电磁学习题课答案课件.ppt

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1、1、如图所示，两个同心的均匀带电球面、如图所示，两个同心的均匀带电球面,内球面半径为内球面半径为R1，带电量，带电量Q1，外球面半径为，外球面半径为R2，带电量为，带电量为Q2。设无穷远处为电势零点。设无穷远处为电势零点。求：求：（1）空间各处电场强度的分布；空间各处电场强度的分布；（2）在内球面内，距中心为）在内球面内，距中心为r处的处的P点的电势。点的电势。作业作业1 1分析分析OQ1Q2R1R2Pr解：解：（1）依据高斯定律）依据高斯定律,有有rR1Q=0E1=0R1r R2 Q=Q1+Q2 E3=(Q1+Q2)/(40r2)方向均沿径向向外。方向均沿径向向外。（2）由）由电势电势定定义

2、义式：式：=0+-Q1/(40R2)+Q1/(40R1)+(Q1+Q2)/(40R2)=Q1/(40R1)+Q2/(40R2)此结论也可由电此结论也可由电势叠加分析得到势叠加分析得到作业二：作业二：12 2、电量分别为、电量分别为q1，q2，q3的三个点电荷分别位于同的三个点电荷分别位于同一圆周的三个点上，如图所示设无穷远处为电势一圆周的三个点上，如图所示设无穷远处为电势零点，圆半径为零点，圆半径为R，则，则b点处的电势点处的电势U（）电势叠加原理电势叠加原理1、有两个彼此、有两个彼此远远离的金属球，一大一小，所离的金属球，一大一小，所带电带电荷同号等量，荷同号等量，问问这这两个球的两个球的电

3、势电势是否相等？是否相等？为为什么？用一根什么？用一根细导线细导线将两球相将两球相连连，是，是否会出否会出现电现电荷流荷流动动？说说明原因。明原因。作业三：作业三：答：答：这这两球的两球的电势电势不相等，因不相等，因为为球面球面电电荷的荷的电势电势与球的半径及所与球的半径及所带电带电荷量有关，公式荷量有关，公式为为,两球的半径不同，故两球的半径不同，故电势电势不同。不同。用一根用一根细线细线相相连连，会出，会出现电现电荷的流荷的流动动，因，因为为它它们们形成了一个形成了一个导导体，体，静静电电平衡平衡时时，电势处处电势处处相等，所以相等，所以电电荷要重新分布。荷要重新分布。2、以下、以下说说法

4、正确的是（法正确的是（）(A)在在电势电势不不变变的区域内，的区域内，电场电场强强度一定度一定为为零零(B)在在电势为电势为零零处处，场场强强一定一定为为零零(C)场场强强为为零零处处，电势电势一定一定为为零零(D)在均匀在均匀电场电场中，各点中，各点电势电势相等相等A33、在均匀、在均匀电场电场中，各点的（中，各点的（）(A)电势电势相等相等(B)电势电势梯度相等梯度相等(C)电势电势和和电势电势梯度都不相等梯度都不相等(D)电势电势梯度梯度为为零零B作业四：作业四：1、导体处于静电平衡状态时，具有如下特点：、导体处于静电平衡状态时，具有如下特点：（1）场强）场强内部场强为零，外部场强与导体

5、表面垂直，内部场强为零，外部场强与导体表面垂直，孤立导体达到静电平衡表面场强大小为孤立导体达到静电平衡表面场强大小为；（2）电势）电势表面是等势面，导体是等势体表面是等势面，导体是等势体。2、将一个电中性的导体放在静电场中，在导体上感应出相等、将一个电中性的导体放在静电场中，在导体上感应出相等的正负电荷量，导体是否为等势体？如果把导体一分为二，使的正负电荷量，导体是否为等势体？如果把导体一分为二，使它们分别带上等量异号电荷，则这两部分的电势是否相等？它们分别带上等量异号电荷，则这两部分的电势是否相等？答：是等势体答：是等势体如果把导体一分为二，两部分的电势不相等如果把导体一分为二，两部分的电势

