Ulaby应用电磁学基础答案01

Ulaby应用电磁学基础答案01
Ulaby应用电磁学基础答案01

Chapter 1: Introduction: Waves and Phasors

Lesson #1

Chapter — Section: Chapter 1

Topics: EM history and how it relates to other fields

Highlights:

?EM in Classical era: 1000 BC to 1900

?Examples of Modern Era Technology timelines

?Concept of “fields” (gravitational, electric, magnetic)

?Static vs. dynamic fields

?The EM Spectrum

Special Illustrations:

?Timelines from CD-ROM

Timeline for Electromagnetics in the Classical Era

ca. 900 Legend has it that while walking

BC across a field in northern Greece, a

shepherd named Magnus experiences

a pull on the iron nails in his sandals

by the black rock he was standing on.

The region was later named Magnesia

and the rock became known as

magnetite [a form of iron with

permanent magnetism].

ca. 600 Greek philosopher Thales

BC describes how amber,

after being rubbed

with cat fur, can pick

up feathers [static

electricity].

ca. 1000 Magnetic compass used as

a navigational device. 1752 Benjamin Franklin

(American) invents the

lightning rod and

demonstrates that

lightning is electricity.

1785Charles-Augustin de

Coulomb (French) demonstrates that

the electrical force between charges is

proportional to the inverse of the

square of the distance between them. 1800 Alessandro Volta

(Italian) develops the

first electric battery.

1820 Hans Christian Oersted

(Danish) demonstrates the

interconnection between

electricity and magnetism

through his discovery that an electric

current in a wire causes a compass

needle to orient itself perpendicular to

the wire.

2

Lessons #2 and 3

Chapter — Sections: 1-1 to 1-6 Topics: Waves

Highlights:

?Wave properties

?Complex numbers

?Phasors

Special Illustrations:

?CD-ROM Modules 1.1-1.9

?CD-ROM Demos 1.1-1.3

CHAPTER13 Chapter1

Section1-3:Traveling Waves

Problem1.1A2-kHz sound wave traveling in the x-direction in air was observed to have a differential pressure p x t10N/m2at x0and t50μs.If the reference phase of p x t is36,?nd a complete expression for p x t.The velocity of sound in air is330m/s.

Solution:The general form is given by Eq.(1.17),

p x t A cos 2πt

λ

φ0

where it is given thatφ036.From Eq.(1.26),T1f1210305ms. From Eq.(1.27),

λu p

2103

0165m

Also,since

p x0t50μs10(N/m2)A cos 2π50106

180

A cos126rad031A

it follows that A100313236N/m2.So,with t in(s)and x in(m),

p x t3236cos2π106t

165

36(N/m2)

3236cos4π103t1212πx36(N/m2)

4

CHAPTER 1

0.000.250.500.751.001.251.501.752.002.252.502.753.00

-12.

-10.

-8.-6.-4.-2.0.2.4.6.

8.10.12.A m p l i t u d e (N /m 2)

Distance x (m)p(x,t=0)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

-12.

-10.-8.-6.-4.-2.0.2.4.6.

8.10.12.A m p l i t u d e (N /m 2)

Time t (ms)

p(x=0,t)

(a)(b)

Figure P1.2:(a)Pressure wave as a function of distance at t 0and (b)pressure

wave as a function of time at x 0.

603Hz u p

300cm

f

03

Problem 1.4Two waves,y 1t and y 2t ,have identical amplitudes and oscillate at the same frequency,but y 2t leads y 1t by a phase angle of 60.If

y 1t

4cos 2π

103t

write down the expression appropriate for y 2t and plot both functions over the time span from 0to 2ms.Solution:

y 2t

4cos 2π

103t

60

CHAPTER 1

5

z

Figure P1.4:Plots of y 1t and y 2t .

λ

06rad/m

u p

ω

06

83m/s

λ

06

1047m

6CHAPTER1

At t2s,y x215sin106x(m),with the argument of the cosine function given in radians.Plot is shown in Fig.P1.5.

