17 铁磁质、电磁场与电磁波习题详解.doc

习题六 一、选择题 1．如图6-1所示，平板电容器（忽略边缘效应）充电时，沿环路磁场强度的环流满足 [ ] （A）； （B）； （C）； （D）。 答案：C 解：平板电容器间的位移电流为，电路中的传导电流，与大小相等且同向。 根据安培环路定律，对所包围的回路有，对所包围的回路有，而，式中为平板电容器的面积，为所围的面积。显然小于，如图6-1所示，故。 2．一个电容器在振荡电路中，在其两极间放入一矩形线圈，线圈的面积与电容器极板面积相等，并且位于两极板的中央与之平行，如图6-2a所示。则下列说法正确的是 [ ] （A） 在线圈的下缘放一小磁针，使磁针与线圈平面垂直，磁针不会转动； （B） 线圈中没有感应电流； （C） 线圈中有感应电流； （D） 如果把线圈平面转过90度，使其平面与纸面平行，并位于两极板的中央，如图6-2b所示，此时有感应电流。 答案：B 解：在图6-2a中磁场方向与线圈平面的法线垂直，磁通量为零，线圈中没有感应电流。（A）中，在振荡过程中，极板上的电荷周期性的变化，极板间的电场又周期性的改变。变化的电场要产生感应磁场，感应磁场的方向与线圈平面平行，在该磁场的作用下，磁针将会转动；（D）中把线圈平面转过90度（图6-2b），感应磁场的力线将穿过它，然而它位于两极板的中央，穿过它的总磁通量仍然为零，没有感应电流。 3．下面的说法哪个是正确的 [ ] （A）铁钉没有磁化时不是铁磁质； （B）顺磁质、抗磁质都有抗磁性； （C）顺磁质没有抗磁性； （D）抗磁质和铁磁材料磁化过程都有磁滞回线。 答案：B 解：顺磁质有抗磁性，因为顺磁质在外磁场的作用下，电子进动存在，附加磁矩总与的方向相反，即存在抗磁性，只不过附加磁矩比分子固有磁矩小得多。 铁钉是典型的铁磁质，内部存在磁畴。抗磁质没有磁滞回线，与是线性关系。 4．一个单位长度上密饶有匝线圈长直螺线管，每匝线圈中的电流强度为，管内充满相对磁导率为的磁介质，则管内中部附近磁感应强度和的大小分别为[ ]。 （A）， ； （B）， ； （C）， ； （D）， 。 答案：D 解：长直螺线管内部的磁场是均匀磁场，根据安培环路定律可以计算得到管内的大小为，而，，故。 5．磁波的电场强度、磁场强度和传播速度的关系是 [ ] （A）三者互相垂直，而且、、构成右旋直角坐标系； （B）三者互相垂直，而和相位相差； （C）三者中和是同方向，但都与垂直； （D）三者中和可以是任意方向，但都与垂直。 答案：A 解：根据电磁场性质判断，、、三者互相垂直，而且构成右旋直角坐标系，、同相变化。 二、填空题 1对各向同性的非铁磁质，无论抗磁质与顺磁质，总与 相同；，式中是 量；对于铁磁质，，式中是 量。（后两空填“常”或“变”）。 答案：方向；常；变。 解：对各向同性的非铁磁质，无论抗磁质与顺磁质，有，因为大于零的常数，所以总与同向。对于铁磁质，存在磁滞回线，与为非线性关系，所以中为变量。 2．图6-3是三种铁磁质的磁滞回线，根据图的序号填空， 是软磁质； 是硬磁质； 矩磁质； 宜做计算机的记忆元件； 宜做永磁体； 宜做变压器等电感元件中的铁心。 答案a；b；c；c；b；a。 解：从磁滞回线形状上看，软磁质的矫顽力和剩磁都较小，磁滞回线细长，容易被磁化，也容易被去磁，宜做变压器等电感元件中的铁心。硬磁质的矫顽力和剩磁都较大，磁滞回线所包围的面积也较大，磁滞特性显著，宜做永磁体。矩磁质磁滞回线接近矩形，剩磁接近饱和磁感应强度，保留剩磁能力特别强，宜做计算机的记忆元件。 3．两个圆形板组成的平行板电容器，电容法拉，加上频率为50周/秒、峰值为1.74×105伏特的正弦交流电压，极板间位移电流的最大值为 。 答案：解：设电容器形板面积为S，板间距离为d，则； 根据位移电流的定义 因 ， 故位移电流的最大值为 4．设是电容器的电容，是两极板的电势差，则电容器的位移电流为 。 答案：解：因电容器极板上的电量，所以电容器的位移电流为 5麦克斯韦方程组的积分形式： 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，将你确定的方程式的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）磁感应线无头无尾 ；（3）电荷总是伴随有电场 ；（4）电场的变化可以激发涡旋磁场 。 答案：②；