6、不相等43、当一个带电导体达到静电平衡时，表面曲率较大处电荷密度较大，故、当一个带电导体达到静电平衡时，表面曲率较大处电荷密度较大，故其表面附近的场强较大。其表面附近的场强较大。()孤立导体孤立导体达到静电平衡表面场强大小为达到静电平衡表面场强大小为作业作业2 2分析分析作业一：作业一：3、如图：一空气平行板电容器，两极板面积均为、如图：一空气平行板电容器，两极板面积均为S，板间距离为，板间距离为d（d远远小于极板线度），在两极板间平行地插入一面积也是小于极板线度），在两极板间平行地插入一面积也是S、厚度为、厚度为t（d）的金属片。的金属片。试求：试求：（l）电容）电容C等于多少？等于多少？（

7、2）金属片放在两极板间的位置对电容值有无影响？）金属片放在两极板间的位置对电容值有无影响？解：解：设设极板上分极板上分别带电别带电量量+q和和-q；金属片与；金属片与A板距离板距离为为d1，与，与B板距离板距离为为d2；金属片与；金属片与A板板间场间场强强为为：5金属板与金属板与B板板间场间场强强为为：金属片内部金属片内部场场强强为为：则则两极板两极板间间的的电势电势差差为为：由此得：由此得：因因C值仅与值仅与 d、t 有关，与有关，与 d1、d2 无关，故金属片的安放位置对电容无影响。无关，故金属片的安放位置对电容无影响。61、载载有有电电流流为为I的无限的无限长导线长导线，弯成如，弯成如图

8、图所示形状，其中有一部分所示形状，其中有一部分为为半半径径为为R半半圆圆弧，弧，则则其其圆圆心心O点的磁感点的磁感应应强强度的大小度的大小为为，方向方向为为。作业二：作业二：半无限长加半圆，注意方向正好相反半无限长加半圆，注意方向正好相反垂直纸面向里垂直纸面向里2如如图载图载流流长长直直导线导线的的电电流流为为、I,试试求通求通过过矩矩形面形面积积的磁通量。的磁通量。abIxxdx781、一个、一个带电带电粒子垂直射入均匀磁粒子垂直射入均匀磁场场中，如果粒子的中，如果粒子的质质量增加量增加为为原来的原来的2倍，入射速度也增加倍，入射速度也增加为为原来的原来的2倍，而磁倍，而磁场场的磁感的磁感应

9、应强强度增大度增大为为原来的原来的4倍，倍，则则通通过过粒子运粒子运动轨动轨道所道所围围面面积积的磁通量增大的磁通量增大为为原来的（原来的（）。）。(A)2倍倍(B)4倍倍(C)0.5倍倍(D)1倍倍B作业三：作业三：2、如、如图图所示，在无限所示，在无限长载长载流直流直导线导线附近作一个球形附近作一个球形闭闭合曲面合曲面S，当面，当面S向向长长直直导线导线靠近靠近时时，穿，穿过过面面S的磁通量的磁通量 和面上各点的磁感和面上各点的磁感应应强强度度B将如将如何何变变化化()(A)增大，增大，B也增大也增大(B)不不变变，B不不变变(C)增大，增大，B也不也不变变(D)不不变变，B增大增大D3、

10、如、如图图所示，在垂直和水平的两个金属所示，在垂直和水平的两个金属圆圆中中（半径（半径为为R）通以相等的）通以相等的电电流流I，问圆问圆心心O点点处处的磁感的磁感应应强强度大小及方向如何？度大小及方向如何？根据根据圆电圆电流中心流中心处处磁感磁感应应强强度公式，水平金属度公式，水平金属圆圆在在O点的磁感点的磁感应应强强度大小度大小为为：方向垂直向下；方向垂直向下；竖竖直金属直金属圆圆在在O点的磁感点的磁感应应强强度大小度大小为为方向垂直指向纸面内。方向垂直指向纸面内。故故O点叠加后的磁感应强度大小为点叠加后的磁感应强度大小为 方向为斜下方向为斜下450指向纸面内指向纸面内 9作业四：作业四：1