CHAPTER 1

7

x

x = 0

y

Figure P1.6:Wave on a string tied to a wall at x

0(Problem 1.6).

the two waves must have the same phase constant β.Hence,with its direction being in the negative x -direction,y 2x t is given by the general form

y 2x t

B cos ωt

βx

φ0

(1)

where B and φ0are yet-to-be-determined constants.The total displacement is

y s x t

y 1x t

y 2x t

A cos ωt

βx

B cos ωt

βx

φ0

Since the string cannot move at x 0,the point at which it is attached to the wall,

y s 0t 0for all t .Thus,

y s 0t

A cos ωt

B cos ωt

φ0

(2)

(i)Easy Solution:The physics of the problem suggests that a possible solution for (2)is B A and φ00,in which case we have

y 2x t

A cos ωt

βx

(3)

(ii)Rigorous Solution:By expanding the second term in (2),we have

A cos ωt

B cos ωt cos φ0

sin ωt sin φ0

or

A

B cos φ0cos ωt

B sin φ0sin ωt

(4)

This equation has to be satis?ed for all values of t .At t

0,it gives

A

B cos φ0

(5)

8CHAPTER1 and atωtπ2,(4)gives

B sinφ00(6) Equations(5)and(6)can be satis?ed simultaneously only if

A B0(7) or

A B andφ00(8) Clearly(7)is not an acceptable solution because it means that y1x t0,which is contrary to the statement of the problem.The solution given by(8)leads to(3). (b)Atωtπ4,

y1x t A cosπ4βx A cos π

λ

y2x t A cosωtβx A cos π

λ

Plots of y1,y2,and y3are shown in Fig.P1.6(b).

ωt=π/4

Figure P1.6:(b)Plots of y1,y2,and y s versus x atωtπ4. Atωtπ2,

y1x t A cosπ2βx A sinβx A sin

2πx

CHAPTER19

2πx

y2x t A cosπ2βx A sinβx A sin

Problem1.7Two waves on a string are given by the following functions:

y1x t4cos20t30x(cm)

y2x t4cos20t30x(cm)

where x is in centimeters.The waves are said to interfere constructively when their superposition y s y1y2is a maximum and they interfere destructively when y s is a minimum.

(a)What are the directions of propagation of waves y1x t and y2x t?

(b)At tπ50s,at what location x do the two waves interfere constructively,

and what is the corresponding value of y s?

(c)At tπ50s,at what location x do the two waves interfere destructively,

and what is the corresponding value of y s?

Solution:

(a)y1x t is traveling in positive x-direction.y2x t is traveling in negative x-direction.

10CHAPTER1 (b)At tπ50s,y s y1y24cos04π30x cos04πhttps://www.360docs.net/doc/6f12607164.html,ing the formulas from Appendix C,

2sin x sin y cos x y cos x y

we have

y s8sin04πsin30x761sin30x

Hence,

y s max761

and it occurs when sin30x1,or30x π

60

2nπ

30

cm.

3

xφ0(cm)

with x in meters.

(a)y00040cosφ0.Hence,φ0π2,and

y x t40cos20πt 20π

2

40sin20πt20π

3

x(cm),ifφ0π2

(b)At x75cm=75102m,y040cosπ2φ0.Hence,φ00orπ, and

y x t40cos 20πt20π

3

x(cm),ifφ0π

CHAPTER111

2025s u p2

8

Problem1.10The vertical displacement of a string is given by the harmonic function:

y x t6cos16πt20πx(m)

where x is the horizontal distance along the string in meters.Suppose a tiny particle were to be attached to the string at x5cm,obtain an expression for the vertical velocity of the particle as a function of time.

Solution:

y x t6cos16πt20πx(m)

u005t

dy x t

Problem1.11Given two waves characterized by

y1t3cosωt

y2t3sinωt36

does y2t lead or lag y1t,and by what phase angle?

Solution:We need to express y2t in terms of a cosine function:

y2t3sinωt36

3cosπ

12CHAPTER1 Hence,y2t lags y1t by54.

