷面密度为_。35. 给两个螺线管内部均匀充满了磁介质后，第一个管内介质中的磁感应强度B增强了而第二个管内介质中的磁感应强度B却减弱了，这表明附加磁感应强度B和磁化强度矢量M的方向分别为：在第一个管内_，在第二个管内_。36.电容为C的电容器浸没在相对介电常数为的油中，在两极板间加上电压U，则它充有电量 ，若电压增至5U，这时充满油电容器的电容为 。37. 中 两点电荷在真空中相距为 时的相互作用力等于它们在某一“无限大”各向同性均匀电介质中相距为 时的相互作用力，则该电介质的相对电容率 = 。答案：38. 中 无限长密绕直螺线管（匝密度为 n ）通电流 I ，内部充满磁导率为的磁介质。则管内磁感应强度为 。 答案：39. 较易 个绕有500匝导线的平均周长50cm的细环，载有0.3A电流时，铁芯的相对磁导率为600。 1）铁芯中的磁感应强度B为 ； 2）铁芯中的磁场强度H为 。 答案： ， 40.难 一螺绕环由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成，每厘米饶有10匝；当导线中载有2.0A的电流时，测得铁环内部的磁感应强度为1.0T，铁环内部的磁场强H=_；铁环内的磁化强度M=_,相对磁导率=_。答案： ； ；（提示：由； ; 即可求得结果）二 判断题1. 易 电介质就是绝缘介质，它们是不导电的。 ( ) 2. 易 把电介质插入电场中后，由于同号电荷相斥，异号电荷相吸的结果，介质表面上也会出现正负电荷，我们把这种现象叫做电介质的极化。 ( )3.较易 导体板引起电容增大的原因在于自由电荷的重新发布；电介质引起电容增大的原因在于束缚电荷的极化。 ( )4. 中 如何物质的房子或原子都是由带负电的电子和带正电的原子核组成的，这个分子中电荷的代数和为零。 ( )5. 易 电介质可以分成两类，一类是无极分子；另一类是有极分子。 ( )6. 较易 ，等分子是无极分子，在没有外电场是整个分子没有电偶极矩。( )7中 当电介质处于极化状态时，电介质的任意宏观小体积元内分子的电矩矢量之和不互相抵消，即 ，而当介质没有被极化时，则 ( )8中 极化电荷在介质内部的附加场总是起着减弱极化的作用，故叫做退极化场。退极化场的大小与电介质的几何形状没有关系。 （ ) 9中 在静电场中任意作一封闭面，则该面上各点仅和自由电荷有关，而的通量只喝闭合曲面内的自由电荷有关。 （ )10中 在静电场中任意作一封闭面，则该面上各点仅和自由电荷及束缚电荷有关，而的通量只与闭合曲面内的自由电荷有关。 ( )11. 中 介质均匀充满场存在的整个空间时，只与自由电荷有关。 ( )12中 导体在静电平衡时，内部调查处处为零，这表面导体外任意电荷在导体内不能产生电场。 （)13中 既然电力线一般起于正电荷而止于负电荷，当一中性金属导体移近一带电体附近它将因静电感应而产生等量异号的电荷，则从该导体感生的正电荷发出的电力线终止于该感生的负电荷也是可能的。 （ )14中 对于公式 ，普遍成立。 ( )15中 对于公式 ，普遍成立。 （ )16 中 对于公式 ，在各向同性介质中成立。 ( )17. 中对于公式 ，在各向同性介质中成立。 ( )18中 高斯面的通量仅与面内自由电荷的电量有关。 ( )19中 在电场力的作用下，正电荷一定从高电势处向低电势处运动。（ )20中 对于公式 ，在各向不同性介质中也成立。 （)21中 给真空平行板电容器充电后断开电源，然后插入一介电常数为的薄片介质，其电容虽增大，但电场强度不变。 （ ）22.中 在两平行板电容器间插入一层电介质则电容器的电容将变小。 （）23.易 单位面积内分子磁矩的矢量和叫做磁化强度矢量。 （）提示：是单位体积，不是单位面积24. 易 单位体积的电介质中分子矩的矢量和叫做极化强度矢量。 （）25.易 由说明与成正比，与成反比。 （）26.中 在两平行板电容器间插入一层电介质则电容器两极板间的电势差将变小。（）27.