最新电磁场综合题
大学电磁场考试题及答案
大学电磁场考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 电磁波在真空中的传播速度是:A. 300,000 km/sB. 299,792,458 m/sC. 1,000,000 km/sD. 299,792,458 km/s答案:B2. 麦克斯韦方程组中描述电磁场与电荷和电流关系的方程是:A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 麦克斯韦-安培定律D. 所有上述方程答案:D3. 以下哪项不是电磁场的基本概念?A. 电场B. 磁场C. 引力场D. 电磁波答案:C4. 根据洛伦兹力定律,一个带电粒子在磁场中的运动受到的力与以下哪个因素无关?A. 粒子的电荷量B. 粒子的速度C. 磁场的强度D. 粒子的质量答案:D5. 电磁波的波长和频率的关系是:A. 波长与频率成正比B. 波长与频率成反比C. 波长与频率无关D. 波长与频率的乘积是常数答案:B6. 以下哪项是电磁波的主要特性?A. 需要介质传播B. 具有粒子性C. 具有波动性D. 以上都是答案:C7. 电磁波在介质中的传播速度比在真空中:A. 快B. 慢C. 相同D. 无法确定答案:B8. 根据电磁波的偏振特性,以下说法正确的是:A. 只有横波可以偏振B. 纵波也可以偏振C. 所有波都可以偏振D. 只有电磁波可以偏振答案:A9. 电磁波的反射和折射遵循的定律是:A. 斯涅尔定律B. 牛顿定律C. 欧姆定律D. 法拉第电磁感应定律答案:A10. 电磁波的干涉现象说明了:A. 电磁波具有粒子性B. 电磁波具有波动性C. 电磁波具有量子性D. 电磁波具有热效应答案:B二、填空题(每空1分,共10分)1. 电磁波的传播不需要________,可以在真空中传播。
答案:介质2. 麦克斯韦方程组由四个基本方程组成,分别是高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和________。
答案:麦克斯韦-安培定律3. 根据洛伦兹力定律,一个带电粒子在磁场中受到的力的大小与粒子的电荷量、速度以及磁场强度的乘积成正比,并且与粒子速度和磁场方向的________垂直。
高三物理电磁学综合练习题
高三物理电磁学综合练习题高三物理电磁学综合练题第一部分选择题(共40分)1.连接在电池两极板上的平行板电,当两板的距离减小时,电的电容变大。
2.边长为L的正方形线框,其电阻为R,在磁感强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,每秒转数为n,当线框平面平行于磁感线时开始计时,则线框中感应电动势的最大值为BL2πn。
3.电磁场是不同于静电场也不同于静磁场的另外一种场,其中的电场和磁场是不可分割的一个统一体。
4.如图1所示,P处有固定不动的带电体Q,若在c处有初速度为零、带电量为q、质量为m的正离子A和初速度为零、带电量为2q、质量为4m的正离子B,只在电场力作用下由c运动到b,若离子A与B运动到b的速度大小分别为v1和v2,则v1与v2之比为1:2.5.如图2所示,两个互感器,已知电压比为100,电流比为10,电压表的示数为220V,电流表的示数为10A,则a为电流表,b为电压表,线路输送电功率是2.2×106W。
6.如图3所示,用绝缘细线拴一个带负电的小球,制成一个单摆,让它在竖直平面内摆动,同时外加正交的匀强电场和磁场,磁场水平向内,电场竖直向上,若不计摩擦和空气阻力等损耗,则单摆振动过程中,机械能守恒。
D。
为了测定和描绘“220 V 40 W”白炽电灯灯丝的伏安特性曲线,可以使用调压变压器供电。
调压变压器是一种自耦变压器,它只有一个线圈L,绕在闭合的环形铁芯上。
输入端接在220V交流电源的火线与零线间,输出端有一个滑动触头P,移动它的位置,就可以使输出电压在0~250 V之间连续变化。
图8甲中画出的是调压变压器的电路图符号。
实验室内备有交流电压表、交流电流表、滑动变阻器、开关、导线等实验器材。
1) 在图8甲中完成实验电路图。
2) 根据你的猜想,在图8乙中定性地画出实验后应该出现的图象。
3) 说明按照你的实验电路图进行测量,哪个电压段的误差更大?为什么?图8乙甲答:(1) 实验电路图如图8乙所示。
电磁场练习题
电磁场练习题电磁场是物理学中重要的概念,广泛应用于电力工程、通信技术等领域。
为了更好地理解和掌握电磁场的相关知识,以下是一些练习题,帮助读者巩固对电磁场的理解。
练习题1:电场1. 有一电荷+Q1位于坐标原点,另有一电荷+Q2位于坐标(2a, 0, 0)处。
求整个空间内的电势分布。
2. 两个无限大平行带电板,分别带有电荷密度+σ和-σ。
求两个带电板之间的电场强度。
3. 一个圆环上均匀分布有总电荷+Q,圆环的半径为R。
求圆环轴线上离圆环中心距离为x处的电场强度。
练习题2:磁场1. 一个无限长直导线通过点A,导线中电流方向由点A指向B。
求点A处的磁场强度。
2. 一个长直导线以λ的线密度均匀分布电流。
求距离导线距离为r处的磁场强度。
3. 一半径为R、载有电流I的螺线管,求其轴线上离螺线管中心的距离为x处的磁场强度。
练习题3:电磁场的相互作用1. 在一均匀磁场中,一电子从初始速度为v0的方向垂直进入磁场。
求电子做曲线运动的轨迹。
2. 有两个无限长平行导线,分别通过电流I1和I2。
求两个导线之间的相互作用力。
3. 一个电荷为q的粒子以速度v从初始位置x0进入一个电场和磁场同时存在的区域。
求电荷受到的合力。
练习题4:电磁场的应用1. 描述电磁波的基本特性。
2. 电磁感应现象的原理是什么?列举几个常见的电磁感应现象。
3. 解释电磁场与电路中感应电动势和自感现象的关系。
根据上述练习题,我们可以更好地理解和掌握电磁场的基本原理和应用。
通过解答这些练习题,我们能够加深对电场、磁场以及电磁场相互作用的理解,并掌握其在实际应用中的运用。
希望读者能够认真思考每道练习题,尽量自行解答。
如果遇到困难,可以参考电磁场相关的教材、课件等资料,或者向老师、同学寻求帮助。
通过不断练习和思考,相信读者可以彻底掌握电磁场的相关知识,为今后的学习和应用奠定坚实的基础。
高三电磁场必做综合题(1)
1.如图所示的坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向.在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场;在第三象限,存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面(纸面)向里的匀强磁场;在第四象限,存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带电质点,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限,然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限,带电质点恰好能做匀速圆周运动.之后经过y 轴上y=-2h处的P3点进入第四象限.已知重力加速度为g.求:(1)粒子到达P2点时速度的大小和方向;(2)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小;(3)带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向.2.如图17所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,偏转电压为U2=100V,接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。
已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d =17.3cm,带电微粒的重力忽略不计。
求:(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1;(2)带电微粒射出偏转电场时的速度偏转角;(3)为使带电微粒不会从磁场右边界射出,该匀强磁场的磁感应强度的最小值B。
4.如图所示,带电平行金属板PQ和MN之间的距离为d;两板之间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。
