四、电磁学
电磁学赵凯华,陈熙谋第三版)第四章 习题及解答

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新概念物理教程·电磁学" " 第四章" 电磁介质" 习题解答
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高三物理第二轮专题复习 专题四电磁感应与电路教案 人教版

专题四 电磁感应与电路一、考点回顾“电磁感应”是电磁学的核心内容之一,同时又是与电学、力学知识紧密联系的知识点,是高考试题考查综合运用知识能力的很好落脚点,所以它向来高考关注的一个重点和热点,本专题涉及三个方面的知识:一、电磁感应,电磁感应研究是其它形式有能量转化为电能的特点和规律,其核心内容是法拉第电磁感应定律和楞次定律;二、与电路知识的综合,主要讨论电能在电路中传输、分配,并通过用电器转化为其它形式的能量的特点及规律;三、与力学知识的综合,主要讨论产生电磁感应的导体受力、运动特点规律以及电磁感应过程中的能量关系。
由于本专题所涉及的知识较为综合,能力要求较高,所以往往会在高考中现身。
从近三年的高考试题来看,无论哪一套试卷,都有这一部分内容的考题,题量稳定在1~2道,题型可能为选择、实验和计算题三种,并且以计算题形式出现的较多。
考查的知识:以本部分内容为主线与力和运动、动量、能量、电场、磁场、电路等知识的综合,感应电流(电动势)图象问题也经常出现。
二、典例题剖析根据本专题所涉及内容的特点及高考试题中出的特点,本专题的复习我们分这样几个小专题来进行:1.感应电流的产生及方向判断。
2.电磁感应与电路知识的综合。
3.电磁感应中的动力学问题。
4.电磁感应中动量定理、动能定理的应用。
5.电磁感应中的单金属棒的运动及能量分析。
6.电磁感应中的双金属棒运动及能量分析。
7.多种原因引起的电磁感应现象。
(一)感应电流的产生及方向判断1.(2007理综II 卷)如图所示,在PQ 、QR 区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面,bc 边与磁场的边界P 重合。
导线框与磁场区域的尺寸如图所示。
从t =0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。
以a →b →c →d →e →f 为线框中有电动势的正方向。
以下四个ε-t 关系示意图中正确的是【 】解析:楞次定律或左手定则可判定线框刚开始进入磁场时,电流方向,即感应电动势的方向为顺时针方向,故D 选项错误;1-2s 内,磁通量不变化,感应电动势为0,A 选项错误;2-3s 内,产生感应电动势E =2Blv +Blv =3Blv ,感应电动势的方向为逆时针方向(正方向),故C 选项正确。
电磁学赵凯华,陈熙谋第三版)第四章 习题及解答

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电磁四势,电磁场强度,协变导数_概述说明以及解释

电磁四势,电磁场强度,协变导数概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在电磁学中,电磁四势、电磁场强度和协变导数是重要的概念和工具。
它们作为描述电磁场及其相互作用的理论框架,被广泛应用于物理学、工程学以及其他相关领域。
本文将对这三个概念进行深入的介绍和解释,并探讨它们在实际应用中的作用和意义。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分:引言、电磁四势、电磁场强度、协变导数以及结论。
通过这样的结构安排,我们将逐步展开对电磁四势、电磁场强度和协变导数的阐述,并最终总结出关键观点和未来研究展望。
1.3 目的本文旨在提供一个全面而清晰的概述,帮助读者更好地理解电磁四势、电磁场强度和协变导数在电磁学中的基本原理和应用。
通过对这些核心概念进行详细说明,读者将能够更好地理解其物理意义,并了解它们在不同领域中的实际应用。
希望本文对于学术研究和工程实践都能提供有益的参考价值。
以上是“1. 引言”部分的详细内容,介绍了文章概述、结构和目的。
这一部分意在引导读者了解文章全文的主题和内容安排,并明确表达阐述核心概念与解释这些概念的重要性。
2. 电磁四势2.1 定义与基本概念电磁四势是描述电磁场的一个重要概念,由一个标量电位和一个矢量电位组成。
