《电磁场理论与电磁波》课后思考题

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谢处方《电磁场与电磁波》(第4版)课后习题-第3章 静态电磁场及其边值问题的解【圣才出品】

谢处方《电磁场与电磁波》(第4版)课后习题-第3章 静态电磁场及其边值问题的解【圣才出品】

第3章 静态电磁场及其边值问题的解(一)思考题3.1 电位是如何定义的?中的负号的意义是什么?答:由静电场基本方程▽×E=0和矢量恒等式可知,电场强度E 可表示为标量函数φ的梯度,即式中的标量函数φ称为静电场的电位函数,简称电位;式中负号表示场强方向与该点电位梯度的方向相反。

3.2“如果空间某一点的电位为零,则该点的电场强度也为零”,这种说法正确吗?为什么?答:不正确。

因为电场强度大小是该点电位的变化率。

3.3“如果空间某一点的电场强度为零,则该点的电位为零”,这种说法正确吗?为什么?答:不正确。

此时该点电位可能是任一个不为零的常数。

3.4 求解电位函数的泊松方程或拉普拉斯方程时,边界条件有何意义?答:边界条件起到给方程定解的作用。

3.5 电容是如何定义的?写出计算电容的基本步骤。

答:两导体系统的电容为任一导体上的总电荷与两导体之间的电位差之比,即其基本计算步骤:①根据导体的几何形状,选取合适坐标系;②假定两导体上分别带电荷+q和-q;③根据假定电荷求出E;④由求得电位差;⑤求出比值3.6 多导体系统的部分电容是如何定义的?试以考虑地面影响时的平行双导线为例,说明部分电容与等效电容的含义。

答:多导体系统的部分电容是指多导体系统中一个导体在其余导体的影响下,与另一个导体构成的电容。

计及大地影响的平行双线传输线,如图3-1-1所示,它有三个部分电容C11、C12和C22,导线1、2间的等效电容为;导线1和大地间的等效电容为;导线2和大地间的等效电容为图3-1-13.7 计算静电场能量的公式和之间有何联系?在什么条件下二者是一致的?答:表示连续分布电荷系统的静电能量计算公式,虽然只有ρ≠0的区域才对积分有贡献,但不能认为静电场能量只存在于有电荷区域,它只适用静电场。

表示静电场能量存在于整个电场区域,所有E≠0区域对积分都有贡献,既适用于静电场,也用于时变电磁场,当电荷分布在有限区域内,闭合面S无限扩大时,有限区内的电荷可近似为点电荷时,二者是一致的。

电磁场与电磁波第四版课后思考题答案第四版全谢处方饶克谨高等教育出版社

电磁场与电磁波第四版课后思考题答案第四版全谢处方饶克谨高等教育出版社

电磁场与电磁波第四版课后思考题答案第四版全谢处方饶克谨高等教育出版社2.1点电荷的严格定义是什么?点电荷是电荷分布的一种极限情况,可将它看做一个体积很小而电荷密度很的带电小球的极限。

当带电体的尺寸远小于观察点至带电体的距离时,带电体的形状及其在的电荷分布已无关紧要。

就可将带电体所带电荷看成集中在带电体的中心上。

即将带电体抽离为一个几何点模型,称为点电荷。

2.2研究宏观电磁场时,常用到哪几种电荷的分布模型?有哪几种电流分布模型?他们是如何定义的?常用的电荷分布模型有体电荷、面电荷、线电荷和点电荷;常用的电流分布模型有体电流模型、面电流模型和线电流模型,他们是根据电荷和电流的密度分布来定义的。

2,3点电荷的电场强度随距离变化的规律是什么?电偶极子的电场强度又如何呢?点电荷的电场强度与距离r的平方成反比;电偶极子的电场强度与距离r的立方成反比。

E/和E0所表征的静电场特性2.4简述/表明空间任意一点电场强度的散度与该处的电荷密度有关,静电荷是静电场的通量源。

E0表明静电场是无旋场。

E2.5表述高斯定律,并说明在什么条件下可应用高斯定律求解给定电荷分布的电场强度。

高斯定律:通过一个任意闭合曲面的电通量等于该面所包围的所有电量的代数和除以与闭合面外的电荷无1关,即ES在电场(电荷)分布具有某些对称性时,可应用高斯定律求解给定电荷分ddVS0V布的电场强度。