11、、如、如图图，一根通，一根通电电流流I的的导线导线，被折成，被折成长长度分度分别为别为a、b，夹夹角角为为120的两的两段，并置于均匀磁段，并置于均匀磁场场中，若中，若导线导线的的长长度度为为b 的一段与的一段与平行，平行，则则a，b两两段段载载流流导线导线所受的合力的大小所受的合力的大小为为多大？多大？2、若一平面、若一平面载载流流线线圈在磁圈在磁场场中既不受力，也不受力矩作用，中既不受力，也不受力矩作用，这说这说明：（明：（）(A)该该磁磁场场一定均匀，且一定均匀，且线线圈的磁矩方向一定与磁圈的磁矩方向一定与磁场场方向平行方向平行(B)该该磁磁场场一定不均匀，且一定不均匀，且线线圈的磁矩方

12、向一定与磁圈的磁矩方向一定与磁场场方向平行方向平行(C)该该磁磁场场一定均匀，且一定均匀，且线线圈的磁矩方向一定与磁圈的磁矩方向一定与磁场场方向垂直方向垂直(D)该该磁磁场场一定不均匀，且一定不均匀，且线线圈的磁矩方向一定与磁圈的磁矩方向一定与磁场场方向垂直方向垂直A103、一、一宽宽b=2.0cm,厚厚d=1.0mm的的铜铜片，放在片，放在B=3.0T的磁的磁场场中，磁中，磁场场垂垂直通直通过铜过铜片，如果片，如果铜铜片片载载有有电电流流100A，已知，已知铜铜片中自由片中自由电电子的密度子的密度是是求此求此时产时产生的霍耳生的霍耳电势电势差的大小是多少？差的大小是多少？作业五：作业五：1、

13、把两种磁介、把两种磁介质质小棒分小棒分别别放在两个磁极放在两个磁极N、S间间，它，它们们被磁化后在磁被磁化后在磁极极间处间处于如于如图图所示的不同位置，所示的不同位置，试说试说明哪种是明哪种是顺顺磁磁质质，哪种是抗磁，哪种是抗磁质质？并？并说说明明为为什么？什么？（a）为抗磁质，因为它在磁场中产生的为抗磁质，因为它在磁场中产生的附加磁场与外磁场方向相反。附加磁场与外磁场方向相反。（b）为顺磁质，因为它在外磁场中产生为顺磁质，因为它在外磁场中产生的附加磁场与外磁场方向相同。的附加磁场与外磁场方向相同。11121、一根、一根铜铜棒棒长长，水平放置，可，水平放置，可绕绕距离距离a端端为为处处和棒垂直

14、的和棒垂直的轴轴在水平面以在水平面以的角速度旋的角速度旋转转。铜铜棒置于棒置于竖竖直向上的磁感直向上的磁感应应强强度度求：求：(1)铜铜棒的棒的电动势电动势(2)a，b两端哪端的两端哪端的电势电势高？高？的匀的匀强强磁磁场场中，如中，如图图所示，所示，解解:(1)将棒将棒ab分成无分成无穷穷多小段，取一小段多小段，取一小段dr，棒，棒转动时转动时dr产产生的生的动动生生电动势电动势：ab作业六：作业六：13棒棒ab在在转动时转动时的的电动势电动势：(2)由由可知可知b端端为电为电源正极，所以源正极，所以b端端电势电势高。高。方法二：方法二：同理：同理：142、真空中两只长直螺线管、真空中两只长

