第十二章 电磁感应电磁场(二) 作业及参考答案 2014

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1、2014-2015(1)《大学物理A(2)》作业参考答案第十二章电磁感应电磁场（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12-4．已知导线上的电流为I，在保持I不变的情况下，II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12【参考答案】WL=I，距离增大，L增大，I不变，W增大。mm图12-142[C]2(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KK强度H的环流与沿环路L2的磁场强度H的环流两者，必有：KKK

2、KKKKK(A)∫H⋅dl′>∫H⋅dl′.(B)∫H⋅dl′=∫H⋅dl′.L1L2L1L2KKKKKK(C)∫H⋅dl′<∫H⋅dl′.(D)∫H⋅dl′=0.L1L2L1KHL1L2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]3(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

3、不服从安培环路定理．【参考答案】请补充。[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12014-2015(1)《大学物理A(2)》作业参考答案(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．i(t)图12-27【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

4、生涡旋感生电场，涡旋电场在筒内不是均rBd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2dt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KK∫D⋅dS=∫ρdV，①SVKKK∂BK∫E⋅dl=−∫⋅dS，②∂tLSKK∫B⋅dS=0，③SKKKK∂DK∫H⋅dl=∫(J+)⋅dS．④∂tLS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

5、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______6（基础训练13）、平行板电容器的电容C为20.0μF，两板上的电压变化率为dU/dt=1.50×105V-1·s，则该平行板电容器中的位移电流为______．【参考答案】ddDσJ==dddttd(SQCσ)dd(UU)dIS==J====C3AdddddtttdtK6（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22014-2015(1)《大学物理A(2)》作业参考答案K向垂直纸面向内，E的大小随时间t线性增加，P为柱体

6、内与轴线相距为Kr的一点则E××(1)P点的位移电流密度的方向为_垂直纸面向内里__．OP(2)P点感生磁场的方向为__竖直向下___．××【参考答案】图12-30KGKK（1）由于JE=εd/d0t>，故J与E同向，垂直纸面向里。dd（2）由安培环路定理GGKKKHdl⋅=()JJ+idsv∫∫∫fdlsKKKK知：J与H的关系与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df竖直向下。7（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-t/RC0e，式中E0、R、C均为常数，则两板间的位移电流的大小为2tεπEr−−

7、00eRC，其方向与场强方向_相反．RC【参考答案】KKKKKtddDEεεE−Je===ε−00RC=−0E。d0ddttRCRC8（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】−73−2n=500/0.5B=μμnI=4π×10×600×10×0.3=7