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大学物理《电磁学》PPT课件

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欧姆定律
描述导体中电流、电压和电阻之间关系的 定律。
电场强度
描述电场强弱的物理量,其大小与试探电 荷所受电场力成正比,与试探电荷的电荷 量成反比。
恒定电流
电流大小和方向均不随时间变化的电流。
电势与电势差
电势是描述电场中某点电势能的物理量, 电势差则是两点间电势的差值,反映了电 场在这两点间的做功能力。
电介质的极化现象
1 2
电介质的定义 电介质是指在外电场作用下能发生极化的物质。 极化是指电介质内部正负电荷中心发生相对位移, 形成电偶极子的现象。
极化类型 电介质的极化类型包括电子极化、原子极化和取 向极化等。
3
极化强度
极化强度是描述电介质极化程度的物理量,用矢 量P表示。极化强度与电场强度成正比,比例系 数称为电介质的电极化率。
磁场对载流线圈的作用
对于载流线圈,其受力可分解为沿线圈平面的法向力和切线方 向的力,分别用公式Fn=μ0I²S/2πa和Ft=μ0I²a/2π计算。
05
电磁感应原理及技 术应用
法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律的内容
01
变化的磁场会产生感应电动势,感应电动势的大小与磁通量的
变化率成正比。
法拉第电磁感应定律的数学表达式
安培环路定理及其推广形式
安培环路定理
磁场中B沿任何闭合路径L的线积分, 等于穿过这路径所围面积的电流代数 和的μ0倍,即∮B·dl=μ0∑I。
推广形式
对于非稳恒电流产生的磁场,安培环路 定理可推广为 ∮B·dl=μ0∑I+ε0μ0∂/∂t∮E·dl。
磁场对载流导线作用力计算
载流导线在磁场中受力
当载流导线与磁场方向不平行时,会受到安培力的作用,其大 小F=BILsinθ,方向用左手定则判断。

大物电磁学课后答案3经典.ppt

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(1)电流强度在10秒内均匀的有零增加到3安培; (2)电流强度从18安培起,每过0.01秒减少一半,直到零。
解:(1)I 3 t 10
q
I dt
010
t 10
dt
15(库 仑)
(2)q I0k
1 2
I
0k
1 4
I0k
I0k(1 1 / 2 1 / 4 ) 180.011/(11/ 2)0.36(库 仑)
安培起,每过0.01秒减少一半,直到零。求导线产生的热量。
解:
3
2
(1) I 10 t dQ I rdt
| Q
t
(
3
t)2 Rdt
3
Rt3
10
180(焦)
0 10
10 0
2
2
2
(2) Q Q1 Q 2 Q 3 I1 Rt I 2Rt I 3Rt
Rt[I02
(
I0
/
2)2
电势差为4.25伏特,当该电池放电时,通过的电流为4安培两极
间的电势差为3.90伏特,求该电池的电动势和电阻。
解:
I1r 4.25 I 2r 3.90
精品文档
r
0.05(欧 4.10(伏
姆) 特)
6
3-10 设在图中所示的电路中,三个电容开始时均不带电,求将 它们与A、B、C点联结后,各极板上的电量。
7
补 Rr;3(2==充330)..3a06.,欧欧4d一姆姆两电,,点R路4求电=如1:势.(图01差欧),通其;姆(过中4,)每bb1点,=个c6接.电两0地伏阻点,,的电rR1电1势==01流差.04.;(00(5欧欧2))a姆姆每,b,,个,c2R电=,28d=源.各20.的伏点5欧端特电姆电势,压。

大学物理《电磁学》PPT课件

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电场和磁场都由电荷产生,也都由电荷的受力 情况来检验。那么,这两种场之间到底有什么本质 的区别呢?
众所周知,电荷的静止与运动都是相对观察者 而言的,我们对运动与静止的描述依赖于所选择的 参照系,这样看来,电场和磁场的区别,也只有相 对意义了。
具体地说:给定一试验电荷,在不同的参照系 上,测定该试验电荷的受力情况从而辨认其周围空 间的电场和磁场,所得描述结果是不同的。
作用于
运动电荷 B
产生
三、磁感应强度(Magnetic Induction)
1. 磁感应强度 B 的定义:
对比静电场场强的定义 F q0 E
将一实验电荷射入磁场,运动电荷在磁场中 会受到磁力作用。
实验表明
① Fm v
② Fm q0v sin
2
时Fm达到最大值
Fm
q0
v
θ=0 时Fm= 0,
①方向:
曲线上一点的切线
方向和该点的磁场方
B
向一致。②大小:ຫໍສະໝຸດ 磁感应线的疏密反映磁场的强弱。
③性质:
•磁感应线是无头无尾的闭合曲线,磁场中任
意两条磁感应线不相交。
•磁感应线与电流线铰链
通过无限小面元dS 的磁感应线数目dm与dS 的 比值称为磁感应线密度。我们规定磁场中某点的磁
感应强度的值等于该点的磁感应线密度。
i jk
F e 0 v y 0 e(v yBzi v yBxk )
Bx 0 Bz
Fz e v y Bx
Bx
Fz e vy
8.69 10-2 T
B
Bx2
B
2 y
0.1T
tan Bz 0.57
Bx
300
资料
原子核表面 中子星表面 目前最强人工磁场 太阳黑子内部 太阳表面 地球表面

大学物理电磁学ppt完整版

大学物理电磁学ppt完整版

大学物理电磁学ppt完整版contents •电磁学基本概念与原理•静电场性质及描述方法•稳恒电流与电路基础知识•磁场性质及描述方法•电磁感应现象和规律•电磁波传播与辐射特性目录01电磁学基本概念与原理电场与磁场定义电场由电荷产生的特殊物理场,描述电荷间的相互作用。

