电磁学新概念物理教程(赵凯华)第二章习题课

大学物理电磁学考试试题及答案)

大学电磁学习题1 一.选择题(每题3分) 1.如图所示,半径为R 的均匀带电球面,总电荷为Q ,设无穷远处的电 势为零,则球内距离球心为r 的P 点处的电场强度的大小和电势为: (A) E =0,R Q U 04επ=. (B) E =0,r Q U 04επ= . (C) 2 04r Q E επ= ,r Q U 04επ= . (D) 2 04r Q E επ= ,R Q U 04επ=. [ ] 2.一个静止的氢离子(H +)在电场中被加速而获得的速率为一静止的氧离子(O +2 )在同一电场中且通过相同的路径被加速所获速率的: (A) 2倍. (B) 22倍. (C) 4倍. (D) 42倍. [ ] 3.在磁感强度为B ? 的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ,S 边线所在平 面的法线方向单位矢量n ?与B ? 的夹角为 ,则通过半球面S 的磁通量(取 弯面向外为正)为 (A) r 2 B . . (B) 2 r 2B . (C) -r 2B sin . (D) -r 2 B cos . [ ] 4.一个通有电流I 的导体,厚度为D ,横截面积为S ,放置在磁感强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导体的侧表面,如图所示.现测得导体上下两面电势差为V ,则此导体的霍尔系数等于 O R r P Q n ?B ?α S D I S V B ?

(A) IB VDS . (B) DS IBV . (C) IBD VS . (D) BD IVS . (E) IB VD . [ ] 5.两根无限长载流直导线相互正交放置,如图所示.I 1沿y 轴的正方向,I 2沿z 轴负方向.若载流I 1的导线不能动,载流I 2的 导线可以自由运动,则载流I 2的导线开始运动的趋势是 (A) 绕x 轴转动. (B) 沿x 方向平动. (C) 绕y 轴转动. (D) 无法判断. [ ] 6.无限长直导线在P 处弯成半径为R 的圆,当通以电流I 时,则在圆心O 点的磁感强度大小等于 (A) R I π20μ. (B) R I 40μ. (C) 0. (D) )1 1(20π -R I μ. (E) )1 1(40π +R I μ. [ ] 7.如图所示的一细螺绕环,它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成,每厘米绕10匝.当导线中的电流I 为2.0 A 时,测得铁环内的磁感应强度的大小B 为 T ,则可求得铁环的相对磁导率r 为(真空磁导率 =4 ×10-7 T ·m ·A -1 ) (A) ×102 (B) ×102 (C) ×102 (D) [ ] y z x I 1 I 2 O R I

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大学物理电磁学试题(1) 一、选择题:(每题3分,共30分) 1. 关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是: (A)如果高斯面上E 处处为零,则该面内必无电荷。 (B)如果高斯面内无电荷,则高斯面上E 处处为零。 (C)如果高斯面上E 处处不为零,则该面内必有电荷。 (D)如果高斯面内有净电荷,则通过高斯面的电通量必不为零 (E )高斯定理仅适用于具有高度对称性的电场。 [ ] 2. 在已知静电场分布的条件下,任意两点1P 和2P 之间的电势差决定于: (A)1P 和2P 两点的位置。 (B)1P 和2P 两点处的电场强度的大小和方向。 (C)试验电荷所带电荷的正负。 (D)试验电荷的电荷量。 [ ] 3. 图中实线为某电场中的电力线,虚线表示等势面,由图可看出: (A)C B A E E E >>,C B A U U U >> (B)C B A E E E <<,C B A U U U << (C)C B A E E E >>,C B A U U U << (D)C B A E E E <<,C B A U U U >> [ ] 4. 如图,平行板电容器带电,左、右分别充满相对介电常数为ε1与ε2的介质, 则两种介质内: (A)场强不等,电位移相等。 (B)场强相等,电位移相等。 (C)场强相等,电位移不等。 (D)场强、电位移均不等。 [ ] 5. 图中,Ua-Ub 为: (A)IR -ε (B)ε+IR (C)IR +-ε (D)ε--IR [ ] 6. 边长为a 的正三角形线圈通电流为I ,放在均匀磁场B 中,其平面与磁场平行,它所受磁力矩L 等于: (A) BI a 221 (B)BI a 234 1 (C)BI a 2 (D)0 [ ]

电磁学第二章例题

物理与电子工程学院 注:教案按授课章数填写,每一章均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。教学内容须另加附页。