它们分别为电磁标量势φ和矢量势A。
2.2 公式推导与物理意义在麦克斯韦方程组中,通过对其进行一定的变换,我们可以得到关于电磁四势的公式推导。
其中,标量势φ满足拉普拉斯方程∇²φ=-ρ/ε₀,其中ρ表示电荷密度,ε₀表示真空介质中的介电常数。
而矢量势A满足波动方程∇²A-μ₀ε₀(∂²A/∂t²)+∇(∂φ/∂t)=μ₀j+μ₀ε₀(∂E/∂t),其中j表示电流密度,E表示电场强度。
从物理意义上看,标量势φ描述了静态或准静态情况下的静电场分布情况;而矢量势A则描述了动态情况下的感生电场以及变化较快的时间变化分布情况。
2.3 应用与实际例子在实际应用中,我们常常利用电磁四势来推导和计算电磁场的各种性质和现象。
高中物理选择性必修2 第四章 第2、3节 电磁场与电磁波 无线电波的发射和接收

第四章第2、3节电磁场与电磁波、无线电波的发射和接收教学设计一、教材分析电磁场的形成、电磁波的产生以及发射和接收是这两节的知识主干,在物理观念的形成上作为重点落实。
由于LC回路产生电磁振荡不如机械振动直观,要引导学生结合教材图示分析理解,并通过多媒体手段和实验演示等讲这一过程形象化,帮助学生在物理思维的培养上再上一个台阶。
电磁场的概念和麦克斯韦电磁理论是电磁学的核心内容,但是中学对电磁场理论是要求初步了解。
教材突出了理论的核心内容是:变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,交替产生的电场和磁场传播出去形成电磁波。
能够动手实验的要学生亲自动手培养学生的科学探究能力。
无线电波的发射和接收涉及概念较多,可以结合图表、思维导图、流程图等多种手段,或者利用运送货物的装卸等流程来帮助学生理解调制、调谐、解调等一系列名次含义。
对电磁波的发现以及无线电波的应用,可以介绍赫兹和马可尼等人的不懈努力以及科技成果,落实培养学生的科学态度与责任。
二、学情分析学生在学习电磁场理论时,已经具备:静电场的知识、电流的产生和电流的磁效应知识、电磁感应现象等知识;接触并了解过电磁波的接收(半导体收音机等)或发射的机械设备。
学生对电磁场的知识掌握还不够全面和系统化,要更好的创设情境,精心组织素材,进一步培养学生的抽象思维和创造思维能力。
三、素养目标1.了解电磁场的形成、电磁波的产生。
2.了解电磁波的发射、传播和接收过程,知道无线电通信的基本原理。
3.能正确区分调制、调幅、调频、调谐和解调等概念。
4.结合实际生活,说出无线电通信在生活中的应用。
四、教学重点、难点1.教学重点:电磁场的形成、电磁波的产生、无线电的传播过程。
2.教学难点:无线电波传播的各种概念辨析。
五、教学方法实验演示法、类比分析法.六、教学过程同学们请看,这是电视台发射电视信号的信号塔效果图。
那么,为什么要建高耸入云的发射塔呢?这是为了接受信号,也就是电磁波。
接下来我们就来学习一下关于电磁波以及电磁波的发射和接收的相关知识。
大物电磁学课后答案4

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4-3 在电子仪器中,常把载有大小相等方向相反电流的导线扭 在一起,这是为什么?
找出 idt 与 Fdt 的关系)
解:(1) F BI L, Fdt BLIdt mV m 2gh 即 BL Idt BLq m 2gh ,
B
×××××× ××××××
L
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q
BL
K
(2)m 10克,L 20厘米,h 0.30米,b 0.10特,求得q 1(库仑)
解:
B
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(sin
1
sin
2
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0
I
A
L
0I 2L sin
600
(cos2
cos1
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1.73
104
(特斯拉)。
4-14 如图所示,一根宽为a的“无限长”平面载流铜板,其厚 度可以忽略,铜板中的电流为I,求铜板中心上方h处的磁感应 强度B,并讨论h>>a,h<<a两种情况,其结果说明了什么?
