电磁学期末复习
期末复习 电磁学部分(选择和填空)
物理复习 ：电磁学部分 （附解）一、选择题1. 一均匀带电球面，电荷面密度为σ，球面内电场强度处处为零，球面上面元d S 带有σ d S 的电荷，该电荷在球面内各点产生的电场强度(A) 处处为零． (B) 不一定都为零．(C) 处处不为零． (D) 无法判定 ． ［ ］2. 在边长为a 的正方体中心处放置一电荷为Q 的点电荷，则正方体顶角处的电场强度的大小为：(A) 2012a Q επ． (B) 206aQ επ． (C) 203a Q επ． (D) 20a Q επ． ［ ］ 3. 一电场强度为E 的均匀电场，E 的方向与沿x 轴正向，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) πR 2E ． (B) πR 2E / 2．(C) 2πR 2E ．(D) 0． ［ ］4. 有一边长为a 的正方形平面，在其中垂线上距中心O 点a /2处，有一电荷为q的正点电荷，如图所示，则通过该平面的电场强度通量为 (A) 03εq ．(B) 04επq (C) 03επq． (D) 06εq ［ ］ 5. 半径为R 的均匀带电球面的静电场中各点的电场强度的大小E 与距球心的距离r 之间的关系曲线为：［ ］ 6. 静电场中某点电势的数值等于(A)试验电荷q 0置于该点时具有的电势能．(B)单位试验电荷置于该点时具有的电势能．(C)单位正电荷置于该点时具有的电势能．(B) 把单位正电荷从该点移到电势零点外力所作的功［ ］7. 在点电荷+q 的电场中，若取图中P 点处为电势零点 ，则M 点的电势为 (A) a q 04επ． (B) a q 08επ． q E O r (D) E ∝1/r 2(C) a q 04επ-． (D) aq 08επ-． ［ ］ 8. 如图所示，边长为l 的正方形，在其四个顶点上各放有等量的点电荷．若正方形中心O 处的场强值和电势值都等于零，则：(A) 顶点a 、b 、c 、d 处都是正电荷．(B) 顶点a 、b 处是正电荷，c 、d 处是负电荷．(C) 顶点a 、c 处是正电荷，b 、d 处是负电荷．(D) 顶点a、b 、c 、d 处都是负电荷． ［］9. 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，RQ U 04επ=． (C) 204r Q E επ=，rQ U 04επ= ． (D) 204r Q E επ=，R Q U 04επ=． ［ ］ 10. 图中实线为某电场中的电场线，虚线表示等势（位）面，由图可看出： (A) E A ＞E B ＞E C ，U A ＞U B ＞U C ．(B) E A ＜E B ＜E C ，U A ＜U B ＜U C ．(C) E A ＞E B ＞E C ，U A ＜U B ＜U C ．(D) E A ＜E B ＜E C ，U A ＞U B ＞U C ． ［ ］11. 一带正电荷的物体M ，靠近一原不带电的金属导体N ，N 的左端感生出负电荷，右端感生出正电荷．若将N 的左端接地，如图所示，则(A) N 上有负电荷入地．(B) N 上有正电荷入地．(C ) N 上的电荷不动．(D) N 上所有电荷都入地． ［ ］12. 图示一均匀带电球体，总电荷为+Q ，其外部同心地罩一内、外半径分别为r 1、r 2的金属球壳．设无穷远处为电势零点，则在球壳内半径为r 的P 点处的场强和电势为： (A) 204r Q E επ=，rQ U 04επ=． (B) 0=E ，104r Q U επ=． (C) 0=E ，rQ U 04επ=． 13.两个半径相同的金属球，一为空心，一为实心，把两者各自孤立时的电容值加以比较，则(A) 空心球电容值大． (B) 实心球电容值大． b a(C) 两球电容值相等． (D) 大小关系无法确定． ［ ］(D) 0=E ，204r Q U επ=． ［ ］ 14. 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间距离拉大，则两极板间的电势差U 12、电场强度的大小E 、电场能量W 将发生如下变化：(A) U 12减小，E 减小，W 减小．(B) U 12增大，E 增大，W 增大．(C) U 12增大，E 不变，W 增大．(D) U 12减小，E 不变，W 不变． ［ ］15. 真空中有“孤立的”均匀带电球体和一均匀带电球面，如果它们的半径和所带的电荷都相等．则它们的静电能之间的关系是(A) 球体的静电能等于球面的静电能．(B) 球体的静电能大于球面的静电能．(C) 球体的静电能小于球面的静电能．(D) 球体内的静电能大于球面内的静电能，球体外的静电能小于球面外的静电能． ［ ］16. 如图，边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电荷均为q 的点电荷．此正方形以角速度ω 绕AC 轴旋转时，在中心O 点产生的磁感强度大小为B 1；此正方形同样以角速度ω 绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时，在O 点产生的磁感强度的大小为B 2，则B 1与B 2间的关系为(A) B 1= B 2． (B) B 1 = 2B 2． (C) B 1 = 21B 2．(D) B 1 = B 2 /4． ［ ］ 17. 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 I π220μ． (C) l I π02μ． (D) 以上均不对． ［ ］ 18. 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 ． ［ ］19. 