(3)在导体外,紧靠导体表面的点的场强方向与导体表面垂直,场强大小与导体表面对应点的电荷面密度成正比。 A 、场强方向(表面附近的点) 由电场线与等势面垂直出发,可知导体表面附近的场强与表面垂直。而场强大小与面密度的关系,由高斯定理推出。 B 、场强大小 如图,在导体表面外紧靠导体表面取一点P ,过P 点作导体表面 的外法线方向单位矢n ?,则P 点场强可表示为n E E n P ?= (n E 为P E 在n ?方向的投影,n E 可正可负)。过P 点取一小圆形面元1S ?,以1S ?为底作一圆柱形高斯面,圆柱面的另一底2S ?在导体内部。由高斯定理有: 11/) 0(?1 1 2 1 εσφS S E s d E E s d n E s d E s d E s d E s d E s d E n S S n S S S S ?=?=⊥=?= ?= ?+?+?= ?=?????????? ?????? 导体表面附近导体内侧 (导体的电荷只能分布在导体表面,若面密度为σ,则面内电荷为 为均匀的很小,视,且因σσ11S S ??) ∴ ?? ?<>=?? ?<<>>= 反向,,同向,,即,,n E n E n E E E E n n n ?0?0?0 00 00 σσεσ σσεσ

可见:导体表面附近的场强与表面上对应点的电荷面密度成正比,且无论场和电荷分布怎样变化,这个关系始终成立。 C 、0 εσ = E n ?中的E 是场中全部电荷贡献的合场强,并非只是高斯面内电荷S ?σ的贡献。这一点是由高斯定理得来的。P45-46 D 、一般不谈导体表面上的点的场强。 导体内部0=E ,表面外附近0 εσ=E n ?;没提表面上的。 在电磁学中的点、面均为一种物理模型,有了面模型这一概念,场强在带电面上就有突变(P23小字),如果不用面模型,突变就会消失。但不用面模型,讨论问题太复杂了,所以我们只谈“表面附近”而不谈表面上。 补充例:习题2.1.1(不讲) Rd θ 解:利用上面的结果,球面上某面元所受的力:n dS F d ?20 2 εσ= ,利用对称性知,带有同号电荷的球面所受的力是沿x 轴方向: 右半球所受的力:

电磁学第三章例题

物理与电子工程学院 方 法 作 业 注:教案按授课章数填写,每一章均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。教学内容须另加附页。

总结: 1、E P χε0= (1)极化率χ各点相同,为均匀介质 (2)τ ?=∑i p P 各点相同,为均匀极化 2、极化电荷体密度 ()τ ρ??- ='? ?-='?='????S S S d P S d P q d S d P q (1)对均匀极化的介质:0='='ρq (2)特例:仅对均匀介质,不要求均匀极化,只要该点自由电荷体密度0000q ρρ''===,则:, (第5节小字部分给出证明) 3、极化电荷面密度 ()n P P ?12?-=' σ 2P 、1P 分别为媒质2、1的极化强度,n ?为界面上从2→1的法向单位矢。当电介质置于真空(空气中)或金属中: n P n P =?='? σ n P :电介质内的极化强度 n ?:从电介质指向真空 或金属的法向单位矢。 例(补充):求一均匀极化的电介质球表面上极化电荷的分布,以及极 化电荷在球心处产生的电场强度,已知极化强度为P 。 - -z 解:(1)求极化电荷的分布,取球心O 为原点,极轴与P 平行的球极 坐标,选球表面任一点A (这里认为置于真空中),则:

A n P ??=' σ 由于均匀极化,P 处处相同,而极化电荷σ'的分布情况由A n ?与P 的夹角而定,即σ'是θ的函数(任一点的n ?都是球面的径向r ?) A A A P n P θσcos ?=?=' 任一点有: θσcos P =' 所以极化电荷分布: ()()()140230030 22P θσθσθθπσππθθσ?'>? ?'

大学物理电磁学部分练习题讲解

大学物理电磁学部分练 习题讲解 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

大学物理电磁学部分练习题 1.在静电场中,下列说法中哪一个是正确的(D ) (A )带正电荷的导体,其电势一定是正值. (B )等势面上各点的场强一定相等. (C )场强为零处,电势也一定为零. (D )场强相等处,电势梯度矢量一定相等. 2.当一个带电导体达到静电平衡时:D (A )表面上电荷密度较大处电势较高. (B )表面曲率较大处电势较高. (C )导体内部的电势比导体表面的电势高. (D )导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零. 3. 一半径为R 的均匀带电球面,其电荷面密度为σ.该球面内、外的场强分布 为(r 表示从球心引出的矢径): ( 0 r r R 3 02εσ) =)(r E )(R r <, =)(r E )(R r >. 4.电量分别为q 1,q 2,q 3的三个点电荷分别位于同一圆周的三个点上,如图所示.设无穷远处为电势零点,圆半径为 R ,则b 点处的电势U = )22(813210q q q R ++πε 5.两个点电荷,电量分别为+q 和-3q ,相距为d ,试求: (l )在它们的连线上电场强度0=E 的点与电荷量为+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的点与电荷量为+q 的点电荷相距多远? ? ? d q +q 3-