2m ln

1

Problem1.13A certain electromagnetic wave traveling in sea water was observed to have an amplitude of98.02(V/m)at a depth of10m and an amplitude of81.87 (V/m)at a depth of100m.What is the attenuation constant of sea water? Solution:The amplitude has the form Aeαz.At z10m,

Ae10α9802

and at z100m,

Ae100α8187

The ratio gives

e10α

8187120

or

e10α12e100αTaking the natural log of both sides gives

ln e10αln12e100α

10αln12100α

90αln12018

Hence,

α

018

CHAPTER113

Section1-5:Complex Numbers

Problem1.14Evaluate each of the following complex numbers and express the result in rectangular form:

(a)z14e jπ3,

(b)z2

3e j3π4

4j sin

2e jπ43

23cos3π4j sin3π4

2j221j

(g)

z71j12

Problem1.15Complex numbers z1and z2are given by

z13j2

z24j3

14CHAPTER1

(a)Express z1and z2in polar form.

(b)Find z1by applying Eq.(1.41)and again by applying Eq.(1.43).

(c)Determine the product z1z2in polar form.

(d)Determine the ratio z1z2in polar form.

(e)Determine z31in polar form.

Solution:

(a)Using Eq.(1.41),

z13j236e j337

z24j35e j1431

(b)By Eq.(1.41)and Eq.(1.43),respectively,

z13j213360

z113360

(c)By applying Eq.(1.47b)to the results of part(a),

z1z236e j3375e j143118e j1094

(d)By applying Eq.(1.48b)to the results of part(a),

z1

5e j1431

072e j1768

(e)By applying Eq.(1.49)to the results of part(a),

z3136e j3373

363e j33374666e j1011

CHAPTER115

(a)

1

2j41447e j116614471e j1166022e j1166 2j4

(b)z32j43447e j116634473e j35008944e j10.

(c)z2z z2j42j441620.

(d)z2j4 4.

(e)z2j444e jπ.

,z2330

,z23150

330

3150

Problem1.18Complex numbers z1and z2are given by

z1560

16CHAPTER1

(a)Determine the product z1z2in polar form.

(b)Determine the product z1z2in polar form.

(c)Determine the ratio z1z2in polar form.

(d)Determine the ratio z1z2in polar form.

(e)Determine

5e j60

z2

z1

z2

z15e j30.

5

3252583θtan1

176j103

180

18022918

π

Hence,e z2008cos22918j sin229181313j1520.

CHAPTER117

Section1-6:Phasors

Problem1.21A voltage source given by v s t25cos2π103t30(V)is connected to a series RC load as shown in Fig.1-19.If R1M?and C200pF, obtain an expression for v c t,the voltage across the capacitor.

Solution:In the phasor domain,the circuit is a voltage divider,and

V c V s 1jωC

1jωRC

Now V s25e j30V withω2π103rad/s,so

V c

25e j30V

1j2π5

1557e j815V.

Converting back to an instantaneous value,

v c t V c e jωt1557e jωt815V1557cos2π103t815V where t is expressed in seconds.

18CHAPTER1 (d)

i t2cosωt3π4

I2e j3π42e jπe j3π42e jπ4A

(e)

i t4sinωtπ33cosωtπ6

4cosπ2ωtπ33cosωtπ6

4cosωtπ63cosωtπ6

4cosωtπ63cosωtπ67cosωtπ6

I7e jπ6A

CHAPTER119 (e)

I j e jπ2

i t e jπ2e jωt cosωtπ2sinωt A

(f)

I2e jπ6

i t2e jπ6e jωt2cosωtπ6A

dt

1

jωC

(c)?I V s

R jωL1ωC

ωCV0e jπ3

Problem1.25A wave traveling along a string is given by

y x t2sin4πt10πx(cm)

20CHAPTER1 where x is the distance along the string in meters and y is the vertical displacement. Determine:(a)the direction of wave travel,(b)the reference phaseφ0,(c)the frequency,(d)the wavelength,and(e)the phase velocity.

Solution:

(a)We start by converting the given expression into a cosine function of the form given by(1.17):

π

y x t2cos4πt10πx

Problem1.26A laser beam traveling through fog was observed to have an intensity of1(μW/m2)at a distance of2m from the laser gun and an intensity of0.2 (μW/m2)at a distance of3m.Given that the intensity of an electromagnetic wave is proportional to the square of its electric-?eld amplitude,?nd the attenuation constantαof fog.