如图建立坐标系,x轴平行于金属板,与金属板中心线重合,y轴垂直于金属板。
区域I的左边界为y轴,右边界与区域II的左边界重合,且与y轴平行;区域II的左、右边界平行。
在区域I和区域II内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小均为B,区域I内的磁场垂直于Oxy平面向外,区域II内的磁场垂直于Oxy平面向里。
一电子沿着x轴正向以速度v0射入平行板之间,在平行板间恰好沿着x轴正向做直线运动,并先后通过区域I和II。
电磁学综合练习题
电磁学综合练习题1.关于电场强度,下列说法中正确的是( ) A .公式E =F/q 是电场强度的定义式,适用于任何电场,其中F 是电量为q 的带电体在电场中某一点所受的电场力,E 为该点的场强B .公式E =KQ/r 2除适用于带电量为Q 的点电荷在距其本身为r 处的场强的计算外,对于电荷均匀分布的球体或球面,在球体或球面外部距球心r 处的场强计算也适用C .公式E =U/d 适用于计算匀强电场中相距为d ,电势差为U 的任意两点间场强D .根据电场强度定义式E =F/q 可知,电场中某点的电场强度,跟放入该电场的检验电荷所受的电场力成正比,跟该检验电荷的电量成反比2.一检验电荷在任一静电场里移动的过程中,下列说法中正确的是( )A .电荷克服电场力所做的功等于电荷电势能的增量B .非静电力做功等于电荷电势能增量和动能增量的代数和C .非静电力做功和电场力做功之代数和等于电荷电势能增量和动能增量的代数和D .非静电力做功和电场力做功之代数和等于电荷动能的增量3.一带电粒子射入固定在O 点的点电荷的电场中,粒子的运动轨迹如图中实线abc 所示,图中虚线为同心圆弧,表示电场的等势面,不计重力,可以判断出( ) A .此粒子一直受到静电斥力作用B .此粒子在b 点的电势能一定大于在a 点电势能C .此粒子在b 点的速度一定大于在a 点的速度D .此粒子在a 点和在c 点的速度大小一定相等4.匀强电场中有M 、N 、P 三点,它们的连线构成一个直角三角形,如图所示。
图中MN =4cm ,MP =5cm 。
把一个电量为-2×10-9C 的点电荷从M 点移到N 点,电场力做功8× 10-9J ,把此电荷从 M 点移到P 点电场力做功也是8×10-9J ,由此可知( )A .该匀强电场方向从N 到MB .该匀强电场方向从M 到NC .该匀强电场场强大小为E =100N/CD .该匀强电场场强大小为E =200N/C5.图所示电路,R 1、R 2为定值电阻,滑动变阻器的总阻值为R ,滑动触头P 从a 端向下移动到最下端b 的过程中,电阻R 1、R 2上消耗的功率P 1、P 2分别为( )A 、P 1一定逐渐减小,P 2可能逐渐减小B .P 1可能逐渐减小,P 2一定逐渐增大C .P 1一定逐渐增大,P 2可能先减小再增大D .P 1可能先减小再增大,P 2一定逐渐增大 6.如图所示是电路中的一部分,若已知I 1=2A ,I =3A ,R 1=10Ω,R 2=5Ω,R 3=3Ω,则通过电流表的电流大小为_________A ,方向_________。
大学电磁场考试题及答案
大学电磁场考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 电磁场中,电场与磁场的相互作用遵循以下哪个定律?A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 安培环路定律D. 洛伦兹力定律答案:D2. 在真空中,电磁波的传播速度是多少?A. 100,000 km/sB. 300,000 km/sC. 1,000,000 km/sD. 3,000,000 km/s答案:B3. 一个点电荷产生的电场强度与距离的平方成什么关系?A. 正比B. 反比C. 对数关系D. 线性关系答案:B4. 以下哪种介质不能支持电磁波的传播?A. 真空B. 空气C. 玻璃D. 金属答案:D5. 麦克斯韦方程组中描述变化电场产生磁场的方程是?A. 高斯定律B. 高斯磁定律C. 法拉第电磁感应定律D. 安培环路定律答案:C6. 一个均匀带电球壳内部的电场强度是多少?A. 零B. 与球壳内的电荷分布有关C. 与球壳外的电荷分布有关D. 与球壳的总电荷量成正比答案:A7. 电磁波的频率和波长之间有什么关系?A. 频率与波长成正比B. 频率与波长成反比C. 频率与波长无关D. 频率越大,波长越小答案:B8. 根据洛伦兹力公式,一个带电粒子在磁场中运动时,其受到的力的方向与什么因素有关?A. 粒子的速度B. 磁场的方向C. 粒子的电荷D. 所有上述因素答案:D9. 电磁波的偏振现象说明电磁波是横波,这是因为?A. 电磁波的振动方向与传播方向垂直B. 电磁波的振动方向与传播方向平行C. 电磁波的传播不需要介质D. 电磁波在真空中传播速度最快答案:A10. 一个闭合电路中的感应电动势遵循以下哪个定律?A. 欧姆定律B. 基尔霍夫电压定律C. 法拉第电磁感应定律D. 安培环路定律答案:C二、填空题(每题2分,共20分)11. 电磁波的传播不需要______,因此它可以在真空中传播。
答案:介质12. 根据麦克斯韦方程组,电荷守恒定律可以表示为:∇⋅ E =______。
电磁场期末考试题及答案
电磁场期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 电磁波在真空中的传播速度是()。
A. 3×10^8 m/sB. 2×10^8 m/sC. 1×10^8 m/sD. 4×10^8 m/s答案:A2. 电场强度的定义式为E=()。
A. F/qB. F/QC. Q/FD. F/C答案:A3. 磁场强度的定义式为B=()。
A. F/IB. F/iC. F/qD. F/Q答案:B4. 根据麦克斯韦方程组,变化的磁场会产生()。
A. 电场B. 磁场C. 电势D. 电势差答案:A5. 电磁波的波长、频率和波速之间的关系是()。
B. λ = f/cC. λ = c*fD. λ = f^2/c答案:A6. 两个点电荷之间的静电力与它们之间的距离的平方成()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 一次方答案:B7. 根据洛伦兹力公式,带电粒子在磁场中运动时,受到的力与磁场强度的关系是()。
A. 正比C. 无关D. 一次方答案:A8. 电容器的电容与两极板之间的距离成()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 一次方答案:B9. 根据楞次定律,当线圈中的磁通量增加时,感应电流产生的磁场方向是()。
A. 增加磁通量B. 减少磁通量D. 增加或减少磁通量答案:B10. 根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量变化率的关系是()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 一次方答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 电场中某点的电势为V,将单位正电荷从该点移到无穷远处,电场力做的功为________。
2. 两个点电荷q1和q2之间的静电力常数为k,它们之间的距离为r,则它们之间的静电力大小为________。
答案:k*q1*q2/r^23. 磁场中某点的磁感应强度为B,将单位电流元i放置在该点,电流元与磁场方向垂直时,受到的磁力大小为________。
答案:B*i4. 根据麦克斯韦方程组,变化的电场会产生________。
电磁场的应用----高中物理模块典型题归纳(含详细答案)