x θ O d E ? .解:设点电荷q 所在处为坐标原点O ,X 轴沿两点电荷的连线. (l )设0=E 的点的坐标为x ′,则 0) '(43' 42 02 0=-- = i d x q i x q E πεπε 可得 0'2'222=-+d dx x 解出 d x )31(21'1+-=和 d x )13(21' 2-= 其中'1x 符合题意,'2x 不符合题意,舍去. (2)设坐标x 处 U = 0,则 ) (43400x d q x q U -- = πεπε 0]) (4[ 40 =--= x d x x d q πε 得 4/0 4d x x d ==- 6.一半径为R 的半球壳,均匀地带有电荷,电荷面密度为σ,求球心处电场强度的大小. 解答:将半球面分成由一系列不同半径的带电圆环组成,带电半球面在圆心O 点处的电场就是所有这些带电圆环在O 点的电场的叠加。 今取一半径为r ,宽度为Rd θ的带电细圆环。 带电圆环在P 点的场强为:() 3222 01 ?4qx E r a x πε= + 在本题中,cos x h R θ==,a r =

大学物理电磁学考试试题及答案

大学电磁学习题1 一.选择题(每题3分) 1、如图所示,半径为R 的均匀带电球面,总电荷为Q ,设无穷远处的电势 为零,则球内距离球心为r 的P 点处的电场强度的大小与电势为: (A) E =0,R Q U 04επ= . (B) E =0,r Q U 04επ=. (C) 204r Q E επ=,r Q U 04επ= . (D) 204r Q E επ=,R Q U 04επ=. [ ] 2、一个静止的氢离子(H +)在电场中被加速而获得的速率为一静止的氧离子(O + 2)在同一电场中且通过相同的路径被加速所获速率的: (A) 2倍. (B) 22倍. (C) 4倍. (D) 42倍. [ ] 3、在磁感强度为B 的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ,S 边线所在平面的法线方向单位矢量n 与B 的夹角为α ,则通过半球面S 的磁通量(取弯面 向外为正)为 (A) πr 2B . 、 (B) 2 πr 2B . (C) -πr 2B sin α. (D) -πr 2B cos α. [ ] 4、一个通有电流I 的导体,厚度为D ,横截面积为S ,放置在磁感强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导体的侧表面,如图所示.现测得导体上下两面电势差为V ,则此导体的 霍尔系数等于 (A) IB VDS . (B) DS IBV . (C) IBD VS . (D) BD IVS . (E) IB VD . [ ] 5、两根无限长载流直导线相互正交放置,如图所示.I 1沿y 轴的正方向,I 2沿z 轴负方向.若载流I 1的导线不能动,载流I 2的导线可以 自由运动,则载流I 2的导线开始运动的趋势就是 (A) 绕x 轴转动. (B) 沿x 方向平动. (C) 绕y 轴转动. (D) 无法判断. [ ] y z x I 1 I 2

大学物理电磁学综合复习试题

电学 一、选择题: 1.图中所示曲线表示某种球对称性静电场的场强大小E 随径向距离r 变化的关系,请指出该电场是由下列哪一种带电体产生的: A .半径为R 的均匀带电球面; B .半径为R 的均匀带电球体; C .点电荷; D .外半径为R ,内半径为R /2的均匀带电球壳体。 ( ) 2.如图所示,在坐标( a ,0 )处放置一点电荷+q ,在坐标(a ,0)处放置另一点电荷-q 。P 点是x 轴上的一点,坐标为(x ,0)。当a x >>时,该点场强的大小为: A . x q 04πε ; B . 3 0x qa πε ; C . 3 02x qa πε ; D .2 04x q πε 。 ( ) 3.在静电场中,下列说法中哪一种是正确的? A .带正电的导体,其电势一定是正值; B .等势面上各点的场强一定相等; C .场强为零处,电势也一定为零; D .场强相等处,电势梯度矢量一定相等。 ( ) 4.如图所示为一沿轴放置的无限长分段均匀带电直线,电荷线密度分别为()0<+x λ和 ()0>-x λ,则o — xy 坐标平面上P 点(o ,a ) A .0; B .a i 02πελ?; C .a i 04πελ?; D .a j i 02) (πελ??+。 ( ) -a x -Q +q P

5.如图,两无限大平行平板,其电荷面密度均为+σ,则图中三处的电场强度的大小分别为: A . 0εσ,0,0εσ; B .0,0 εσ,0; C . 02εσ,0εσ,02εσ; D . 0,0 2εσ ,0。 ( ) 6.如图示,直线MN 长为l 2,弧OCD 是以N 点为中心,l 为半径的半圆弧,N 点有点电荷+q ,M 点有点电荷-q 。今将一实验电荷+q ,从O 点 出发沿路径OCDP 移到无穷远处,设无穷远处的电势为零, 则电场力作功: A .A <0,且为有限常量; B .A >0,且为有限常量; C .A =∞; D .A =0。 ( ) 7.关于静电场中某点电势值的正负,下列说法中正确的是: A .电势值的正负取决于置于该点的实验电荷的正负; B .电势值的正负取决于电场力对实验电荷作功的正负; C .电势值的正负取决于电势零点的选取; D .电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负。 ( ) 8.一个未带电的空腔导体球壳,内半径为R ,在腔内离球心的距离为d 处(d