易 水分子为无极分子，氢分子为有极分子。 （） 28.中 一平行板电容器间充满电介质，给电容器充电，断开电源达到稳定时介质层内的场强为零。 （）29.中 对于任一闭合曲面电位移矢量的同量，等于该闭合面内所包为的自由电荷的代数和。（）30.中 磁场对处于磁场中的磁介质毫无作用，所以磁介质对磁场也毫无影响。 （）31.易 由于介质会产生附加电场，所以在电介质的作用下电容器的总电场强度有所增大。（）32.易 由，说明与P成正比，与E成反比。 （）33.中 在相对磁导率为的圆柱上均匀绕着线圈与相同尺寸的空心环绕线圈的中心处的磁感应强度相同。 ( ）34.中 一球形电容器中充满有介电常数为的电介质，则其储存的电场能增加。（ ）35.易 不是反映磁场性质的基本物理量，才是反映磁场性质的基本物理量。 （）36.易 如果介质中各处的磁化强度的大小和方向都一致则称均匀磁化。（）37.中 磁化强度矢量的环量只与传导电流有关，在形式上与磁介质的磁性无关。 （）38.易 从磁荷观点来看，磁介质的最小单元是（分子）磁偶极子。 （）39.中 退磁化场愈大，介质愈不容易磁化 。 （）40.中 电场中被极化的电介质，其极化强度矢量沿任意闭合曲面的面积分，等于该闭合曲面所包围的极化电荷的负值。 （）三. 选择题1中 平板电容器充电后断开电源，场强为E0，现充满相对介电常数为的电介质，则其极化强度为（ A ）A、 B、 C、 D、 2中 在相对介电常数为的电介质中挖去一个细长的圆柱形空腔直径d,高为h(hd)，外电场垂直穿过圆柱底面则空腔中心P点的场强为（ D ）A、 B、 C、 D、E3中 一导体球外充满相对介电常数为的均匀电介质,若测得导体表面附近场强为E,则导体球面上的自由电荷面密度为( B ) A、 B、 C、 D、 4中 和两空气电容器并联起来接上电源充电,然后将电源断开,再把一电介质板插C1中,则( C )A、和极板上电量都不变 B、极板上电量增大, 极板上电量不变C、极板上电量增大, C2极板上电量减小 D、极板上电量减小, 极板上电量增大 5中 一空气平行板电容器,充电后把电源断开,这时电容器中储存的能量为W0,然后在两极板之间充满相对介电常数为的各向同性均匀电介质,则该电容器中储存的能量W为( B ) A、 B、 C、 D、 6中 细导线均匀密绕成长为 l ，半径为 a ( l a ) 、总匝数为 N 的螺线管，管内充满相对磁导率为 r 的均匀磁介质。若线圈中载有稳恒电流 I ，则管中任意一点的（ D ）（A） 磁感应强度大小为 .（B） 磁感应强度大小为 .（C） 磁场强度为 .（D） 磁场强度为 . 7较易 顺磁物质的磁导率：( B )(A)比真空的磁导率略小。 (B)比真空的磁导率略大。(C)远小于真空的磁导率。 (D)远大于真空的磁导率。8中 电容器接在电源上，将两极板距离靠近，则电容器中的场强，能量和电容的变化为： （ C ）A、， ， B、， C、， D、，9较易 经电源充电后的平行板电容器先与电源断开，然后将两板移近，在运动过程中，两极板间的电位差： （ B ） A、 增大 B、减小 C、不变 D、无法确定10 中 经电源充电后的平行板电容器先与电源断开，然后将两板移近，在运动过程中，电容器储存的电能; ( B ) A、增大 B、 减小 C、 不变 D、无法确定11中 平行板电容器充电后与电源断开，然后将其充满相对介电常数为的均匀电介质，则电容，电压和电场能量，与充电介质前比较变化情况是 ( B ) A、， B、， C、 ， D、，12中 将平行板电容器的极板和端电压为的电源连接，然后在极板间充满相对介电常数为的均匀电介质（忽略边缘效应）,与未充介质时相比较，电容、极板上的电荷密度和电场能量的变化趋势是 （ C ） A、 ， B、， ， C、 ， D、，13中 若电荷均匀地发布在半径为的球体内，此时球内的静电能为与球外的静电能之比为多少？