Solution:If the electric?eld is of the form

E x t E0eαx cosωtβx

then the intensity must have a form

I x t E0eαx cosωtβx2

E20e2αx cos2ωtβx

or

I x t I0e2αx cos2ωtβx

where we de?ne I0E20.We observe that the magnitude of the intensity varies as I0e2αx.Hence,

at x2m I0e4α1106(W/m2)

at x3m I0e6α02106(W/m2)

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

大学物理_电磁学公式全集

静电场小结 一、库仑定律 二、电场强度 三、场强迭加原理 点电荷场强点电荷系场强 连续带电体场强 四、静电场高斯定理 五、几种典型电荷分布的电场强度 均匀带电球面均匀带电球体 均匀带电长直圆柱面均匀带电长直圆柱体 无限大均匀带电平面

六、静电场的环流定理 七、电势 八、电势迭加原理 点电荷电势点电荷系电势 连续带电体电势 九、几种典型电场的电势 均匀带电球面均匀带电直线 十、导体静电平衡条件 (1) 导体内电场强度为零;导体表面附近场强与表面垂直。 (2) 导体是一个等势体,表面是一个等势面。 推论一电荷只分布于导体表面 推论二导体表面附近场强与表面电荷密度关系 十一、静电屏蔽 导体空腔能屏蔽空腔内、外电荷的相互影响。即空腔外(包括外表面)的电荷在空腔内的场强为零,空腔内(包括内表面)的电荷在空腔外的场强为零。

十二、电容器的电容 平行板电容器圆柱形电容器 球形电容器孤立导体球 十三、电容器的联接 并联电容器串联电容器 十四、电场的能量 电容器的能量电场的能量密度 电场的能量 稳恒电流磁场小结 一、磁场 运动电荷的磁场毕奥——萨伐尔定律 二、磁场高斯定理 三、安培环路定理 四、几种典型磁场 有限长载流直导线的磁场 无限长载流直导线的磁场 圆电流轴线上的磁场

圆电流中心的磁场 长直载流螺线管内的磁场 载流密绕螺绕环内的磁场 五、载流平面线圈的磁矩 m和S沿电流的右手螺旋方向 六、洛伦兹力 七、安培力公式 八、载流平面线圈在均匀磁场中受到的合磁力 载流平面线圈在均匀磁场中受到的磁力矩 电磁感应小结 一、电动势 非静电性场强电源电动 势 一段电路的电动势闭合电路的电动势 当时,电动势沿电路(或回路)l的正方向,时沿反方向。 二、电磁感应的实验定律 1、楞次定律:闭合回路中感生电流的方向是使它产生的磁通量反抗引起电磁感应的磁通量变化。楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的表现。 2、法拉第电磁感应定律:当闭合回路l中的磁通量变化时,在回路中的感应电动势为 若时,电动势沿回路l的正方向,时,沿反方向。对线图,为全磁通。

目前最全大学物理电磁学题库包含答案(共43页,千道题)

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 [ ]

电磁学基础知识

电磁学基础知识 电场 一、场强E (矢量,与q 无关) 1.定义:E = 单位:N/C 或V/m 方向:与+q 所受电场力方向 电场线表示E 的大小和方向 2.点电荷电场:E = 静电力恒量 k = Nm 2/C 2 匀强电场:E = d 为两点在电场线方向上的距离 3.E 的叠加——平行四边形定则 4.电场力(与q 有关) F = 库仑定律:F = (适用条件:真空、点电荷) 5.电荷守恒定律(注意:两个相同带电小球接触后,q 相等) 二、电势φ(标量,与q 无关) 1.定义:φA = = = 单位:V 说明:φ=单位正电荷由某点移到φ=0处的W ⑴沿电场线,电势降低 ⑵等势面⊥电场线;等势面的疏密反映E 的强弱 2.电势叠加——代数和 3.电势差:U AB = = 4.电场力做功:W AB = 与路径无关 5.电势能的变化:Δε=W 电场力做正功,电势能 ;电场力做负功,电势能 需要解决的问题: ①如何判电势的高低以及正负(由电场线判断) ②如何判电场力做功的正负(由F 、v 方向判) ③如何判电势能的变化(由W 的正负判) 三、电场中的导体 1.静电平衡:远端同号,近端异号 2.静电平衡特点 ⑴E 内=0;⑵E 表面 ⊥表面;⑶等势体(内部及表面电势相等);⑷净电荷分布在外表面 四、电容器 1.定义:C = (C 与Q 、U 无关) 单位:1 F =106 μF =1012 pF 2.平行板电容器: C = 3.两类问题:①充电后与电源断开, 不变;②始终与电源相连, 不变 五、带电粒子在电场中的运动 1.加速:qU = 2.偏转:v ⊥E 时,做类平抛运动 位移:L = ; y = = = 速度:v y = = ; v = ; tan θ= 六、实验:描绘等势线 1.器材: 2.纸顺序:从上向下