4-13一半径为R=0.10米的半圆形闭合线圈,载有电流I=10安 培,放在均匀外磁场中,磁场方向与线圈平面平行,磁感应强 度 B=5.0x103高斯。(1)求线圈的磁矩P;(2)求线圈所受磁 力矩的大小和方向;(3)在此力矩作用下线圈转90o(即转到线 圈平面与B垂直),求力矩作功。
2024年磁聚焦和磁发散课件
2024年磁聚焦和磁发散课件一、教学内容本节课将深入探讨《电磁学》教材中第四章“磁场”的第三节“磁聚焦和磁发散”内容。
具体包括磁场的基本概念,磁场线特性,磁聚焦与磁发散原理,实际应用案例以及相关实验操作。
二、教学目标1. 理解磁聚焦和磁发散的基本原理,并能运用相关概念解释现象。
2. 学会绘制磁场线,分析磁场的分布特点。
3. 掌握磁聚焦和磁发散在实际应用中的使用,培养学以致用的能力。
三、教学难点与重点重点:磁场线的绘制与分析,磁聚焦和磁发散原理的理解。
难点:磁场线复杂分布的分析,磁聚焦和磁发散在实际应用中的运用。
四、教具与学具准备1. 磁铁、铁粉、塑料板(用于演示磁场线分布)。
2. 磁聚焦和磁发散实验装置。
3. 电磁学教材及学习笔记。
五、教学过程1. 实践情景引入:展示磁铁吸引铁粉的现象,引导学生思考磁场的存在与特性。
2. 理论讲解:a. 复习磁场基本概念。
b. 讲解磁场线的绘制方法,引导学生通过塑料板上的铁粉观察磁场线的分布。
c. 详细讲解磁聚焦和磁发散原理。
3. 例题讲解:分析具体案例,引导学生运用所学原理解决问题。
4. 随堂练习:现场发放练习题,要求学生绘制磁场线,分析磁聚焦和磁发散现象。
5. 实验操作:分组进行磁聚焦和磁发散实验,观察现象,验证原理。
六、板书设计1. 磁场线基本概念及特性。
2. 磁聚焦和磁发散原理。
3. 实验操作步骤及注意事项。
七、作业设计1. 作业题目:a. 绘制给定磁铁的磁场线分布图。
b. 解释磁聚焦和磁发散原理,并举例说明其在生活中的应用。
c. 分析实验中观察到的磁聚焦和磁发散现象,与原理进行对比。
答案:见附件。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸:鼓励学生查阅相关资料,了解磁聚焦和磁发散在现代科技领域的应用,如磁悬浮列车、粒子加速器等,提高学生的科学素养。
重点和难点解析1. 磁场线的绘制与分析。
2. 磁聚焦和磁发散原理的理解。
3. 实验操作步骤及注意事项。
4. 作业设计中的题目与答案。
2023年部编本高中物理新版教材课文目录
2023年部编本高中物理新版教材课文目
录
第一单元:力学
1. 课文一:运动与相对性
2. 课文二:牛顿第一定律
3. 课文三:牛顿第二定律
4. 课文四:牛顿第三定律
第二单元:热学
1. 课文一:热力学基础概念
2. 课文二:热传递与热平衡
3. 课文三:理想气体的状态方程
4. 课文四:热机原理
第三单元:光学
1. 课文一:光的反射与折射
2. 课文二:光的波动性与粒子性
3. 课文三:几何光学
4. 课文四:光的衍射与干涉
第四单元:电磁学
1. 课文一:电荷与电场
2. 课文二:电势与电势能
3. 课文三:电流与电路
4. 课文四:电磁感应与电磁波
第五单元:原子物理与核物理
1. 课文一:原子结构与原子模型
2. 课文二:放射性衰变与半衰期
3. 课文三:核能与核反应
4. 课文四:粒子物理学与宇宙学
以上是2023年部编本高中物理新版教材的课文目录。
每个单元都包含了若干课文,涵盖了力学、热学、光学、电磁学以及原子
物理与核物理等相关内容。
通过学习这些课文,学生将能够全面了解物理学的基础知识和核心概念,并培养科学思维和实验技能。
高一物理必修一所有公式归纳
高一物理必修一所有公式归纳一、力学部分1. 牛顿第一定律:物体静止或匀速直线运动的条件是合外力为零。
2. 牛顿第二定律:物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比,与物体的质量成反比。
3. 牛顿第三定律:任何两个物体之间存在相互作用力,且大小相等、方向相反。
4. 动能定理:物体的动能等于物体所做的功。
5. 功的计算公式:功等于力乘以物体位移的大小与方向的余弦值。
6. 动量定理:物体的动量变化率等于作用在物体上的合外力。
7. 动量守恒定律:在没有合外力作用下,系统的总动量保持不变。
8. 弹簧弹力公式:弹簧的弹力与弹簧伸缩的长度成正比。
9. 简谐振动周期公式:简谐振动的周期与弹簧的劲度系数和振幅有关。
二、热学部分1. 热量传递公式:热传导的热量与传热物质的热传导系数、传热面积、温度差和传热时间成正比。
2. 热平衡条件:两个物体达到热平衡时,它们的温度相等。
3. 热膨胀公式:物体的线膨胀量与物体的长度、线膨胀系数和温度差成正比。
4. 理想气体状态方程:理想气体的压强与体积成反比,与温度成正比。
5. 等温过程理想气体压强和体积关系:等温过程中,理想气体的压强和体积成反比。