2.6简述BB0表明穿过任意闭合面的磁感应强度的通量等于0,磁力线是无关尾的闭合线,J表明恒定磁场是有旋场,恒定电流是产生恒定磁场的漩涡源B00和BJ0所表征的静电场特性。

2.7表述安培环路定理,并说明在什么条件下可用该定律求解给定的电流分布的磁感应强度。

安培环路定理:磁感应强度沿任何闭合回路的线积分等于穿过这个环路所有电流的代数和倍,即B0I如果电路分布存在某种对称性,则可用该定理求解给定电流分布的磁感应强度。

dl2.8简述电场与电介质相互作用后发生的现象。

电磁场与电磁波第四版谢处方版思考题目答案

电磁场与电磁波第四版谢处方版思考题目答案

一:1.7什么是矢量场的通量?通量的值为正,负或0分别表示什么意义?矢量场F穿出闭合曲面S的通量为:当大于0时,表示穿出闭合曲面S的通量多于进入的通量,此时闭合曲面S内必有发出矢量线的源,称为正通量源。

当小于0时,小于有汇集矢量线的源,称为负通量源。

当等于0时等于、闭合曲面内正通量源和负通量源的代数和为0,或闭合面内无通量源。

1.8什么是散度定理?它的意义是什么?矢量分析中的一个重要定理:称为散度定理。

意义:矢量场F的散度在体积V上的体积分等于矢量场F在限定该体积的闭合积分,是矢量的散度的体积与该矢量的闭合曲面积分之间的一个变换关系。

1.9什么是矢量场的环流?环流的值为正,负,或0分别表示什么意义?矢量场F沿场中的一条闭合回路C的曲线积分,称为矢量场F沿的环流。

大于0或小于0,表示场中产生该矢量的源,常称为旋涡源。

等于0,表示场中没有产生该矢量场的源。

1.10什么是斯托克斯定理?它的意义是什么?该定理能用于闭合曲面吗?在矢量场F所在的空间中,对于任一以曲面C为周界的曲面S,存在如下重要关系这就是是斯托克斯定理矢量场的旋度在曲面S上的面积分等于矢量场F在限定曲面的闭合曲面积分,是矢量旋度的曲面积分与该矢量沿闭合曲面积分之间的一个变换关系。

能用于闭合曲面.1,11 如果矢量场F能够表示为一个矢量函数的旋度,这个矢量场具有什么特性?=0,即F为无散场。

1.12如果矢量场F能够表示为一个标量函数的旋度,这个矢量场具有什么特性?=0即为无旋场1.13 只有直矢量线的矢量场一定是无旋场,这种说法对吗?为什么?不对。

电力线可弯,但无旋。

1.14 无旋场与无散场的区别是什么?无旋场F的旋度处处为0,即,它是有散度源所产生的,它总可以表示矢量场的梯度,即 =0无散场的散度处处为0,即,它是有旋涡源所产生的,它总可以表示为某一个旋涡,即。

二章:2.1点电荷的严格定义是什么?点电荷是电荷分布的一种极限情况,可将它看做一个体积很小而电荷密度很大的带电小球的极限。

电磁场与电磁波思考题

电磁场与电磁波思考题

思考与练习一1.证明矢量3ˆ2ˆˆz y x e e e−+=A 和z y x e e e ˆˆˆ++=B 相互垂直。

2. 已知矢量 1.55.8z y e ˆe ˆ+=A 和4936z y e ˆ.e ˆ+−=B ,求两矢量的夹角。

3. 如果0=++z z y y x x B A B A B A ,证明矢量A 和B 处处垂直。

4. 导出正交曲线坐标系中相邻两点弧长的一般表达式。

5.根据算符∇的与矢量性,推导下列公式:()()()()B A B A A B A B B A ∇⋅+×∇×+∇⋅+×∇×=⋅∇)(()()A A A A A 2∇⋅−∇=×∇×21 []H E E H H E ×∇⋅−×∇⋅=×⋅∇6.设u 是空间坐标z ,y ,x 的函数,证明:u du df u f ∇=∇)(, ()du d u u A A ⋅∇=⋅∇, ()du d u u A A ×∇=×∇,()[]0=×∇⋅∇z ,y ,x A 。