磁场由运动电荷或电流产生的特殊物理场,描述磁极间的相互作用。

库仑定律与高斯定理库仑定律描述真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与电荷量的乘积成正比,与距离的平方成反比。

高斯定理通过任意闭合曲面的电通量等于该曲面内所包围的所有电荷的代数和除以真空中的介电常数。

毕奥-萨伐尔定律及应用毕奥-萨伐尔定律描述电流元在空间任意点P处所激发的磁场,与电流元的强度、电流元与P点的位矢以及电流元与P点之间的夹角有关。

应用计算载流导线、载流线圈等电流分布所产生的磁场。

洛伦兹力与安培力分析洛伦兹力描述运动电荷在磁场中所受到的力,与电荷量、电荷速度以及磁感应强度有关。

安培力描述载流导线在磁场中所受到的力,与导线中的电流、导线的长度以及磁感应强度有关。

02静电场性质及描述方法电荷分布与电势概念电荷分布描述电荷在空间中的分布情况,包括点电荷、线电荷、面电荷和体电荷等。

电势概念电势是描述电场中某点电势能的物理量,与电荷在该点的位置有关。

电势差则表示两点间电势的差值,与路径无关。

电势的计算根据库仑定律和电场强度的定义,可以推导出电势的计算公式。

对于点电荷,电势与距离成反比;对于连续分布的电荷,需要对电荷密度进行积分。

电场线电场线是描述电场分布情况的曲线,其切线方向表示电场强度的方向,疏密程度表示电场强度的大小。

等势面等势面是电势相等的点所构成的面,与电场线垂直。

等势面的形状和分布可以反映电场的性质。

绘制方法根据电场线和等势面的定义,可以采用矢量场可视化技术,如箭头图、流线图和色彩图等,来绘制电场线和等势面。

电场线及等势面绘制电偶极子与电多极子简介电偶极子由两个等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。

大学物理练习册综合练习5-电磁学

大学物理练习册综合练习5-电磁学
综合练习 5-1
(D) 铜盘上有感应电流产生,沿铜盘转动的方向流动。 []
5.在一根无限长载流直导线旁放置一矩形截流线圈 abcd,它们都在纸平面内,ad 边平行 于直导线,在磁场力作用下线圈将在纸平面内向什么方向运动? (A)向上; (B)向下; (C)向左; (D)向右。 [] z
a
b
I1 I2
过,其间充满磁导率为 的均匀磁介质,介质中离中心轴为 r 的某点处的磁场强度
H
,磁感应强度 B
,磁场能量密度 wm

9.如图所示,半径为 R ,电荷线密度为 ( 0) 的均匀带电圆线圈,绕过圆心与圆平面垂直
的轴以角速度 转动,线圈中心处磁感应强度 B

综合练习 5-4
三、计算题 1.在一半径为 R 的无限长半圆柱形金属薄片中,自上而下地有电流 I 通过,如图所示。试
《大学物理》综合练习(五)
——电磁学
教学班级:
序 号:
姓 名:
一、选择题(把正确答案的序号填入括号内)
日 期:
1.一长直导线折成如图所示之形状,已知 I 10 A ,
PA 2 cm , 60 ,则 P 点的磁感应强度为
(A) 2.89 102 T ; (B) 5.98 103 T ; (C) 5.98 105 T ; (D) 2.89 105 T 。
a
I2 I1
db
c
4.如图所示形状的导线,通电流 I ,放在一个与均匀磁场 B 垂直的平面上,ced 为半圆弧,
ac 长为 l ,求导线受到的安培力的大小和方向。
×× ×××××
b
× × × × × ××
I
×
a
×
×××
cR

大物电磁学课后答案

大物电磁学课后答案



6-5 如图一长为l的直导线弯折成夹角为120o相等
长度的两部分,放在垂直于均匀磁场B的平面 上,并绕其一端以角速度在此平面内旋转, 求导线中感应电动势,并指出哪些电势高。


B

l
120o
2


l
解:两部分获感应电动势相当于直线段OA感
应电动势: OA 2 l cos300 3 l
9
6-10在圆柱形空间中存在着均匀磁场,B的方向与柱的轴线平行 ,若B的变化率为dB/dt=0.1特/秒,R=10厘米,问自r=5厘米、15 厘米处的感应电场的电场强度为多大?若将一个电子放在r=5厘 米处,求开始时电子的加速度a。
解:由于B的对称性
r=5厘米时
l
E

dl

E1
指向圆心的内压力。
补充6.1 一块金属板在均匀磁场中平移会不会产生感应电动势? 会不会产生涡电流?若金属板在均匀磁场中旋转,情况怎样?
解:当平板运动方向与磁力线平行时,不产生感应电动势;若
不平行,则有感应电动势,但无涡流产生;若是旋转,则平板
上各点速度所在平面与磁力线平行,无感应电动势,不平行则
有电动势。
1
补充6.2有一个铜环和一个木环,两环尺寸完全相同,放在同一 变化磁场里,问在两环中的感应电动势和感生电场相同吗? 解:产生的感应电场相同,电动势不同,铜环内有自由电子可 形成感应电流,而木环在感应电场作用下受极化。
6-2将一个超导材料作成的小薄片,放在永久磁铁的上方,它会 悬浮起来。你能解释这种现象吗? 解:处于超导态的材料电阻为零,电流分布在外表面上,内部 磁场为零。实际超导电流产生磁场抵抗外磁场的侵入,因而超 导材料受到一个排斥力,它与重力平衡而悬浮在磁场的上方。