电磁学课后习题答案

第五章静电场 5 -9若电荷Q均匀地分布在长为L的细棒上.求证:(1) 在棒的延长线,且离棒中心为r处的电场强度为 2 2 4 π 1 L r Q ε E - = (2) 在棒的垂直平分线上,离棒为r处的电场强度为 2 2 04 π2 1 L r r Q ε E + = 若棒为无限长(即L→∞),试将结果与无限长均匀带电直线的电场强度相比较. 分析这是计算连续分布电荷的电场强度.此时棒的长度不能忽略,因而不能将棒当作点电荷处理.但带电细棒上的电荷可看作均匀分布在一维的长直线上.如图所示,在长直线上任意取一线元d x,其电荷为d q=Q d x/L,它在点P 的电场强度为 r r q ε e E 2 d π4 1 d ' = 整个带电体在点P的电场强度 ?=E E d 接着针对具体问题来处理这个矢量积分. (1) 若点P 在棒的延长线上,带电棒上各电荷元在点P的电场强度方向相同, ?=L E i E d (2) 若点P 在棒的垂直平分线上,如图(A)所示,则电场强度E沿x轴方向的分量因对称性叠加为零,因此,点P的电场强度就是 ??= = L y E α E j j E d sin d

证 (1) 延长线上一点P 的电场强度?'=L r πεE 202 ,利用几何关系 r ′=r -x 统一积分变 量,则 ()220 022 204π12/12/1π4d π41L r Q εL r L r L εQ x r L x Q εE L/-L/P -=??????+--=-=? 电场强度的方向沿x 轴. (2) 根据以上分析,中垂线上一点P 的电场强度E 的方向沿y 轴,大小为 E r εq αE L d π4d sin 2 ? '= 利用几何关系 sin α=r /r ′,2 2 x r r +=' 统一积分变量,则 () 2 2 03 /2222 2041π2d π41L r r εQ r x L x rQ εE L/-L/+= +=? 当棒长L →∞时,若棒单位长度所带电荷λ为常量,则P 点电场强度 r ελL r L Q r εE l 02 20π2 /41/π21lim = +=∞ → 此结果与无限长带电直线周围的电场强度分布相同[图(B)].这说明只要满足r 2/L 2 <<1,带电长直细棒可视为无限长带电直线. 5 -14 设匀强电场的电场强度E 与半径为R 的半球面的对称轴平行,试计算通过此半球面的电场强度通量. 分析 方法1:由电场强度通量的定义,对半球面S 求积分,即? ?=S S d s E Φ 方法2:作半径为R 的平面S ′与半球面S 一起可构成闭合曲面,由于闭合面内无电荷,由高斯定理

大学物理电磁学复习题含答案

题8-12图 8-12 两个无限大的平行平面都均匀带电,电荷的面密度分别为1σ和2σ,试求空间各处场强. 解: 如题8-12图示,两带电平面均匀带电,电荷面密度分别为1σ与2σ, 两面间, n E ? ?)(21210σσε-= 1σ面外, n E ? ?)(21210 σσε+-= 2σ面外, n E ?? )(21210 σσε+= n ? :垂直于两平面由1σ面指为2σ面. 8-13 半径为R 的均匀带电球体内的电荷体密度为ρ,若在球内挖去一块半径为r <R 的小球体,如题8-13图所示.试求:两球心O 与O '点的场强,并证明小球空腔内的电场是均匀的. 解: 将此带电体看作带正电ρ的均匀球与带电ρ-的均匀小球的组合,见题8-13图(a). (1) ρ+球在O 点产生电场010=E ? , ρ- 球在O 点产生电场'd π4π34 3 0320 OO r E ερ =? ∴ O 点电场'd 33 030OO r E ερ=?; (2) ρ+ 在O '产生电场'd π4d 34 30301OO E ερπ='? ρ-球在O '产生电场002='E ? ∴ O ' 点电场 0 03ερ= ' E ?'OO 题8-13图(a) 题8-13图(b) (3)设空腔任一点P 相对O '的位矢为r ? ',相对O 点位矢为r ? (如题8-13(b)图) 则 0 3ερr E PO ??= ,

