电磁学习题课答案ppt课件

.,1,1、如图所示，两个同心的均匀带电球面,内球面半径为R1，带电量Q1，外球面半径为R2，带电量为Q2。设无穷远处为电势零点。求：（1）空间各处电场强度的分布；（2）在内球面内，距中心为r处的P点的电势。,作业1分析,解：（1）依据高斯定律,有,rR2Q=Q1+Q2E3=(Q1+Q2)/(40r2),方向均沿径向向外。,（2）由电势定义式：,=0+-Q1/(40R2)+Q1/(40R1)+(Q1+Q2)/(40R2),=Q1/(40R1)+Q2/(40R2),此结论也可由电势叠加分析得到,作业二：,1,.,2,2,2、电量分别为q1，q2，q3的三个点电荷分别位于同一圆周的三个点上，如图所示设无穷远处为电势零点，圆半径为R，则b点处的电势U（）,电势叠加原理,.,3,1、有两个彼此远离的金属球，一大一小，所带电荷同号等量，问这两个球的电势是否相等？为什么？用一根细导线将两球相连，是否会出现电荷流动？说明原因。,作业三：,答：这两球的电势不相等，因为球面电荷的电势与球的半径及所带电荷量有关，公式为,两球的半径不同，故电势不同。,用一根细线相连，会出现电荷的流动，因为它们形成了一个导体，静电平衡时，电势处处相等，所以电荷要重新分布。,2、以下说法正确的是（）在电势不变的区域内，电场强度一定为零在电势为零处，场强一定为零场强为零处，电势一定为零(D)在均匀电场中，各点电势相等,A,3,.,4,3、在均匀电场中，各点的（）(A)电势相等(B)电势梯度相等(C)电势和电势梯度都不相等(D)电势梯度为零,B,作业四：,1、导体处于静电平衡状态时，具有如下特点：（1）场强内部场强为零，外部场强与导体表面垂直，孤立导体达到静电平衡表面场强大小为；（2）电势表面是等势面，导体是等势体。,2、将一个电中性的导体放在静电场中，在导体上感应出相等的正负电荷量，导体是否为等势体？如果把导体一分为二，使它们分别带上等量异号电荷，则这两部分的电势是否相等？,答：是等势体,如果把导体一分为二，两部分的电势不相等,4,.,5,3、当一个带电导体达到静电平衡时，表面曲率较大处电荷密度较大，故其表面附近的场强较大。(),孤立导体达到静电平衡表面场强大小为,作业2分析,作业一：,3、如图：一空气平行板电容器，两极板面积均为S，板间距离为d（d远小于极板线度），在两极板间平行地插入一面积也是S、厚度为t（d）的金属片。试求：（l）电容C等于多少？（2）金属片放在两极板间的位置对电容值有无影响？,解：设极板上分别带电量+q和-q；金属片与A板距离为d1，与B板距离为d2；金属片与A板间场强为：,5,.,6,金属板与B板间场强为：,金属片内部场强为：,则两极板间的电势差为：,由此得：,因C值仅与d、t有关，与d1、d2无关，故金属片的安放位置对电容无影响。,6,.,7,1、载有电流为I的无限长导线，弯成如图所示形状，其中有一部分为半径为R半圆弧，则其圆心O点的磁感应强度的大小为，方向为。,作业二：,半无限长加半圆，注意方向正好相反,垂直纸面向里,2、如图载流长直导线的电流为I,试求通过矩形面积的磁通量。,x,x,dx,7,.,8,1、一个带电粒子垂直射入均匀磁场中，如果粒子的质量增加为原来的2倍，入射速度也增加为原来的2倍，而磁场的磁感应强度增大为原来的4倍，则通过粒子运动轨道所围面积的磁通量增大为原来的（）。(A)2倍(B)4倍(C)0.5倍(D)1倍,B,作业三：,.,9,2、如图所示，在无限长载流直导线附近作一个球形闭合曲面S，当面S向长直导线靠近时，穿过面S的磁通量和面上各点的磁感应强度B将如何变化()(A)增大，B也增大(B)不变，B不变(C)增大，B也不变(D)不变，B增大,D,3、如图所示，在垂直和水平的两个金属圆中（半径为R）通以相等的电流I，问圆心O点处的磁感应强度大小及方向如何？,根据圆电流中心处磁感应强度公式，水平金属圆在O点的磁感应强度大小为：,方向垂直向下；,竖直金属圆在O点的磁感应强度大小为,方向垂直指向纸面内。