電磁學習題課答案ppt課件

.,1,1、如圖所示，兩個同心的均勻帶電球面,內(nèi)球面半徑為R1，帶電量Q1，外球面半徑為R2，帶電量為Q2。設(shè)無窮遠處為電勢零點。求：（1）空間各處電場強度的分布；（2）在內(nèi)球面內(nèi)，距中心為r處的P點的電勢。,作業(yè)1分析,解：（1）依據(jù)高斯定律,有,rR2Q=Q1+Q2E3=(Q1+Q2)/(40r2),方向均沿徑向向外。,（2）由電勢定義式：,=0+-Q1/(40R2)+Q1/(40R1)+(Q1+Q2)/(40R2),=Q1/(40R1)+Q2/(40R2),此結(jié)論也可由電勢疊加分析得到,作業(yè)二：,1,.,2,2,2、電量分別為q1，q2，q3的三個點電荷分別位于同一圓周的三個點上，如圖所示設(shè)無窮遠處為電勢零點，圓半徑為R，則b點處的電勢U（）,電勢疊加原理,.,3,1、有兩個彼此遠離的金屬球，一大一小，所帶電荷同號等量，問這兩個球的電勢是否相等？為什么？用一根細導線將兩球相連，是否會出現(xiàn)電荷流動？說明原因。,作業(yè)三：,答：這兩球的電勢不相等，因為球面電荷的電勢與球的半徑及所帶電荷量有關(guān)，公式為,兩球的半徑不同，故電勢不同。,用一根細線相連，會出現(xiàn)電荷的流動，因為它們形成了一個導體，靜電平衡時，電勢處處相等，所以電荷要重新分布。,2、以下說法正確的是（）在電勢不變的區(qū)域內(nèi)，電場強度一定為零在電勢為零處，場強一定為零場強為零處，電勢一定為零(D)在均勻電場中，各點電勢相等,A,3,.,4,3、在均勻電場中，各點的（）(A)電勢相等(B)電勢梯度相等(C)電勢和電勢梯度都不相等(D)電勢梯度為零,B,作業(yè)四：,1、導體處于靜電平衡狀態(tài)時，具有如下特點：（1）場強內(nèi)部場強為零，外部場強與導體表面垂直，孤立導體達到靜電平衡表面場強大小為；（2）電勢表面是等勢面，導體是等勢體。,2、將一個電中性的導體放在靜電場中，在導體上感應(yīng)出相等的正負電荷量，導體是否為等勢體？如果把導體一分為二，使它們分別帶上等量異號電荷，則這兩部分的電勢是否相等？,答：是等勢體,如果把導體一分為二，兩部分的電勢不相等,4,.,5,3、當一個帶電導體達到靜電平衡時，表面曲率較大處電荷密度較大，故其表面附近的場強較大。(),孤立導體達到靜電平衡表面場強大小為,作業(yè)2分析,作業(yè)一：,3、如圖：一空氣平行板電容器，兩極板面積均為S，板間距離為d（d遠小于極板線度），在兩極板間平行地插入一面積也是S、厚度為t（d）的金屬片。試求：（l）電容C等于多少？（2）金屬片放在兩極板間的位置對電容值有無影響？,解：設(shè)極板上分別帶電量+q和-q；金屬片與A板距離為d1，與B板距離為d2；金屬片與A板間場強為：,5,.,6,金屬板與B板間場強為：,金屬片內(nèi)部場強為：,則兩極板間的電勢差為：,由此得：,因C值僅與d、t有關(guān)，與d1、d2無關(guān)，故金屬片的安放位置對電容無影響。,6,.,7,1、載有電流為I的無限長導線，彎成如圖所示形狀，其中有一部分為半徑為R半圓弧，則其圓心O點的磁感應(yīng)強度的大小為，方向為。,作業(yè)二：,半無限長加半圓，注意方向正好相反,垂直紙面向里,2、如圖載流長直導線的電流為I,試求通過矩形面積的磁通量。,x,x,dx,7,.,8,1、一個帶電粒子垂直射入均勻磁場中，如果粒子的質(zhì)量增加為原來的2倍，入射速度也增加為原來的2倍，而磁場的磁感應(yīng)強度增大為原來的4倍，則通過粒子運動軌道所圍面積的磁通量增大為原來的（）。(A)2倍(B)4倍(C)0.5倍(D)1倍,B,作業(yè)三：,.,9,2、如圖所示，在無限長載流直導線附近作一個球形閉合曲面S，當面S向長直導線靠近時，穿過面S的磁通量和面上各點的磁感應(yīng)強度B將如何變化()(A)增大，B也增大(B)不變，B不變(C)增大，B也不變(D)不變，B增大,D,3、如圖所示，在垂直和水平的兩個金屬圓中（半徑為R）通以相等的電流I，問圓心O點處的磁感應(yīng)強度大小及方向如何？,根據(jù)圓電流中心處磁感應(yīng)強度公式，水平金屬圓在O點的磁感應(yīng)強度大小為：,方向垂直向下；,豎直金屬圓在O點的磁感應(yīng)強度大小為,方向垂直指向紙面內(nèi)。