（可设球内外介电常数相同，例如为） （ C ） A、 B、 C、 D、24-3-1414中 如图4-3-14所示，一空心介质球，其内半径为，外半径为，所带的总电量，这些电荷均匀地发布于间的介质球层内，当时，电场强度为 （ C ）A、 B、 C、 0 D、15 中 如图4-3-14所示，一空心介质球，其内半径为，外半径为，所带的总电量，这些电荷均匀地发布于间的介质球层内，当时，电场强度为 （ B ） A、 B、 C、 D、16中 如图4-3-14所示，一空心介质球，其内半径为，外半径为，所带的总电量，这些电荷均匀地发布于间的介质球层内，当时，电场强度为 （ A ） A、 B、 C、 D、017中 圆柱形无限长载流直导线置于均匀无限大磁介质之中，若导线中流过的稳恒电流为，磁介质的相对磁导率为，则与导线接触的磁介质表面上的磁化电流为 （ B ） A、 B、 C、 D、18中 球外充满相对介电常数为的均匀电介质，若测得导体表面附近场强为，则导体球上面的自由电荷面密度为 （ B ） A、 B、 C、 D、4-3-1919中 如图4-3-19所示，一均匀极化的各向同性电介质球，已知电极化强度为，则介质球表面上束缚电荷面密度为的位置是图中的（ C ） A、点 B、点 C、点 D、点 20中 充了电的平行板电容器两极板（可看作很大的平板）间的静电作用力于两极板间的电压的关系式 （ D ） A、正比于 B 、正比于 C、反比于 D、反比于21. 中 在空气平行板电容器中，插上一块较空气厚度为薄的各向同性均匀电介质板,当电容器充电后,若忽略边缘效应,则电介质中的场强与空气中的场强相比较,应有( C )A、，两者方向相同 B、，两者方向相同C、，两者方向相同 D、，两者方向相反 22 中 在一无限长螺线管中，充满某种各向同性的均匀线性介质，介质的磁化率为设螺线管单位长度上绕有N匝导线，导线中通以传导电流I，则螺线管内的磁场为：( C )（A） (B) (C) (D)23、 较易 如果电容器两极间的电势差保持不变，这个电容器在电介质存在时所储存的自由电荷与没有电介质（即真空）时所储存的电荷相比：（ A ）(A)增多； （B）减少； （C）相同； （D）不能比较。24、 中 在一无限长螺线管中，充满某种各向同性的均匀线性介质，介质的磁化率为设螺线管单位长度上绕有N匝导线，导线中通以传导电流I，则螺线管内的磁场为：（ C ）（A）； (B)；(C) ；(D)。25、 中 把一相对介电常数为的均匀电介质球壳套在一半径为a的金属球外，金属球带有电量q，设介质球壳的内半径为a，外半径为b，则系统的静电能为：（ B ）（A） (B)（C） (D)26、 中 一无限长的同轴电缆线，其芯线的截面半径为，相对磁导率为，其中均匀地通过电流I，在它的外面包有一半径为的无限长同轴圆筒（其厚度可忽略不计），筒上的电流与前者等值反向，在芯线与导体圆筒之间充满相对磁导率为的均匀不导电磁介质。则磁感应强度B在区中的分布为：（ C ）（A）B=0 ；（B） (C)；(D)27、 中 一块很大的磁介质在均匀外场的作用下均匀磁化，已知介质内磁化强度为M，M的方向与H的方向相同，在此介质中有一半径为a的球形空腔，则磁化电流在腔中心处产生的磁感应强度是：（ B ）（A）； (B) ；(C)； (D)。 图3 28、中 在平行板电容器中充满两种不同的介质，如图3所示， ，则在介质1和2中分别有（ A ）： A D1=D2 E1E2 ； B D1=D2 E1E2 ； C D1D2 E1=E2 ； D D1D2 E1=E2 。29一平行班电容器两极板相距为d，其间充满额两部分介质，介电常数为的介质所占面积为，介电常数为的介质所占面积为，略去边缘效应，球电容C。 （D）2dA . B. C. . D 30在真空平行板电容器的中间平行插一片介质，当给电容器充电后，电容器内的场强为 （ C ） （A） 介质内的电场强度为零；（B） 介质内与介质外的电场强度相等；（C） 介质内的场强比介质外的场强小；（D） 介质内的场强比介质外的场强大。 