15、直螺线管1和和2，长度相等，单层密绕，长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比匝数相同，直径之比d1/d2=1/4，当它们通以相同电流，当它们通以相同电流时，两螺线管贮存的磁能之比为时，两螺线管贮存的磁能之比为W1/W2=。1、磁场能量密度为：、磁场能量密度为：，电场能量密度，电场能量密度为：为：。一个自感为的回路，其中通有电一个自感为的回路，其中通有电流时，其周围空间磁场的能量流时，其周围空间磁场的能量为为：。练习：练习：1/163、一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面，而且、一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面，而且处在两导线的中央，如图所示。处在两导线的中央，

16、如图所示。(1)若两电流同向时，穿过线圈的磁通量是否为零若两电流同向时，穿过线圈的磁通量是否为零；若两电流同；若两电流同向且随时间均匀增大时，线圈中有无感应电流向且随时间均匀增大时，线圈中有无感应电流。(2)若两电流反向时，穿过线圈的磁通量是否为零若两电流反向时，穿过线圈的磁通量是否为零；若两电流；若两电流反向且随时间均匀增大时，线圈中有无感应电流反向且随时间均匀增大时，线圈中有无感应电流。为零为零无无不为零不为零有有6、若闭合曲线上各点的磁场强度为零，则该曲面内所包围的传导电流的代、若闭合曲线上各点的磁场强度为零，则该曲面内所包围的传导电流的代数和必为零数和必为零（）7、不论顺磁质与抗磁质，

17、磁感应强度总是与磁场强度同方向、不论顺磁质与抗磁质，磁感应强度总是与磁场强度同方向（）5、当导体回路中的电流发生变化时，就会在自身回路中产生自感电动势和感应电流，、当导体回路中的电流发生变化时，就会在自身回路中产生自感电动势和感应电流，感应电流的方向与原来的电流相反。感应电流的方向与原来的电流相反。（）9、线圈在均匀磁场中绕轴转动，当线圈平面与磁感应线、线圈在均匀磁场中绕轴转动，当线圈平面与磁感应线时，感时，感应电动势最大；当线圈平面与磁感应线应电动势最大；当线圈平面与磁感应线时，感应电动势为零。时，感应电动势为零。平行平行垂直垂直11、感生电场产生的原因：、感生电场产生的原因：。变化的磁场变

18、化的磁场10、磁现象的电本质是：、磁现象的电本质是：。一切磁现象来源于电荷的运动一切磁现象来源于电荷的运动4、若在一个带电导体外罩一个封闭的金属罩，将整体放在木制桌面上，、若在一个带电导体外罩一个封闭的金属罩，将整体放在木制桌面上，此带电导体所带电荷对金属罩外的其它电器设备是否有影响此带电导体所带电荷对金属罩外的其它电器设备是否有影响。有影响有影响8、感应电动势是变化的磁场产生的。、感应电动势是变化的磁场产生的。()12、下列说法中正确的是：、下列说法中正确的是：()(A)感应电流的磁场，总是与引起感应电流的磁场方向相反感应电流的磁场，总是与引起感应电流的磁场方向相反(B)感应电流的磁场，总是

19、与引起感应电流的磁场方向相同感应电流的磁场，总是与引起感应电流的磁场方向相同(C)楞次定律只能判断闭合回路中感应电流的方向楞次定律只能判断闭合回路中感应电流的方向(D)楞次定律表明感应电流的效果总与引起感应电流的原因相对抗楞次定律表明感应电流的效果总与引起感应电流的原因相对抗D13、对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确。、对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确。()(A)位移电流是由变化电场产生的位移电流是由变化电场产生的(B)位移电流是由线性变化磁场产生的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位移电流的热效应服从焦耳楞次定律楞次定律(D)位移电流的磁效应不服从安培环路定理位移电流的磁效应不服从安培环路定理A1714、计算如图所示的平面载流线圈在、计算如图所示的平面载流线圈在P点产生的磁感应强度，设线圈中点产生的磁感应强度，设线圈中的电流强度为的电流强度为I。解：解：如图，如图，CD、AF在在P点产生的点产生的B0方向方向其中：其中：18同理：同理：方向方向方向方向 方向方向为正方向为正方向假设：假设：