第十二章 电磁感应-电磁场(二)作业答案

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1、姓名__________学号____________《大学物理Ⅱ》答题纸第十五/十六章第十二章电磁感应电磁场(二)图12-21一.选择题[C]1(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的磁场强度的环流与沿环路L2的磁场强度的环流两者,必有:(A).(B).(C).(D).【提示】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)。即,,,其中S是以L1为边界的面积。[A]2(自测提高3)、对位移

2、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)位移电流的磁效应不服从安培环路定理.[B]3(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.图12-27(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.【提示】

3、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(),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;4姓名__________学号____________《大学物理Ⅱ》答题纸第十五/十六章磁场(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)。一.填空题4(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,①,②,③.④

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______5(基础训练13)、平行板电容器的电容C为20.0mF,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.【提示】图12-306(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,其方向垂直纸面向内,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

5、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.【提示】(1),当的大小随t增加时,与同向,垂直于纸面向内;(2)由安培环路定理知:与的关系与与的关系一样,满足右手螺旋关系,故P点感生磁场的方向竖直向下。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=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,其方向与场强方向相反.4姓名__________学号____________《大学物理Ⅱ》答题纸第十五/十六章【提示】,负号表示位移电流的方向与场强的方向相反

6、。位移电流的大小为.8(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.【提示】图11-549(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=m0H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_______

7、_的B~H关系曲线.一.计算题图12-3710(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12-37所示,回路电阻忽略不计.今将电容器的两极板以速率匀速拉开,当两极板间距为时,求电容器内位移电流密度.解:如图建立一维坐标系。电容器两极板之间的电场强度为式中U为常数(电容器一直与电源相连)。电容器内位移电流密度为所以,其大小为,方向从右向左。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,内外圆筒之间充满了相对磁导率为的磁介质。内圆筒和外圆筒上的电流I方向相反而大小4姓名__________学号_________

8、___《大学物理Ⅱ》答题纸第十五/十六章相等,设内、外圆筒横截面的半径分别为R1和R2,如图12-38所示。试计算长为的一

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