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 ?22 1 =? 得:21 2221r r F F = (牛顿)) () (4.01010560.12 12 2222112=??==--r r F F (2) 21 2 24r q K F = ∴ 21 9 4221 211109410560.14)()(????±=± =-K r F q =±×710- (库仑) 4q=±×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 ) (r q Q q K F -= 求 F 对q 的极值 使0='F 即:0)2(=-q Q r K ∴ Q q 2 1 =。 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: 41πε 2 0x q q = 041 πε )(220x L q q - =2 1x 2)(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 x 1.2.4在直角坐标系中,在(0,),(0,)的两个位置上分别放有电量为1010q -=(库)的点电荷,在(,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: 121 1?r r Q q K F =? )?sin ?(cos 1121 1j i r Q q K αα-=  2 28 1092.01.010 10109+???= --???? ? ?????+-++2 1222122)2.01.0(?1.0)2.01.0(?2.0j i =j i ?100.8?1061.187--?-? 如图所示,其中 2 1 21211 1) (cos y x x += α 2121 211 1) (sin y x y += α 同理:)?sin ?(cos 2222 12j i r Q q K F αα+?=  ? 2281092.01.01010109+???=--×???? ? ?????+-++2 1222122)2.01.0(?1.0)2.01.0(?2.0j i

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

电磁学基本知识

第一章 电机中的电磁学基本知识 1.1 磁路的基本知识 1.1.1 电路与磁路 对于电路系统来说,在电动势E 的作用下电流I 从E 的正极通过导体流向负极。构成一个完整的电路系统需要电动势、电导体,并可以形成电流。 在磁路系统中,也有一个磁动势F (类似于电路中的电势),在F 的作用下产生一个Φ(类似于电路中的电流),磁通Φ从磁动势的N 极通过一个通路(类似于电路中的导体)到S 极,这个通路就是磁路。由于铁磁材料磁导率比空气大几千倍,即空气磁阻比铁磁材料大几千倍,所以构成磁路的材料均使用导磁率高的铁磁材料。然而非铁磁物质,如空气也能通过磁通,这就造成铁磁材料构成磁路的周围空气中也必然会有磁通σΦ(,由于空气磁阻比铁磁材料大几千倍,因而σΦ比Φ小的多,σΦ常常被称为漏磁通,Φ称为主磁通。因此磁路问题比电路问题要复杂的多。 1.1.2 电机电器中的磁路 磁路系统广泛应用在电器设备之中,如变压器、电机、继电器等。并且在电机和某些电器的磁路中,一般还需要一段空气隙,或者说空气隙也是磁路的组成部分。 图1—1是电机电器的几种常用磁路结构。图(a)是普通变压器的磁路,它全部由铁磁材料组成;图(b)是电磁继电器磁路,它除了铁磁材料外,还有一段空气隙。 图(c)表示电机的磁路,也是由铁磁材料和空气隙组成;图(b)是无分支的串联磁路,空气隙段和铁磁材料串联组成;图(a)是有分支的并联磁路。图中实(或虚)线表示磁通的路径。 (a) (b) (c) 图1—1 几种常用电器的典型磁路 (a) 普通变压器铁芯; (b) 电磁继电器常用铁芯; (c) 电机磁路 1.1.3 电气设备中磁动势的产生 为了产生较强的磁场,在一般电气设备中都使用电流产生磁场。电流产生磁场的方法是:把绕制好的N 匝线圈套装在铁心上,并在线圈内通入电流i ,这样在铁心和线圈周围的空间中就会形成磁场,其中大多数磁通通过铁心,称为主磁通Φ;小部分围绕线圈,称为漏磁通σΦ,如图1—2所示。套装在铁心上用于产生磁通的N 匝线圈称为励磁线圈,励磁