电磁场的应用----高中物理模块典型题归纳(含详细答案)一、单选题1.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其主体部分是两个D形金属盒.两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中,并分别与高频交流电源两极相连接,从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速,如图所示.现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能,下列方法可行的是()A.减小磁场的磁感应强度B.减小狭缝间的距离C.增大高频交流电压D.增大金属盒的半径2.质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备,它的构造原理如图示.离子源S产生的各种不同正离子束(速度可视为零),经MN间的加速电压U加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场,运转半周后到达照相底片上的P点.设P到S1的距离为x,则()A.若离子束是同位素,则x越大对应的离子质量越小B.若离子束是同位素,则x越大对应的离子质量越大C.只要x相同,对应的离子质量一定相同D.x相同,对应的离子的比荷可能不相等3.如图所示,在充电的平行金属板间有匀强电场和方向垂直纸面向里的匀强磁场。
一带电粒子以速度v从左侧射入,方向垂直于电场方向和磁场方向,当它从右侧射出场区时,动能比射入时小,若要使带电粒子从射入到射出动能是增加的,可采取的措施有(不计重力)()A.可使电场强度增强B.可使磁感应强度增强C.可使粒子带电性质改变(如正变负)D.可使粒子射入时的动能增大4.劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如图所示.置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U.若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响,则下列说法正确的是()A.质子被加速后的最大速度可能达到光速B.所加高频交流电频率为f=C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为:1D.若A处粒子源产生的为中子,中子也可被加速且最大动能为E k=5.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示.设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f.则下列说法正确的是()A.质子的回旋周期为B.增大加速电场间的电压可使质子的最大速度超过2πfRC.增大D形金属盒的半径可提高质子射出金属盒时的速度D.不改变B和R,该回旋加速器加速α粒子获得的最大动能是加速质子时的两倍6.图是质谱仪工作原理的示意图.带电粒子a、b经电压U加速(在A点初速度为零)后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的x1、x2处.图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则()A.a的质量一定大于b的质量B.a的电荷量一定大于b的电荷量C.a运动的时间大于b运动的时间D.a的比荷()大于b的比荷()7.如图是回旋加速器示意图,其核心部分是两个D形金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连。
电磁场复习题及答案详解
湖北省襄樊四中高二物理期末复习练习题5、 如图3所示,磁场方向竖直向下, 通电直导线ab 由水平位置转到位置2,通电导线所受安培力是()A 、 数值变大,方向不变。
B 、 数值变小,方向不变。
C 、 数值不变,方向改变。
D 、 数值和方向均改变。
6、 如图甲11-3所示电路,电源电动势为 E ,内阻不计,滑动变阻器的最大电阻为R ,负载电阻为R o 。
当滑动变阻器的滑动端 S 在某位置时,R o 两端电压 为E/2,滑动变阻器上消耗的功率为 P 。
若将R o 与电源位置互换, 接成图乙所示电路时,滑动触头S 的位置不变,则()A 、 R o 两端的电压将小于 E/2B 、 R o 两端的电压将等于 E/2C 、 滑动变阻器上消耗的功率一定小于D 、 滑动变阻器上消耗的功率可能大于7、 如图4所示,在正交的匀强电场和匀强磁场中,一带负电的小球自绝缘光滑的竖直圆环的顶端由静止释放, 设小球受到的电场力和重力大小相 等,则当它滑过的弧度为下列何值时受到的洛伦兹力最大()3A 、一B 、C 、D 、4 2 48、 在比较精密的电子设备中,其电源跟负载之间的保护不是用普通的电磁场综合1、下列关于等势面的说法正确的是( )A 、 电荷在等势面上移动时不受电场力作用,所以不做功。
B 、 等势面上各点的场强相等。
C 、 点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为圆心的一簇球面。
D 、 匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面。
电荷2、 在电场中逆着一条电场线从 B 、电荷的势能可能不变D 、电荷的加速度可能不A 运动到B ,则在此过程() A 、电荷的动能可能不变C 、电荷的速度可能不变 3、 有一根竖直长直导线和一个通电三角形金属框处于同一竖直平面内,如图 示,当竖直长导线内通以方向向上的电流时,若重力不计,则三角形金属框将(A 、水平向左运动B 、竖直向上C 、处于平衡位置D 、以上说法都不对4、 如图2所示,a 为带正电的小物块,b 是一不带电的绝缘物块, 水平地面上,地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场,现用水平恒力 起无相对滑动地向左加速运动,在加速运动阶段b 一起运动的加速度减小。
电磁场练习题
电磁场练习题一、选择题1. 电磁波是一种:A. 机械波B. 电磁场的传播C. 粒子流D. 声波2. 麦克斯韦方程组中描述电场和磁场变化关系的方程是:A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 安培定律D. 洛伦兹力定律3. 以下哪个不是电磁波的特性:A. 波长B. 频率C. 质量D. 速度4. 电磁波的传播不需要:A. 介质B. 真空C. 电荷D. 磁场5. 根据洛伦兹力定律,一个带正电的粒子在磁场中运动时,其受力方向:A. 与速度和磁场垂直B. 与速度方向相同C. 与磁场方向相同D. 与速度和磁场平行二、填空题6. 电磁波的传播速度在真空中等于______。
7. 麦克斯韦方程组包括高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和______。
8. 当电磁波的频率增加时,其波长会______。
9. 电磁波的频率与波长的关系可以用公式______表示。
10. 在电磁波的传播过程中,电场和磁场的能量是相互______的。
三、简答题11. 简述麦克斯韦方程组的物理意义。
12. 描述电磁波在介质中的传播与在真空中的传播有何不同。
13. 解释为什么电磁波可以穿透某些物质,而不能穿透另一些物质。
四、计算题14. 假设一个电磁波在真空中的频率为10GHz,求其波长。
15. 已知一个带电粒子在均匀磁场中以速度v=3×10^7 m/s运动,磁场强度B=0.5T,求该粒子受到的洛伦兹力的大小和方向。
五、论述题16. 论述电磁波在现代通信技术中的应用及其重要性。
17. 讨论电磁波的产生机制以及它们在自然界和人工环境中的表现形式。
六、实验题18. 设计一个实验来验证电磁波的反射和折射现象。
19. 利用示波器观察电磁波的传播,并记录其波形,分析其特点。
20. 通过实验演示电磁波的干涉和衍射现象,并解释其物理原理。
以上练习题涵盖了电磁场的基本概念、电磁波的性质、麦克斯韦方程组的应用以及电磁波在现代科技中的应用等多个方面,旨在帮助学习者全面理解和掌握电磁场的相关知识。
2024年高考物理二轮复习专题18:电磁学综合计算题(附答案解析)
专题18·电磁学综合计算题能力突破本专题主要牛顿运动定律、动能定理、动量定理、动量守恒定律、洛伦兹力、法拉第电磁感应定律,以及用这些知识解决匀速圆周运动模型、导体棒模型、线框模型、圆周运动+类平抛运动模型等类型的试题。
高考热点(1)能利用运动合成与分解的方法处理带电粒子在电场中运动问题;(2)应用几何关系和圆周运动规律分析求解带电粒子在磁场、复合场中的运动;(3)电磁感应中的电路分析、电源分析、动力学和能量转化分析。
出题方向主要考查计算题,一压轴题的形式出现,题目难度一般为中档偏难。
