大学物理习题课.ppt

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1、（1）位移电流（2）麦克斯韦方程组（3）电磁波的能量和能流习题课：电磁场与电磁波右手螺旋关系1.充了电的由半径为r的两块圆板组成的平行板电容器，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；其方向与场强方向。,CR/2t00eRCEr--ep2.加在平行板电容器极板上的电压变化率为，在电容器内产生1.0A的位移电流，则该电容器的电容量为（）。3.在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中，4如图，一电量为q的点电荷，以匀角速作圆周运动，圆周半径为R.设

2、t=0时，q所在点的坐标(R,0)。以分别表示x,y轴上的单位矢量，则圆心处o点的位移电流密度为：(A)(B)(C)(D)[D]oxyRq解：任一时刻q位于则圆心处o点的位移电流密度为：则圆心处o点的电位移矢量为：oyRq4如图，一电量为q的点电荷，以匀角速作圆周运动，圆周半径为R.设t=0时，q所在点的坐标(R,0)。以分别表示x,y轴上的单位矢量，则圆心处o点的位移电流密度为：5：一板面半径为R=5.0cm的圆形平板电容器，设充电后电荷在极板上均匀分布，两极板间电场强度的变化率为dE/dt=2.01

3、013V/ms.求(1)两极板间的位移电流。(2)两极板间磁感应强度的分布和极板边缘处的磁感应强度。解：根据对称性，取以轴点为圆心，半径为r的圆为回路，其上磁场沿切向、大小相等。与位移电流成右手螺旋。两极板间磁感应强度的分布极板边缘处的磁感应强度结果表明：虽然电场强度的时间变化率已经相当大，但它所激发的磁场仍然是很弱，在实验上不易测到。6:一无限长金属薄圆筒,在表面上沿圆周方向均匀流着一层变化的电流i(t),则(D)沿圆筒内任意闭合环路上电场强度的环流为零.(B)任意时刻通过圆筒内假想的任一球面的电通量和磁通量

4、均为零.(C)沿圆筒外任意闭合环路上磁感应强度的环流不为零.(A)圆筒内均匀分布着变化的磁场和变化的电场.[B](C)圆筒外B=0,B的环流为零.(A)圆筒内电场非均匀(D)圆筒内可以不为零.7.一根电缆由半径为R1和R2的两个薄圆筒形导体组成,在两圆筒中间填充磁导率为的均匀磁介质.电缆内层导体通电流I,外层导体作为电流返回路径,如图所示,求长度为l的一段电缆内的磁场储存的能量.IR1R2Il解：因磁介质及电流分布均具有轴对称性，可利用安培环路定理求H，进而求Wm.或由H求B，再求通过矩形面积的磁通。R1R2

5、Il0r讨论题讨论趋肤效应演示仪趋肤效应以及应用趋肤效应1.趋肤效应：高频电路中，传导电流集中到导线表面的现象。i实际0Ri0减小了导线的有效截面，使其等效电阻增加。为避免趋肤效应的影响，常采用空心圆形导体截面和“辫线”，高频线圈导线表面还要镀银。2.原因：高频电流i0产生变化磁场，变化磁场产生涡流i1；i0i1i1可以证明，在导线轴线附近，i1与i0几乎总是反向，在导线表面处几乎总是同向。由于“趋肤效应”，在交变电磁场中，导体边缘的电流密度会比导体中心的电流密度高，随着交变电磁频率的增加，这种趋势越来越大。换

6、句话说，这样一来，导体的有效截面积变得越来越小，导线的电阻也越来越大，造成高频失真。在大量的计算分析和实际测试下得出了一个结论：空心圆形导体截面构成较理想的喇叭线截面。原因是，空心设计不但使“趋肤效应”的影响大大减小，还使材料的利用率提高，也保证了喇叭线的频率均匀。和空心圆导体相比，实心导体的利用率还不到材料的75%。除了空心圆形导体截面设计之外，还采用了编制的导线作导体。同采用单一固体导体来比较，编制导体的优点是：用多股导线编织的导体做成的喇叭线较柔软，有弹性，不易折损。从而使稳定性大大提高，有利于低失真、高

7、效率信号传输。音响爱好者都知道，一套完美的Hi-Fi器材，区区一条喇叭线，可以让你的Hi-Fi“上天”亦可使它“入地”。