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

电磁学第二版答案(DOC)

第一章静电场 §1.1 静电的基本现象和基本规律 思考题: 1、给你两个金属球,装在可以搬动的绝缘支架上,试指出使这两个球带等量异号电荷的方向。你可以用丝绸摩擦过的玻璃棒,但不使它和两球接触。你所用的方法是否要求两球大小相等? 答:先使两球接地使它们不带电,再绝缘后让两球接触,将用丝绸摩擦后带正电的玻璃棒靠近金属球一侧时,由于静电感应,靠近玻璃棒的球感应负电荷,较远的球感应等量的正电荷。然后两球分开,再移去玻璃棒,两金属球分别带等量异号电荷。本方法不要求两球大小相等。因为它们本来不带电,根据电荷守恒定律,由于静电感应而带电时,无论两球大小是否相等,其总电荷仍应为零,故所带电量必定等量异号。 2、带电棒吸引干燥软木屑,木屑接触到棒以后,往往又剧烈地跳离此棒。试解释之。答:在带电棒的非均匀电场中,木屑中的电偶极子极化出现束缚电荷,故受带电棒吸引。但接触棒后往往带上同种电荷而相互排斥。 3、用手握铜棒与丝绸摩擦,铜棒不能带电。戴上橡皮手套,握着铜棒和丝绸摩擦,铜棒就会带电。为什么两种情况有不同结果? 答:人体是导体。当手直接握铜棒时,摩擦过程中产生的电荷通过人体流入大地,不能保持电荷。戴上橡皮手套,铜棒与人手绝缘,电荷不会流走,所以铜棒带电。 7、两个点电荷带电2q 和q,相距l,第三个点电荷放在何处所受的合力为零? 解:设所放的点电荷电量为Q。若Q与q同号,则三者互相排斥,不可能达到平衡;故Q 只能与q异号。当Q在2q和q联线之外的任何地方,也不可能达到平衡。由此可知,只有Q与q异号,且处于两点荷之间的联线上,才有可能达到平衡。设Q到q的距离为x. 8、三个相同的点电荷放置在等边三角形的各顶点上。在此三角形的中心应放置怎样的电荷,才能使作用在每一点电荷上的合力为零? 解:设所放电荷为Q,Q应与顶点上电荷q异号。中心Q所受合力总是为零,只需考虑q 受力平衡。 平衡与三角形边长无关,是不稳定平衡。 9、电量都是Q的两个点电荷相距为l,联线中点为O;有另一点电荷q,在联线的中垂面上距O为r处。(1)求q所受的力;(2)若q开始时是静止的,然后让它自己运动,它将如何运动?分别就q与Q同号和异号两种情况加以讨论。 解: (1) (2)q与Q同号时,F背离O点,q将沿两Q的中垂线加速地趋向无穷远处。 q与Q异号时,F指向O点,q将以O为中心作周期性振动,振幅为r . <讨论>:设q 是质量为m的粒子,粒子的加速度为 因此,在r<

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.

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

电磁学练习题积累(含部分答案)