长沙理工大学大学物理练习册电磁学答案ppt课件

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⑴ 每个球所带电荷
⑵ 每球的电势
解:⑴ 两球用导线连接后电量分别为q1、q2
两球电势分别为
U1
q1
4 0 r1
U2
q2
4 0 r2
两球相连后电势相等 U1 U2
q1 q2
r1 r2
q1 q2 q
q1 6.67 109 •C q2 1.33108 •C
⑵ 两球电势 U1 U2 6.0 103 V•
点与电荷为q的点电荷相距多远?q
解:⑴ 设 E 0的点的坐标为x O
q
3q
E 40 x2 i 40 (x d )2 i
0
3q P
x d
x
2x2 2dx d 2 0
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1 1 3 d
x
2 1 3 1 d
不符合题意,舍去
2
⑵ 设U 0的点的坐标为x
U q 3q 0
下一页 结 束
电磁学(上) 练习一
一、选择题
1. (C) 2. (C)
二、填空题
3. 4•N C
向上
3
3
4.
2 0
2 0
2 0
2 0
回首页 回上页 下一页
三、计算题
5. 一段半径为a的细圆弧,对圆心的张角为0,其上均匀分布
有正电荷q,如图所示。试以a、q、0表示出圆心 O处的电
场强度
y
解:取电荷元 dq dl
0
Ey
120 120
4 0 a
cos d
2 0 a
sin
0
2
q
2 0 a 2 0
sin
0
2
E
q
2 0 a 2 0

(完整版)大学物理电磁学练习题及答案

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(A) (B)
(C) (D)
2.一个平行板电容器,充电后与电源断开,当用绝缘手柄将电容器两极板的距离拉大,则两极板间的电势差 、电场强度的大小 、电场能量 将发生如下变化:[C]
(A) 减小, 减小, 减小;
(B) 增大, 增大, 增大;
(C) 增大, 不变, 增大;
(D) 减小, 不变, 不变.
3.如图,在一圆形电流 所在的平面内,选一个同心圆形闭合回路
(A)
(B)
(C)
(D)
6.对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确[A]
(A)位移电流是由变化的电场产生的;
(B)位移电流是由线性变化的磁场产生的;
(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.
二、填空题(20分)
1.(本题5分)
若静电场的某个区域电势等于恒量,则该区域的电场强度为处处为零,若电势随空间坐标作线性变化,则该区域的电场强度分布为均匀分布.
4.(本题5分)
一长直导线旁有一长为 ,宽为 的矩形线圈,线圈与导线共面,如图所示.长直导线通有稳恒电流 ,则距长直导线为 处的 点的磁感应强度 为;线圈与导线的互感系数为.
三、计算题(30分)
1.(本题10分)
一半径为 、电荷量为 的均匀带电球体,设无穷远处为电势零点。
试求:(1)球体内外电场强度的分布;
答案
D
C
B
题号
4
5
6
答案
C
B
A
二、填空题
1.处处为零;均匀分布
2. 0.226T;300AБайду номын сангаасm;
3. ; ;
4.;
三、计算题

(完整版)大学物理电磁场练习题含答案

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(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。

大学物理电磁学PPT课件

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磁场是电流周围存在的一种特殊物质,它 对放入其中的磁体或电流有力的作用。
磁场的描述
磁场对电流的作用
磁场可以用磁感线来描述,磁感线的疏密 表示磁场的强弱,磁感线的切线方向表示 磁场的方向。
磁场对放入其中的电流有力的作用,这个力 的大小与电流的大小、磁场的强弱以及电流 与磁场的夹角有关。
电磁感应定律
电磁感应现象
当闭合回路中的磁通量发生变化时,回路中就会 产生感应电流,这种现象称为电磁感应现象。
楞次定律
感应电流的方向总是要阻碍引起感应电流的磁通 量的变化,即“增反减同”。
法拉第电磁感应定律
感应电动势与磁通量变化率的负值成正比,即E=n(ΔΦ)/(Δt),其中E为感应电动势,n为线圈匝数 ,ΔΦ为磁通量的变化量,Δt为时间的变化量。
在各向同性介质中传播特性
在各向同性介质中,平面电磁波的传播速度、传播方向和电场、磁场分量之间的关系遵 循一定的规律,如折射定律、反射定律等。
反射、折射和衍射现象
反射现象
当电磁波遇到介质界面时,一部分能量被反射回原介质,形成反 射波。
折射现象Βιβλιοθήκη 当电磁波从一种介质传播到另一种介质时,传播方向会发生改变, 形成折射波。
互感现象
当两个线圈靠近并存在磁耦合时,一个线圈中的电流变化会在另一个线圈中产 生感应电动势。互感系数与两个线圈的形状、大小、匝数以及它们之间的相对 位置有关。
交流电路基本概念及分析方法
交流电路基本概念
交流电路是指电流、电压和电动势的大小和方向都随时间作周期性变化的电路。与交流电相对应的是直流电,其 电流、电压和电动势的大小和方向均不随时间变化。
06
电磁学实验方法与技巧
常见电磁学实验仪器介绍