7.设222)()()(z z y y x x R ′−+′−+′−=′−=r r 为源点x ′到场点x 的距离,R 的方向规定为从源点指向场点。

证明下列结果,R R R R =∇′−=∇, 311R R R R−=∇′−=∇,03=×∇R R ,033=⋅∇′−=⋅∇RR R R )0(≠R (最后一式在0=R 点不成立)。

8. 求[])sin(0r k E ⋅⋅∇及[])sin(0r k E ⋅×∇,其中0E a ,为常矢量。

9. 应用高斯定理证明 ∫∫×=×∇v sd dV f s f ,应用斯克斯(Stokes )定理证明∫∫=∇×s Ldl dS ϕϕ。

10.证明Gauss 积分公式[]∫∫∫∫∫∇+∇⋅∇=⋅∇s Vdv d ψφψφψφ2s 。

电磁场与电磁波课后习题及答案七章习题解答

电磁场与电磁波课后习题及答案七章习题解答

《电磁场与电磁波》习题解答 第七章 正弦电磁波7.1 求证在无界理想介质内沿任意方向e n (e n 为单位矢量)传播的平面波可写成j()e n r t m βω⋅-=e E E 。

解 E m 为常矢量。

在直角坐标中cos cos cos n x y z x y z x y zαβγ=++=++e e e e r e e e故(cos cos cos )()cos cos cos n x y z x y z x y z x y z αβγαβγ⋅=++⋅++=++e r e e e e e e则j()[(cos cos cos )]22222[(cos cos cos )]2e ()()n r t j x y z t m m x x y y z zj x y z t m e j e j βωβαβγωβαβγωββ⋅-++-++-==∇=∇+∇+∇==e E E E E e E e E e E E E而22j[(cos cos cos )]222{e }x y z t m t t βαβγωω++-∂∂==-∂∂E E E故222222()(0j j t μεβμεωμεω∂∇-=+=+=∂EE E E E E 可见,已知的()n j e r t m e βω⋅-=E E 满足波动方程2220t με∂∇-=∂EE故E 表示沿e n 方向传播的平面波。

7.2 试证明:任何椭圆极化波均可分解为两个旋向相反的圆极化波。

解 表征沿+z 方向传播的椭圆极化波的电场可表示为12()j z x x y y E jE e β-=+=+E e e E E式中取121[()()]21[()()]2j zx x y y x y j zx x y y x y E E j E E e E E j E E e ββ--=+++=---E e e E e e显然,E 1和E 2分别表示沿+z 方向传播的左旋圆极化波和右旋圆极化波。

电磁场与电磁波第四版课后思考题答案

电磁场与电磁波第四版课后思考题答案

点电荷的严格定义是什么点电荷是电荷分布的一种极限情况,可将它看做一个体积很小而电荷密度很的带电小球的极限。

当带电体的尺寸远小于观察点至带电体的距离时,带电体的形状及其在的电荷分布已无关紧要。

就可将带电体所带电荷看成集中在带电体的中心上。

即将带电体抽离为一个几何点模型,称为点电荷。

研究宏观电磁场时,常用到哪几种电荷的分布模型有哪几种电流分布模型他们是如何定义的常用的电荷分布模型有体电荷、面电荷、线电荷和点电荷;常用的电流分布模型有体电流模型、面电流模型和线电流模型,他们是根据电荷和电流的密度分布来定义的。

2,3点电荷的电场强度随距离变化的规律是什么电偶极子的电场强度又如何呢 点电荷的电场强度与距离r 的平方成反比;电偶极子的电场强度与距离r 的立方成反比。

简述和所表征的静电场特性表明静电场是无旋场。

表述高斯定律,并说明在什么条件下可应用高斯定律求解给定电荷分布的电场强度。

高斯定律:通过一个任意闭合曲面的电通量等于该面所包围的所有电量的代数和除以 与闭合面外的电荷无关,即 在电场(电荷)分布具有某些对称性时,可应用高斯定律求解给定电荷分布的电场强度。