3ερr E O P ' - ='??, ∴ 0 003'3)(3ερερερd OO r r E E E O P PO P ? ?????=='-=+=' ∴腔内场强是均匀的. 8-14 一电偶极子由q =1.0×10-6C 的两个异号点电荷组成,两电荷距离d=0.2cm ,把这电偶极子放 在1.0×105N ·C -1 的外电场中,求外电场作用于电偶极子上的最大力矩. 解: ∵ 电偶极子p ? 在外场E ?中受力矩 E p M ? ???= ∴ qlE pE M ==max 代入数字 4536max 100.2100.1102100.1---?=?????=M m N ? 8-15 两点电荷1q =1.5×10-8C ,2q =3.0×10-8C ,相距1r =42cm ,要把它们之间的距离变为2r =25cm ,需作多少功? 解: ? ? == ?=2 2 2 1 0212 021π4π4d d r r r r q q r r q q r F A εε??)11(2 1r r - 61055.6-?-=J 外力需作的功 61055.6-?-=-='A A J 题8-16图 8-16 如题8-16图所示,在A ,B 两点处放有电量分别为+q ,-q 的点电荷,AB 间距离为2R ,现将另一正试验点电荷0q 从O 点经过半圆弧移到C 点,求移动过程中电场力作的功. 解: 如题8-16图示 0π41 ε= O U 0)(=-R q R q 0π41ε= O U )3(R q R q -R q 0π6ε- = ∴ R q q U U q A o C O 00 π6)(ε= -= 8-17 如题8-17图所示的绝缘细线上均匀分布着线密度为λ的正电荷,两直导线的长度和半圆环的半径都等于R .试求环中心O 点处的场强和电势. 解: (1)由于电荷均匀分布与对称性,AB 和CD 段电荷在O 点产生的场强互相抵消,取θd d R l = 则θλd d R q =产生O 点E ? d 如图,由于对称性,O 点场强沿y 轴负方向

大学物理电磁学练习题及答案

大学物理电磁学练习题 球壳,内半径为R 。在腔内离球心的距离为d 处(d R <),固定一点电荷q +,如图所示。用导线把球壳接地后,再把地线撤 去。选无穷远处为电势零点,则球心O 处的电势为[ D ] (A) 0 (B) 04πq d ε (C) 04πq R ε- (D) 01 1 () 4πq d R ε- 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12U 、电场强度的大小E 、电场能量W 将发生如下变化:[ C ] (A) 12U 减小,E 减小,W 减小; (B) 12U 增大,E 增大,W 增大; (C) 12U 增大,E 不变,W 增大; (D) 12U 减小,E 不变,W 不变. 3.如图,在一圆形电流I 所在的平面内, 选一个同心圆形闭合回路L (A) ?=?L l B 0d ,且环路上任意一点0B = (B) ?=?L l B 0d ,且环路上 任意一点0B ≠ (C) ?≠?L l B 0d ,且环路上任意一点0B ≠ (D) ?≠?L l B 0d ,且环路上任意一点B = 常量. [ B ] 4.一个通有电流I 的导体,厚度为D ,横截面积为S ,放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导体的侧表面,如图所示。现测得导体上下两面电势差为V ,则此导体的霍尔系数等于[ C ] (A) IB V D S (B) B V S ID (C) V D IB (D) IV S B D 5.如图所示,直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中,磁场B 平行于ab 边,bc 的长度为 l 。当金属框架绕ab 边以匀角速度ω转动时,abc 回路中的感应电动势ε和a 、 c 两点间的电势差a c U U -为 [ B ] (A)2 0,a c U U B l εω=-= (B) 2 0,/2a c U U B l εω=-=- (C)22 ,/2a c B l U U B l εωω=-= (D)2 2 ,a c B l U U B l εωω=-= 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.

电磁学第二章习题答案教程文件

电磁学第二章习题答 案

习题五(第二章 静电场中的导体和电介质) 1、在带电量为Q 的金属球壳内部,放入一个带电量为q 的带电体,则金属球 壳内表面所带的电量为 - q ,外表面所带电量为 q +Q 。 2、带电量Q 的导体A 置于外半径为R 的导体 球壳B 内,则球壳外离球心r 处的电场强度大小 204/r Q E πε=,球壳的电势R Q V 04/πε=。 3、导体静电平衡的必要条件是导体内部场强为零。 4、两个带电不等的金属球,直径相等,但一个是空心,一个是实心的。现使它们互相接触,则这两个金属球上的电荷( B )。 (A)不变化 (B)平均分配 (C)空心球电量多 (D)实心球电量多 5、半径分别R 和r 的两个球导体(R >r)相距很远,今用细导线把它们连接起来,使两导体带电,电势为U 0,则两球表面的电荷面密度之比σR /σr 为 ( B ) (A) R/r (B) r/R (C) R 2/r 2 (D) 1 6、有一电荷q 及金属导体A ,且A 处在静电平衡状态,则( C ) (A)导体内E=0,q 不在导体内产生场强; (B)导体内E ≠0,q 在导体内产生场强; (C)导体内E=0,q 在导体内产生场强; (D)导体内E ≠0,q 不在导体内产生场强。 7、如图所示,一内半径为a ,外半径为b 的金属球壳,带有电量Q , 在球壳空腔内距离球心为r 处有一点电荷q ,设无限远 处为电势零点。试求: (1)球壳外表面上的电荷; (2)球心O 点处由球壳内表面上电荷产生的电势; (3)球心O 点处的总电势。