大学物理下 电磁感应习题册讲解PPT课件

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dR
2 r 2
故金属圆盘中的总涡流为
i i di 1 kb a rdr 1 kba2
0
2
0
4
第17页/共24页
5.一个n匝圆形细线圈,半径为b,电阻为R,以匀角 速绕其某一直径为轴而转动,该转轴与均匀磁场 B
垂直。假定有一个面积为A(很小)的小铜环固定在该转
动线圈的圆心上,环面与磁场垂直,如图所示,求在小铜
第2页/共24页
4.在圆柱形空间内有一磁感应强度为 B 的均匀磁场, 先B 后的放大在小磁以场速的率两dB个/ d不t 变同化位。置有1(一a长b)度和为2l0(的a金b属)棒,
则金属棒在这两个位置时棒内的感应电动势的大小 关系为
(A) ab ab (B)ab ab (C)ab ab 0 (D) ab ab 0
的恒定速率减小。当电子分别位于磁场中a点、b点与
c点时,假定a,c的r = 0.5m,求电子获得的瞬时加速
度的大小和方向。
答案:(1)aa 4.4 104 (ms2 ) 方向水平向左
(2) (3)
ab 0
ac 4 4 104 (ms2 )
a
r b R
B r
c
方向水平向右。
图5-10
d dvta I b (r d vt)dr
d vt 2 r a
Ib Ib (d vt) ln d vt a
2 2 a
d vt
d Ibv (ln d a a )
dt t0 2a
d da
方向顺时针
第21页/共24页
例 一截面为长方形的螺绕环,尺寸如图,共有N 匝,求其自感系数。
(2)PQ边: 1 0
P
S
PS边:2

长沙理工大学大物习题册电磁学答案

长沙理工大学大物习题册电磁学答案
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4. 用两根彼此平行的半无限长直导线 L1、L2 把半径为R 的均匀 导体圆环联到电源上,如图所示。已知直导线中的电流为I , 求圆环中心 O点的磁感强度 解:根据毕奥—萨伐尔定律 L1在 O点的磁感强度为
B1 0
L2在 O点的磁感强度为 0 I B2 方向 4 R 3I I3 L3的电流为 4 L3在 O点的磁感强度为
U1
4 0 r1
q1
U2
两球相连后电势相等
q1 q2 r1 r2 q1 q2 q
⑵ 两球电势
4 0 r2 U1 U 2
q2

q1 6.67 109 • C q2 1.33 108 • C
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U1 U 2 6.0 103 V •
4 r
q1
2 0 1

q2 4 r
2 0 2
cos
5.49 103 • C N
合场强的大小
y E1 EP
EP E E
2 Px
2 Py
P

6.99 103 • C N
方向:EP与 x 轴的夹角 EPy arctg 51.80 EPx
E2
x
A EA 2 0
B EB 2 0
EB E
EB E
EB E
由叠加原理可得
x A B 4 N 两面之间 E EA EB 3 10 • C 沿 x 轴负方向 N 外左侧 E EB EA 1104 • C 沿 x 轴负方向
外右侧
E EB EA 1104 • C 沿 x 轴正方向 N
U
q 4 0 R q 4 0 R dq q 4 0 R dq

大物电磁学课后答案4ppt课件

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解: (1) eE evB v E/B 3.75103 (米/秒)
(2)E,V,B 两两垂直
4-10 已知一电量为q的粒子垂直入射到磁感应强度为B的均匀磁
场以前,经过电压为V的电场加速,粒子的初速度可以忽略不计
,进入磁场后经过半圆到达照像底片上的P点,已知粒子入口至
P点的距离为x,求该粒子质量。
4-6在下列两种情况下能否用安培环路定理求磁感应强度B,为什 么?(1)有限长载流直 导线产生的场;(2)圆电流产生的场。
答(2)(圆1)安电培流环产路生定的理场不lB是 d高l 度0对n 称Ii 中的的场B,故是也闭不合能电用流。产生,故不能用!
4-7一个质子,一个氘核和一个 粒子,通过相同的电位差加速 后,进入一均匀磁场中,此时它们的运动方向与B正交。试比较 这些粒子的动能;(2)如果质子在磁场中运动的圆形轨道半径为 10厘米,则氘核和 粒子的轨道半径为多少?
的方向与线圈平面平行,求此时该线圈绕OO’ 轴的磁力矩。
解:
0
B
求线圈的磁矩P
P IS I R 2 ,方向垂直纸面
磁力矩

M P B PB R2IB
L oR I B
O

补充4.3一根载流长直导线被折成如图所示的形状,已知电流强 度为20安, =120o,L=2厘米,求A点的磁感应强度B。

2
2
0I 2 2 R
d

0I 2R
dI
x
dB
柱面横截面图
(沿x正向)
12
4-15 载流长直导线弯成图中三种形状,求O点的磁感应强度B。
解:(a)分成4段
B1 B3 0
B2

大学物理课后习题答案14电磁场习题_图文_图文

大学物理课后习题答案14电磁场习题_图文_图文

习题总目录
结束 目录
)EyBy
+
(1
v2 c2
)EzBz
=ExBx+EyBy+EzBz = E .B
结束 目录
(2) E´2 c2B´2=
= E´x 2+E´y2+E´z 2 c2B´x2 c2B´y2 c2B´z2
= Ex2 c Bx2
+ g 2 Ey2+v2Bz2 2EyBz + Ez2+v2By2+2EzBy
c2( cv42Ey2 + Bz2
cosω
t
结束 目录
14-8 已知无限长载流导线在空间任一点 的磁感应强度为:m0I/2pr 。试证明满足方 程式
.B
=
Bx x
+
By y
+
Bz z
=0
结束 目录
证明: Bx = =
.B
=
Bx x
+
By y
+
Bz z
=0
m0I
2pr
sinq
m0Iy
2pr2
=
m0Iy
2p(x2+y2)
g
2pf
=
5.7×107
8.85×10-12×2p×3×1011
= 2.0×1016
结束 目录
14-5 有一平板电容器,极板是半径为R 的圆形板,现将两极板由中心处用长直引线 连接到一远处的交变电源上,使两极板上的 电荷量按规律q=q0sinω t变化。略去极板边 缘效应,试求两极板间任一点的磁场强度。
By
=
m0Ix
2p(x2+y2)
Bz =0