简述和所表征的静电场特性。

表明恒定磁场是有旋场,恒定电流是产生恒定磁场的漩涡源表述安培环路定理,并说明在什么条件下可用该定律求解给定的电流分布的磁感应强度。

安培环路定理:磁感应强度沿任何闭合回路的线积分等于穿过这个环路所有电流的代数和 倍,即 如果电路分布存在某种对称性,则可用该定理求解给定电流分布的磁感应强度。

简述电场与电介质相互作用后发生的现象。

在电场的作用下出现电介质的极化现象,而极化电荷又产生附加电场 极化强度的如何定义的极化电荷密度与极化强度又什么关系ερ/=•∇E=⨯∇E ερ/=•∇E=⨯∇E VSε00=⋅∇B JB0μ=⨯∇0=⋅∇B J B0μ=⨯∇μC单位体积的点偶极矩的矢量和称为极化强度,P 与极化电荷密度的关系为 极化强度P 与极化电荷面的密度电位移矢量是如何定义的在国际单位制中它的单位是什么电位移矢量定义为 其单位是库伦/平方米 (C/m 2)简述磁场与磁介质相互作用的物理现象在磁场与磁介质相互作用时,外磁场使磁介质中的分子磁矩沿外磁中的磁感应强度B 可看做真空中传导电流产生的磁感应强度B 0 和磁化电流产生的磁感应强度B ’ 的叠加,即磁化强度是如何定义的磁化电流密度与磁化强度又什么关系 单位体积内分子磁矩的矢量和称为磁化强度;磁化电流体密度与磁化强度: 磁化电流面密度与磁化强度:磁场强度是如何定义的在国际单位制中它的单位是什么磁场强度定义为: 国际单位之中,单位是安培/米(A/m)2,14 你理解均匀媒质与非均匀媒质,线性媒质与非线性媒质,各向同性与各向异性媒质的含义么 均匀媒质是指介电常数 或磁介质磁导率 处处相等,不是空间坐标的函数。

电磁场与电磁波第三版课后答案

电磁场与电磁波第三版课后答案

电磁场与电磁波第三版课后答案本文是对《电磁场与电磁波》第三版的课后习题答案的整理与解答。

本书是电磁场与电磁波领域的经典教材,其中的习题对于巩固和加深对电磁场与电磁波知识的理解非常重要。

以下是本文对第三版的习题答案的详细解析。

第一章电磁场基本概念1.1 电磁场基本概念习题答案:1.电磁场的基本概念是指在空间中存在着电场和磁场,它们相互作用产生相互关联的现象;它们是由带电粒子的运动而产生的,是物理学的基本概念之一。

2.宏观电荷位移是指电荷在物体内部的移动;它的存在使得物体表面或其周围的电场产生变化,从而产生an内部电磁场。

3.电磁场的基本方程是麦克斯韦方程组,由四个方程组成:高斯定律、法拉第电磁感应定律、法拉第电磁感应定律的积分形式和安培环路定律。

1.2 矢量分析习题答案:1.根据题目所给的向量,求两个向量的点乘积:$\\vec{A}\\cdot\\vec{B}=A_{x}B_{x}+A_{y}B_{y}+A_{z}B_{ z}$2.根据题目所给的向量,求两个向量的叉乘积:$\\vec{A}\\times\\vec{B}=(A_{y}B_{z}-A_{z}B_{y})\\hat{i}+(A_{z}B_{x}-A_{x}B_{z})\\hat{j}+(A_{x}B_{y}-A_{y}B_{x})\\hat{k}$3.定义标量和矢量场,然后利用高斯定理得出结论。

1.3 电场与静电场习题答案:1.静电场是指电场的源是静止电荷,不会随时间变化,不产生磁场。

2.在静电场中,高斯定律表示为:$\ abla \\cdot\\vec{E} = \\frac{1}{\\varepsilon_0}\\rho$,其中$\ abla\\cdot \\vec{E}$表示电场的散度,$\\varepsilon_0$表示真空介电常数,$\\rho$表示电荷密度。

3.电场的位移矢量$\\vec{D}$定义为$\\vec{D} =\\varepsilon_0 \\vec{E} + \\vec{P}$,其中$\\varepsilon_0$表示真空介电常数,$\\vec{E}$表示电场强度,$\\vec{P}$表示极化强度。

电磁场与电磁波思考题(PDF)

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思考与练习一1.证明矢量3ˆ2ˆˆz y x e e e−+=A 和z y x e e e ˆˆˆ++=B 相互垂直。

