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第九章 电磁感应-电磁场(二)作业答案

第九章  电磁感应-电磁场(二)作业答案

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

第九章  电磁感应-电磁场(二)作业答案

组成闭合回路,如图12-4. 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

第九章  电磁感应-电磁场(二)作业答案

[D] 2(基础训练7)、如图12-17所示.一电荷为

q 的点电荷,以匀角速度ω作圆周运动,

圆周的半径为R .设t = 0 时q 所在点的坐标为x 0 = R ,y 0 = 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)

i t R q ωω

sin 42

π (B) j t R

q ωω

cos 42

π (C) k R

q 2

4πω (D) )cos (sin 42

j t i t R

q ωωω

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[C] 3 (基础训练8)、 如图12-18,平板电容器(忽略边缘效应)

充电时,沿环路L 1的磁场强度H 的环流与沿环路L 2的磁场强度H

第九章  电磁感应-电磁场(二)作业答案

的环流两者,必有:

(A) >

'??1

d L l H

??'2

d L l H . (B) =

'??1

d L l H ??'2

d L l H .

(C) <

'??1d L l H

??'2d L l H

. (D)

0d 1

='??L l H

.

【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 )。

图12-14

图12-17

图12-18

[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.

(D) 沿圆筒内任意闭合环路上电场强度的环流为零.

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二. 填空题

5 (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 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_________.

【参考答案】

n=500/0.5 T nI B r 226.0102.73.0106001042370=?=????==--ππμμ。

0/300/r H B A m μμ==

6 (基础训练13)、 13、平行板电容器的电容C 为20.0 μF ,两板上的电压变化率为d U /d t

5-1,则该平行板电容器中的位移电流为__3A____.

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7 (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B ~H 关系曲线,其中虚线表示的是B = μ0H 的关系.说明a 、b 、c 各代表哪一类磁介质的B ~H 关系曲线:

第九章  电磁感应-电磁场(二)作业答案

a 代表_____铁磁质 __________的B ~H 关系曲线.

b 代表______顺磁质__________的B ~H 关系曲线.

c 代表______抗磁质__________的B ~H 关系曲线.

图11-54

8(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

的大小随时间t 线性增加,P

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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】

(1)由于d /d 0d J E t ε=> ,故d J

与E 同向, 垂直纸面向里。

(2)由安培环路定理

知:d J

与H 的关系与f J 与H 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。

9(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 = E 0e -t /RC ,式中E 0、R 、C 均为常数,则两板间的位移电流的大小为

2

00t RC

E r e

RC

επ-

-

,其方向与场强方向_相反 .

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二. 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

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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.

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11(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R 1

和R 2,如图12-38所示。试计算长为l 的一段电缆内的磁场所储藏的能量。

()d f d l s

H dl J J s

?=+???

图12-30

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图12-38

r

μ