考点1带电粒子(体)在电场中的运动(1)首先分析带电粒子(体)的运动规律,确定带电粒子(体)在电场中做直线运动还是曲【例1】(2023•越秀区校级模拟)一长为l 的绝缘细线,上端固定,下端拴一质量为m 、电荷量为q 的带正电的至小球,处于如图所示水平向右的匀强电场中。
先将小球拉至A 点,使细线水平。
然后释放小球,当细线与水平方向夹角为120︒时,小球到达B 点且速度恰好为零,为重力加速度为g ,sin 300.5︒=,cos30︒=。
求:(1)匀强电场AB 两点间的电势差AB U 的大小;(2)小球由A 点到B 点过程速度最大时细线与竖直方向的夹角θ的大小;(3)小球速度最大时细线拉力的大小。
【分析】(1)根据动能定理列式得出AB 两点电势差的大小;(2)根据矢量合成的特点得出小球受到的合力,结合几何关系得出速度最大时细线与竖直方向的夹角;(3)根据动能定理得出小球的速度,结合牛顿第二定律得出细线的拉力。
【解答】解:(1)由小球由A 点到B 点过程,根据动能定理得:(1cos30)0AB qU mgl ++︒=解得:2AB U q=-(2)由UE d=得匀强电场强度的大小为:3mg E q=小球所受的合力大小为:F ==合合力方向tan qE mg θ=故30θ=︒小球由A 点到B 点过程在与竖直方向夹角30θ=︒为时速度最大;(3)当小球运动到与竖直方向夹角30θ=︒为时速度最大,设此时速度为v ,根据动能定理得:()211602F l cos mv ⋅-︒=合得最大速度v =根据牛顿第二定律得2T v F F ml-=合得速度最大时细线拉力大小T F =答:(1)匀强电场AB 两点间的电势差AB U ;(2)小球由A 点到B 点过程速度最大时细线与竖直方向的夹角θ的大小为30︒;(3)小球速度最大时细线拉力的大小为3。
电磁场考试试题及答案
电磁场考试试题及答案一、选择题(每题5分,共20分)1. 麦克斯韦方程组描述了电磁场的基本规律,下列哪一项不是麦克斯韦方程组中的方程?A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 欧姆定律D. 安培环路定律答案:C2. 在电磁波传播过程中,电场和磁场的相位关系是:A. 相位相同B. 相位相反C. 相位相差90度D. 相位相差180度答案:C3. 根据洛伦兹力定律,带电粒子在磁场中运动时受到的力的方向是:A. 与速度方向相同B. 与速度方向相反C. 与速度方向垂直D. 与磁场方向垂直答案:C4. 以下哪种介质的磁导率不是常数?A. 真空B. 铁C. 铜D. 空气答案:B二、填空题(每题5分,共20分)1. 根据高斯定律,通过任何闭合表面的电通量与该闭合表面所包围的总电荷量成正比,比例常数为____。
答案:\(\frac{1}{\varepsilon_0}\)2. 法拉第电磁感应定律表明,闭合回路中的感应电动势等于通过该回路的磁通量变化率的负值,其数学表达式为 \(\mathcal{E} = -\frac{d\Phi_B}{dt}\),其中 \(\Phi_B\) 表示____。
答案:磁通量3. 根据安培环路定律,磁场 \(\vec{B}\) 在闭合回路上的线积分等于该回路所包围的总电流乘以比例常数 \(\mu_0\),其数学表达式为\(\oint \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 I_{\text{enc}}\),其中\(I_{\text{enc}}\) 表示____。
答案:回路所包围的总电流4. 电磁波在真空中的传播速度为 \(c\),其值为 \(3 \times 10^8\) 米/秒,该速度也是光速,其物理意义是____。
答案:电磁波在真空中传播的速度三、简答题(每题15分,共40分)1. 简述电磁波的产生机制。
答案:电磁波是由变化的电场和磁场相互作用产生的。
当电场变化时,会在周围空间产生磁场;同样,变化的磁场也会在周围空间产生电场。
大学电磁场考试题及答案
大学电磁场考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 电场强度的定义式为E=______。
A. F/qB. q/FC. F*qD. F/q^2答案:A2. 电场中某点的电势为零,该点的电场强度一定为零。
(判断对错)A. 对B. 错答案:B3. 电场线与等势面的关系是______。
A. 垂直B. 平行C. 重合D. 相交答案:A4. 电容器的电容与两极板间的距离成反比,与两极板的面积成正比。
(判断对错)A. 对B. 错答案:B5. 电容器充电后断开电源,其电量Q和电压U将如何变化?A. Q增大,U不变B. Q不变,U增大C. Q不变,U减小D. Q减小,U增大答案:B6. 根据安培环路定理,磁场强度B沿闭合回路的线积分等于该回路所包围的总电流的______倍。
A. μ0B. 1/μ0C. μ0ε0D. 1/μ0ε0答案:A7. 磁感应强度B的方向与电流I的方向的关系是______。
A. 垂直B. 平行C. 重合D. 相反答案:A8. 根据右手定则,当电流I沿正z轴方向时,磁场B的方向是______。
A. 正x轴B. 正y轴C. 负x轴D. 负y轴答案:B9. 磁通量Φ的单位是______。
A. TB. WbC. JD. N答案:B10. 根据法拉第电磁感应定律,感应电动势ε与磁通量变化率dΦ/dt的关系是______。
A. ε=-dΦ/dtB. ε=dΦ/dtC. ε=-μ0dΦ/dtD. ε=μ0dΦ/dt答案:B二、填空题(每题2分,共20分)11. 电场强度的定义式为E=______,其中F是试探电荷所受的电场力,q是试探电荷的电量。
答案:F/q12. 电场强度的方向是______,电势的方向是______。
答案:正电荷受力的方向;电势降低的方向13. 电容器的电容C与两极板间的距离d和两极板的面积A的关系为C=______。
答案:εA/d14. 电容器的储能公式为W=______。
电磁场与电磁波精彩试题问题详解
《电磁场与电磁波》试题1一、填空题(每小题1分,共10分)1.在均匀各向同性线性媒质中,设媒质的导磁率为μ,则磁感应强度B ϖ和磁场H ϖ满足的方程为: 。
2.设线性各向同性的均匀媒质中,02=∇φ称为 方程。
3.时变电磁场中,数学表达式H E S ϖϖϖ⨯=称为 。
4.在理想导体的表面, 的切向分量等于零。
5.矢量场)(r A ϖϖ穿过闭合曲面S 的通量的表达式为: 。
6.电磁波从一种媒质入射到理想 表面时,电磁波将发生全反射。
7.静电场是无旋场,故电场强度沿任一条闭合路径的积分等于 。
8.如果两个不等于零的矢量的 等于零,则此两个矢量必然相互垂直。
9.对平面电磁波而言,其电场、磁场和波的传播方向三者符合 关系。
10.由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场,恒定磁场是无散场,因此,它可用 函数的旋度来表示。
二、简述题 (每小题5分,共20分)11.已知麦克斯韦第二方程为t B E ∂∂-=⨯∇ϖϖ,试说明其物理意义,并写出方程的积分形式。
12.试简述唯一性定理,并说明其意义。
13.什么是群速?试写出群速与相速之间的关系式。
14.写出位移电流的表达式,它的提出有何意义?三、计算题 (每小题10分,共30分)15.按要求完成下列题目 (1)判断矢量函数y x e xz ey B ˆˆ2+-=ϖ是否是某区域的磁通量密度?(2)如果是,求相应的电流分布。
16.矢量z y x e e e A ˆ3ˆˆ2-+=ϖ,z y x e e eB ˆˆ3ˆ5--=ϖ,求(1)B A ϖϖ+ (2)B A ϖϖ⋅17.在无源的自由空间中,电场强度复矢量的表达式为 ()jkz y x e E e E eE --=004ˆ3ˆϖ(1) 试写出其时间表达式; (2)说明电磁波的传播方向;四、应用题 (每小题10分,共30分)18.均匀带电导体球,半径为a ,带电量为Q 。
试求(1) 球任一点的电场强度 (2)球外任一点的电位移矢量。
电磁场综合题典型例题
1.如图所示,在x轴上方有水平向左的匀强电场,电场强度为E,在x轴下方有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.正离子从M点垂直磁场方向,以速度v射入磁场区域,从N点以垂直于x轴的方向进入电场区域,然后到达y轴上P点,若OP=ON,则入射速度应多大?若正离子在磁场中运动时间为t1,在电场中运动时间为t2,则t1∶t2多大?