2. 已知矢量 1.55.8z y e ˆe ˆ+=A 和4936z y e ˆ.e ˆ+−=B ,求两矢量的夹角。

3. 如果0=++z z y y x x B A B A B A ,证明矢量A 和B 处处垂直。

4. 导出正交曲线坐标系中相邻两点弧长的一般表达式。

5.根据算符∇的与矢量性,推导下列公式:()()()()B A B A A B A B B A ∇⋅+×∇×+∇⋅+×∇×=⋅∇)(()()A A A A A 2∇⋅−∇=×∇×21 []H E E H H E ×∇⋅−×∇⋅=×⋅∇6.设u 是空间坐标z ,y ,x 的函数,证明:u du df u f ∇=∇)(, ()du d u u A A ⋅∇=⋅∇, ()du d u u A A ×∇=×∇,()[]0=×∇⋅∇z ,y ,x A 。

7.设222)()()(z z y y x x R ′−+′−+′−=′−=r r 为源点x ′到场点x 的距离,R 的方向规定为从源点指向场点。

证明下列结果,R R R R =∇′−=∇, 311R R R R−=∇′−=∇,03=×∇R R ,033=⋅∇′−=⋅∇RR R R )0(≠R (最后一式在0=R 点不成立)。

8. 求[])sin(0r k E ⋅⋅∇及[])sin(0r k E ⋅×∇,其中0E a ,为常矢量。

9. 应用高斯定理证明 ∫∫×=×∇v sd dV f s f ,应用斯克斯(Stokes )定理证明∫∫=∇×s Ldl dS ϕϕ。

10.证明Gauss 积分公式[]∫∫∫∫∫∇+∇⋅∇=⋅∇s Vdv d ψφψφψφ2s 。

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《电磁场理论与电磁波》课后思考题第一章 P301.1 如果u r u r u r u v g gA B =A C ,是否意味着ur u v B =C ?为什么? 答:否。

1.2 如果⨯⨯u r u r u r u v A B =A C ,是否意味着ur u v B =C ?为什么?答:否。

1.3 两个矢量的点积能是负的吗?如果是,必须是什么情况?答:能。

当两个矢量的夹角θ满足(,]2πθπ∈时。

1.4 什么是单位矢量?什么是常矢量?单位矢量是否是常矢量?答:单位矢量:模为1的矢量;常矢量:大小和方向均不变的矢量(零矢量可以看做是特殊的常矢量); 单位矢量不一定是常矢量。

例如,直角坐标系中,坐标单位矢量,,x y z e e e r r r都是常矢量;圆柱坐标系中,坐标单位矢量,ρφe e r r 不是常矢量,z e r是常矢量;球坐标系中,坐标单位矢量,,r θφe e e r r r都不是常矢量。

1.5 在圆柱坐标系中,矢量ρφz a b c =++u r r r r A e e e ,其中a 、b 、c 为常数,则u rA 能是常矢量吗?为什么?答:否。

因为坐标单位矢量,ρφe e r r的方向随空间坐标变化,不是常矢量。

1.6 在球坐标系中,矢量cos sin r θa θa θ=-u r r r A e e ,其中a 为常数,则u rA 能是常矢量吗?为什么?答:是。

对cos sin r θa θa θ=-u r r rA e e 转换为直角坐标系的表示形式,化简可得22(cos sin )z z a θθe ae ==+=u r r r L A 。

1.7 什么是矢量场的通量?通量的值为正、负或0分别表示什么意义?答:通量的概念:d d d n SSψψF S F e S ==⋅=⋅⎰⎰⎰r r r r(曲面S 不是闭合)d d n SSF S F e S =⋅=⋅⎰⎰rr r r蜒ψ(曲面S 是闭合)1.8 什么是散度定理?它的意义是什么?答:散度定理:d d SVF S F V ⋅=∇⋅⎰⎰r r rÑ意义:面积表示的通量=体积表示的通量1.9 什么是矢量场的环流?环流的值为正、负或0分别表示什么意义?答:环流的概念:Γ(,,)d CF x y z l =⋅⎰r rÑ环流的值为正、负或0分别表示闭合曲线C 内有正旋涡源、负旋涡源和无旋涡源。