解: (1) 设球壳内、外表面电荷分别为q 1 , q 2,以O 为球心作一半径为R (a 电场中的电势分布: )111(4 ,03211b a r Q dr E dr E dr E V a r b b a a r +-= ++=

大学物理电磁学知识点总结

大学物理电磁学知识点总结 导读:就爱阅读网友为您分享以下“大学物理电磁学知识点总结”资讯,希望对您有所帮助,感谢您对的支持! 大学物理电磁学总结 一、三大定律库仑定律:在真空中,两个静止的点电荷q1 和q2 之间的静电相互作用力与这两个点电荷所带电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向沿着两个点电荷的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。 uuu r q q ur F21 = k 1 2 2 er r ur u r 高斯定理:a) 静电场:Φ e = E d S = ∫ s ∑q i i ε0

(真空中) b) 稳恒磁场:Φ m = u u r r Bd S = 0 ∫ s 环路定理:a) 静电场的环路定理:b) 安培环路定理:二、对比总结电与磁 ∫ L ur r L E dl = 0 ∫ ur r B dl = 0 ∑ I i (真空中) L 电磁学 静电场 稳恒磁场稳恒磁场

电场强度:E 磁感应强度:B 定义:B = ur ur F 定义:E = (N/C) q0 基本计算方法:1、点电荷电场强度:E = ur r u r dF (d F = Idl × B )(T) Idl sin θ 方向:沿该点处静止小磁针的N 极指向。基本计算方法:ur q ur er 4πε 0 r 2 1 r ur u Idl × e r 0 r 1、毕奥-萨伐尔定律:d B = 2 4π r 2、连续分布的电流元的磁场强度: 2、电场强度叠加原理: ur n ur 1 E = ∑ Ei = 4πε 0 i =1

r qi uu eri ∑ r2 i =1 i n r ur u r u r 0 Idl × er B = ∫dB = ∫ 4π r 2 3、安培环路定理(后面介绍) 4、通过磁通量解得(后面介绍) 3、连续分布电荷的电场强度: ur ρ dV ur E=∫ e v 4πε r 2 r 0 ur ? dS ur ur λ dl ur E=∫ er , E = ∫ e s 4πε r 2 l 4πε r 2 r 0 0 4、高斯定理(后面介绍) 5、通过电势解得(后面介绍) 几种常见的带电体的电场强度公式: 几种常见的磁感应强度公式:1、无限长直载流导线外:B = 2、圆电流圆心处:电流轴线上:B = ur 1、点电荷:E = q ur er 4πε 0 r 2 1

大学物理-电磁学部分-试卷及答案word版本

学习资料 大学物理试卷 (考试时间 120分钟 考试形式闭卷) 年级专业层次 姓名 学号 一.选择题:(共30分 每小题3分) 1.如图所示,两个“无限长”的共轴圆柱面,半径分别为R 1和R 2,其上均匀带电,沿轴线方向单位长度上的带电量分别为1λ和2λ,则在两圆柱面之间,距离轴线为r 的P 点处的场强大小E 为: (A )r 012πελ. (B )r 0212πελλ+. (C ))(2202r R -πελ. (D )) (2101R r -πελ. 2.如图所示,直线MN 长为l 2,弧OCD 是以N 点为中心,l 为半径的半圆弧,N 点有正电荷+q ,M 点有负电荷-q .今将一试验电荷+q 0从O 点出发沿路径OCDP 移到无穷远处,设无穷远处电势为零,则电场力作功 (A ) A < 0且为有限常量.(B ) A > 0且为有限常量. (C ) A =∞.(D ) A = 0. 3.一带电体可作为点电荷处理的条件是 (A )电荷必须呈球形分布. (B )带电体的线度很小. (C )带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计. (D )电量很小. 4.下列几个说法中哪一个是正确的? (A )电场中某点场强的方向,就是将点电荷放在该点所受电场力的方向. (B )在以点电荷为中心的球面上,由该点电荷所产生的场强处处相同.