6. 等压过程理想气体体积和温度关系:等压过程中,理想气体的体积和温度成正比。
7. 等容过程理想气体压强和温度关系:等容过程中,理想气体的压强和温度成正比。
8. 理想气体绝对温度和摄氏温度之间的关系:绝对温度等于摄氏温度加上273.15。
三、光学部分1. 光的折射定律:入射光线和折射光线分别与法线的夹角满足一定的关系。
2. 薄透镜成像公式:薄透镜的物距、像距和焦距之间满足一定的关系。
3. 球面镜成像公式:球面镜的物距、像距和焦距之间满足一定的关系。
4. 光的反射定律:入射角、反射角和法线在同一平面上。
5. 光的色散公式:光在介质中的折射角与入射角和介质的折射率之间满足一定的关系。
四、电磁学部分1. 电流强度计算公式:电流强度等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。
电磁学赵凯华_第三版_第四章_稳恒磁场
1.1不同的磁作用形式
(1) 磁铁 磁铁
物质成分
天然磁铁:Fe3O4
人工磁铁: 铷铁硼合金 钴镆合金等
最新进展:日本采用纳米技术 制备强磁性氮化铁
中性区 磁极
磁铁分区
条形磁铁的两端磁性强,称作磁极,中部磁性弱,称作中性 区
础--重视实验研究;
(电流3的)本质我是运国动的科电荷学源头创新的困境思考。
电流方向变化、磁针转动方向也
运动的电荷产生磁场
变化
磁与电的关系
问题 电流对磁铁有作用,磁铁对电流是否有作用?
实验
N 极向内
结论
和磁铁一样,载流导线不仅具有磁性,也受 磁作用力
I=0
I
(3)电流 电流(应该存在作用力)
实验
结论
环向电流
产生磁场的源应该相同
安培分子 环流假说
条形磁铁 环向电流
1822安培提出:组成磁铁的最小单元(磁分子)就是环形电流,这些分子环流定向排列, 在宏观上就会显示出N、S极。
图示 N
等效宏观表面电流 S
磁铁内部分子电流相互抵消
为什么是假说?
安培提出了分子环流,但在安培时代,还没有建立 物质的分子、原子模型。因此,安培的模型为假说。
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1 电磁学 卷面总分287 期望值0 入卷题数77 时间 分钟 第1大题: 选择题(108分) 5
1.1 (3分) 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
(C)场强方向可由qFE/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)以上说法都不正确 1.2 (3分)
同一束电力线穿过大小不等的两个平面1S和2S,如图所示。面1S、2S上场强大小是( )
(A) 21EE (B) 21EE (C) 21EE
1.3 (3分) 电场强度定义式0qFE,适用范围是 ( ) (A) 点电荷产生的电场 (B) 静电场 (C) 匀强电场 (D) 任何电场 1.4 (3分) 真空中两块互相平行的无限大均匀带电平板,其中一块的电荷面密度为,另一块的电荷面密度为2
,两板间的电场强度大小为( )
(A) 0 (B) 023 (C) 0 (D) 02 1.5 (3分) 一均匀带电球面,电荷面密度为球面内电场强度处处为零,球面上面元dS的一个带电量为sd的电荷元,在球面内各点产生的电场强度 ( )
M S1 S2
B
A 2
(A)处处为零 (B)不一定都为零 (C)处处不为零 (D)无法判定 1.6 (3分) 两个点电荷M、N处于真空中,相互间作用力为F,当另一点电荷Q移近这两个点电荷时,M、N两点电荷之间的作用力F ( )
(A)大小不变,方向改变. (B)大小改变,方向不变. (C)大小和方向都不变. (D)大小和方向都改变. 1.7 (3分) 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 6
1.8 (3分)
高斯定理SqSE01d.,说明了静电场的哪些性质( ) (1) 电力线不是闭合曲线 (2) 库仑力是保守力 (3) 静电场是有源场 (4) 静电场是保守场 (A) (1)(3) (B) (2)(3) (C) (1)(2) (D) (1)(4) 1.9 (3分)
根据高斯定理SqSE01d.,下面说法正确的是( ) (A) 通过闭合曲面的总通量仅由面内的电荷决定 (B) 通过闭合曲面的总通量为正时,面内一定没有负电荷 (C) 闭合曲面上各点的场强仅由面内的电荷决定 (D) 闭合曲面上各点的场强为零时,面内一定没有电荷 1.10 (3分)
关于电场强度定义式0/qFE,下列说法中正确的是( )
(A)场强E的大小与试探电荷0q的大小成反比 3