在真空中有一根半径为R 的半圆形细导线，流过的电流为I ，则圆心处的磁感强度为(A) R 140πμ． (B) R120πμ．(C) 0． (D) R 140μ． ［ ］ C q20. 如图，流出纸面的电流为2I ，流进纸面的电流为I ，则下述各式中哪一个是正确的？(A)I l H L 2d 1=⎰⋅ ． (B) I l H L =⎰⋅2d(C) I l H L -=⎰⋅3d ． (D)I l H L -=⎰⋅4d ．［ ］ 21. 一电子以速度v 垂直地进入磁感强度为B 的均匀磁场中，此电子在磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量将 (A) 正比于B ，反比于v 2． (B) 反比于B ，正比于v 2．(C) 正比于B ，反比于v ． (D) 反比于B ，反比于v ．［ ］22. 四条皆垂直于纸面的载流细长直导线，每条中的电流皆为I ．这四条导线被纸面截得的断面，如图所示，它们组成了边长为2a 的正方形的四个角顶，每条导线中的电流流向亦如图所示．则在图中正方形中心点O 的磁感强度的大小为 (A) I a B π=02μ． (B) I aB 2π=02μ． (C) B = 0． (D) I a B π=0μ． ［ ］23. 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) RI 40μ． (C) 0． (D) )11(20π-R I μ． (E) )11(40π+R I μ． ［ ］ 24. 一载有电流I 的细导线分别均匀密绕在半径为R 和r 的长直圆筒上形成两个螺线管，两螺线管单位长度上的匝数相等．设R = 2r ，则两螺线管中的磁感强度大小B R 和B r 应满足：(A) B R = 2 B r ． (B) B R = B r ．(C) 2B R = B r ． (D) B R = 4 B r ． ［ ］二、填空25． 真空中，有一均匀带电细圆环，电荷线密度为λ，其圆心处的电场强度E 0＝__________________，电势U 0＝ __________________．(选无穷远处电势为零)26． 如图所示．试验电荷q ， 在点电荷+Q 产生的电场中，沿半径为R 的整个圆弧的3/4圆弧轨道由a 点移到d 点的过程中电场力作功为________________；从d点移到无穷远处的过程中，电场力作功为____________． 4I a27． 一均匀静电场，电场强度()j i E 600400+= V ²m -1，则点a (3,2)和点b (1,0)之间的电势差U ab ＝__________________． (点的坐标x ,y 以米计)28．如图所示，在电荷为q 的点电荷的静电场中，将一电荷为q 0的试验电荷从a 点经任意路径移动到b 点，电场力所作的功A ＝______________．29． 空气平行板电容器的两极板面积均为S ，两板相距很近，电荷在平板上的分布可以认为是均匀的．设两极板分别带有电荷±Q ，则两板间相互吸引力为____________________．30．一半径为R 的均匀带电细圆环，带有电荷Q ，水平放置．在圆环轴线的上方离圆心R 处，有一质量为m 、带电荷为q 的小球．当小球从静止下落到圆心位置时，它的速度为 v ＝ _______________________． 31．一质点带有电荷q =8.0³10-10 C ，以速度v =3.0³105 m ²s -1在半径为R =6.00³10-3m 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 =4π³10-7 H ²m -1)32． 图中所示的一无限长直圆筒，沿圆周方向上的面电流密度(单位垂直长度上流过的电流)为i ，则圆筒内部的磁感强度的大小为B =________，方向_______________．33． 有一同轴电缆，其尺寸如图所示，它的内外两导体中的电流均为I ，且在横截面上均匀分布，但二者电流的流向正相反，则(1) 在r < R 1处磁感强度大小为________________． (2) 在r > R 3处磁感强度大小为________________． 34． 两个带电粒子，以相同的速度垂直磁感线飞入匀强磁场，它们的质量之比是1∶4，电荷之比是1∶2，它们所受的磁场力之比是____________，运动轨迹半径之比是______________．35．如图，一根载流导线被弯成半径为R 的1/4圆弧，放在磁感强度为B 的均匀磁场中，则载流导线ab 所受磁场的 作用力的大小为____________，方向_________________．B答案一、选择题1. C2. C3. D4. D5. B6. C7. D8. C9. B10. D 11. B 12. D 13. C 14. C 15. B 16. C 17. A 18. D 19. D20. D 21. B 22. C 23. D 24. B二、填空题25 0λ / (2ε0)26. 0qQ / (4πε0R )27. －2³103 V28. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-πb ar r q q 11400ε29. Q 2 / (2ε0S )30. 2/1021122⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-π-R m Qq gR ε31. 6.67³10-7 T7.20³10-7 A ²m 232. μ0i沿轴线方向朝右 33. )2/(210R rI πμ34. 1∶2 35.B I R 2 沿y 轴正向。
电磁学期末总复习2007-12-30共37页文档