提示：极化电场强度的方向与原电场强度方向相反。31. 顺磁物质的磁导率：（D）（）比真空的磁导率略小。 （）比真空的磁导率略大。（）远小于真空的磁导率。 （）远大于真空的磁导率。32.中 如图，平行板电容器带电，左、右分别充满相对介电常数为1与2的介质，则两种介质内：（A）（）场强不等，电位移相等。 （）场强相等，电位移相等。（）场强相等，电位移不等。 （）场强、电位移均不等。 33. 中 在点电荷产生的电场中有一块不对称的电介质，这样对以点电荷为球心的球形高斯面 ( B ) (A)高斯定理成立，并可以求出高斯面上各点的E； (B)高斯定理成立，但不能求出高斯面上各点的E； (C)高斯定理不成立； (D)既使电介质对称，高斯定理也不成立。34.中 给一平行板电容器充电后断开电源，其储存的电能为W0，现给两板间充满相介电常数为r，则电容器内储存的能量为 ( D )(A)rW0； (B) W0r；(C)(Hr)W0； (D)不变。35.中 在整个空间里充满介电常数为的电介质，其中有一点电荷，求场强分布。 （ D ）A . B . C . D . 36.难 求饶在磁导率为的闭合磁环上的螺绕环与同样匝数和尺寸的空心螺绕环自感之比。 （ B ） A . 1 B . C . D . 37.较难 用细导线均匀密绕成长为、半径为a（l a ） 、总匝 数为N 的螺线管，管内充满相对磁导率为 的均匀磁介质。若线圈中载有稳恒电流I ，则管内任意一点的：( D ) A、磁感应强度的大小为 B、磁感应强度的大小为 C、磁场强度大小为 D、磁场强度大小为 pnn38.难 如图所示一根均匀极化的电解质棒，已知极化强度为P，求沿轴线的极化电荷分布。（ D ）A 左面，右面，侧面B 左面，右面，侧面C 左面，右面，侧面D 左面，右面，侧面39. 难 如图5所示，平板电容器极板面积为S，间距为d，中间有两层厚度各为d1和d2（d=d1+d2）、电容率各为1和2的电介质，则其电容为（ A ）1 d1 2 d2 图5A、 B、C、 D、40.难 如图所示，球形电容器内、外半径分别为和，所带电荷为，若在两球壳间充以电容率为的电介质，问此电容器储存的电场能为：（ B ）A . B . C . D . 四. 思考题1较易 不同介质交界面处的极化电荷分布如何？答： ， 即在两种介质的交界面上，极化电荷的面密度等于两种介质的极化强度的法向分量之差。2较易 介质边界两侧的静电场中及的关系如何？答：在两种介质的交界面上，若无自由电荷电位移矢量在垂直界面的分量是连续的，平行于界面的分量发生突变。电场强度在垂直界面的分量是不连续的，有突变。3中 （1）将平行板电容器的两极板接地的电源上以维持其间电压不变。用介电常数为的均匀电介质将它充满，极板上的电荷量为原来的几倍？ （2）若充电后拆掉电源，然后再加入电介质，情况如何？ 答：将介电常数为的电介质充满一平行板电容器，其电容增加倍，。根据电容的定义，由此可知： （1）在接电源情形下，插入电介质极板上的电荷量增加倍，因为电压不变，电容器内电场不变。 （2）不接电源情形下插入电介质，极板上的电荷量不变，则极板间的电压减小为，从而电容器内的电场也减小为原来的。这是由于介质表面产生的极化电荷的退极化场抵消了部分原来的电场。4. 中 用电源将平行板电容器充电后断开，然后插入一块电介质板。在此过程中电介质板受到什么样的力？此力作正功还是负功？电容器储能增加还是减小？ 答：电容器充电后断开电源，插入电介质，电介质被磁化，受到吸引力，此力作正功；与此同时，极化电荷产生的电场消弱了原来的电场，电容器储能减少。整个过程中，电场力吸引电介质所作的功来源于电容器内储能的减小，两者平衡，能量守恒。5. 中 用电源将平行板电容器充电后不断开电源，然后插入一块电介质板。在此过程中电介质板受到什么样的力？此力作正功还是负功？电容器储能增加还是减小？答：对于电容器充电，不断开电源插入电介质，电介质被极化仍受到吸引力，此力做正功；与此同时，极板间电压维持不变，电容增大，因此电容器内储能增加。