长沙理工大学电磁学题库

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长沙理⼯⼤学电磁学题库《电磁学》练习题(附答案)1. 如图所⽰,两个点电荷+q 和-3q ,相距为d . 试求:(1) 在它们的连线上电场强度0=E ?的点与电荷为+q 的点电荷相距多远?(2) 若选⽆穷远处电势为零,两点电荷之间电势U =0的点与电荷为+q 的点电荷相距多远?2. ⼀带有电荷q =3×10-9 C 的粒⼦,位于均匀电场中,电场⽅向如图所⽰.当该粒⼦沿⽔平⽅向向右⽅运动5 cm 时,外⼒作功6×10-5 J ,粒⼦动能的增量为4.5×10-5 J .求:(1) 粒⼦运动过程中电场⼒作功多少?(2) 该电场的场强多⼤?3. 如图所⽰,真空中⼀长为L 的均匀带电细直杆,总电荷为q ,试求在直杆延长线上距杆的⼀端距离为d 的P 点的电场强度.4. ⼀半径为R 的带电球体,其电荷体密度分布为ρ =Ar (r ≤R ) ,ρ =0 (r >R )A 为⼀常量.试求球体内外的场强分布.5. 若电荷以相同的⾯密度σ均匀分布在半径分别为r 1=10 cm 和r 2=20 cm 的两个同⼼球⾯上,设⽆穷远处电势为零,已知球⼼电势为300 V ,试求两球⾯的电荷⾯密度σ的值. (ε0=8.85×10-12C 2/ N ·m 2 )6. 真空中⼀⽴⽅体形的⾼斯⾯,边长a =0.1 m ,位于图中所⽰位置.已知空间的场强分布为: E x =bx , E y =0 , E z =0.常量b =1000 N/(C ·m).试求通过该⾼斯⾯的电通量.7. ⼀电偶极⼦由电荷q =1.0×10-6 C 的两个异号点电荷组成,两电荷相距l =2.0 cm .把这电偶极⼦放在场强⼤⼩为E =1.0×105 N/C 的均匀电场中.试求: (1) 电场作⽤于电偶极⼦的最⼤⼒矩.(2) 电偶极⼦从受最⼤⼒矩的位置转到平衡位置过程中,电场⼒作的功.8. 电荷为q 1=8.0×10-6 C 和q 2=-16.0×10-6 C 的两个点电荷相距20 cm ,求离它们都是20 cm 处的电场强度. (真空介电常量ε0=8.85×10-12 C 2N -1m -2 )9. 边长为b 的⽴⽅盒⼦的六个⾯,分别平⾏于xOy 、yOz 和xOz 平⾯.盒⼦的⼀⾓在坐标原点处.在此区域有⼀静电场,场强为j i E ?300200+= .试求穿过各⾯的电通量.E ?qLq10. 图中虚线所⽰为⼀⽴⽅形的⾼斯⾯,已知空间的场强分布为: E x =bx , E y =0, E z =0.⾼斯⾯边长a =0.1 m ,常量b =1000 N/(C ·m).试求该闭合⾯中包含的净电荷.(真空介电常数ε0=8.85×10-12 C 2·N -1·m -2 )11.有⼀电荷⾯密度为σ的 “⽆限⼤”均匀带电平⾯.若以该平⾯处为电势零点,试求带电平⾯周围空间的电势分布.12. 如图所⽰,在电矩为p ?的电偶极⼦的电场中,将⼀电荷为q 的点电荷从A 点沿半径为R 的圆弧(圆⼼与电偶极⼦中⼼重合,R >>电偶极⼦正负电荷之间距离)移到B 点,求此过程中电场⼒所作的功.13. ⼀均匀电场,场强⼤⼩为E =5×104 N/C ,⽅向竖直朝上,把⼀电荷为q = 2.5×10-8 C 的点电荷,置于此电场中的a 点,如图所⽰.求此点电荷在下列过程中电场⼒作的功.(1) 沿半圆路径Ⅰ移到右⽅同⾼度的b 点,ab =45 cm ; (2) 沿直线路径Ⅱ向下移到c 点,ac =80 cm ;(3) 沿曲线路径Ⅲ朝右斜上⽅向移到d 点,ad =260 cm(与⽔平⽅向成45°⾓).14. 两个点电荷分别为q 1=+2×10-7 C 和q 2=-2×10-7 C ,相距0.3 m .求距q 1为0.4 m 、距q 2为0.5 m 处P 点的电场强度. (41επ=9.00×109 Nm 2 /C 2) 15. 图中所⽰, A 、B 为真空中两个平⾏的“⽆限⼤”均匀带电平⾯,A ⾯上电荷⾯密度σA =-17.7×10-8 C ·m -2,B ⾯的电荷⾯密度σB =35.4 ×10-8 C ·m -2.试计算两平⾯之间和两平⾯外的电场强度.(真空介电常量ε0=8.85×10-12 C 2·N -1·m -2 )16. ⼀段半径为a 的细圆弧,对圆⼼的张⾓为θ0,其上均匀分布有正电荷q ,如图所⽰.试以a ,q ,θ0表⽰出圆⼼O 处的电场强度.17. 电荷线密度为λ的“⽆限长”均匀带电细线,弯成图⽰形状.若半圆弧AB 的半径为R ,试求圆⼼O 点的场强.ABRⅠⅡⅢ dba 45?cEσAσBA BOa θ0 q AR ∞∞ O18. 真空中两条平⾏的“⽆限长”均匀带电直线相距为a ,其电荷线密度分别为-λ和+λ.试求:(1) 在两直线构成的平⾯上,两线间任⼀点的电场强度(选Ox 轴如图所⽰,两线的中点为原点).(2) 两带电直线上单位长度之间的相互吸引⼒.19. ⼀平⾏板电容器,极板间距离为10 cm ,其间有⼀半充以相对介电常量εr =10的各向同性均匀电介质,其余部分为空⽓,如图所⽰.当两极间电势差为100 V 时,试分别求空⽓中和介质中的电位移⽮量和电场强度⽮量. (真空介电常量ε0=8.85×10-12 C 2·N -1·m -2)20. 若将27个具有相同半径并带相同电荷的球状⼩⽔滴聚集成⼀个球状的⼤⽔滴,此⼤⽔滴的电势将为⼩⽔滴电势的多少倍?(设电荷分布在⽔滴表⾯上,⽔滴聚集时总电荷⽆损失.) 21. 假想从⽆限远处陆续移来微量电荷使⼀半径为R 的导体球带电.(1) 当球上已带有电荷q 时,再将⼀个电荷元d q 从⽆限远处移到球上的过程中,外⼒作多少功? (2) 使球上电荷从零开始增加到Q 的过程中,外⼒共作多少功?22. ⼀绝缘⾦属物体,在真空中充电达某⼀电势值,其电场总能量为W 0.