2.如图所示,在xoy坐标平面的第一象限内有沿-y方向的匀强电场,在第四象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场。
现有一质量为m,带电量为+q的粒子(重力不计),以初速度v0,从M(0,l)点,沿+x方向射入电场,接着从P(2l,0)点进入磁场后由-y轴上的Q射出,射出时速度方向与y轴垂直,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)Q点的坐标;
(3)粒子从M点运动到Q点所用的时间t。
3.如图所示,在xOy坐标平面的第一象限内有一沿-y方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场。
现有一质量为m,带电量为+q的粒子(重力不计)以初速度v0沿-x方向从坐标为(3L,L)的P点开始运动,接着进入磁场后由坐标原点O射出,射出时速度方向与y轴方向的夹角为45°,求:
(1)粒子从O点射出时的速度v和电场强度E;
(2)粒子从P点运动到O点所用的时间。
4.如图,一个质量为m,电荷量为q的带电粒子从A孔以初速度v0垂直于AO进入磁感应强度为B的匀强磁场中,并恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场中,电场方向跟OC平行(OC⊥AD),最后打在D点,且OD=2 OC.不计重力,求:
(1)粒子自A运动到D点所需时间;
(2)粒子抵达D点时的动能.。
(完整版)大学物理电磁场练习题含答案
(完整版)⼤学物理电磁场练习题含答案前⾯是答案和后⾯是题⽬,⼤家认真对对. 三、稳恒磁场答案1-5 CADBC 6-8 CBC 三、稳恒磁场习题1. 有⼀个圆形回路1及⼀个正⽅形回路2,圆直径和正⽅形的边长相等,⼆者中通有⼤⼩相等的电流,它们在各⾃中⼼产⽣的磁感强度的⼤⼩之⽐B 1 / B 2为 (A) 0.90. (B) 1.00.(C) 1.11. (D) 1.22.[]2.边长为l 的正⽅形线圈中通有电流I ,此线圈在A 点(见图)产⽣的磁感强度B 为(A) l I π420µ. (B) l Iπ220µ.(C)l Iπ02µ. (D) 以上均不对.[]3.通有电流I 的⽆限长直导线有如图三种形状,则P ,Q ,O 各点磁感强度的⼤⼩B P ,B Q ,B O 间的关系为:(A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O .(C) B Q > B O > B P . (D) B O > B Q > B P .[]4.⽆限长载流空⼼圆柱导体的内外半径分别为a 、b ,电流在导体截⾯上均匀分布,则空间各处的B ?的⼤⼩与场点到圆柱中⼼轴线的距离r 的关系定性地如图所⽰.正确的图是[]5.电流I 由长直导线1沿平⾏bc 边⽅向经a 点流⼊由电阻均匀的导线构成的正三⾓形线框,再由b 点沿垂直ac 边⽅向流出,经长直导线2返回电源(如图).若载流直导线1、2和三⾓形框中的电流在框中⼼O 点产⽣的磁感强度分别⽤1B ?、2B ?和3B表⽰,则O 点的磁感强度⼤⼩(A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ??,B 3 = 0.(C) B ≠ 0,因为虽然B 2 = 0、B 3= 0,但B 1≠ 0.(D) B ≠ 0,因为虽然021≠+B B ?,但B 3≠ 0.[]6.电流由长直导线1沿半径⽅向经a 点流⼊⼀电阻均匀的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 与圆⼼O 三点在同⼀直线上.设直电流1、2及圆环电流分别在O 点产⽣的磁感强度为1B ?、2B ?及3B,则O 点的磁感强度的⼤⼩(A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为021=+B B ?,B 3= 0.(C) B ≠ 0,因为虽然B 1 = B 3 = 0,但B 2≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然B 1 = B 2 = 0,但B 3≠ 0.(E) B ≠ 0,因为虽然B 2 = B 3 = 0,但B 1≠ 0.[] v7.电流由长直导线1沿切向经a 点流⼊⼀个电阻均匀的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 和圆⼼O 在同⼀直线上.设长直载流导线1、2和圆环中的电流分别在O 点产⽣的磁感强度为1B ?、2B ?、3B,则圆⼼处磁感强度的⼤⼩(A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ??,B 3 = 0.(C) B ≠ 0,因为B 1≠ 0、B 2≠ 0,B 3≠ 0.(D) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B ??.[]8.a R r OO ′I在半径为R 的长直⾦属圆柱体内部挖去⼀个半径为r 的长直圆柱体,两柱体轴线平⾏,其间距为a ,如图.今在此导体上通以电流I ,电流在截⾯上均匀分布,则空⼼部分轴线上O ′点的磁感强度的⼤⼩为(A) 2202R a a I ?πµ (B)22202R r a a I -?πµ(C) 22202r R a a I-?πµ (D) )(222220a r Ra a I -πµ []参考解:导体中电流密度)(/22r R I J -π=.设想在导体的挖空部分同时有电流密度为J 和-J 的流向相反的电流.这样,空⼼部分轴线上的磁感强度可以看成是电流密度为J 的实⼼圆柱体在挖空部分轴线上的磁感强度1B ?和占据挖空部分的电流密度-J 的实⼼圆柱在轴线上的磁感强度2B ?的⽮量和.由安培环路定理可以求得02=B , )(222201r R a Ia B -π=µ 所以挖空部分轴线上⼀点的磁感强度的⼤⼩就等于)(22201r R IaB -π=µ 9. πR 2c3分10.221R B π-3分11. 6.67×10-7 T 3分7.20×10-7 A ·m 2 2分12. 减⼩ 2分在2/R x <区域减⼩;在2/R x >区域增⼤.(x 为离圆⼼的距离) 3分13. 0 1分I 0µ- 2分14. 4×10-6 T 2分 5 A 2分15. I0µ 1分 0 2分2I0µ 2分16. 解:①电⼦绕原⼦核运动的向⼼⼒是库仑⼒提供的.即∶ 02202041a m a e v =πε,由此得 002a m e επ=v 2分②电⼦单位时间绕原⼦核的周数即频率000142a m a e a ενππ=π=v 2分由于电⼦的运动所形成的圆电流00214a m a e e i ενππ== 因为电⼦带负电,电流i 的流向与 v ?⽅向相反 2分③i 在圆⼼处产⽣的磁感强度002a i B µ=00202018a m a eεµππ= 其⽅向垂直纸⾯向外 2分17.1 234 R ROI a β2解:将导线分成1、2、3、4四部份,各部分在O 点产⽣的磁感强度设为B 1、B 2、B 3、B 4.根据叠加原理O 点的磁感强度为:4321B B B B B +++= ∵ 1B ?、4B ?均为0,故32B B B ?+= 2分)2(4102R I B µ= ⽅向? 2分 242)sin (sin 401203R I a I B π=-π=µββµ)2/(0R I π=µ ⽅向 ? 2分其中 2/R a =, 2/2)4/sin(sin 2=π=β 2/2)4/sin(sin 1-=π-=β∴ R I R I B π+=2800µµ)141(20π+=R I µ ⽅向 ? 2分 18. 解:电流元1d l I ?在O 点产⽣1d B ?的⽅向为↓(-z ⽅向) 电流元2d l I ?在O 点产⽣2d B ?的⽅向为?(-x ⽅向) 电流元3d l I ?在O 点产⽣3d B ?的⽅向为? (-x ⽅向) 3分kR I i R IB π-+ππ-=4)1(400µµ 2分 19. 解:设x 为假想平⾯⾥⾯的⼀边与对称中⼼轴线距离,++==Rx RRxrl B r l B S B d d d 21Φ, 2分d S = l d r2012R IrB π=µ (导线内) 2分r I B π=202µ (导线外) 2分)(42220x R R Il -π=µΦR R x Il +π+ln20µ 2分令 d Φ / d x = 0,得Φ最⼤时 Rx )15(21-= 2分20. 解:洛伦兹⼒的⼤⼩ B q f v = 1分对质⼦:1211/R m B q v v = 1分对电⼦: 2222/R m B q v v = 1分∵ 21q q = 1分∴ 2121//m m R R = 1分21.解:电⼦在磁场中作半径为)/(eB m R v =的圆周运动. 2分连接⼊射和出射点的线段将是圆周的⼀条弦,如图所⽰.