Qq (B) 2 0 R (D) 3 Qq
-3q ＋q
Q R
8 0R
8 0R
2R
15.一个静止的氢离子(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: ( [B] )
(A) 2倍． (B) 2 2 倍． (C) 4倍． (D) 4 2 倍．
ab O rP
22.如果某带电体其电荷分布的体密度r 增大为原
来的2倍，则其电场的能量变为原来的___[C__] ____. (A) 2倍． (B) 1/2倍． (C) 4倍． (D) 1/4倍．
23.一均匀带正电的导线，电荷线密度为l，其单位
长度上总共发出的电场线条数(即电场强度通量)
是____l__/ __0 __________．
的场强大小和电势分别为： ( [D]
)
(A) E l 4 0 r 2
(B) E l
4 0 r 2
(C) E l 2 0r
(D) E l 2 0r
U l ln b 20 a
U l ln b 20 r
U l ln a 20 r
U l ln b 20 r
有一同心的半径为R的均匀带电球面2，带有电荷
Q(A，) 则4q此0 两1r 球R1 面 之(B间) 4的Q0电 R1势 1r差 U1-U2为q ：R Q ( [A]
)
1
(C)
1
40
q r
Q R
q (D)
4 0r
Or
2
13.充了电的平行板电容器两极板(看作很大的平板) 间的静电作用力F与两极板间的电压U的关系是：
中科大电磁学期末复习答案
期末复习一、填空题1.电荷q均匀分布在半径为r的圆环上，圆环绕圆环的旋转轴线以角速度ω转动，圆环磁矩=ωqr2/2。
轴线上一点A与圆心相距x，则A点磁场强度=ωqr2(r2+x2)−3/2/(4π)。
2.一电子在0.002T的磁场里沿螺旋线运动，半径为5.0mm，螺距20mm。
则电子速度的大小为2.08×106m/s，与磁场的夹角为arctan(π/2)或57.5°。
3.利用霍尔效应可判断半导体载流子的正负性。
4.空心螺绕环的自感为L0，加入铁芯后自感为L1，在铁芯上锯开一个断口后自感为L2，则这三个自感的大小关系为L0<L2<L1。
5.磁化强度为常数M的细条形永久磁铁长l，横截面积A，则N、S极间的磁力=μ0A2M2/(4πl2)。
6.两线圈串联，顺接时总电感为1.0H，保持位置不变，逆接时总电感为0.4H，则互感=0.15H。
7.RLC电路的固有频率f0=[2π(LC) 1/2]−1。
当f0不变时，在临界阻尼(欠阻尼、过阻尼和临界阻尼三选一)情形下，RLC暂态电路能最快地趋于平衡。
8.简谐交流电的描述方法有函数描述、矢量描述和复数描述，其中函数描述是忠实表述。
9.一材料电导率为5S/m，相对介电常数为1，电场强度为250sin(1010t)V，则传导电流密度和位移电流密度分别为1250sin(1010t)A/m2和22.2 sin(1010t) A/m2。
10.太阳光正入射到半径相同的球面和圆盘面上，均发生全反射，若球面所受光压为P，则圆盘面所受光压为2P。
二、判断题1.(×) 与电场线可起始于电荷类似，磁感应线可起始于电流。
2.(×) 由毕-萨定律推导高斯定理时，需要利用B∝1/r2的性质。
3.(√) 洛伦兹力对带电粒子不作功。
4.(√) 缓变磁场中带电粒子的回旋磁矩守恒。
5.(√) 均匀磁场中通以稳恒电流的一任意线圈由ABC和ADC两段不同材料组成，则二者所受磁场作用力大小相同。
光学与电磁学期末复习试题(含答案)
大学物理（电磁学）综合复习资料一．选择题：l．（本题3分）真空中一“无限大”均匀带负电荷的平面如图所示，其电场的场强分布图应是（设场强方向向右为正、向左为负）[ ]2．（本题3分）在静电场中，下列说法中哪一个是正确的？（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．[ ]3．（本题3分）电量之比为1：3：5的三个带同号电荷的小球A、B、C，保持在一条直线上，相互间距离比小球直径大得多．若固定A、C不动，改变B的位置使B所受电场力为零时，AB与BC比值为（A）5．（B）l／5．（C ）5． （D ）5/1 [ ] 4．（本题3分）取一闭合积分回路L ，使三根载流导线穿过它所围成的面．现改变三根导线之间的相互间隔，但不越出积分回路，则（A ）回路L 内的∑I 不变， L 上各点的B不变． （B ）回路L 内的∑I 不变， L 上各点的B改变．（C ）回路L 内的∑I 改变， L 上各点的B不变．（D ）回路L 内的∑I 改变， L 上各点的B改变．[ ] 5．（本题3分）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． （B ）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—楞次定律． （D ）位移电流的磁效应不服从安培环路定理． 6．（本题3分）将一个试验电荷q 0（正电荷）放在带有负电荷的大导体附近P 点处，测得它所受的力为F ．若考虑到电量q 0不是足够小，则 （A ）0/q F 比P 点处原先的场强数值大． （B ）0/q F 比P 点处原先的场强数值小． （C ）0/q F 等于原先P 点处场强的数值．（D ）0/q F 与P 点处场强数值关系无法确定． [ ]7．（本题3分）图示为一具有球对称性分布的静电场的E～r关系曲线．请指出该静电场是由下列哪种带电体产生的．（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）半径为R的、电荷体密度为Arρ（A为常数）的非均匀带=电球体．（D）半径为R的、电荷体密度为rρ（A为常数）的非均匀=A/带电球体．