作业4电磁感应电磁场(二)答案

编号____________姓名__________《大学物理Ⅱ》答题纸第九章1作业4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】212mWLI，距离增大，L增大，I不变，mW增大。[D]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=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)itRqsin42(B)jtRqcos42(C)kRq24(D))cos(sin42jtitRq【参考答案】0DE,3200cossin,44qRqEtitjRR2sincos4ddDqJtitjdtR。[C]3(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)1dLlH2dLlH.(B)1dLlH2dLlH.(C)1dLlH2dLlH.(D)0d1LlH.【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．HL1L2图12-21II图12-17)(ix)(jyRqO图12-20编号____________姓名__________《大学物理Ⅱ》答题纸第九章2(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，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匀分布的（d2drBt），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6（第十一章基础训练10）、一个绕有500匝导线的平均周长50cm的细环，载有0.3A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=500/0.5TnIBr226.0102.73.0106001042370。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VSVSDdd，①SLStBlEdd，②0dSSB，③SLStDJlHd)(d．④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(2)磁感线是无头无尾的；③(3)电荷总伴随有电场;_①______8（基础训练13）、平行板电容器的电容C为20.0F，两板上的电压变化率为dU/dt=1.50×105V·s-1，则该平行板电容器中的位移电流为______．i(t)图12-30编号____________姓名__________《大学物理Ⅱ》答题纸第九章3【参考答案】dddddDJttd()dd()d3AddddddSQCUUISJCtttt9（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，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】（1）由于d/d0dJEt，故dJ与E同向，垂直纸面向里。（2）由安培环路定理知：dJ与H的关系与fJ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。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/RC，式中E0、R、C均为常数，则两板间的位移电流的大小为200tRCEreRC，其方向与场强方向_相反．【参考答案】0000ddddtRCdEDEJeEttRCRC。11（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=0H的关系．说明a、b、c各代表哪一类磁介质的B~H关系曲线：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．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U，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．【参考答案】0HBabc图11-54图12-40()dfdlsHdlJJsOPE××××图12-33编号____________姓名__________《大学物理Ⅱ》答题纸第九章4解：UEx常数（电容器一直与电源相连），故UEx，00UDEx，则02ddtdUvDJx。13（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储藏的能量。【参考答案】解：由介质中的安培环路定理IldH及HBr0知：101220()()()20()rrRIBrRrRrrR则磁能密度为22022028rmrIBwr故能量:2122002221d2dln84RrrmmVRIIlRWwVrlrrR。图12-38r