学习资料 (C )场强方向可由q F E /ρρ=定出,其中q 为试探电荷的电量,q 可正、可负,F ρ 为试探 电荷所受的电场力. (D )以上说法都不正确. 5.在图(a )和(b )中各有一半径相同的圆形回路1L 、2L ,圆周内有电流1I 、2I ,其分布相同,且均在真空中,但在(b )图中2L 回路外有电流3I ,P 1、P 2为两圆形回路上的对应点,则: (A )212 1 ,d d P P L L B B l B l B =?=???ρρρρ (B )212 1 ,d d P P L L B B l B l B =?≠???ρ ρρρ (C )212 1 ,d d P P L L B B l B l B ≠?=???ρρρρ (D )212 1 ,d d P P L L B B l B l B ≠?≠???ρ ρρρ 6.电场强度为E ρ的均匀电场,E ρ 的方向与X 轴正向平行,如图所示.则通过图中一半径 为R 的半球面的电场强度通量为 (A )E R 2π.(B )E R 22 1 π. (C )E R 22π. (D )0 7.在静电场中,有关静电场的电场强度与电势之间的关系,下列说法中正确的是: (A )场强大的地方电势一定高. (B )场强相等的各点电势一定相等. (C )场强为零的点电势不一定为零. (D )场强为零的点电势必定是零. 8.正方形的两对角上,各置点电荷Q ,在其余两对角上各置电荷q ,若Q 所受合力为零,则Q 与q 的大小关系为 (A )q Q 22-=. (B )q Q 2-=. (C )q Q 4-=. (D )q Q 2-=. 9.在阴极射线管外,如图所示放置一个蹄形磁铁,则阴极射线将 (A )向下偏. (B )向上偏. (C )向纸外偏. (D )向纸内偏.

大学物理电磁学题库及答案

一、选择题:(每题3分) 1、均匀磁场的磁感强度B 垂直于半径为r 的圆面.今以该圆周为边线,作一半球面S ,则通过S 面的磁通量的大小为 (A) 2 r 2B . (B) r 2B . (C) 0. (D) 无法确定的量. [ B ] 2、在磁感强度为B 的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ,S 边线所在平面的法线方向单位矢量n 与B 的夹角为 ,则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为 (A) r 2B . (B) 2 r 2B . (C) - r 2B sin . (D) - r 2B cos . [ D ] 3、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. [ C ] 4、如图所示,电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路,汇合于b 点.若ca 、bd 都沿环的径向,则在环形分路的环心处的磁感强度 (A) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内. (B) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外. (C) 方向在环形分路所在平面,且指向b . (D) 方向在环形分路所在平面内,且指向a . (E) 为零. [ E ] 5、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 . [ D ] 6、边长为l 的正方形线圈,分别用图示两种方式通以电流I (其中ab 、cd 与正方 形共面),在这两种情况下,线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为 (A) 01 B ,02 B . (B) 01 B ,l I B 0222 . (C) l I B 0122 ,02 B . a

电磁场理论习题课

电磁场理论习题课 第二章、宏观电磁现象的基本规律 2.3、半径为R0的球面上均匀分布着电荷,总电量为Q。当球以角速度?绕某一直径(z轴)旋转时,求其表面上的面电流密度。解:面电荷密度为 ?s?Q24?R0 ?R0面电流密度为 js??s?v??s?R0sin??Q4?R02?R0sin? ?Q?sin?4?R0 ???Js0。已知导线的直径为d,导线中2.4、均匀密绕的螺旋管可等效为圆柱形面电流Js?e电流为I0,求Js0。 解:每根导线的体电流密度为 j?I04I0?(d/2)2??d2 由于导线是均匀密绕,则根据定义面电流密度为 js?jd?4I0?d 因此,等效面电流密度为 ?4I0?? js?e?d 2.6、两个带电量分别为q0和2q0的点电荷相距为d,另有一带电量为q0的点电荷位于其间,为使中间的点电荷处于平衡状态,试求其位置。当中间的点电荷带电量为?q0时,结果又如何? 解:设实验电荷q0离2q0为x,那么离q0为d?x。由库仑定律,

实验电荷受2q0的排斥力为 F1?14??2q0x2 实验电荷受q0的排斥力为 F2?1q04??(d?x)21q0 要使实验电荷保持平衡,F1?F2,那么 14??2q0x2?4??(d?x)2 即得到 1 x?22?1d?0.585d 如果实验电荷为?q0,那么平衡位置仍然为 x?22?1d?0.585d 只是这时实验电荷与q0和2q0不是排斥力,而是吸引力。 2.9、半径为R0的半球面上均匀分布着面电荷,电荷密度为?s0,试求球心处的电场强度;若同样的电荷均匀分布在半径为R0的半球内,再求球心处的电场强度。 解:面电荷密度产生的电场强度为 ??E(r)?14??0???(r?r?)?s0dS? ??S?|r?r?|3?根据面电荷分布的对称性,电场强度只沿着z方向。 2由于dS??R0sin??d??d??,那么 ???s0?zE(r)??e4??0?z ??e?02?d???0?/2sin2??d???s04?0 如果电荷均匀分布在半球内,那么体电荷密度为

电磁学试题库电磁学第二章试题(含答案)