另外此时有正电荷从负极板迁移到正极板，电源做正功这个过程中能量守恒，电源运动电荷所作的功，一方面转化为吸引电介质作正功，另一方面增加电容器储能。能量仍然守恒。6. 中 将一个空心螺线管接到恒定电源上通电，然后插入一根软磁铁棒。在此过程中软磁铁棒受到什么样的力？此力做正功还是负功？螺线管储能增加还是减小？ 答：将软磁铁插入通电的空心螺线管内，磁场对软磁铁棒的磁化将吸引磁棒，此力做正功；此时线圈的自感增大，从而螺线管中的磁能增加。与此同时，线圈你的磁通量增大，在线圈中产生的自感电动势与电流方向相反，电源推动电流将反抗自感电动势多作一部分功，整个过程中系统能量守恒。电源反抗自感电动势多作一部分的功转化为吸引软铁棒所做的机械功和螺线管内自感磁能的增加。7. 中 电介质的极化现象和电体的静电感应现象有哪些区别? 答：从微观看，金属有大量的左右电荷，左右电荷的电场力的作用下可以在导体内移动任意大的距离，电子的移动可以使导体中的电荷重新发布，其结果，在导体表面出现感应电荷，感应电荷的电场与外加电场的方向相反，故随着感应电荷的堆积，导体中的合电场强度逐渐减小，达到静电平衡时，感应电荷的电场与外加电场相互抵消，导体中的合电场强度为零。导体中电子的移动停止。至于电介质，分子中的电子与原子核的结合相当紧密，电子处于束缚状态。将电介质引入静电场时，电子与原子核之间只能作一微观的相对位移，或者它们之间的连线稍微改变方向（有时两种情况都会发生），出现束缚电荷。束缚电荷的电场只是部分抵消外加电场。达到稳定时，电介质内部的电场强度不为零。8. 中 怎样从物理概念上来说明自由电荷与极化电荷的区别？答：自由电荷可以在导体内移动宏观上任意打的距离。由此，可以导致导体中的电荷重新发布。极化电荷（束缚电荷）只能在原子（或分子）的范围内作微观的相对位移，并且不影响导体中电荷的发布。9中 在电场强度为的电场中，电偶极矩为的电偶极子所受的力矩为 。由上式可知，有极化分子的电偶极矩的方向与的方向相反时，有极化分子所受的力矩为零。为什么有极分子的方向与电场强度的方向相反的状态，不能当作有极分子的稳定平衡状态呢？答：当有极分子的点偶极矩的方向与的方向相反时，虽然有极分子所受的力矩为零。但是，此时分子的电偶极子处于非常稳定，只要外界稍有扰动，使分子电偶极子稍微偏离该位置，分子电偶极子就会在力矩作用下转动，知道有极分子的电偶极距的方向 与的方向相一致。故有极分子的方向与电场强度的方向相反的状态下，不能当作有极分子的稳定平衡状态。10. 中 一块永磁体落到地板上就可能部分退磁？为什么？把一根铁条南北放置，敲它几下，就可能磁化，又为什么？ 答：由于有物理的冲击，永磁体中磁畴的磁矩方向趋于混乱，故产生部分退磁。将南北放置的铁条敲击，则磁畴的磁矩将按地磁场方向排列，故，可能磁化。11中 试说明与的联系和区别。答：磁感强度是由传导电流和磁化电流共同产生的，磁感强度真正具有物理意义，确定磁场中运动电荷或电流所受作用力的是，不是。磁场强度仅仅是一个辅助量，它与电学中的电位移的作用相当，与磁介质无关，只与传导电流有关。正是由于这一点，利用安培环路定理 ，求出的发布后，在利用 ，可方便地处理磁介质中磁场问题，简易地计算出磁感强度 。12中 如何使一根磁针的磁性反转过来？ 答：将磁针放入一方向外磁场中，外磁场的方向与磁针内部磁场的方向相反，而且外磁场强度要大，大于磁针所用硬磁针材料的矫顽力，即可将其磁性反转。13中 有两根磁棒，不论把它们的哪两端相互靠近，可以发现它们总是相互吸引。你能否得出结论，这两根铁棒中有一根一定的未磁化的？答：还不能。 因为如果其中一根是磁性较强的永磁棒，另一根也被磁化了，只不过是一根剩磁较弱，矫顽力较小的非永磁棒，这两根棒互相靠近时，也会发生任意两端总是相互吸引的现象。将它们的同性磁极靠近时，矫顽力很弱的那根磁棒，在另一根磁性较强的磁棒的磁场的作用下，它们的磁极发生反转，结果靠近的两端仍是异性磁极，故总是相互吸引。