1.10什么是斯托克斯定理?它的意义是什么?斯托克斯定理能用于闭合曲面吗?答:斯托克斯定理:d d CSF l F S ⋅=∇⨯⋅⎰⎰r r r r Ñ,其中S 由闭合曲线C 围成。

意义:曲线表示的环流=面积表示环流1.11 如果矢量场u u rF 能够表示为一个矢量函数的旋度,这个矢量场具有什么特性?答:有0∇=u u r g F ,即矢量场u u rF 是无散场。

1.12 如果矢量场u u rF 能够表示为一个标量函数的梯度,这个矢量场具有什么特性?答:有0F ∇⨯=u u r ,即矢量场u u rF 是无旋场。

1.13只有直矢量线的矢量场一定是无旋场,这种说法对吗?为什么?答:不对。

只要构成闭合矢量线就有旋。

1.14无旋场和无散场的区别是什么?答:无旋场是梯度场,对应标量位;无散场是旋度场,对应矢量位。

1.15什么是源点?什么是场点?什么是位置矢量?答:如图所示,O 点为源点,P 点为场点,r OP =u u ur r 为位置矢量,简称位矢。

第二章 电磁场的基本规律P83点电荷的严格定义是什么?答:点电荷是电荷分布的一种极限情况,可将它看做一个体积很小而电荷密度很的带电小球的极限。

当带电体的尺寸远小于观察点至带电体的距离时,带电体的形状及其在的电荷分布已无关紧要。

就可将带电体所带电荷看成集中在带电体的中心上。

即将带电体抽离为一个几何点模型,称为点电荷。

0,()(),r r ρr q δr r q r r '≠⎧'=-=⎨'=⎩r r r r rr r研究宏观电磁场时,常用到哪几种电荷的分布模型?有哪几种电流分布模型?他们是如何定义的?答:(1)常用的电荷分布模型有:体电荷,面电荷,线电荷和点电荷。

(2)常用的电流分布模型有体电流模型,面电流模型和线电流模型。

(3)他们是根据电荷和电流的密度分布来定义的:体电荷:V r q V r q r V d )(d )(lim )(0ρρρ=∆∆=→∆ρ,面电荷:Sr q S r q r S S d )(d )(lim )(0ρρρ=∆∆=→∆ρ 线电荷:l r q l r q r l l d )(d )()(lim 0ρρρ=∆∆=→∆ρ,点电荷:体电流:0d limd n n S i i Je e S S ∆→∆==∆rrr ,面电流:0d lim d S t t l i i J e e l l∆→∆==∆r rr ,线电流:Idl r2,3点电荷的电场强度随距离变化的规律是什么?电偶极子的电场强度又如何呢?答:(1)点电荷的电场强度与距离r 的二次方成反比:'3'0()()4q r r E r r r-=-r rrr r πε (2)电偶极子的电场强度:()5330013()()2cos sin 44r p r r p P E r e e r r r⎡⎤=-=+⎢⎥⎣⎦r r r r r g r r rθθθπεπε,其中p ql =r r为电偶极距。

简述0()()r E r ∇=r r r g ρε和()0E r ∇⨯=r r 所表征的静电场特性。

答:(1)0()()r E r ∇=r r r g ρε表明空间任意一点电场强度的散度与该处的电荷密度有关,静电荷是静电场的通量源,且()>0r r ρ时为发散源,()<0r rρ时为汇聚源。

(2)()0E r ∇⨯=r r表明静电场是无旋场。

表述高斯定律,并说明在什么条件下可应用高斯定律求解给定电荷分布的电场强度。

0,()(),r r ρr q δr r q r r '≠⎧'=-=⎨'=⎩r r r r r r r答:(1)高斯定律:通过一个任意闭合曲面的电通量等于该面所包围的所有电量的代数和除以0ε,与闭合面外的电荷无关,即⎰⎰=⋅VSV r S r E )d (1d )(0ρρρρρε。

(2)适用范围:在电场(电荷)分布具有某些对称性时,可应用高斯定律求解给定电荷分布的电场强度。

简述()0B r ∇=r r g 和)()(0r J r B ρρρϖμ=⨯∇所表征的静磁场特性答:(1)()0B r ∇=r r g 表明穿过任意闭合面的磁感应强度的通量等于0,磁力线是无关尾的闭合线,磁场是一个无通量源的矢量场;(2))()(0r J r B ρρρϖμ=⨯∇表明恒定磁场是有旋场,恒定电流)(r J ρρ是产生恒定磁场的漩涡源。