,故O點疊加后的磁感應(yīng)強度大小為,方向為斜下450指向紙面內(nèi),9,.,10,作業(yè)四：,1、如圖，一根通電流I的導線，被折成長度分別為a、b，夾角為120的兩段，并置于均勻磁場中，若導線的長度為b的一段與平行，則a，b兩段載流導線所受的合力的大小為多大？,2、若一平面載流線圈在磁場中既不受力，也不受力矩作用，這說明：（）(A)該磁場一定均勻，且線圈的磁矩方向一定與磁場方向平行(B)該磁場一定不均勻，且線圈的磁矩方向一定與磁場方向平行(C)該磁場一定均勻，且線圈的磁矩方向一定與磁場方向垂直(D)該磁場一定不均勻，且線圈的磁矩方向一定與磁場方向垂直,A,10,.,11,3、一寬b=2.0cm,厚d=1.0mm的銅片，放在B=3.0T的磁場中，磁場垂直通過銅片，如果銅片載有電流100A，已知銅片中自由電子的密度是,求此時產(chǎn)生的霍耳電勢差的大小是多少？,作業(yè)五：,1、把兩種磁介質(zhì)小棒分別放在兩個磁極N、S間，它們被磁化后在磁極間處于如圖所示的不同位置，試說明哪種是順磁質(zhì)，哪種是抗磁質(zhì)？并說明為什么？,（a）為抗磁質(zhì)，因為它在磁場中產(chǎn)生的附加磁場與外磁場方向相反。（b）為順磁質(zhì)，因為它在外磁場中產(chǎn)生的附加磁場與外磁場方向相同。,11,.,12,12,1、一根銅棒長,，水平放置，可繞距離a端為,處和棒垂直的軸在水平面以,的角速度旋轉(zhuǎn)。銅棒置于豎直向上的磁感應(yīng)強度,求：(1)銅棒的電動勢(2)a，b兩端哪端的電勢高？,的勻強磁場中，如圖所示，,解:(1)將棒ab分成無窮多小段，取一小段dr，棒轉(zhuǎn)動時dr產(chǎn)生的動生電動勢：,作業(yè)六：,.,13,13,棒ab在轉(zhuǎn)動時的電動勢：,(2)由,可知b端為電源正極，所以b端電勢高。,方法二：,同理：,.,14,14,2、真空中兩只長直螺線管1和2，長度相等，單層密繞匝數(shù)相同，直徑之比d1/d2=1/4，當它們通以相同電流時，兩螺線管貯存的磁能之比為W1/W2=。,1、磁場能量密度為：，電場能量密度為：。一個自感為的回路，其中通有電流時，其周圍空間磁場的能量為：。,練習：,1/16,3、一個矩形線圈與通有相同大小電流的平行直導線在同一平面，而且處在兩導線的中央，如圖所示。(1)若兩電流同向時，穿過線圈的磁通量是否為零；若兩電流同向且隨時間均勻增大時，線圈中有無感應(yīng)電流。(2)若兩電流反向時，穿過線圈的磁通量是否為零；若兩電流反向且隨時間均勻增大時，線圈中有無感應(yīng)電流。,為零,無,不為零,有,.,15,6、若閉合曲線上各點的磁場強度為零，則該曲面內(nèi)所包圍的傳導電流的代數(shù)和必為零（）7、不論順磁質(zhì)與抗磁質(zhì)，磁感應(yīng)強度總是與磁場強度同方向（）,5、當導體回路中的電流發(fā)生變化時，就會在自身回路中產(chǎn)生自感電動勢和感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的方向與原來的電流相反。（）,9、線圈在均勻磁場中繞軸轉(zhuǎn)動，當線圈平面與磁感應(yīng)線時，感應(yīng)電動勢最大；當線圈平面與磁感應(yīng)線時，感應(yīng)電動勢為零。,平行,垂直,11、感生電場產(chǎn)生的原因：。,變化的磁場,10、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)是：。,一切磁現(xiàn)象來源于電荷的運動,4、若在一個帶電導體外罩一個封閉的金屬罩，將整體放在木制桌面上，此帶電導體所帶電荷對金屬罩外的其它電器設(shè)備是否有影響。,有影響,8、感應(yīng)電動勢是變化的磁場產(chǎn)生的。(),.,16,12、下列說法中正確的是：()(A)感應(yīng)電流的磁場，總是與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反(B)感應(yīng)電流的磁場，總是與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同(C)楞次定律只能判斷閉合回路中感應(yīng)電流的方向(D)楞次定律表明感應(yīng)電流的效果總與引起感應(yīng)電流的原因相對抗,D,13、對位移電流，有下述四種說法，請指出哪一種說法正確。()(A)位移電流是由變