14中 为什么装指南针的盒子不是用铁，而是用胶木等做成的？ 答：如果用铁制的盒子装指南针，就达不到磁针始终指向南、北方向的目的。 因为铁盒具有磁屏蔽作用，地磁场的磁力线进入铁盒内的很少，铁盒内磁针在这种很弱的磁场作用下，几乎不发生转动，故达不到指示南、北方向的目的。15中 电池组所给的电动势的方向是否决定于通过电池组的电流的流向？ 答：否。 电池组的电动势方向是由其自身性质所决定，与外界条件无关，所以它不是由通过电池组电流的流向所决定。16中 如图所示，平行板电容器的极板面积为S，间距为d。试问（1） 将电容器接在电源上，插入厚度为的均匀电介质板（见 图a ）介质内、外电场之比为多少？他们和未插入介质之前电场之比为多少？（2） 将电容器接在电源上，插入面积为的均匀电介质板（见 图b ）介质内、外电场之比为多少？他们和未插入介质之前电场之比为多少？（以上问题中都设介电常数为）答：（1）插入厚度为的均匀电介质后，设极板上的面电荷密度为，有介质部分的场强；无介质部分的场强。所以有 设插入介质前，电容器中的场强为，则两极板间的电压为；插入介质后，两极板间的电压为。因电压U不变，所以有 将代入可得 ，（3） 设插入面积为S/2的均匀电介质前电容器中的场强为。两极板间电压；插入介质后，介质内、外场强分别为E和；两极板电压，；因电压不变，所以； 因此 ，17中 平行板电容器两极板上自由点和密度分别为、。今在其中放一半径为r，高度为h的圆柱形介质（介电常数为），其轴与版面垂直。求在下面两种情况下圆柱介质中点的场强和电位移矢量。（1） 细长圆柱，hr;（2） 扁平圆柱，hr。答：（1）设平行板电容器中的场强为；处于其中的细长柱形介质因极化两底面上出现束缚电荷，它在介质中产生场强；根据叠加原理，可得介质中的场强；因，所以故，方向均与相同。（2）由于扁平圆柱hr)，空穴中点的H与磁介质中的H相等；（2)对于扁平空穴 (hr)空穴侧面上|i|=|MN|=M，端面上|i| |MN|=0.在空穴中点1处，方向与M相反，故：|而 而磁介质中，故： ，从上式分析可知：（2）在扁平的空穴中（hr）中心2处：IIh0，B0故： ，这与介质中的 一样故： 6 中 一环形铁芯横截面的直径为4.0毫米，环的平均半径R=15毫米，环-上密绕着200匝线圈（见附图），当线圈导线通有毫安的电流时，铁芯的（相对）磁导率为300,求通过铁芯横截面的磁通量 解：由安培环路定理求得; 7中 一铁环中心线的周长为30厘米，横截面积为1.0厘米，在环上紧密的绕有300扎表面绝缘的导线当导线通有电流32毫安时，通过环的截面的磁通量为2.0 10-6韦伯，求： (1)铁环内的磁感强度的大小B (2)铁环内部磁场强度的大小H(3)铁的磁化率xm和相对磁导率 (4)铁环的磁化强度的大小M 解：(1）由求得 （2）由安培环路定理得： （3）由 而 求 （4） 8 中 一导体弯成半径为R=5.0 厘米的圆形,当其中载有I=100安的电流时,求圆心的磁场能量密度 。 解： 电流圆心处磁场： 故磁能密度： 9 易 面积为1.0m的平行金属板，带有等量异号电荷,其中充满了介电常数的均匀电介质。滤去边缘效应，求介质内的电场强度和介质表面上的极化电荷面密度。 解：介质内的电场强度和介质表面上的极化电荷面密度分别为 E = 10中 一无穷长圆柱形直导线外包一层磁导率为的圆筒形磁介质，导线半径为，磁介质的外半径为，导线内有电流通过。（1）求介质内外的磁场强度和磁感应强度发布；（2）求介质内外表面的磁化面电流密度。磁介质导体R2R1 解：（1）由安培环路定理求得发布： 当时， 当时， （2）当时， 当时， 11 中 一圆柱形电容器，外柱的直径为，内柱的直径可以适当选择，若其间充满各向同性的均匀电介质，该介质的击穿电场强度大小为试求该电容器可能承受的最高电压 解： 12中 一平行板电容器，中间有两层厚度分别为和的电介质，它们的相对介电常数为.和，极板面积为，求电