第九章 电磁感应 电磁场(二)作业答案.doc

姓名 _ 学号 _ 大学物理答题纸 第十五/十六章 第九章 电磁感应 电磁场（二）一. 选择题 A 1. （基础训练4）两根很长的平行直导线，其间距离为a，与电源组成闭合回路，如图已知导线上的电流为I，在保持I不变的情况下，若将导线间的距离增大，则空间的 (A) 总磁能将增大 (B) 总磁能将减少 (C) 总磁能将保持不变 (D) 总磁能的变化不能确定提示：总磁能为；设导线截面的半径为，则可求得长为的回路的自感系数为；所以，在保持I不变的情况下，若将导线间的距离a增大，则L增大，从而总磁能也增大。 D 2. （基础训练7）如图所示一电荷为q的点电荷，以匀角速度w作圆周运动，圆周的半径为R设t = 0 时q所在点的坐标为x0 = R，y0 = 0 ，以、分别表示x轴和y轴上的单位矢量，则圆心处O点的位移电流密度为： (A) (B) (C) (D) 提示：设在0 t的时间内，点电荷转过的角度为t，此时，点电荷在O点产生的电位移矢量为式中的表示从O点指向点电荷q的单位矢量，显然 C 3. （基础训练8）如图，平板电容器(忽略边缘效应)充电时，沿环路L1的磁场强度的环流与沿环路L2的磁场强度的环流两者，必有： (A) . (B) . (C) . (D) . 提示：由安培环路定理可得，其中S是以L1为边界的面积。根据全电流的连续性，所以，而S，所以选择（C） B 4、（自测提高6）如图12-27所示，空气中有一无限长金属薄壁圆筒，在表面上沿圆周方向均匀地流着一层随时间变化的面电流i(t)，则 (A) 圆筒内均匀地分布着变化磁场和变化电场 (B) 任意时刻通过圆筒内假想的任一球面的磁通量和电通量均为零(C) 沿圆筒外任意闭合环路上磁感强度的环流不为零图12-27(D) 沿圆筒内任意闭合环路上电场强度的环流为零 提示：(A) 圆筒内均匀地分布着变化磁场，此变化的磁场将在全空间激发涡旋电场。涡旋电场在筒内不是均匀分布的（）。 (B) 任意时刻通过圆筒内假想的任一球面的磁通量和电通量均为零（因为磁场和涡旋电场的场线都是闭合的。）(C) 沿圆筒外任意闭合环路上磁感强度的环流不为零（载流圆筒等同于一长直螺线管。在筒内产生的时变磁场是空间均匀的，在筒外无磁场。）(D) 沿圆筒内任意闭合环路上电场强度的环流为零（涡旋电场的环流为，一般不为零。）二. 填空题1. （第十一章的基础训练10）一个绕有500匝导线的平均周长50 cm的细环，载有 0.3 A电流时，铁芯的相对磁导率为600(1) 铁芯中的磁感强度B为_0.226T_ (2) 铁芯中的磁场强度H为_300A/m_提示：2. （第十一章的自测提高15）图示为三种不同的磁介质的BH关系曲线，其中虚线表示的是B = m0H的关系说明a、b、c各代表哪一类磁介质的BH关系曲线： a代表_铁磁质_的BH关系曲线 b代表_顺磁质_ _的BH关系曲线 c代表_抗磁质_ _的BH关系曲线3. (基础训练13) 平行板电容器的电容C为20.0 mF，两板上的电压变化率为dU/dt =1.50105 Vs-1，则该平行板电容器中的位移电流为_3A_提示：4. （自测提高11）图示为一圆柱体的横截面，圆柱体内有一均匀电场，其方向垂直纸面向内，的大小随时间t线性增加，P为柱体内与轴线相距为r的一点则 (1)P点的位移电流密度的方向为_垂直纸面向内_ (2) P点感生磁场的方向为_竖直向下_提示：，当的大小随 t 增加时，与同向，垂直于纸面向内；而所激发的磁场的方向与的方向满足右手螺旋关系。故P点感生磁场的方向竖直向下。5.（自测提高12）半径为r的两块圆板组成的平行板电容器充了电，在放电时两板间的电场强度的大小为，式中E0、R、C均为常数，则两板间的位移电流的大小为，其方向与场强方向_相反_图12-37提示：，负号表示位移电流的方向与场强的方向相反。位移电流的大小为.二. 计算题1. （自测提高19）平行板空气电容器接在电源两端，电压为U，如图12-37所示，回路电阻忽略不计今将电容器的两极板以速率匀速拉开，当两极板间距为时，求电容器内位移电流密度解：如图建立一维坐标系。电容器两极板之间的电场强度为式中U为常数（电容器一直与电源相连）。电容器内位移电流密度为所以，其大小为，方向从右向左。图12-382. （自测提高20）设一电缆，由两个无限长的同轴圆筒状导体所组成，内圆筒和外圆筒上的电流方向相反而强度I相等，设内、外圆筒横截面的半径分别为R1和R2，两圆筒之间充满了相对磁导率为的磁介质，如图12-38所示。试计算长为的一段电缆内的磁场所储藏的能量。解：根据安培环路定理求解两圆筒之间的磁感应强度分布。设场点P到