所以⼊射和出射点间的距离为:)/(3360sin 2eB m R R l v ==?= 3分2解:在任⼀根导线上(例如导线2)取⼀线元d l ,该线元距O 点为l .该处的磁感强度为θµsin 20l I B π=2分⽅向垂直于纸⾯向⾥. 1分电流元I d l 受到的磁⼒为 B l I F=d d 2分其⼤⼩θµsin 2d d d 20l lI l IB F π== 2分⽅向垂直于导线2,如图所⽰.该⼒对O 点的⼒矩为 1分θµsin 2d d d 20π==lI F l M 2分任⼀段单位长度导线所受磁⼒对O 点的⼒矩+π==120d sin 2d l l l I M M θµθµsin 220π=I 2分导线2所受⼒矩⽅向垂直图⾯向上,导线1所受⼒矩⽅向与此相反.23. (C) 24. (B)25. 解: ===l NI nI H /200 A/m3分===H H B r µµµ0 1.06 T 2分26. 解: B = Φ /S=2.0×10-2 T 2分===l NI nI H /32 A/m 2分 ==H B /µ 6.25×10-4 T ·m/A 2分=-=1/0µµχm 496 2分9. ⼀磁场的磁感强度为k c j b i a B ?++= (SI),则通过⼀半径为R ,开⼝向z 轴正⽅向的半球壳表⾯的磁通量的⼤⼩为____________Wb .10.在匀强磁场B ?中,取⼀半径为R 的圆,圆⾯的法线n ?与B ?成60°⾓,如图所⽰,则通过以该圆周为边线的如图所⽰的任意曲⾯S 的磁通量==Sm S B ?d Φ_______________________.11. ⼀质点带有电荷q =8.0×10-10 C ,以速度v =3.0×105 m ·s -1在半径为R =6.00×10-3 m 的圆周上,作匀速圆周运动.该带电质点在轨道中⼼所产⽣的磁感强度B =__________________,该带电质点轨道运动的磁矩p m =___________________.(µ0 =4π×10-7 H ·m -1)12. 载有⼀定电流的圆线圈在周围空间产⽣的磁场与圆线圈半径R 有关,当圆线圈半径增⼤时,(1) 圆线圈中⼼点(即圆⼼)的磁场__________________________.(2) 圆线圈轴线上各点的磁场________如图,平⾏的⽆限长直载流导线A 和B ,电流强度均为I ,垂直纸⾯向外,两根载流导线之间相距为a ,则(1) AB 中点(P 点)的磁感强度=p B ?_____________.(2) 磁感强度B ?沿图中环路L 的线积分 =??L l B ??d ______________________.14. ⼀条⽆限长直导线载有10 A 的电流.在离它 0.5 m 远的地⽅它产⽣的磁感强度B 为______________________.⼀条长直载流导线,在离它 1 cm 处产⽣的磁感强度是10-4 T ,它所载的电流为__________________________.两根长直导线通有电流I ,图⽰有三种环路;在每种情况下,??lB ?____________________________________(对环路a ).____________________________________(对环路b ).____________________________________(对环路c ).设氢原⼦基态的电⼦轨道半径为a 0,求由于电⼦的轨道运动(如图)在原⼦核处(圆⼼处)产⽣的磁感强度的⼤⼩和⽅向.17.⼀根⽆限长导线弯成如图形状,设各线段都在同⼀平⾯内(纸⾯内),其中第⼆段是半径为R 的四分之⼀圆弧,其余为直线.导线中通有电流I ,求图中O 点处的磁感强度.18.z y xR 1 321d l I ?2d l I ?3d l I ?O如图,1、3为半⽆限长直载流导线,它们与半圆形载流导线2相连.导线1在xOy平⾯内,导线2、3在Oyz 平⾯内.试指出电流元1d l I ?、2d l I ?、3d l I ?在O 点产⽣的Bd 的⽅向,并写出此载流导线在O 点总磁感强度(包括⼤⼩与⽅向).19.⼀根半径为R 的长直导线载有电流I ,作⼀宽为R 、长为l 的假想平⾯S ,如图所⽰。
工程电磁场工程电磁场试卷(练习题库)(2023版)
工程电磁场工程电磁场试卷(练习题库)1、场2、力线3、通量4、环量5、旋度6、高斯散度定理7、斯托克斯定理8、亥姆霍兹定理9、电流元10、电偶极子11、电位移矢量12、电位函数13、电解质的极化14、极化强度15、静电力16、自感17、镜像法18、坡印廷矢量19、平面电磁波20、均匀平面电磁波21、相位常数22、偏振23、相速24、群速25、色散煤质26、关于有限区域内的矢量场的亥姆霍兹定理,下列说法中正确的是()27、两个载流线圈之间存在互感,对互感没有影响的是()28、以下关于时变电磁场的叙述中,正确的是()29、两个相互平行的导体平板构成一个电容器,与电容无关的是()30、用镜像法求解静电场边值问题时,判断镜像电荷设置是否正确的依据是()31、电磁波的右旋极化和左旋极化分别指电场强度矢量的旋转方向和波的传播方向间满足右手螺旋关系和左手螺旋关系32、一封闭曲面的电场强度通量为零,则在封闭面上的场强一定处处为零。
33、电磁波在界面处的反射系数指反射电磁波的电场强度振幅与入射区域内的总电场强度振幅之比。
34、电磁场矢量的本构关系反映了不同电磁特性的介质对电磁场有着不同的影响。
35、引入电磁场的复数表示,是为了在电磁场的分析过程中简化数学处理,它并不反映任何实质性的物理考虑。
36、电荷在静电场中沿闭合路线移动一周时,电场力作功一定为零。
则电流元在磁场中沿闭合路线移动一周时,磁场力37、一小电流回路,不论是在产生磁场方面,还是在磁场中受力方面都等效于一个磁偶极子。
38、如果天线上的电流幅值一定,则天线的辐射电阻越大,它的辐射功率就越小。
39、某电磁场是感应电磁场还是辐射电磁场,判断的标准是看其平均能流密度是否为零。
40、静止电荷产生的电场,称之为()场。
它的特点是有散无旋场,不随时间变化。
41、高斯定律说明静电场是一个()场。
42、安培环路定律说明磁场是一个()场。
43、电流密度是一个矢量,它的方向与导体中某点的()的运动方向相同。
电磁场考试题与参考答案
电磁波考题整理一、填空题1. 某一矢量场,其旋度处处为零,则这个矢量场可以表示成某一标量函数的(梯度)形式。
2. 电流连续性方程的积分形式为(⎰⎰•s dSj=-dtdq)3. 两个同性电荷之间的作用力是(相互排斥的)。
4. 单位面积上的电荷多少称为(面电荷密度)。
5. 静电场中,导体表面的电场强度的边界条件是:(D1n-D2n=ρs)6. 矢量磁位A和磁感应强度B之间的关系式:(B=▽ x A)7. .E(Z,t)=ex Emsin(wt-kz-)+ eyEmcos(wt-kz+),判断上述均匀平面电磁波的极化方式为:(圆极化)(应该是 90%确定)8. 相速是指均匀平面电磁波在理想介质中的传播速度。
9.根据电磁波在波导中的传播特点,波导具有(HP)滤波器的特点。
(HP,LP,BP三选一)10.根据电与磁的对偶关系,我们可以由电偶极子在远区场的辐射场得到(磁偶极子)在远区产生的辐射场11. 电位移矢量D=εE+P在真空中 P的值为(0)12. 平板电容器的介质电容率ε越大,电容量越大。
13.恒定电容不会随时间(变化而变化)14.恒定电场中沿电源电场强度方向的闭合曲线积分在数值上等于电源的(电动势)15. 电源外媒质中电场强度的旋度为0。
16.在给定参考点的情况下,库伦规保证了矢量磁位的(散度为零)17.在各向同性媚质中,磁场的辅助方程为(D=εE, B=μH, J=σE)18. 平面电磁波在空间任一点的电场强度和磁场强度都是距离和时间的函数。
19. 时变电磁场的频率越高,集肤效应越明显。
20. 反映电磁场中能量守恒与转换规律的定理是坡印廷定理。
二、名词解释1. 矢量:既存在大小又有方向特性的量2. 反射系数:分界面上反射波电场强度与入射波电场强度之比3. TEM波:电场强度矢量和磁场强度矢量均与传播方向垂直的均匀平面电磁波4. 无散场:散度为零的电磁场,即·=0。
5. 电位参考点:一般选取一个固定点,规定其电位为零,称这一固定点为参考点。
电磁场理论习题
《电磁场理论》题库《电磁场理论》综合练习题1一、 填空题(每小题1分,共10分) 1.在均匀各向同性线性媒质中,设媒质的导磁率为μ,则磁感应强度B 和磁场H 满足的方程为:。
2.设线性各向同性的均匀媒质中,02=∇φ称为方程。
3.时变电磁场中,数学表达式H E S ⨯=称为。
4.在理想导体的表面,的切向分量等于零。
5.矢量场)(r A 穿过闭合曲面S 的通量的表达式为:。
6.电磁波从一种媒质入射到理想表面时,电磁波将发生全反射。
7.静电场是无旋场,故电场强度沿任一条闭合路径的积分等于。
8.如果两个不等于零的矢量的等于零,则此两个矢量必然相互垂直。
9.对平面电磁波而言,其电场、磁场和波的传播方向三者符合关系。