若断开电源,使其上所带电荷保持不变,并把它浸没在相对介电常量为εr 的⽆限⼤的各向同性均匀液态电介质中,问这时电场总能量有多⼤?23. ⼀空⽓平板电容器,极板A 、B 的⾯积都是S ,极板间距离为d .接上电源后,A 板电势U A =V ,B 板电势U B =0.现将⼀带有电荷q 、⾯积也是S ⽽厚度可忽略的导体⽚C 平⾏插在两极板的中间位置,如图所⽰,试求导体⽚C 的电势.24. ⼀导体球带电荷Q .球外同⼼地有两层各向同性均匀电介质球壳,相对介电常量分别为εr 1和εr 2,分界⾯处半径为R ,如图所⽰.求两层介质分界⾯上的极化电荷⾯密度.25. 半径分别为 1.0 cm 与 2.0 cm 的两个球形导体,各带电荷 1.0×10-8 C ,两球相距很远.若⽤细导线将两球相连接.求(1) 每个球所带电荷;(2) 每球的电势.(22/C m N 1094190=πε)-λ +λ26. 如图所⽰,有两根平⾏放置的长直载流导线.它们的直径为a ,反向流过相同⼤⼩的电流I ,电流在导线内均匀分布.试在图⽰的坐标系中求出x 轴上两导线之间区域]25,21[a a 内磁感强度的分布.27. 如图所⽰,在xOy 平⾯(即纸⾯)内有⼀载流线圈abcd a ,其中bc 弧和da 弧皆为以O 为圆⼼半径R =20 cm 的1/4圆弧,ab 和cd 皆为直线,电流I =20 A ,其流向为沿abcd a 的绕向.设线圈处于B = 8.0×10-2T ,⽅向与a →b 的⽅向相⼀致的均匀磁场中,试求:(1) 图中电流元I ?l 1和I ?l 2所受安培⼒1F ??和2F ?的⽅向和⼤⼩,设?l 1 =l 2 =0.10 mm ;(2) 线圈上直线段ab 和cd 所受的安培⼒ab F ?和cd F ?的⼤⼩和⽅向;(3) 线圈上圆弧段bc 弧和da 弧所受的安培⼒bc F ?和da F ?的⼤⼩和⽅向.28. 如图所⽰,在xOy 平⾯(即纸⾯)内有⼀载流线圈abcda ,其中b c 弧和da 弧皆为以O 为圆⼼半径R =20 cm 的1/4圆弧,ab 和cd 皆为直线,电流I =20 A ,其流向沿abcda 的绕向.设该线圈处于磁感强度B = 8.0×10-2 T 的均匀磁场中,B ?⽅向沿x 轴正⽅向.试求:(1) 图中电流元I ?l 1和I ?l 2所受安培⼒1F ??和2F ?的⼤⼩和⽅向,设?l 1 = ?l 2=0.10 mm ;(2) 线圈上直线段ab 和cd 所受到的安培⼒ab F ?和cd F ?的⼤⼩和⽅向;(3) 线圈上圆弧段bc 弧和da 弧所受到的安培⼒bc F ?和da F ?的⼤⼩和⽅向.29. AA '和CC '为两个正交地放置的圆形线圈,其圆⼼相重合.AA '线圈半径为20.0 cm ,共10匝,通有电流10.0 A ;⽽CC '线圈的半径为10.0 cm ,共20匝,通有电流 5.0 A .求两线圈公共中⼼O 点的磁感强度的⼤⼩和⽅向.(µ0 =4π×10-7 N ·A -2)30. 真空中有⼀边长为l 的正三⾓形导体框架.另有相互平⾏并与三⾓形的bc 边平⾏的长直导线1和2分别在a 点和b 点与三⾓形导体框架相连(如图).已知直导线中的电流为I ,三⾓形框的每⼀边长为l ,求正三⾓形中⼼点O 处的磁感强度B ?.31. 半径为R 的⽆限长圆筒上有⼀层均匀分布的⾯电流,这些电流环绕着轴线沿螺旋线流动并与轴线⽅向成α⾓.设⾯电流密度(沿筒⾯垂直电流⽅向单位长度的电流)为i ,求轴线上的磁感强度.a b c dO RR x yI I 30° 45° I ?l 1 I ?l 2a bc d O RR xyI I 30° 45° I ?l 1 I ?l 232. 如图所⽰,半径为R ,线电荷密度为λ (>0)的均匀带电的圆线圈,绕过圆⼼与圆平⾯垂直的轴以⾓速度ω转动,求轴线上任⼀点的B ?的⼤⼩及其⽅向.33. 横截⾯为矩形的环形螺线管,圆环内外半径分别为R 1和R 2,芯⼦材料的磁导率为µ,导线总匝数为N ,绕得很密,若线圈通电流I ,求. (1) 芯⼦中的B 值和芯⼦截⾯的磁通量. (2) 在r < R 1和r > R 2处的B 值.34. ⼀⽆限长圆柱形铜导体(磁导率µ0),半径为R ,通有均匀分布的电流I .今取⼀矩形平⾯S (长为1 m ,宽为2 R ),位置如右图中画斜线部分所⽰,求通过该矩形平⾯的磁通量.35. 质⼦和电⼦以相同的速度垂直飞⼊磁感强度为B ?的匀强磁场中,试求质⼦轨道半径R 1与电⼦轨道半径R 2的⽐值.36. 在真空中,电流由长直导线1沿底边ac ⽅向经a 点流⼊⼀由电阻均匀的导线构成的正三⾓形线框,再由b 点沿平⾏底边ac ⽅向从三⾓形框流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线的电流强度为I ,三⾓形框的每⼀边长为l ,求正三⾓形中⼼O 处的磁感强度B ?.37. 在真空中将⼀根细长导线弯成如图所⽰的形状(在同⼀平⾯内,由实线表⽰),R EF AB ==,⼤圆弧BCR ,⼩圆弧DE 的半径为R 21,求圆⼼O 处的磁感强度B ?的⼤⼩和⽅向. 38. 有⼀条载有电流I 的导线弯成如图⽰abcda 形状.其中ab 、cd 是直线段,其余为圆弧.两段圆弧的长度和半径分别为l 1、R 1和l 2、R 2,且两段圆弧共⾯共⼼.求圆⼼O 处的磁感强度B ?的⼤⼩.39.地球半径为R =6.37×106 m .µ0 =4π×10-7 H/m .试⽤毕奥-萨伐尔定律求该电流环的磁矩⼤⼩. 40. 在氢原⼦中,电⼦沿着某⼀圆轨道绕核运动.求等效圆电流的磁矩m p ?与电⼦轨道运动的动量矩L ?⼤⼩之⽐,并指出m p ?和L ?⽅向间的关系.(电⼦电荷为e ,电⼦质量为m )。