[ ]8．（本题3分）电荷面密度为σ-的两块“无限大”均匀带电的平行平板，+和σ放在与平面相垂直的X轴上的+a和-a位置上，如图所示．设坐标原点O处电势为零，则在-a＜x＜+a区域的电势分布曲线为[ ]9．（本题3分）静电场中某点电势的数值等于（A ）试验电荷q 0置于该点时具有的电势能． （B ）单位试验电荷置于该点时具有的电势能． （C ）单位正电荷置于该点时具有的电势能．（D ）把单位正电荷从该点移到电势零点外力所作的功． 10．（本题3分）在图（a ）和（b ）中各有一半径相同的圆形回路L 1、L 2，圆周内有电流I 1、I 2，其分布相同，且均在真空中，但在（b ）图中L 2回路外有电流I 3，P 1、P 2为两圆形回路上的对应点，则：（A ）2121,P P L L B B l d B l d B =⋅=⋅⎰⎰．（B ）2121,P P L L B B l d B l d B =⋅≠⋅⎰⎰.（C ）2121,P P L L B B l d B l d B ≠⋅=⋅⎰⎰.（D ）2121,P P L L B B l d B l d B ≠⋅≠⋅⎰⎰. [ ]11．(本题3分)电位移矢量的时间变化率dt dD /的单位是 （A ）库仑／米2． （B ）库仑/秒．（C ）安培／米2． （D ）安培²米2． [ ] L2．（本题3分）有四个等量点电荷在OXY 平面上的四种不同组态，所有点电荷均与原点等距．设无穷远处电势为零，则原点O 处电场强度和电势均为零的组态是 [ ]13．（本题3分）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． [ ]14．(本题3分)一电偶极子放在均匀电场中，当电偶极矩的方向与场强方向不一致时，其所受的合力F和合力矩M为：（A ）0,0==M F． （B ）0,0≠=M F．（C ）0,0=≠M F．（D ）0,0≠≠M F．[ ]15．（本题3分）当一个带电导体达到静电平衡时： （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． [ ]16．（本题3分）如图所示，螺线管内轴上放入一小磁针，当电键K 闭合时，小磁针的N 极的指向（A ）向外转90O ． （B ）向里转90O ． （C ）保持图示位置不动． （D ）旋转180O ．（E ）不能确定． [ ]17．(本题3分）如图，在一圆形电流I 所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路L ，则由安培环路定理可知（A ）,0=⋅⎰Ll d B且环路上任意一点 B ＝0．（B ）,0=⋅⎰Ll d B且环路上任意一点0≠B ．（C ）,0≠⋅⎰Ll d B且环路上任意一点 0≠B ．（D ）,0≠⋅⎰Ll d B且环路上任意一点B=常量．[ ]I18．（本题3分）附图中，M、P、O为由软磁材料制成的棒，三者在同一平面内，当K闭合后，（A）M的左端出现N极．（B）P的左端出现N极．（C）O右端出现N极．（D）P的右端出现N极．[ ]二．填空题：1．（本题3分）如图所示，在边长为a的正方形平面的中垂线上，距中心O点a12处，有一电量为q的正点电荷，则通过该平面的电场强度通量为．2．（本题3分）电量分别为q1，q2，q3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＝3．（本题3分）在静电场中，场强沿任意闭合路径的线积分等于零，即0=⋅⎰Ll d E，这表明静电场中的电力线 .4．（本题3分）空气的击穿电场强度为m V /1026⨯，直径为0.10m 的导体球在空气中时的最大带电量为 ． （22120/1085.8m N C ⋅⨯=-ε） 5．（本题3分）长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成，两导体中有等值反向均匀电流I 通过，其间充满磁导率为μ的均匀磁介质．介质中离中心轴距离为r 的某点处的磁场强度的大小H ＝ ，磁感应强度的大小B ＝ . 6．(本题3分)一“无限长”均匀带电的空心圆柱体，内半径为a ，外半径为b ，电荷体密度为ρ．若作一半径为r （a ＜r ＜b ），长度为L 的同轴圆柱形高斯柱面，则其中包含的电量q ＝ ． 7．(本题3分)一静止的质子，在静电场中通过电势差为100V 的区域被加速，则此质子的末速度是 ． （leV ＝1.6³10-19J ，质子质量m P ＝1.67³l0-27kg ） 8．(本题3分)两个电容器1和2，串联以后接上电动势恒定的电源充电．在电源保持联接的情况下，若把电介质充入电容器2中，则电容器1上的电势差电容器1极板上的电量 ．（填增大、减小、不变） 9．（本题3分）磁场中任一点放一个小的载流试验线圈可以确定该点的磁感应强度，其大小等于放在该点处试验线圈所受的 和线圈的 的比值． 10．（本题3分）在点电荷系的电场中，任一点的电场强度等于 ，这称为场强叠加原理． 11．（本题3分）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）：=)(r E)(R r <，=)(r E)(R r >． 12．（本题3分）在静电场中，电势不变的区域，场强必定为 ．三．计算题： l ．（本题10分）一空气平行板电容器，两极板面积均为 S ，板间距离为 d （ d 远小于极板线度），在两极板间平行地插入一面积也是S 、厚度为 t （＜ d ）的金属片．试求： （l ）电容C 等于多少？（2）金属片放在两极板间的位置对电容值有无影响？2．（本题10分）计算如图所示的平面载流线圈在P 点产生的磁感应强度，设线圈中的电流强度为I ．3．