一.选择题(本大题15小题,每题2分) 第一章、第二章 1.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,其电位一定是正值 (B)等位面上各点的场强一定相等 (C)场强为零处,电位也一定为零 (D)场强相等处,电位梯度矢量一定相等 2.在真空中的静电场中,作一封闭的曲面,则下列结论中正确的是[] (A)通过封闭曲面的电通量仅是面内电荷提供的 (B) 封闭曲面上各点的场强是面内电荷激发的 (C) 应用高斯定理求得的场强仅是由面内电荷所激发的 (D) 应用高斯定理求得的场强仅是由面外电荷所激发的 3.关于静电场下列说法中正确的是 [ ] (A)电场和试探电荷同时存在和消失 (B)由E=F/q知道,电场强度与试探电荷成反比 (C)电场强度的存在与试探电荷无关 (D)电场是试探电荷和场源电荷共同产生的 4.下列几个说法中正确的是: [ ] (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 (C)场强方向可由E=F/q定出,其中q为试验电荷的电量,q可正、可负, F为试验电荷所受的电场力 (D)以上说法全不对。 5.一平行板电容器中充满相对介电常数为的各向同性均匀电介质。已知介 质两表面上极化电荷面密度为,则极化电荷在电容器中产生的电 场强度的大小为 [ ]

(A) 0εσ' (B) 02εσ' (C) 0εεσ' (D) ε σ' 6. 在平板电容器中充满各向同性的均匀电介质,当电容器充电后,介质中 D 、 E 、P 三矢量的方向将是 [ ] (A) D 与E 方向一致,与P 方向相反 (B) D 与E 方向相反,与P 方向一致 (C) D 、E 、P 三者方向相同 (D) E 与P 方向一致,与D 方向相反 7. 在一不带电荷的导体球壳的球心处放一点电荷,并测量球壳内外的场强分 布,如果将此点电荷从球心移到球壳内其它位置,重新测量球壳内外的场强分布,则将发现: [ ] (A) 球壳内、外场强分布均无变化 (B) 球壳内场强分布改变,球壳外的不变 (C) 球壳外场强分布改变,球壳内的不变 (D) 球壳内、外场强分布均改变 8. 一电场强度为E 的均匀电场,E 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) 2R E π;(B) 21 2 R E π; (C) 22R E π;(D ) 0。 9. 在静电场中,电力线为均匀分布的平行 直线的区域内,在电力线方向上任意两点的电场强度E 和电势U 相比较 [ ] (A) E 相同,U 不同 (B) E 不同,U 相同 (C) E 不同,U 不同 (D) E 相同,U 相同

高考物理新电磁学知识点之磁场基础测试题及解析

高考物理新电磁学知识点之磁场基础测试题及解析 一、选择题 1.质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速度率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示,下列表述正确的是() A.M带正电,N带负电 B.M的速度率小于N的速率 C.洛伦兹力对M、N做正功 D.M的运行时间等于N的运行时间 2.如图所示,两相邻且范围足够大的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度方向平行、大小分别为B和2B。一带正电粒子(不计重力)以速度v从磁场分界线MN上某处射入磁场区域Ⅰ,其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN成60 角,经过t1时间后粒子进入到磁场区域Ⅱ,又经过t2时间后回到区域Ⅰ,设粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分别为ω1、ω2,则() A.ω1∶ω2=1∶1B.ω1∶ω2=2∶1 C.t1∶t2=1∶1D.t1∶t2=2∶1 3.在探索微观世界中,同位素的发现与证明无疑具有里程碑式的意义。质谱仪的发现对证明同位素的存在功不可没,1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,不计粒子重力,则下列说法中正确的是() A.该束粒子带负电 B.速度选择器的P1极板带负电 C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大 D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷q m 越小

4.对磁感应强度的理解,下列说法错误的是() A.磁感应强度与磁场力F成正比,与检验电流元IL成反比 B.磁感应强度的方向也就是该处磁感线的切线方向 C.磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的,与检验电流I无关 D.磁感线越密,磁感应强度越大 5.如图所示,一块长方体金属板材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。当通以从左到右的恒定电流I时,金属材料上、下表面电势分别为φ1、 φ2。该金属材料垂直电流方向的截面为长方形,其与磁场垂直的边长为a、与磁场平行的边长为b,金属材料单位体积内自由电子数为n,元电荷为e。那么 A. 12IB enb ?? -=B. 12IB enb ?? -=- C. 12 IB ena ?? -=D. 12 IB ena ?? -=- 6.如图,一带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动。已知电场强度为E,方向竖直向下,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外。粒子圆周运动的半径为R,若小球运动到最高点A时沿水平方向分裂成两个粒子1和2,假设粒子质量和电量都恰好均分,粒子1在原运行方向上做匀速圆周运动,半径变为3R,下列说法正确的是() A.粒子带正电荷 B.粒子分裂前运动速度大小为REB g C.粒子2也做匀速圆周运动,且沿逆时针方向 D.粒子2做匀速圆周运动的半径也为3R 7.如图所示,在半径为R的圆形区域内,有匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于圆平 面(未画出)。一群比荷为q m 的负离子以相同速率v0(较大),由P点在纸平面内向不同 方向射入磁场中发生偏转后,又飞出磁场,最终打在磁场区域右侧足够大荧光屏上,离子重力不计。则下列说法正确的是()

