第十二章电磁感应电磁场(二)作业答案2014..docVIP

第十二章 电磁感应 电磁场（二） 选择题 [A] 1 (基础训练4)、两根很长的平行直导线，其间距离为d，与电源组成闭合回路，如图12-4． 已知导线上的电流为I，在保持I不变的情况下，若将导线间的距离增大，则空间的 (A) 总磁能将增大． (B) 总磁能将减少． (C) 总磁能将保持不变． (D) 总磁能的变化不能确定 【参考答案】，距离增大，L增大， I不变，增大。 附：自感L的计算： ； （其中a为导线的截面半径） [C] 2 (基础训练8)、 如图12-21，平板电容器(忽略边缘效应)充电时，沿环路L1的磁场强度的环流与沿环路L2的磁场强度的环流两者，必有： (A) . (B) . (C) . (D) . 【参考答案】 全电流是连续的，即位移电流和传导电流大小相等、方向相同。另，在忽略边界效应的情况下，位移电流均匀分布在电容器两极板间，而环路L1所包围的面积小于电容器极板面积，故选（C）。 [A] 3 (自测提高3)、对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确． (A) 位移电流是指变化电场． (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． 【参考答案】变化的电场（不一定是线性变化，B错）等同于位移电流Id, 但位移电流区别于传导电流Ic的地方是，其内部没有自由电荷的定向移动，因此没有焦耳热，因此C错。MaxWell 方程中的明确指中，位移电流作为全电流的一部分，服从安培环路定理，D错。 [B] 4 (自测提高6)、如图12-27所示，空气中有一无限长金属薄壁圆筒，在表面上沿圆周方向均匀地流着一层随时间变化的面电流i(t)，则 (A) 圆筒内均匀地分布着变化磁场和变化电场． (B) 任意时刻通过圆筒内假想的任一球面的磁通量和电通量均为零． (C) 沿圆筒外任意闭合环路上磁感强度的环流不为零． (D) 沿圆筒内任意闭合环路上电场强度的环流为零． 【参考答案】 如图所示的载流圆筒等同于一长直螺线管。在筒内产生的时变磁场是空间均匀的，在筒外无磁场，所以（C）错；筒内的时变磁场将产生涡旋感生电场，涡旋电场在筒内不是均匀分布的（），所以（A）错；涡旋电场沿任意闭合回路的积分为感生电动势0，所以（D）错；磁场（无论是变化的还是稳恒的）与感生电场都是涡旋场，其相应的场线都是一些闭合曲线，故穿过任意闭合曲面的通量都为零，所以选（B）。 填空题 5 (基础训练12)、反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为 ， ① ， ② ， ③ ． ④ 试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的．将你确定的方程式用代号 填在相应结论后的空白处． (1) 变化的磁场一定伴随有电场； _____② (2) 磁感线是无头无尾的； ③ (3) 电荷总伴随有电场; _①______ 6 （基础训练13）、平行板电容器的电容C为20.0 ?F，两板上的电压变化率为dU/dt =1.50×105 V·s-1，则该平行板电容器中的位移电流为______． 【参考答案】 （） (或：) 6（自测提高11）、 图示12-30为一圆柱体的横截面，圆柱体内有一均匀电场，其方向垂直纸面向内，的大小随时间t线性增加，P为柱体内与轴线相距为r的一点则 (1)P点的位移电流密度的方向为_垂直纸面向内里__． (2) P点感生磁场的方向为__竖直向下___． 【参考答案】 （1）由于，故与同向， 垂直纸面向里。 （2）由安培环路定理 知：与的关系与与的关系一样，