(B)对场中某点,试探电荷受力F与0q的比值不因0q而变 (C)试探电荷受力F的方向就是场强E的方向 (D)若场中某点不放试探电荷0q,则F=0,从而E=0 1.11 (3分) 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,则高斯面内必有电荷 (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 1.12 (3分) 根据高斯定理的数学表达式sqsdE0/可知下列说法中,正确的是( ) (A)闭合面内的电荷代数和为零时,闭合面上各点场强一定为零 (B)闭合面内的电荷代数和不为零时,闭合面上各点场强一定处处不为零 (C)闭合面内的电荷代数和为零时,闭合面上各点场强不一定处处为零 (D)闭合面上各点场强均为零时,闭合面内一定处处无电荷 8
1.13 (3分) 下列关于静电场中某点电势值的正负的说法中正确的是:( ) (A)电势值的正负取决于置于该点的试验电荷的正负 (B)电势值的正负取决于电场力对试验电荷作功的正负 (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 1.14 (3分) 下列说法中正确的是( ) 4
(A) 带正电的物体、电位一定是正的 (B) 电位等于0的物体,一定不带电 (C) 电场强度等于0的地方,电位一定也为0 (D) 电位高的地方,电场强度一定大 (E) 上述皆非 1.15 (3分)
下列关于电场强度与电势之间的关系的说法中,哪一种是正确的?( ) (A)在电场中,场强为零的点,电势必为零 (B)在电场中,电势为零的点,电场强度必为零 (C)在电势不变的空间,场强处处为零 (D)在场强不变的空间,电势处处相等 1.16 (3分) 如图所示.在匀强电场中,将一负电荷从A移到B,则:( ) (A)电场力作正功,负电荷的电势能减少 (B)电场力作正功,负电荷的电势能增加 (C)电场力作负功,负电荷的电势能减少 (D)电场力作负功,负电荷的电势能增加
1.17 (3分) 静电场中某点电势的数值等于 ( ) (A)试验电荷0q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
A B E 5
9 1.18 (3分) 图示曲线表示球对称或轴对称静电场的某一物理量随径向距离r变化的关系,请指出该曲线可描述下列哪方面内容(E为电场强度的大小,U为电势):( )
(A)半径为R的无限长均匀带电圆柱体电场的r~E关系. (B)半径为R的无限长均匀带电圆柱面电场的r~E关系. (C)半径为R的均匀带正电球体电场的r~U关系. (D)半径为R的均匀带正电球面电场的r~U关系.
1.19 (3分) 图示曲线表示轴对称或球对称静电场的某一物理量随径向距离r变化的关系,该曲线所描述的是(E为电场强度的大小,U为电势)( )
(A)半径为R的无限长均匀带电圆柱体电场的r~E关系 (B)半径为R的无限长均匀带电圆柱面电场的r~E关系 (C)半径为R的均匀带正电球面电场的r~U关系 (D)半径为R的均匀带正电球体电场的r~U关系 6
1.20 (3分) 图示曲线表示轴对称或球对称静电场的某一物理量随径向距离r变化的关系,请指出该曲线可描述下列哪方面内容(E为电场强度的大小,U为电势)( )
(A)半径为R的无限长均匀带电圆柱体电场的r~E关系 (B)半径为R的无限长均匀带电圆柱面电场的r~E关系 (C)半径为R的均匀带正电球体电场的r~U关系 (D)半径为R的均匀带正电球面电场的r~U关系
1.21 (3分) 如图所示为某电场的电力线分布情况.一负电荷从M点移到N点.有人根据这个图作出下列几点结论,其中正确的是( )
(A)电场强度NMEE (B)电势NMUU
(C)电势能NMWW (D)电场力的功0A
1.22 (3分) 如图所示为某电场的电力线分布情况.一负电荷从M点移到N点.有人根据这个图作出下列几点结论,其中正确的是 ( )
M N 7
(A)电场强度NMEE. (B)电势NMUU. (C)电势能NMWW. (D)电场力的功0A.
1.23 (3分) 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
1.24 (3分) 当带电球面上总的带电量不变,而电荷的分布作任意改变时,这些电荷在球心处产生的电场强度E和电势U将 ( )
(A)E不变,U不变. (B)E不变,U改变. (C)E改变,U不变. (D)E改变,U也改变. 14
1.25 (3分) 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,1P、2P为两圆形回路上的对应点,则:( )
(A)1221,LLPPBBldBldB (B)1221,LLPPBBldBldB. (C)1221,LLPPBBldBldB. (D)1221,LLPPBBldBldB. 1.26 (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
M N
1P 1L 1I 2I
1I
2I
2L
2
P
3I
)(a)(b