电磁学基础知识

电磁学基础知识 一、学习目的 1.掌握电场和磁场的相关基础知识 2.熟练解决带电粒子在电场、磁场及复合场运动的相关问题 3.熟练运用闭合电路欧姆定律解决电路问题 4.能够运用法拉第电磁感应定律解决电磁感应的相关问题 二、活动内容: 活动一、回忆电场和磁场的相关内容,完成下列题目 例1.如图所示,在等量异种电荷形成的电场中,画一正方形ABCD ,对角线AC 与两点电荷连线重合,两对角线交点O 恰为电荷连线的中点。下列说法中正确的是( ) A .A 点的电场强度大于B 点的电场强度且两点电场强度方向不同 B .B 、D 两点的电场强度及电势均相同 C .一电子由B 点沿B→C→ D 路径移至D 点,电势能先减小后增大 D .一质子由C 点沿C→O→A 路径移至A 点,电场力对其先做负功后做正功 例2.将两个分别带有电荷量-2Q 和+5Q 的相同金属小球 A 、 B 分别固定在相距为r 的两处(均可视为点电荷),它们间库仑力的大小为 F .现将第三个与 A 、 B 两小球完全相同的不带电小球 C 先后与A 、 B 相互接触后拿走, A 、 B 间距离保持不变,则两球间库仑力的大小为( ) A .F B .51 F C .F 109 D .F 41 例3.质量为m 的通电细杆ab 置于倾角为θ的导轨上,导轨的宽度为d ,杆ab 与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时,ab 恰好在导轨上静止,如图所示.图(b)中的四个侧视图中,标出了四种可能的匀强磁场方向,其中杆ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的图是 ( ) 小结: + — O A B C D

活动二、回顾带电粒子在电场、磁场及重力场中的运动情况,综合解决带电粒子在复合场中的运动,完成下列题目 例4.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示.它的核心部分 是两个D 形金属盒,两盒相距很近,接高频交流电源,两盒间的窄缝中 形成匀强电场,两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面.带电粒子 在磁场中做圆周运动,通过两盒间的窄缝时反复被加速,直到达到最大圆 周半径时通过特殊装置被引出.如果用同一回旋加速器分别加速氚核 (31H )和α粒子(42He ),比较它们所需加的高频交流电源的周期和获得 的最大动能的大小,有 ( ) A .加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能也较大 B .加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能较小 C .加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能也较小 D .加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能较大 例5.如图所示,质量为m 、电荷量为e 的质子以某一初速度从坐标原点O 沿x 轴正方向进入场区,若场区仅存在平行于y 轴向上的匀强电场时,质子通过P (d ,d )点时的动能为k E 5;若场区仅存在垂直于xoy 平面的匀强磁场时,质子也能通过P 点。不计质子的重力。设上述匀强电场的电场强度大小为E 、匀强磁场的磁感应强度大小为B ,则 下列说法中正确的是( ) A. ed E E k 3= B. ed E E k 5= C. ed mE B k = D. ed mE B k 2= 小结: 活动三、回忆闭合电路欧姆定律,分析电路,完成下列题目 例6.如图所示,L 1、L 2、L 3为三个相同的灯泡。在变阻器R 的滑片P 向上移动过程中,下列判断中正确的是( ) A .L 1变亮,L 3变暗 B .L 2变暗,L 3变亮 C .L 1中电流变化量大于L 3中电流变化量 D .L 1中电流变化量小于L 2中电流变化量 L 3 L 1 L 2 R P E r

最新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

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

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