表述安培环路定理,并说明在什么条件下可用该定律求解给定的电流分布的磁感应强度。

答:(1)安培环路定理:磁感应强度沿任何闭合回路的线积分等于穿过这个环路所有电流的代数和的0μ倍,即I S r J l r B SC00d )(d )(μμ=⋅=⋅⎰⎰ρρρρρρ.(2)适用范围:如果电路分布存在某种对称性,则可用该定理求解给定电流分布的磁感应强度。

简述电场与电介质相互作用后发生的现象。

答:课本P50-51.在外电场的作用下,无极分子中的正电荷沿电场方向移动,负电荷逆电场方向移动,导致正负电荷中心不再重合,形成许多排列方向与外电场大体一致的电偶极子,它们对外产生的电场不再为0.对于有极分子,它的每个电偶极子在外电场的作用下要产生转动,最终使每个电偶极子的排列方向大体与外电场方向一致它们对外产生的电场娿不再为0.这种电介质中束缚电荷在外电场作用下发生位移的现象,称为电介质的极化,束缚电荷也称为极化电荷。

电介质极化的结果是电介质内部出现许许多多顺着外电场方向排列的电偶极子,这些电偶极子产生的电场将改变原来的电场分布。

也就是说,电介质对电场的影响可归结为极化电荷产生的附加电场的影响。

因此,电介质内的电场强度E r可视为自由电荷产生的外电场0E r 与极化电荷产生的附加电场'E r 的叠加,即'0E E E =+r r r .极化强度的如何定义的?极化电荷密度与极化强度又什么关系?答:(1)单位体积的电偶极距的矢量和称为极化强度:0limiV pP np V→==∑rrr ∆∆(其中p ql=r r为分子的平均电偶极矩)。

(2)它与极化电荷密度的关系为:P P ρ⋅-∇=ρ极化强度P 与极化电荷面的密度:SP n P e =r rg ρ电位移矢量是如何定义的?其单位制中它的单位是什么?答:(1)电位移矢量定义为:P E D ρρρ+=0ε,或⎰⎰=⋅VSV S D d d ρρρ(2)其单位是库伦/平方米(C/㎡). 简述磁场与磁介质相互作用的物理现象 答:课本P56.磁介质与磁场的相互作用表现在两个方面:(1)在磁场与磁介质相互作用时,外磁场使磁介质中的分子磁矩沿外磁场取向,磁介质被磁化;(2)被磁化的介质要产生附加磁场,从而使原来的磁场分布发生变化。

因此,磁介质中的磁感应强度B u r可看做真空中传导电流产生的磁感应强度0B u u r 和磁化电流产生的磁感应强度'B u u r 的叠加,即'0B B B =+u u r u r u u r .磁化强度是如何定义的?磁化电流密度与磁化强度有什么关系?答:(1)单位体积内分子磁矩的矢量和称为磁化强度,0limmm V p M np V→==∑rrr ∆∆(2)磁化电流体密度与磁化强度:M J M =∇⨯r r磁化电流面密度与磁化强度:SM n J M e =⨯r r r磁场强度是如何定义的?在国际单位制中它的单位是什么?答:(1)磁场强度定义为:M B H ρρρ-=0μ(2)国际单位之中,单位是:安培/米(A/m )2,14 你理解均匀媒质与非均匀媒质,线性媒质与非线性媒质,各向同性与各向异性媒质的含义么?答:均匀媒质是指介电常数ε或磁介质磁导率μ处处相等,不是空间坐标的函数。

非均匀媒质是指介电常数ε或磁介质磁导率μ是空间坐标的标量函数。

线性媒质是ε与E 的方向无关,是标量D 和E 的方向相同。

各向异性媒质是指D 和E 的方向不同,介电常数ε是一个张量。

什么是时变电磁场?答:0D t ∂≠∂u r ,0Bt∂≠∂u r ,即随时间变化的电荷和电流产生的电场和磁场也随时间变化,而且电场和磁场相互关联,密不可分,时变的电场产生磁场,时变的磁场产生电场,统称为时变电磁场。

试从产生的原因,存在的区域以及引起的效应等方面比较传导电流和位移电流。

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