10.由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场,恒定磁场是无散场,因此,它可用函数的旋度来表示。
二、 简述题(每题5分,共20分) 11.已知麦克斯韦第二方程为t B E ∂∂-=⨯∇ ,试说明其物理意义,并写出方程的积分形式。
12.试简述唯一性定理,并说明其意义。
13.什么是群速?试写出群速与相速之间的关系式。
14.写出位移电流的表达式,它的提出有何意义?三、计算题(每题10分,共30分)15.按要求完成下列题目 (1)判断矢量函数y x e xz e y B ˆˆ2+-= 是否是某区域的磁通量密度?(2)如果是,求相应的电流分布。
16.矢量z y x e e e A ˆ3ˆˆ2-+= ,z y x e e e B ˆˆ3ˆ5--= ,求 (1)B A + (2)B A ⋅17.在无源的自由空间中,电场强度复矢量的表达式为(1) 试写出其时间表达式;(2) 说明电磁波的传播方向;四、应用题(每题10分,共30分)18.均匀带电导体球,半径为a ,带电量为Q 。
试求(1) 球内任一点的电场强度(2) 球外任一点的电位移矢量。
19.设无限长直导线与矩形回路共面,(如图1所示),(1)判断通过矩形回路中的磁感应强度的方向(在图中标出);(2)设矩形回路的法向为穿出纸面,求通过矩形回路中的磁通量。
电磁学面试题目(3篇)
第1篇一、基础知识部分1. 请简述电磁场的概念,并说明电磁场是如何产生的。
2. 电磁波是如何传播的?请说明电磁波的三个基本特性。
3. 请简述法拉第电磁感应定律的内容,并说明其数学表达式。
4. 请简述洛伦兹力的作用规律,并说明其数学表达式。
5. 请简述安培环路定理的内容,并说明其数学表达式。
6. 请简述麦克斯韦方程组的四个方程,并说明其含义。
7. 请简述电磁场的能量密度和能流密度,并说明其数学表达式。
8. 请简述电磁场的边界条件,并说明其数学表达式。
9. 请简述电磁波的反射、折射、衍射和干涉现象。
10. 请简述电磁场在介质中的传播规律。
二、应用题部分1. 已知一个半径为R的无限长直导线,通有电流I,求导线周围的磁场分布。
2. 一个半径为R的无限长直导线,通有电流I,求导线周围的磁场能量密度。
3. 一个半径为R的无限长直导线,通有电流I,求导线周围的能流密度。
4. 一个半径为R的无限长直导线,通有电流I,求导线周围的磁通量。
5. 一个半径为R的无限长直导线,通有电流I,求导线周围的磁能。
6. 一个半径为R的无限长直导线,通有电流I,求导线周围的磁场能量密度分布。
7. 一个半径为R的无限长直导线,通有电流I,求导线周围的能流密度分布。
8. 一个半径为R的无限长直导线,通有电流I,求导线周围的磁通量分布。
9. 一个半径为R的无限长直导线,通有电流I,求导线周围的磁能分布。
10. 一个半径为R的无限长直导线,通有电流I,求导线周围的磁场能量密度分布。
三、综合题部分1. 一个半径为R的无限长直导线,通有电流I,求导线周围的磁场能量密度和能流密度。
2. 一个半径为R的无限长直导线,通有电流I,求导线周围的磁通量。
3. 一个半径为R的无限长直导线,通有电流I,求导线周围的磁能。
4. 一个半径为R的无限长直导线,通有电流I,求导线周围的磁场能量密度分布。
5. 一个半径为R的无限长直导线,通有电流I,求导线周围的能流密度分布。
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最新电磁场综合题1.如图所示的坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向.在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场;在第三象限,存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面(纸面)向里的匀强磁场;在第四象限,存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带电质点,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限,然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限,带电质点恰好能做匀速圆周运动.之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限.已知重力加速度为g.求:(1)粒子到达P2点时速度的大小和方向;(2)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小; (3)带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向.解析:(1)质点从P1到P2,由平抛运动规律h=gt2方向与x轴负方向成45°角.(2)质点从P2到P3,重力与电场力平衡,洛伦兹力提供向心力Eq=mg(3)质点进入第四象限,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀减速直线运动. 当竖直方向的速度减小到0,此时质点速度最小,即v在水平方向的分量vmin=vcos45°=方向沿x轴正方向.2.如图17所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,偏转电压为U2=100V,接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。
已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d =17.3cm,带电微粒的重力忽略不计。
求:(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1;(2)带电微粒射出偏转电场时的速度偏转角;(3)为使带电微粒不会从磁场右边界射出,该匀强磁场的磁感应强度的最小值B。
解析:(1)带电微粒经加速电场加速后速度为v1,根据动能定理=1.0×104m/s(3分)(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动。
在水平方向:带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动,加速度为a,出电场时竖直方向速度为v2,竖直方向:由几何关系联立求解(3分)(3)带电微粒进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,设微粒轨道半径为R,由几何关系知:设微粒进入磁场时的速度为由牛顿运动定律及运动学规律B=0.1T 若带电粒子不射出磁场,磁感应强度B至少为0.1T。
3.如图15甲所示,水平加速电场的加速电压为U0,在它的右侧有由水平正对放置的平行金属板a、b构成的偏转电场,已知偏转电场的板长L=0.10 m,板间距离d=5.0×10-2m,两板间接有如图15乙所示的随时间变化的电压U,且a板电势高于b板电势。
在金属板右侧存在有界的匀强磁场,磁场的左边界为与金属板右侧重合的竖直平面MN,MN右侧的磁场范围足够大,磁感应强度B=5.0×10-3T,方向与偏转电场正交向里(垂直纸面向里)。
质量和电荷量都相同的带正电的粒子从静止开始经过电压U0=50V的加速电场后,连续沿两金属板间的中线OO′方向射入偏转电场中,中线OO′与磁场边界MN垂直。
已知带电粒子的比荷=1.0×108C/kg,不计粒子所受的重力和粒子间的相互作用力,忽略偏转电场两板间电场的边缘效应,在每个粒子通过偏转电场区域的极短时间内,偏转电场可视作恒定不变。
(1)求t=0时刻射入偏转电场的粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离;(2)求粒子进入磁场时的最大速度;(3)对于所有进入磁场中的粒子,如果要增大粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离,应该采取哪些措施?试从理论上推理说明。
解析:(1)设经过加速电场加速后,粒子的速度为v0,根据动能定理有,解得v0==1.0×105m/s……………………………………(1分)由于t=0时刻偏转电场的场强为零,所以此时射入偏转电场的粒子将匀速穿过电场而以v0的速度垂直磁场边界进入磁场中,在磁场中的运动轨迹为半圆。