（本题10分）图中所示为水平面内的两条平行长直裸导线LM 与L ’M ’，其间距离为l 其左端与电动势为0 的电源连接.匀强磁场B垂直于图面向里.一段直裸导线ab 横放在平行导线间（并可保持在导线间无摩擦地滑动）把电路接通．由于磁场力的作用，ab 将从静止开始向右运动起来．求（1） ab 能达到的最大速度V ．（2） ab 达到最大速度时通过电源的电流I ．4．（本题10分）两电容器的电容之比为2:1:21 C C（l ）把它们串联后接到电压一定的电源上充电，它们的电能之比是多少？（2）如果是并联充电，电能之比是多少？（3）在上述两种情形下电容器系统的总电能之比又是多少？ 5．（本题10分）在一平面内有三根平行的载流直长导线，已知导线1和导线2中的电流I 1＝I 2且方向相同，两者相距 3³10-2m ，并且在导线1和导线2之间距导线1为10-2m 处B ＝0，求第三根导线放置的位置与所通电流I 3之间的关系．6．（本题10分）一圆柱形电容器，内圆柱的半径为R 1，外圆柱的半径为R 2，长为L )]([12R R L ->>，两圆柱之间充满相对介电常数为r ε的各向同性均匀电介质．设内外圆柱单位长度上带电量（即电荷线密度）分别为λ和λ-，求：（l ）电容器的电容； （2）电容器储存的能量． 7．(本题10分)从经典观点来看，氢原子可看作是一个电子绕核作高速旋转的体系．已知电子和质子的电量为-e 和e ，电子质量为m e ，氢原子的圆轨道半径为r ，电子作平面轨道运动，试求电子轨道运动的磁矩m p的数值？它在圆心处所产生磁感应强度的数值B 0为多少？ 8．（本题10分）一无限长直导线通有电流t e I I 30-=．一矩形线圈与长直导线共面放置，其长边与导线平行，位置如图所示．求：（l ）矩形线圈中感应电动势的大小及感应电流的方向； （2）导线与线圈的互感系数．四．证明题：(共10分） 1．（本题10分）一环形螺线管，共N 匝，截面为长方形，其尺寸如图，试证明此螺线管自感系数为：ab h N L ln 220πμ=大学物理（电磁学）参考答案 一．选择题：1．（D ） 2．（D ） 3．（D ） 4．（B ） 5.（A ）6．（A ） 7．（B ） 8．（C ） 9．（C ） 10．（C ） 11．（C ）12．（D ） 13．（D ） 14．（B ） 15．（D ） 16．（C ） 17．（B ） 18．（B ）二．填空题：(共27分） 1．（本题3分） )6/(0εq 2．（本题3分）)22(813210q q q R++πε3．（本题3分） 不可能闭合 4．(本题3分) 5.6³10-7C 5．（本题3分）)2/(r I π )2/(r I H πμμ= 6．（本题3分）)(22a r L -ρπ 7（本题3分）1.38³105m 8．（本题3分）增大 增大 9．（本题3分）最大磁力矩 磁矩10．（本题3分）点电荷系中每一个点电荷在该点单独产生的电场强度的矢量和 11．（本题3分）r rR 302εσ12．（本题3分）零三．计算题： 1．（本题10分）解：设极板上分别带电量+q 和-q ；金属片与A 板距离为d 1，与B 板距离为d 2；金属片与A 板间场强为 )/(01S q E ε= 金属板与B 板间场强为 )/(02S q E ε= 金属片内部场强为0'=E 则两极板间的电势差为 d E d E U U B A 21+=-))](/([210d d S q +=ε))](/([0t d S q -=ε 由此得)/()/(0t d S U U q C B A -=-=ε因C 值仅与d 、t 有关，与d 1、d 2无关，故金属片的安放位置对电容无影响．2．（本题10分）解：如图，CD 、AF 在P 点产生的 B ＝0 EF D E BC AB B B B B B+++= )sin (sin 4120ββπμ-=a IB AB ，方向⊗其中0sin ,2/1)2/(sin 12===ββa a aIB AB 240μ=∴，同理：aIB BC 240μ=，方向⊗．同样 aIB B EF DE 280μ==，方向⊙．a IaI a I B 8224242000μμμ=-=∴3．解：（1）导线ab 运动起来时，切割磁感应线，产生动生电动势。
电磁学复习
实际中常用μF(微法)和pF(皮法)
等SI量。纲:
C
Q U
IT ML2T 3I 1
M
1L2T 4 I 2
电容只与几何因素和介质有关, 固有的容电本领。
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二、电容器及其电容
两个互不连结导体构成的闭合导体空腔称 为电容器。
定义 C Q Q U A U B U
电容器的电容是使电容器两极板之间具有单位电 势差所需的电量。 描绘了电容器储存电能的能力。
相互作用能
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或：把这些带 电体从无限远 离的状态聚合 到状态 a 的过 程中，外力克 服静电力作的 功。
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点电荷组的静电势能W等于克服电场力所做 的功A'
W 1
2
i
qiU i
Ui为除qi以外的电 荷在qi处的电势
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第三章 恒定磁场和磁介质
§3.1 磁的基本现象 §3.2 毕奥 —萨伐尔定律 §3.3 磁场的高斯定理和安培环路定理 §3.4 安培定律 §3.5 洛伦兹力 §3.6 磁介质
静电场力做功与路径无关
静电场中场强沿任意闭合环路的线积分恒等于零
E dl 0
L
无旋