,故O点叠加后的磁感应强度大小为,方向为斜下450指向纸面内,9,.,10,作业四：,1、如图，一根通电流I的导线，被折成长度分别为a、b，夹角为120的两段，并置于均匀磁场中，若导线的长度为b的一段与平行，则a，b两段载流导线所受的合力的大小为多大？,2、若一平面载流线圈在磁场中既不受力，也不受力矩作用，这说明：（）(A)该磁场一定均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行(B)该磁场一定不均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行(C)该磁场一定均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直(D)该磁场一定不均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直,A,10,.,11,3、一宽b=2.0cm,厚d=1.0mm的铜片，放在B=3.0T的磁场中，磁场垂直通过铜片，如果铜片载有电流100A，已知铜片中自由电子的密度是,求此时产生的霍耳电势差的大小是多少？,作业五：,1、把两种磁介质小棒分别放在两个磁极N、S间，它们被磁化后在磁极间处于如图所示的不同位置，试说明哪种是顺磁质，哪种是抗磁质？并说明为什么？,（a）为抗磁质，因为它在磁场中产生的附加磁场与外磁场方向相反。（b）为顺磁质，因为它在外磁场中产生的附加磁场与外磁场方向相同。,11,.,12,12,1、一根铜棒长,，水平放置，可绕距离a端为,处和棒垂直的轴在水平面以,的角速度旋转。铜棒置于竖直向上的磁感应强度,求：(1)铜棒的电动势(2)a，b两端哪端的电势高？,的匀强磁场中，如图所示，,解:(1)将棒ab分成无穷多小段，取一小段dr，棒转动时dr产生的动生电动势：,作业六：,.,13,13,棒ab在转动时的电动势：,(2)由,可知b端为电源正极，所以b端电势高。,方法二：,同理：,.,14,14,2、真空中两只长直螺线管1和2，长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比d1/d2=1/4，当它们通以相同电流时，两螺线管贮存的磁能之比为W1/W2=。,1、磁场能量密度为：，电场能量密度为：。一个自感为的回路，其中通有电流时，其周围空间磁场的能量为：。,练习：,1/16,3、一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面，而且处在两导线的中央，如图所示。(1)若两电流同向时，穿过线圈的磁通量是否为零；若两电流同向且随时间均匀增大时，线圈中有无感应电流。(2)若两电流反向时，穿过线圈的磁通量是否为零；若两电流反向且随时间均匀增大时，线圈中有无感应电流。,为零,无,不为零,有,.,15,6、若闭合曲线上各点的磁场强度为零，则该曲面内所包围的传导电流的代数和必为零（）7、不论顺磁质与抗磁质，磁感应强度总是与磁场强度同方向（）,5、当导体回路中的电流发生变化时，就会在自身回路中产生自感电动势和感应电流，感应电流的方向与原来的电流相反。（）,9、线圈在均匀磁场中绕轴转动，当线圈平面与磁感应线时，感应电动势最大；当线圈平面与磁感应线时，感应电动势为零。,平行,垂直,11、感生电场产生的原因：。,变化的磁场,10、磁现象的电本质是：。,一切磁现象来源于电荷的运动,4、若在一个带电导体外罩一个封闭的金属罩，将整体放在木制桌面上，此带电导体所带电荷对金属罩外的其它电器设备是否有影响。,有影响,8、感应电动势是变化的磁场产生的。(),.,16,12、下列说法中正确的是：()(A)感应电流的磁场，总是与引起感应电流的磁场方向相反(B)感应电流的磁场，总是与引起感应电流的磁场方向相同(C)楞次定律只能判断闭合回路中感应电流的方向(D)楞次定律表明感应电流的效果总与引起感应电流的原因相对抗,D,13、对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确。()(A)位移电流是由变