电磁学答案第1章

电磁学答案第1章

第一部分 习题 第一章 静电场基本规律1.2.1在真空中有两个点电荷,设其中一个所带电量是另一个的四倍,它们个距2510-⨯米时,相互排斥力为1.6牛顿。

问它们相距0.1米时,排斥力是多少?两点电荷的电量各为多少?解:设两点电荷中一个所带电量为q ,则另一个为4q :(1) 根据库仑定律:r r q q K F ˆ221 = 得:212221r r F F = (牛顿))()(4.01010560.12122222112=⨯⨯==--r r F F (2) 21224r q K F =∴ 2194221211109410560.14)()(⨯⨯⨯⨯±=±=-K r F q =±3.3×710- (库仑) 4q=±1.33×810- (库仑)1.2.2两个同号点电荷所带电量之和为 Q ,问它们带电量各为多少时,相互作用力最大?解: 设其中一个所带电量为q ,则一个所带电量为Q-q 。

根据库仑定律知,相互作用力的大小:2)(rq Q q K F -= 求 F 对q 的极值 使0='F即:0)2(=-q Q r K∴ Q q 21=。

1.2.3两个点电荷所带电量分别为2q 和q ,相距L ,将第三个点电荷放在何处时,它所受合力为零?解:设第三个点电荷放在如图所示位置是,其受到的合力为零。

图 1.2.3即:41πε20xq q = 041πε )(220x L q q - =21x2)(2x L - 即:0222=-+L xL x 解此方程得:)()21(0距离的是到q q X L x ±-= (1) 当为所求答案。

时,0)12(>-=x L x (2) 当不合题意,舍去。

时,0)12(<--=x L x1.2.4在直角坐标系中,在(0,0.1),(0,-0.1)的两个位置上分别放有电量为1010q -=(库)的点电荷,在(0.2,0)的位置上放有一电量为810Q -=(库)的点电荷,求Q 所受力的大小和方向?(坐标的单位是米)解:根据库仑定律知:1211ˆr r Qq K F = )ˆsin ˆ(cos 11211j i rQ q Kαα-= 2281092.01.01010109+⨯⨯⨯=--⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+-++21222122)2.01.0(ˆ1.0)2.01.0(ˆ2.0j i =j iˆ100.8ˆ1061.187--⨯-⨯ 如图所示,其中 21212111)(cos y x x +=α21212111)(sin y x y +=α同理:)ˆsin ˆ(cos 222212j i r Q q K F αα+⨯= 2281092.01.01010109+⨯⨯⨯=--×⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+-++21222122)2.01.0(ˆ1.0)2.01.0(ˆ2.0j i=j iˆ100.8ˆ1061.187--⨯-⨯ )(ˆ1022.3721牛顿iF F F -⨯=+=1.2.5在正方形的顶点上各放一电量相等的同性点电荷q 。

