4第十二章 电磁感应电磁场(二)作业答案.pdf

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1、第十二章电磁感应与电磁场（二）作业答案严非男第四次[第十二章电磁感应电磁场（二）]dDdEdE提示：1、位移电流密度：j；d0rdtdtdtdDdEdqdCU()dU3、位移电流强度（简称“位移电流”）：IjSSS；ICddddtdtdtdtdt4、全电流定律：HlIdI0d；4、注意正确判断位移电流的方向以及磁场强度的方向。LL内5、记住麦克斯韦方程组。做作业前请复习笔记、公式和例题一.选择题[A]II1.(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

2、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1图12-172【答】因为I保持不变，因此选取表达式WLI进行讨论。m2根据定义式，回路的自感系数为L，距离增大，则回路面积增大，因此L增大，而I不变，所I以W增大。m[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、y(j)j分别表示x轴和y轴上的单位矢量，则圆心处O点的位

3、移电流密度为：qqq(A)2sinti(B)costjRO4R4R2x(i)qq(C)k(D)(sinticostj)224R4R图12-20【答】根据位移电流密度的定义式JdDdE，可见，需要先计算点电y(j)d0dtdtq荷在O处的产生的电场强度。Rt设在0—t的时间内，点电荷转过的角度为ωt，此时，点电荷q在O点产生Ox(i)q的电场强度E的方向如图所示，E的大小为E2，将E分解为分量，E4R0qq得：EEiEjcostisintj，xy2244RR001第

4、十二章电磁感应与电磁场（二）作业答案严非男dDdEqJtidtj02sincos，选（D）。dtdtR4[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)HdlHdl.(B)HdlHdl.HL1L1L2L1L2(C)HdlHdl.(D)Hdl0.L2L1L2L1【答】全电流是连续的，即整个极板间的位移电流和导线中的传导电流大小相等、方向相

5、同。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，而图12-21环路L1所包围的面积S小于电容器极板面积S。所以极板IdHdlI，HdlJSS，其中S是以L1为边界的面积；II，故选（C）。0dS0dL2L1极板[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．i(t)(C)沿圆筒外任意闭合环路上磁感强度的环流不

6、为零．图12-27(D)沿圆筒内任意闭合环路上电场强度的环流为零．【答】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；rBd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（E=），所以（A）涡2dt错；B涡旋电场沿任意闭合回路的积分为EdldS0，所以（D）错；tLS磁场与涡旋感生电场的场线都是闭合的，故穿过任意闭合曲面的通量都为零，所以选（B）。二.填空题5(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BD

7、dSdV，①EdldS，②tSVLSDBdS0，③Hdl(J)dS．④tSLS2第十二章电磁感应与电磁场（二）作业答案严非男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______【答】麦克斯韦方程组的性质。6（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-1·s，则该平行板电容

8、器中的位移电流为3A．【答】已知C和dU/dt，故选择下式计算。dqdCU()dUICA3ddtdtdtE7.（自测提高11）、图示12-