作业4电磁感应电磁场答案

1、作业 4 电磁感应 电磁场(二)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 12-17 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【参考答案】12WmLI 2 ，距离增大， L增大， I不变， Wm增大。m 2 m图 12-17D 2 (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， y0 =

2、0 ，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：(A) q 2 sin ti (B) q 2 cos t j4 R 2 4 R2图 12-20qq(C) 2 k (D) 2 (sin ti cos t j) 4 R24 R2参考答案】r r rD0E, EqR4 0R3q v v2 cos ti sin tj4 0R2rdD q r r2 sin ti cos tj 。 dt 4 R2沿环路 L1 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) HdlH dl .(B)HdlH dl .L1L2L1L2(C) HdlH

3、 dl .(D)Hdl0.L1L2L1C 3 ( 基础训练 8)、 如图 12-21，平板电容器 (忽略边缘效应 )充电时，图 12-21【参考答案】 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L1 所包围的面积小于电容器极板面积，故选( C)。A 4 (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楞次定律(D) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理B 5 (自测提高 6)、如图 12-30 所示

4、，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(D) 沿圆筒内任意闭合环路上电场强度的环流为零【参考答案】 如图所示的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，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 r dB匀分布的()，所以( A)错；涡旋电场沿任意闭合回路的积分为感生电动势0，所2 dt以( D)错；磁场(无论是变化的还

5、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6(第十一章 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 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 (2) 铁芯中的磁场强 度 H 为 300A/m 【参考答案】n=500/ B 0 rnI 4 10 7 600 103 0.3 7.2 10 2 0.226T 。7 (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DdSdVSVEdlBdS，LStBdS0，SHdl(JD) dS

6、LSt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 ;_ 8 (基础训练 13 )、平行板电容器的电容 C 为 F，两板上的电压变化率为 dU/dt = ×105 V· s-1，则该平行板电容器中的位移电流为 【参考答案】J dD dJdd dt dtId SJd d(dSt dt) dQ d(CU) CdU 3A dt dt C dt 3A9（自测提高 11）、 图示 12-33 为一圆柱体的横截面，圆柱体内有一 均匀电场 E ，

7、其方向垂直纸面向内， E 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 _垂直纸面向内里 _（2） P 点感生磁场的方向为 _竖直向下 _【参考答案】v r v v（1）由于 JddE/dt 0，故 Jd与E同向， 垂直纸面向里。（2）由安培环路定理r r v v v ?H dl（Jf Jd ）gdsvls知： Jd 与 Hv 的关系与 Jf 与 Hv 的关系一样，成右手螺旋关系，故P 点感生磁场的方向竖直向下。10（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 = E0e-t

8、/RC，式中 E0、R、C 均为常数，则两板间的位移电流的大小为E r2t相反0ER0Cr e RC，其方向与场强方向参考答案】vv dDv dE0Ev0t0 0 RC0 v 。Jd0e0 E 。d dt0 dtRCRC11（第十一章 自测提高 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 = 0H 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12（自测提高 19）、平行板空气电容器接在电源两端，电压为 如图 12-40 所示， 回路电阻忽略不计 今将电容器的两极板以速率 速拉开，当两极板间距为 x 时，求电容器内位移电流密度Babc图 11-54vU匀，图 12-40【参考答案】图 12-3813（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，如图 12-38 所示。试计算长为 l 的一段电 缆内的磁场所