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得qv0B=m………………………………………………………………………(1分)解得r=…………………………………………………………………………(1分)所以粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离d=2r =0.40m…………………(1分)(2)设粒子以最大偏转量离开偏转电场,即轨迹经过金属板右侧边缘处,进入磁场时a、b板的电压为U m,则粒子进入偏转电场后,加速度a=水平方向L=v0t竖直方向y==解得U m==25 V<50V………………………………………………………(1分)所以,电压U m=25V时对应粒子进入磁场的速度最大,设最大速度大小为v m,方向与OO′的夹角为q,则对于粒子通过加速电场和偏转电场的过程,根据动能定理有qU0+q= mv m2解得v m==×105m/s=1.1×105m/s…………………………(1分)tan q==,即q=arctan……………………………………………(1分)(或cos q==,即q=arccos)(说明:计算结果带有根号,结果正确的同样得分)(3)设任意时刻进入磁场的粒子,其进入磁场时速度方向与OO′的夹角为α,则其速度大小粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径由如图答-3所示的几何关系可知,粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离……………………………………………(1分)所以要增大粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离x,应该减小匀强磁场的磁感应强度B,或增大加速电压U0………………………………………………………(2分)4.如图所示,带电平行金属板PQ和MN之间的距离为d;两板之间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。
如图建立坐标系,x轴平行于金属板,与金属板中心线重合,y 轴垂直于金属板。
区域I的左边界为y轴,右边界与区域II的左边界重合,且与y轴平行;区域II的左、右边界平行。
在区域I和区域II内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小均为B,区域I内的磁场垂直于Oxy平面向外,区域II内的磁场垂直于Oxy平面向里。
一电子沿着x轴正向以速度v0射入平行板之间,在平行板间恰好沿着x轴正向做直线运动,并先后通过区域I和II。
已知电子电量为e,质量为m,区域I和区域II沿x轴方向宽度均为。
不计电子重力。
(1)求两金属板之间电势差U;(2)求电子从区域II右边界射出时,射出点的纵坐标y;(3)撤除区域I中的磁场而在其中加上沿x轴正向的匀强电场,使得该电子刚好不能从区域II的右边界飞出。
求电子两次经过y轴的时间间隔t。
解析:(1)电子在平行板间做直线运动,电场力与洛伦兹力平衡即【2分】所以,【1分】(2)如右图所示,电子进入区域I做匀速圆周运动,向上偏转,洛伦兹力提供向心力所以,【1分】设电子在区域I中沿着y轴偏转距离为y0,区域I的宽度为b(b=),则【1分】代入数据,解得【1分】电子在两个磁场中有相同的偏转量。
电子从区域II射出点的纵坐标【1分】(3)电子刚好不能从区域II的右边界飞出,说明电子在区域II中做匀速圆周运动的轨迹恰好与区域II的右边界相切,圆半径恰好与区域II宽度相同。
电子运动轨迹如下图所示。
设电子进入区域II时的速度为,则,所以【1分】电子通过区域I的过程中,向右做匀加速直线运动,此过程中平均速度电子通过区域I的时间(b为区域I的宽度)解得:【1分】电子在区域II中运动了半个圆周,设电子做圆周运动的周期为T,则电子在区域II中运动的时间【1分】电子反向通过区域I的时间仍为。
所以,电子两次经过y轴的时间间隔【2分】5.如图所示,真空中有以(r,0)为圆心,半径为 r 的圆形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度大小为 B ,方向垂直于纸面向里,在 y = r 的虚线上方足够大的范围内,有水平向左的匀强电场,电场强度的大小为 E ,现在有一质子从 O 点沿与 x 轴正方向斜向下成 30o方向(如图中所示)射入磁场,经过一段时间后由M点(图中没有标出)穿过y轴。
已知质子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 r ,质子的电荷量为e ,质量为 m ,不计重力、阻力。
求:(1)质子运动的初速度大小(2)M点的坐标(3)质子由O点运动到M点所用时间解析:(1)质子在磁场做匀速圆周运动有∴得v=(2分)(2)质子在磁场和电场中运动轨迹如图所示,质子在磁场中转过 120°角后,从 P 点再匀速运动一段距离后垂直电场线进入电场,由几何关系得= r + rsin30o = 1.5 rP 点距 y 轴的距离为 x2质子在电场中做类平抛运动所以有①②由①②得M点的纵坐标所以M点坐标为(5分)(3)质子在磁场中运动时间由几何关系得P点的纵坐标所以质子匀速运动时间质子由O点运动到M点所用时间(5分)6.如图甲所示,在以O为圆心,内外半径分别为R1和R2的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U为常量,R1=R0,R2=3R0,一电荷量为+q、质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域,不计重力.(1)已知粒子从外圆上以速度v1射出,求粒子在A点的初速度v0的大小.(2)若撤去电场,如图乙所示,已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v2射出,方向与OA延长线成45°角,求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间.(3) 在图乙中,若粒子从A点进入磁场,速度大小为v3,方向不确定,要使粒子一定能够从外圆射出,磁感应强度应小于多少?解析:(1)电、磁场都存在时,只有电场力对带电粒子做功,由动能定理qU=mv-mv①得v0=②(2)由牛顿第二定律qBv2=③如图所示,由几何关系确定粒子运动轨迹的圆心O′和半径RR2+R2=(R2-R1)2④联立③④,得磁感应强度大小B=⑤粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T=⑥由几何关系确定粒子在磁场中运动的时间t=⑦联立④⑥⑦式,得t=⑧(3)如图所示,为使粒子射出,则粒子在磁场内的运动半径应大于过A点的最大内切圆半径,该半径为R=⑨由③⑨得磁感应强度应小于B c=⑩7.质量为m、电量为q的带电离子从P(0,h)点沿x轴正方向射入第一象限的匀强磁场中,磁感应强度为B,并沿着y轴负方向垂直进入匀强电场(电场方向沿x轴负方向),然后离子经过y轴上的M(0,-2h)点,进入宽度为h的无场区域,如图所示,再进入另一范围足够大的匀强磁场,最后回到P点。
不计重力,试求:(1)初速度v(2)电场强度E(3)从P点出发到再次回到P点所用的时间解析:(1)如图(2)(3) 1分θ=45°8.如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为d,电场方向在纸平面内,而磁场方向垂直纸面向里.一带正电沿垂直电场方向进入电场.在电场力的作用下粒子从O点以速度v发生偏转,从A点离开电场进入磁场,离开电场时带电粒子在电场方向的偏移量为d/2,当粒子从C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致,不计带电粒子的重力,求: (1)粒子从C点穿出磁场时的速度v.(2)电场强度和磁感应强度的比值.解析:(1)粒子在电场中做类平抛运动,则水平:(1分)竖直:(2分)解得速度偏转角:所以飞出电场时的速度:(2分)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力不做功,所以穿出磁场时的速度大小为:方向:水平向右(2分)四、粒子在电场中运动:(1分) ------(1)粒子在磁场中运动轨迹如右图所示:由几何关系,得(2分)粒子做匀速圆周运动:(1分)得(2分) (2)(1)、(2)联立,解得(1分)9.如图所示,粒子源K与虚线MN之间是一加速电场.虚线MN与PQ之间是匀强电场,虚线PQ与荧光屏之间是匀强磁场,且MN、PQ与荧光屏三者互相平行.电场和磁场的方向如图所示.图中A点与O点的连线垂直于荧光屏.从K发射出的一初速度为零的带正电的粒子,被电场加速后以速度v0从A点垂直射入偏转电场,在离开偏转电场后进入匀强磁场,最后恰好垂直地打在图中的荧光屏上,已知电场和磁场区域在竖直方向足够长,加速电场电压与偏转电场的场强关系为,式中的d是偏转电场的宽度,磁场的磁感应强度与偏转电场的电场强度和带电粒子离开加速电场的速度v关系符合表达式,(以上关系式中U、E、B均为未知量)(1)试说明v0的大小与K和MN之间的距离有何关系;(无关)(2)求带电粒子进入磁场时的速度大小;√2V0(3)带电粒子最后在电场和磁场中总的偏转距离是多少(0.9d)10.如图所示, xoy为空间直角坐标系,PQ与y轴正方向成θ=30°角。