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一、选择题
1. (B) 2. (B)
二、填空题
1
4.
vb2
2qU m
2
5. ln 3 40 4
0
3. (C)
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三、计算题
6. 如图所示,两个点电荷,电量分别为q和3q,相距为d。
试求:
v
⑴ 在它们的连线上电场强度 E 0的点与电荷为q的点
电荷相距多远?
⑵ 若选无穷远处电势为零,两点电荷之间电势U 0的
点与电v荷为q的点电荷相距多远?q 解:⑴ 设 E 0的点的坐标为x O
v E
q
v i
3q
v i
40x2 40 (x d )2
0
3q P
x d
x
2x2 2dx d 2 0
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1 1 3 d
x
2 1 3 1 d
不符合题意,舍去
2
⑵ 设U 0的点的坐标为x
U q 3q 0
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Uq
dq 1
40a 40a
dq q
4 0 a
⑶ 由电势叠加原理 球心O点处的总电势
U0
Uq
Uq
UQq
q
4 0 r
q
4 0 a
Qq
4 0b
q
4 0
1 r
1 a
1 b
Q
4 0b
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7. 半径分别为r1 1.0•cm与r2 2.0•cm的两个球形导体,各带电荷 q 1.0108 •C,两球相距很远。若用细导线将两球连接。求
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电磁学(上) 练习五
一、选择题
1. (B) 2. (B) 3. (C)
二、填空题
4. 2Fd C
1 5.
r
6. U d
2FdC
r d tU
d
d q d t U
解:q1、q2在 P点的场强为
E1
q1
4 0 r12
E2
q2
4 0 r22
P点的场强为 v vv
EvP在EPx、yE轴1 上 E的2 分量为
vy
E1
v EP
Pv x
E2
EPx E1x E2x E2 sin
q1
q2 sin 4.32103 •N C
4 0 r22
q2
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EPy
⑴ 每个球所带电荷
⑵ 每球的电势
解:⑴ 两球用导线连接后电量分别为q1、q2
两球电势分别为
U1
q1
4 0 r1
U2
q2
4 0 r2
两球相连后电势相等 U1 U2
q1 q2
r1 r2
q1 q2 q
q1 6.67 109 •C q2 1.33108 •C
⑵ 两球电势 U1 U2 6.0103 V•
q
4 r22
4 r22
1
r1 r2
40r2U0
6.67 109 •C
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电磁学(上) 练习四
一、选择题
1. (C) 2. (B) 3. (B)
二、填空题 4. U0
5. q q
4 R 40r R
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三、计算题
6. 如图所示,一内半径为a、外半径为b的金属球壳,带有电荷
EA
A 2 0
EB
B 2 0
EvB
EvB
EvB
E
E
E
由叠加原理可得
A
Bx
两面之间 E EA EB 3104 •N C 沿 x轴负方向
外左侧 E EB EA 1104 •N C 沿 x轴负方向
外右侧
E EB EA 1104 •N C 沿 x轴正方向
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电磁学(上) 练习三
解:⑴ 由电势叠加原理 球心处的电势为
U0
q1
4 0 r1
q2
4 0 r2
1
4 0
4 r12
r1
4 r22
r2
0
r1
r2
U00 8.85109 •C m2
r1 r2
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⑵ 设外球面上放电后电荷面密度为
U0
1
0
r1
r2
0
r1
r2
外球面带负电,应放掉的电荷为
0
Ey
120 120
4 0 a
cos d
2 0 a
sin
0
2
q
2 0 a 20
sin
0
2
v E
q
2 0 a 20
sin 0
2
v j
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6. 两个点电荷分别为q1 2107 •C和q2 2107 •C,相距 0.3•m。求距q1为0.4•m、距 q2为0.5•m处P点的电场强度
Q,在球壳空腔内距离球心r处有一点电荷q,设无限远处为
电势零点,试求:
Q q
⑴ 球壳内外表面上的电荷
⑵ 球心O点处,由球壳内表
面上电荷产生的电势
⑶ 球心O点处的总电势 解:⑴ 球壳内表面上感应电荷为q
外表面上电荷为Q q
q qr a
O
b
⑵ 球壳内表面上任一电荷元离球心O点的
距离都是 a,这些电荷在O点的电势
E1y
E2 y
q1
4 0 r12
q2
4 0 r22
cos
5.49103 •N C
合场强的大小
EP EP2x EP2y 6.99103 •N C
vy
E1
v EP
Pv x
E2
方向:EvP与 x轴的夹角
arctg EPy 51.80
q1
q2
EPx
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电磁学(上) 练习二
一、选择题
1. (D) 2. (D) 3. (D)
二、填空题
q
4. 0
0
q
0
5. R2E
6. 0
R 0r2
rv
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三、计算题
7. 图中所示, A、B为真空中两个平行的“无限大”均匀带电
平解面荷面:,面外两密的带A面度电电上场平B的强面电度产3荷5。生.4面的密1场0度强8C分Am别。2为1试7.7计Evv算1A0两8C平A面mEvv之2A,间B面和 的B两Evv电平A
dl
dq在P点的场强
dE dq dl 40a2 40a2
dEx dE sin
0
d
a
dl sin
dEx O
x
4 0 a 2 sin d
v dEy dE
4 0 a
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dEy
dE cos
dl 4 0 a 2
cos
4 0 a
cos d
Ex
120 120
4 0 a
sin d
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电磁学(上) 练习一
一、选择题
1. (C) 2. (C)Biblioteka 二、填空题3. 4•N C
向上
4. 3
3
2 0
2 0
2 0
2 0
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三、计算题
5. 一段半径为a的细圆弧,对圆心的张角为0,其上均匀分布
有正电荷
q,如图所示。试以a、q、
表示出圆心
0
O
处的电
场强度
y
解:取电荷元 dq dl
40x 40 (d x) q P 3q P
xd
4
O xd
x
x
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7. 电荷以相同的面密度分布在半径为r1 10•cm和r2 20•cm
的两个同心球面上。设无限远处电势为零,球心处的电势为
U0 300V•
⑴ 求电荷面密度
⑵ 若要使球心处的电势也为零,外球面上应放掉多少电荷?
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