一、填空题 1、一面积为S 、间距为d 的平行板电容器,若在其中插入厚度为2d 的导体板,则其电容为 ;答案内容:;20d S ε 2、导体静电平衡必要条件是 ,此时电荷只分布在 。 答案内容:内部电场处处为零,外表面; 3、若先把均匀介质充满平行板电容器,(极板面积为S ,极反间距为L ,板间介电常数为r ε)然后使电容器充电至电压U 。在这个过程中,电场能量的增量是 ; 答案内容:2 02U L s r εε 4、在一电中性的金属球内,挖一任意形状的空腔,腔内绝缘地放一电量为q 的点电荷,如图所示,球外离开球心为r 处的P 点的场强 ; 答案内容:r r q E e ∧=204περ; 5、 在金属球壳外距球心O 为d 处置一点电荷q ,球心O 处电势 ; 答案内容:d q 04πε; 6、如图所示,金属球壳内外半径分别为a 和b ,带电量为Q ,球壳腔内距球心O 为r 处置一电量为q 的点电荷,球心O 点的电势 。 答案内容:??? ??++-πεb q Q a q r q 0 41 7、导体静电平衡的特征是 ,必要条件是 。 答案内容:电荷宏观运动停止,内部电场处处为零; 8、判断图1、图2中的两个球形电容器是串连还是并联,图1是_________联,图2是________联。 答案内容:并联,串联; 9、在点电荷q +的电场中,放一金属导体球,球心到点电荷的距离为r ,则导体球上感应电荷在球心处产生的电场强度大小为: 。 答案内容:201 4q r πε ;

10、 一平板电容器,用电源将其充电后再与电源断开,这时电容器中储存能量为W 。然后将介电常数为ε的电介质充满整个电容器,此时电容器内存储能量为 。 答案内容:00W εε ; 11、半径分别为R 及r 的两个球形导体(R >r ),用一根很长的细导线将它们连接起来,使二个导体带电,电势为u ,则二球表面电荷面密度比/R r σσ= 。 答案内容:/r R ; 12、一带电量 为Q 的半径为r A 的金属球A ,放置在内外半径各为r B 和r C 的金属球壳B 内。A 、B 间为真空,B 外为真空,若用导线把A 、B 接通后,则A 球电位 (无限远处u=0)。 答案内容:()0/4c Q r πε ; 13、一平行板电容器的电容为C ,若将它接在电压为U 的恒压源上,其板间电场强度为E ,现不断开电源而将两极板的距离拉大一倍,则其电容为______,板间电场强度为_____。 答案内容: 21C , 21E 。 14、一平行板电容器的电容为C ,若将它接在电压为U 的恒压源上,其板间电场强度为E ,现断开电源后,将两极板的距离拉大一倍,则其电容为________,板间电场强度为_____。 答案内容: 21C , E 不变 二、单选择题 1、将一带电量为Q 的金属小球靠近一个不带电的金属导体时,则有( ) (A )金属导体因静电感应带电,总电量为-Q ; (B )金属导体因感应带电,靠近小球的一端带-Q ,远端带+Q ; (C )金属导体两端带等量异号电荷,且电量q

电磁学第二章习题答案word精品

习题五(第二章静电场中的导体和电介质) 1、在带电量为Q的金属球壳内部,放入一个带电量为q的带电体,则金属球壳内表面所带的电量为- q,外表面所带电量为q+ Q 2、带电量Q的导体A置于外半径为R的导体 球壳B内,则球壳外离球心r处的电场强度大小

E =Q/4「:;o r 1 2 3 4 5,球壳的电势 V = Q/4 o R 。 3、 导体静电平衡的必要条件是 导体内部场强为零。 4、两个带电不等的金属球,直径相等,但一个是空心,一个是实心的。现使它 们互相接触,则这两个金属球上的电荷(B )。 (A)不变化 (B)平均分配 (C)空心球电量多(D)实心球电量多 5、 半径分别R 和r 的两个球导体(R >r)相距很远,今用细导线把它们连接起来, 使两导体带电,电势为U o ,则两球表面的电荷面密度之比 CR / r 为(B ) 2 2 (A) R/r (B) r/R (C) R /r (D) 1 6、 有一电荷q 及金属导体A ,且A 处在静电平衡状态,则(C) (A) 导体内E=0,q 不在导体内产生场强; (B) 导体内E 工0,q 在导体内产生场强; (C)导体内E=0,q 在导体内产生场强; (D)导体内E M 0,q 不在导体内产生场强 7、如图所示,一内半径为a ,外半径为b 的金属球壳,带有电量 Q , 在球壳空腔内距离球心为r 处有一点电荷q ,设无限远 处为电势零点。试求: (1)球壳外表面上的电荷; 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:(1)设球壳内、外表面电荷分别为 qi , q,以O 为球心作一半径为R(avRvb) 的高斯球面S,由高斯定理..E ?dS = qL ~q ,根据导体静电平衡条件 a r

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