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电势差(electric potential difference)
两点之间电势差可表为两点电势值之差
b b
Uab
a
E dl
a
E dl
E dl
U (a) U (b)
33
E0
S
dS
1
0
q0
内+
E dS
S
1
大学物理期末复习习题-电磁学.docx
电磁学：（20学时，44题）弟一早1.两个点电荷分別带电q和2g,相距/,试问将第三个点电荷方在何处它所受的合力为零？2.两个带电都是q的点电荷，相距/,连线中点为O；现将另一点电荷Q放置在连线中垂面上距O点x处。
（1）试求点电荷Q所受的力；（2）若点电荷Q开始是静止的，然后让它自由运动，试问它将如何运动？分别就0和g同号以及异号两种情况加以讨论。
3.如图，把电偶极矩为p二/的电偶极子放在点电荷Q的电场中，电偶极子的中心O 到Q的距离为r,设「》1。
试求：p//QO（图（a））和卩丄QO （图（b））时电偶极子所受的力和力矩。
% ----- 丄。
2_ ----- ,H --- -- 1 H ----- r-- H<•>（b）第3题4.如图为一种电四极子，它由两个相同的电偶极子卩二"组成，这两个电偶极子在同一直线上，但方向相反，他们的负电荷重合在一起。
试证明在它们的延长线上离中心（即负电荷所在处）厂出卩点的场强为E = ^—（当厂>>/时），式中的Q = 2ql24码厂叫做电四极矩。
卄一为p•••具T -----------第4题5.半径为/?的半球面上均匀带电，电荷面密度为（7。
试求面心处的电场强度。
6.一无限大均匀带电平面，电荷的面密度为（T,其上挖去一半径为R的圆洞。
试求洞的轴线上离洞心为厂处的电场强度。
7.如图，电荷分布在内半径为d外半径为b的球壳体内，电荷体密度为p = A/r f式中4是常数，厂是壳体内某一点到球心的距离。
今在球心放一个点电荷Q,为使球壳体内各处电场强度的大小都相等试求4的值。
第7题8.如图为一无限长带电体系，其横截面由两个半径分别为&和R2的圆相交而成，两圆中心相距为a, a<(R1+R2),半径为&的区域内充满电荷体密度为p的均匀正电荷，半径为R2的区域内充满电荷体密度为-P的均匀负电荷，试求重叠区域内的电场强度。
大学物理电磁学复习内容
内容提要
1 静电场中电介质的极化：非极性分子的位移极化和极性分子
的取向极化。
2极化强度矢量 P
pi
V
3极化电荷面密度 P en
4 电位移的定义式 D 0E P
各向同性均匀介质
P 0eE 0 r 1E
D 0r E E
5 电介质中的高斯定理： S D dS q0 ；
6静电场的能量密度 1 D E 2
电流强度 I dq dt
电流密度
J
dI
nˆ
dt
J
v
I S j dS
2
电流的连续性方程：
j
dS
dq dt
3 4
稳恒电流的条件： j dS 0
欧姆定律及其微分形式：欧姆定律
I
U R
微分形式
焦尔－楞次定律及其微分形式： Q I 2 Rt IUt
j
U2
t
E
微分形式 p E 2 （p称为功率密度）；
B dl
L
0
Ii
5 安培力公式：微分形式 dF Idl B
积分形式 F Idl B
线6圈运的动磁电矩荷产pm生的IS磁；感线应圈强在度外磁B场中4所0 q受vr的2 r合ˆ 力矩 M m B
7 运动电荷在外磁场中所受的和外力 F q v B
8 磁介质的磁化 ：顺磁质 抗磁质 铁磁质的分类
电磁场理论期末复习题
电磁场理论期末复习题（附答案）一填空题1．静止电荷所产生的电场，称之为静电场；电荷Q在某点所受电场力为F，则该点电场强度的大小为QFE=。
2. 可以用电位的负梯度来表示电场强度；当电位的参考点选定之后，静电场中各点的电位值是唯一确定的。
3．__电荷_____的规则运动形成电流；将单位正电荷从电源负极移动到正极，非静电力__所做的功定义为电源的电动势4．由恒定电流或永磁体产生的磁场不随时间变化，称为恒定磁场。
5．磁感应强度B是无散场，它可以表示为另一个矢量场A的旋度，称A为矢量磁位，为了唯一地确定A，还必须指定A的散度为零，称为库仑规范。
6．静电场的边界条件，即边值问题通常分为三类：第一类为给定整个边界上的位函数值；第二类为给定边界上每一点位函数的法向导数值；第三类为给定一部分边界上每一点的位函数值，同时给定另一部分边界上每一点的位函数的法向导数值。
7．位移电流扩大了电流的概念，它由电场的变化产生，相对于位移电流我们称由电荷规则运动形成的电流为传导电流和运流电流。
8. 在电磁波传播中，衰减常数α的物理意义为表示电磁波每传播一个单位的距离，其振幅的衰减量，相位常数β的物理意义为表示电磁波每传播一个单位距离相位偏移量。
10.静电场是有势场，静电场中各点的电场与电位关系用公式表示是__Eφ=-∇_______。
13._____恒定电流________________产生的磁场，叫做恒定磁场。
14.库仑规范限制了矢量磁位A的多值性，但不能唯一确定A。
为了唯一确定A，还必须给定A的____散度为零________________________。
16.时变电磁场分析中，引入洛仑兹规范是为了解决动态位的____惟一性__________。
18.载流导体在磁场中会受到电磁力的作用，电磁力的方向由__左手_____定则确定。
