電磁學(xué)習(xí)題課答案ppt課件

.,1,1、如圖所示，兩個(gè)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(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)。求：（1）空間各處電場強(qiáng)度的分布；（2）在內(nèi)球面內(nèi)，距中心為r處的P點(diǎn)的電勢(shì)。,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(shì)定義式：,=0+-Q1/(40R2)+Q1/(40R1)+(Q1+Q2)/(40R2),=Q1/(40R1)+Q2/(40R2),此結(jié)論也可由電勢(shì)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(gè)點(diǎn)電荷分別位于同一圓周的三個(gè)點(diǎn)上，如圖所示設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，圓半徑為R，則b點(diǎn)處的電勢(shì)U（）,電勢(shì)疊加原理,.,3,1、有兩個(gè)彼此遠(yuǎn)離的金屬球，一大一小，所帶電荷同號(hào)等量，問這兩個(gè)球的電勢(shì)是否相等？為什么？用一根細(xì)導(dǎo)線將兩球相連，是否會(huì)出現(xiàn)電荷流動(dòng)？說明原因。,作業(yè)三：,答：這兩球的電勢(shì)不相等，因?yàn)榍蛎骐姾傻碾妱?shì)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(shì)不同。,用一根細(xì)線相連，會(huì)出現(xiàn)電荷的流動(dòng)，因?yàn)樗鼈冃纬闪艘粋€(gè)導(dǎo)體，靜電平衡時(shí)，電勢(shì)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(shì)不變的區(qū)域內(nèi)，電場強(qiáng)度一定為零在電勢(shì)為零處，場強(qiáng)一定為零場強(qiáng)為零處，電勢(shì)一定為零(D)在均勻電場中，各點(diǎn)電勢(shì)相等,A,3,.,4,3、在均勻電場中，各點(diǎn)的（）(A)電勢(shì)相等(B)電勢(shì)梯度相等(C)電勢(shì)和電勢(shì)梯度都不相等(D)電勢(shì)梯度為零,B,作業(yè)四：,1、導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，具有如下特點(diǎn)：（1）場強(qiáng)內(nèi)部場強(qiáng)為零，外部場強(qiáng)與導(dǎo)體表面垂直，孤立導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡表面場強(qiáng)大小為；（2）電勢(shì)表面是等勢(shì)面，導(dǎo)體是等勢(shì)體。,2、將一個(gè)電中性的導(dǎo)體放在靜電場中，在導(dǎo)體上感應(yīng)出相等的正負(fù)電荷量，導(dǎo)體是否為等勢(shì)體？如果把導(dǎo)體一分為二，使它們分別帶上等量異號(hào)電荷，則這兩部分的電勢(shì)是否相等？,答：是等勢(shì)體,如果把導(dǎo)體一分為二，兩部分的電勢(shì)不相等,4,.,5,3、當(dāng)一個(gè)帶電導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，表面曲率較大處電荷密度較大，故其表面附近的場強(qiáng)較大。(),孤立導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡表面場強(qiáng)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(yuǎn)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(duì)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(qiáng)為：,5,.,6,金屬板與B板間場強(qiáng)為：,金屬片內(nèi)部場強(qiáng)為：,則兩極板間的電勢(shì)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(duì)電容無影響。,6,.,7,1、載有電流為I的無限長導(dǎo)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(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，方向?yàn)椤?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(dǎo)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(gè)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(qiáng)度增大為原來的4倍，則通過粒子運(yùn)動(dòng)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(dǎo)線附近作一個(gè)球形閉合曲面S，當(dāng)面S向長直導(dǎo)線靠近時(shí)，穿過面S的磁通量和面上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(gè)金屬圓中（半徑為R）通以相等的電流I，問圓心O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小及方向如何？,根據(jù)圓電流中心處磁感應(yīng)強(qiáng)度公式，水平金屬圓在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為：,方向垂直向下；,豎直金屬圓在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,方向垂直指向紙面內(nèi)。,故O點(diǎn)疊加后的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,方向?yàn)樾毕?50指向紙面內(nèi),9,.,10,作業(yè)四：,1、如圖，一根通電流I的導(dǎo)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(dǎo)線的長度為b的一段與平行，則a，b兩段載流導(dǎo)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(shí)產(chǎn)生的霍耳電勢(shì)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(gè)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?yàn)樗诖艌鲋挟a(chǎn)生的附加磁場與外磁場方向相反。（b）為順磁質(zhì)，因?yàn)樗谕獯艌鲋挟a(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(qiáng)度,求：(1)銅棒的電動(dòng)勢(shì)(2)a，b兩端哪端的電勢(shì)高？,的勻強(qiáng)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(dòng)時(shí)dr產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：,作業(yè)六：,.,13,13,棒ab在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)：,(2)由,可知b端為電源正極，所以b端電勢(shì)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(dāng)它們通以相同電流時(shí)，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(gè)自感為的回路，其中通有電流時(shí)，其周圍空間磁場的能量為：。,練習(xí)：,1/16,3、一個(gè)矩形線圈與通有相同大小電流的平行直導(dǎo)線在同一平面，而且處在兩導(dǎo)線的中央，如圖所示。(1)若兩電流同向時(shí)，穿過線圈的磁通量是否為零；若兩電流同向且隨時(shí)間均勻增大時(shí)，線圈中有無感應(yīng)電流。(2)若兩電流反向時(shí)，穿過線圈的磁通量是否為零；若兩電流反向且隨時(shí)間均勻增大時(shí)，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(diǎn)的磁場強(qiáng)度為零，則該曲面內(nèi)所包圍的傳導(dǎo)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(qiáng)度總是與磁場強(qiáng)度同方向（）,5、當(dāng)導(dǎo)體回路中的電流發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)在自身回路中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)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(dòng)，當(dāng)線圈平面與磁感應(yīng)線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大；當(dāng)線圈平面與磁感應(yīng)線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(yùn)動(dòng),4、若在一個(gè)帶電導(dǎo)體外罩一個(gè)封閉的金屬罩，將整體放在木制桌面上，此帶電導(dǎo)體所帶電荷對(duì)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(dòng)勢(shì)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(duì)抗,D,13、對(duì)位移電流，有下述四種說法，請(qǐng)指出哪一種說法正確。()(A)位移電流是由變