电磁感应-电磁场二作业答案

1、姓名 学号大学物理n答题纸第十五/十六章第十二章 电磁感应 电磁场（二）2图 12-21.选择题 C 1 （基础训练8）、如图12-21，平板电容器（忽略边缘效 应）充电时，沿环路L!的磁场强度H的环流与沿环路L2的磁场强度H的 环流两者，必有：(A) H dl H dlLiL2一 (C): H dl ： H dlL1L2(B) : H dl 二 H dl .LiL2(D)- H dl =0.Li【提示】全电流是连续的，即位移电流和传导电流大小相等、方向相同。另，在忽略边界效 应的情况下，位移电流均匀分布在电容器两极板间，而环路Li所包围的面积小于电容器极板面积，故选（C）。即 10 = Id

2、， H= 10， rjl H -dl = JdS = d S，其中 S 是以 L i 为边界的面积。刁巳S极板 A 2 （自测提高3）、对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确.（A）位移电流是指变化电场.（B）位移电流是由线性变化磁场产生的.（C）位移电流的热效应服从焦耳一楞次定律.（D）位移电流的磁效应不服从安培环路定理. B 3 （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

3、合环路上磁感强度的环流不为零.（D）沿圆筒内任意闭合环路上电场强度的环流为零.【提示】如图所示的载流圆筒等同于一长直螺线管。在筒内产生匚型），所2 dt的时变磁场是空间均匀的，在筒外无磁场，所以（C）错;筒内的时变磁场将产生涡旋感生电场，涡旋电场在筒内不是均匀分布的（以（A）错；涡旋电场沿任意闭合回路的积分为感生电动势=0,所以（D）错;磁场（无论是变化的还是稳恒的）与感生电场都是涡旋场，其相应的场线都是一些闭合曲线，故穿过任意闭合曲面的通量都为零，所以选(B )。二.填空题4 (基础训练12)、反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为-D dS="V ,SVE dlL:

4、B-dS， St-B dS=0 ,S-H dlL-；d=(J 土)dS.s：:t试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的.将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处.(1) 变化的磁场一定伴随有电场；(2) 磁感线是无头无尾的； (3) 电荷总伴随有电场；5 (基础训练13)、平行板电容器的电容 C为20.0年,两板上的电压变化率为 dU/dt =1.50X 105 V s1,则该平行板电容器中的位移电流为3A .【提示】Iddq d (CU ) dt 一 dtdt=3A76 (自测提高11)、图示12-30为一圆柱体的横截面，圆柱体内有一 均匀电场E,其方向垂直纸面向内，E的大

5、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里.(2) P点感生磁场的方向为 竖直向下.【提示】44斗dDdE4彳+(1)Jd -一名-，当E的大小随t增加时，Jd与E冋向，垂直于纸面向内；dtdt(2)由女培环路疋理7 h / = “J。+Jd)GS知:sJd与H的关系与Jo与H的关系一样，满足右手螺旋关系，故 P点感生磁场的方向竖直向下。7 (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 E = Eoet/RC，式中Eo、R、C均为常数，则两板间的位移电流的大小为RC丄RC其方向与场强方

6、向相反.【提示】；=罟°詈=_滋£严,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1 d = JdS d e°rcRCHO x图 12-37dDdt1唱理犁屏dtdx dtx28 （第一章：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600, “十警代3,B = % nl =4 10* 600 103 0. 7.2 10 =0.226T,BHnl =300A/m0 r9 （第一章： 自测提

7、高15）、如图11-54所示为三种不同的 磁介质的BH关系曲线，其中虚线表示的是 B = %H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.三.计算题10（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 V 匀速拉开，当两极板间距为 X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UE ix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 冲，方向从右向左。x1

8、1 （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，内外圆筒之间 充满了相对磁导率为 Jr的磁介质。内圆筒和外圆筒上的电流 I方向相反而大小相等， 设内、外圆筒横截面的半径分别为R1和R，如图12-38所示。试计算长为储藏的能量。i的一段电缆内的磁场所角军：根据安培环路定理：Hdl - 7 |求解两圆筒之间的磁感应强度分布。设场点 安培环路，则有LL内P到轴线的距离为r,以r为半径做一圆环为该处的磁能密度为在该处选取一个长度为 所储藏的磁场能量为l，厚度为wmdVIB -H =沁H 1wmBH2T0I2 -8二2r2d r的圆柱薄层，则薄层的体积为dV22 2-2 二 rldr 8二 r-I 2i亠dr所以，长为i的一段电缆内的磁场所储藏的能量为 R2 - - I 2| - - I 2|RW 二wmdVdrIn 昱VR|4-Ri四、附加题12 (基础训练7)、如图12-20所示.一电荷为q的点电荷， 以匀角速度，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, yo = o ,以i、j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：qq厂 sin t i (B)2 cos -1 j(A)(C)4 二R4qR2 k4 二R(D),q_2 (sinti解：设在0