二、选择题1.磁感应强度B与磁场强度H的一般关系为 ( B )A.H=μBB.B=μHC.H=μr BD.B=μ0H2 导体在静电平衡下，其内部电场强度( B )A.为常数B.为零C.不为零D.不确定3 真空中磁导率的数值为( C )A. ４π×10-5H/mB. ４π×10-6H/mC. ４π×10-7H/mD. ４π×10-8H/m4.磁通Φ的单位为( B )A.特斯拉B.韦伯C.库仑D.安匝5.矢量磁位的旋度是 ( A )A.磁感应强度B.磁通量C.电场强度D.磁场强度6.真空中介电常数ε0的值为 ( D )A.8.85×10-9F/mB.8.85×10-10F/mC.8.85×10-11F/mD.8.85×10-12F/m7.下面说法正确的是 ( A )A.凡是有磁场的区域都存在磁场能量B.仅在无源区域存在磁场能量C.仅在有源区域存在磁场能量D.在无源、有源区域均不存在磁场能量8 静电场中试验电荷受到的作用力大小与试验电荷的电量( C )A.成反比B.成平方关系C.成正比D.无关9.平板电容器的电容量与极板间的距离 ( B )A.成正比B.成反比C.成平方关系D.无关10.在磁场B中运动的电荷会受到洛仑兹力F的作用，F与B的空间位置关系 ( B )A.是任意的B.相互垂直C.同向平行D.反向平行2．高斯定理的积分形式描述了 B 的关系；A．闭合曲面内电场强度与闭合曲面内电荷之间的关系B. 闭合曲面的电场强度通量与闭合曲面内电荷之间的关系C．闭合曲面内电场强度与闭合曲面外电荷之间的关系D. 闭合曲面的电场强度通量与闭合曲面附近电荷之间的关系13．以下阐述中，你认为正确的一项为 D ；A. 可以用电位的函数的梯度表示电场强度B. 感应电场是保守场，其两点间线积分与路径无关C．静电场是无散场，其在无源区域的散度为零D．静电场是无旋场，其在任意闭合回路的环量为零14. 以下关于电感的阐述中，你认为错误的一项为 C ；A.电感与回路的几何结构有关B. 电感与介质的磁导率有关C．电感与回路的电流有关D．电感与回路所处的磁场强度无关17.若电介质中的极化强度矢量和电场强度成正比关系，则称这种电介质为 BC ；A.均匀的B.各向同性的C.线性的D.可极化的18. 均匀导电媒质是指其电导率无关于 B ；A.电流密度B.空间位置C.时间D.温度19.关于镜像法，以下不正确的是 B ；A.它是解静电边值问题的一种特殊方法B.用假想电荷代替原电荷C．假想电荷位于计算区域之外D．假想电荷与原电荷共同作用满足原边界条件20. 交变电磁场中，回路感应电动势与回路材料电导率的关系为 D ；A.电导率越大，感应电动势越大B.电导率越小，感应电动势越大C.电导率越大，感应电动势越小D.感应电动势大小与导电率无关22.相同尺寸和匝数的空心线圈的电感系数与铁心线圈的电感系数之比( C )A.大于1B.等于1C.小于1D.无确定关系24.真空中均匀平面波的波阻抗为 A ；A.377ΩB.237ΩC.277ΩD.337Ω25. 在磁场B 中运动的电荷会受到洛仑兹力F 的作用，F 与B 的空间位置关系 B ； A.是任意的 B.相互垂直 C.同向平行 D.反向平行三、简答题1.什么是接地电阻?其大小与哪些因素有关?答：接地设备呈现出的总电阻称之为接地电阻；其大小与土壤电导率和接地体尺寸（等效球半径）成反比2.写出微分形式的麦克斯韦的数学表达式。
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电磁学复习西南大学物理科学与技术学院 张文品仅供参考，所有结论必须背熟且掌握，例题，习题仅供参考，有时间老师布置的尽量都做完。
第一章：结论： 1、电偶极子轴线的中垂线上静电场2、电偶极子轴线的延长线上静电场（见课本p14）3、无线长直导线附近的静电场4、无限大带电平面的静电场02εσ=E 5、电偶极子在均匀电场中所受的力矩E p M⨯=6、高斯定理：在真空中，通过任一闭合曲面的电通量等于该曲面所包围的所有电荷的代数和的1/εo 倍 ⎰∑=⋅=Se qs E Φ0内d ε7、均匀带电球面 求半径为R, 均匀地带有总电量q (设q >0)的球面的静电场分布均匀带电球面对内电场为零，对外等效球心电荷8、无限长带电直线的场强分布。
(已知线电荷密度为λ） 9、点电荷场的电势分布10、均匀带电球面电场的电势分布 等势体 与电量集中在球心的点电荷的电势分布相同11、静电感应:一个孤立导体放在另一个带电孤立导体附近，前者的自由电子在后者的电场影响下发生重新分布12、静电平衡：电荷的重新分布会引起导体内部和周围的电场的变化，直到两导体上电荷34r pE P πε -=a E E y 02πελ≈=2ˆ4q E rr π=r E 02πελ=rQ04πεϕ=R r RQ<=,40πεϕRr r Q >=,40πεϕ和电场的分布重新达到稳定。
最后的平衡状态 均匀导体的静电平衡条件是其内场强处处为零13、静电能14、电偶极子在均匀外场中的势能 15、平板电容器 16、圆柱形电容120ln2C R R Lπε=17、球形电容器AB BA R R R R C -=04πε18、孤立导体电容器，和无限远处的导体组成电容器，R C 0=πε419、电容器的能量20、电容器的并联，各电容电压相等，n C C C C ++=21 21、电容器的串联，nC C C C111121++=22、电流密度，通过垂直于正电荷运动方向的单位面积的电流强度，⎰⋅=SS J Idv e qnv J=23、电流连续性方程 24、欧姆定律的微分形式25、电流稳恒条件26、两种导体分界面上的边值关系 J 法向分量的连续性恒定电流场切向分量的连续性 二、例题：（答案见ppt ）1、有一块大金属平板，面积为S ，带有总电量Q ，今在近旁平行的放置第二块大金属平板，此平板原来不带电 (忽略边缘效应）求：(1) 静电平衡时金属板上的电荷分布及周围电场分布(2) 如果把第二块金属板外侧接地，最后情况如何？12eW dq ϕ=⎰W p E=-⋅d SU q C AB 0ε==22111222e Q W CU QUC ===⎰-=⋅=So t qs J I d d d 内E Jσ=d d 0d in Sq J s t ⋅=-=⎰2、如图，导体球R 1电荷q 1 ，同心导体球壳，带电为q ，半径为R 2 和R 3. (1) 求 E (r ) ;(2)球壳内外面上的电荷; （3）三个面上的电势(4)用导线连接球和球壳，上面三问如何？ （5）若外壳接地，情况如何？ （6）若内球接地，情况又如何？三、推荐习题1-15, 1-36, 1-46, 1-52, 1-63第二章1、磁感应强度 毕奥-萨伐尔定律2、 对于无限长螺线管，nI B 0μ=3、无限长载流导线，rIB πμ20=4、安培环路定理 ∑⎰=⋅int 0I r d B Lμ5、无限长螺线管，对管内一点P ,,均匀磁场nI B 0μ=;对管外一点,外场为06、无限大平面电流分布，面电流密度为j ，7、载流线圈在均匀磁场中受的磁力矩，B m M⨯=8、磁偶极子，在外场中的能量B m mΒW m⋅-=-=θcos 9、带电粒子在均匀磁场中的运动，运动沿任意方向⎪⎩⎪⎨⎧==⊥θθcos sin ||v v v v 沿螺旋线轨道运动， 螺距 区I 区II 区III 02ˆ()4Idl rB r μπ⨯=j B 0=μ21qBmv R θsin =θπcos 2//v qBm T v h ==10、霍尔效应二．例题（具体见ppt）1H BU Ien h三、推荐习题2-1, 2-3, 2-6, 2-19, 2-21, 2-28, 2-50第三章：1、法拉第定律（法拉第电磁感应定律）ti d d Φ-=ε，（负号反映了感应电动势的方向） 2、楞次定律：闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化 3、动生电动势动生电动势中的非静电力-------洛仑兹力感生电动势提供的电能由外力做功消耗的机械能转换而来 洛仑兹力不做功，洛仑兹力起到能量转换的作用 4、感生电动势 涡旋电场5、互感系数电流1在线圈2当中产生的磁通量 线圈2中的互感电动势6、自感系数LI Ψm = 自感电动势tI L t m L d d d d -=ψ-=ε 7、彼此磁场完全穿过时，不漏磁 当有漏磁时21《L L M8、顺接总自感⎰⎰⎰⋅∂∂-=⋅-=⋅S S L iS t B S B t l d Ed d d d 12121221I M ΦN Ψ==2112121d d d d ΨI M t tε=-=-122L L L M=++反接总自感9、自感磁能互感磁能自感磁能只能为正，但是互感磁能可以为负 总能量211222*********121I I M I L I L W W W W m ++=++= 二．参考例题（具体见ppt ）122L L L M =+-212m W LI =12W MI I =三、推荐习题3-3， 3-4， 3-13，3-25，3-27，3-35 第四章：1、电介质的极化定量描述极化现象用的是大量分子电偶极矩的统计平均值 n 是界面外法向方向，从P 代表的介质指向界面外 2、退极化场 '0E E E+= 3D ,E 0, P , E ’都平行成立的条件：1.线性各向同性介质中2、均匀介质充满存在电场的全部空间或均匀介质表面为等势面4、磁介质的分类顺磁质-----有分子固有磁矩P nσ=⋅00D E ε=0rE E ε=抗磁质-----抗磁质铁磁质（不做要求）5、电磁介质界面上的边界条件（1）电场的边界条件在均匀介质的分界面处电位移矢量的法向分量连续在均匀介质的分界面处电场强度矢量的切向分量连续(2)磁场的边界条件在均匀磁介质的分界面处磁感应强度矢量的法向分量连续在均匀磁介质的分界面处磁场强度矢量的切向分量连续5、电磁场能量（1）电场能量电场能量密度(2)磁场能量磁场能量密度12W D EV=⋅12ew D E=⋅12mW B HV=⋅12mW B H=⋅22reEW w dV dVεε==⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⋅==VVmmdVBHdVwW2二、．参考例题（具体见ppt）三、推荐习题4-2， 4-3， 4-7， 4-8，4-14，4-35(第三题不做)， 4-56， 4-60，4-68第五章：一， 结论1、放电时电流沿E⃗ K 方向， 充电时电流逆E⃗⃗ K 方向， 2、温差电热扩散带来的载流子定向移动可以看着一种非静电力（1） 汤姆孙效应同一材料内部由于温度不同引起热扩散*（2）佩尔捷效应同温下两种材料的接触面上由于载流子密度不同引发的热扩散*（3）温差电效应将A 、B 两种不同的金属构成闭合回路，当两种金属的接头处维持不同的温度T 1、T 2时，回路中会产生电动势，从而形成恒定电流前面两种效应的共同作用3、基尔霍夫定律（1）基尔霍夫第一方程组 恒定电路中处处电荷守恒 任一节点处电流的代数和为零 n 个节点只能提供n -1个独立电流方程（2） 基尔霍夫第二方程组 恒定电流场类似于静电场具有保守性 ⎰=⋅Ll d E 04、暂态过程（1）RL 暂态电路充电情况放电过程（2）RC 电路暂态过程U Ir ε=-U Ir ε=+0=⋅⎰⎰S S d j 0=∑ii I 0=+∑∑i i i ii I R ε(1)R t L i e R ε-=-0RR t t L Li e I e R ε--==充电情况放电过程5、交流电路中的电感元件电压超前于电流π2⁄交流电路中的电容元件电流超前于电压π2⁄二、．参考例题（具体见ppt）(1)tRCq C eε-=-0t tRC RCi e I eRε--==RCtoeqq-=t to RC RCqi e I eRC--=-=-三、推荐习题5-9， 5-17， 5-20，5-27， 5-28 第六章一、结论1、位移电流变化的电场产生磁场2、麦克斯韦方程组的积分形式(必须背来)3、电磁波的产生变化的磁场与变化的电场互相激发可以形成电磁波Dd DdSdt tΦ∂=⋅∂⎰⎰0E PdS dSt tε∂∂=⋅+⋅∂∂⎰⎰⎰⎰祝同学们取得优异成绩!。