大學(xué)物理學(xué)(第3版.修訂版)北京郵電大學(xué)出版社下冊(cè)第十二章習(xí)題12答案

1、精品文檔 習(xí)題12 (A) (B) (C) (D) x軸正向 x軸負(fù)向 X軸正向或負(fù)向 不確定 12.1選擇題 對(duì)于位移電流，下列說(shuō)法正確的是（）： （A）與電荷的定向運(yùn)動(dòng)有關(guān)；（B）變化的電場(chǎng); C）產(chǎn)生焦耳熱；（D）與傳導(dǎo)電流一樣。 答案：B （2）對(duì)于平面電磁波，下列說(shuō)法不正確的是（）: A）平面電磁波為橫波；（B）電磁波是偏振波； （C）同一點(diǎn)E和H的量值關(guān)系為；E . H ；（ D）電磁波的波速等于光速。 答案：D （3）圖示為一充電后的平行板電容器，A板帶正電，B板帶負(fù)電，開(kāi)關(guān) K合上時(shí)，A、B 位移電流方向?yàn)椋ò磮D上所標(biāo)X軸正方向回答）（）: 答案：E dl 答案：B 12.2填

2、空題 （1）一個(gè)變化的電場(chǎng)必定有一個(gè)磁場(chǎng)伴隨它，方程為 答案：H dl I 些 s（jo -D）ds 1dt t （2）一個(gè)變化的磁場(chǎng)必定有一個(gè)電場(chǎng)伴隨它，方程為 dtt 磁力線必定是無(wú)頭無(wú)尾的閉合曲線，方程為 ； 答案：；B ds 0 （4）靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部不可能有電荷的分布，方程為 答案：；D dsq v 0dV 12.3圓柱形電容器內(nèi)、外導(dǎo)體截面半徑分別為R和R2（ R1 v R2），中間充滿介電常數(shù)為 dU dt k時(shí)（k為常數(shù)），求介質(zhì)內(nèi)距圓柱軸線為 解：圓柱形電容器電容 In R R1 q CU 2 IU In R R1 IU r In R2 R1 的電介質(zhì)當(dāng)兩極板間的電壓隨時(shí)間

3、的變化 r處的位移電流密度. r In dU 12.4試證：平行板電容器的位移電流可寫(xiě)成Id C 式中C為電容器的電容，U是 dt CU 電容器兩極板的電勢(shì)差如果不是平板電容器，以上關(guān)系還適用嗎？ 解: CU DS CU dt 不是平板電容器時(shí)D 0仍成立 Id C塑還適用. 12.5如題12.5圖所示，電荷+q以速度v向0點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，+q到0點(diǎn)的距離為x，在0點(diǎn)處作 dt 2(x2a2)2 半徑為a的圓平面，圓平面與 v垂直.求：通過(guò)此圓的位移電流. 解：如題12.5圖所示，當(dāng)q離平面x時(shí)，通過(guò)圓平面的電位移通量 2(1x二2) 2 qa v 3 題12.5圖 5i 12.6如題12.6圖所示，

4、設(shè)平行板電容器內(nèi)各點(diǎn)的交變電場(chǎng)強(qiáng)度E=720sin 10 t V- m ,正 方向規(guī)定如圖.試求： (1)電容器中的位移電流密度; 2 1 5 電容器內(nèi)距中心聯(lián)線 r=10- m勺一點(diǎn)P,當(dāng)t=0和t = 10 5s時(shí)磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小及方向 2 (不考慮傳導(dǎo)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng) ). 解：(1) j D D j D t，D 0E 0(72Osin105 t) 720 105 0 cos105 t -: H dl I。(S) jD dS I(S) 取與極板平行且以中心連線為圓心，半徑r的圓周I 2 r，則 2 H2 r r j。 H r . jD 2 t 0時(shí)H P r 720 105 03.6 105

5、0 A m 1 2 t 1 10 5s 時(shí)， Hp 0 2 12.7半徑為R=0.10m的兩塊圓板構(gòu)成平行板電容器，放在真空中今對(duì)電容器勻速充電, 使兩極板間電場(chǎng)的變化率為 =1.0 x 10 v - m - s .求兩極板間的位移電流，并計(jì)算電 dt 容器內(nèi)離兩圓板中心聯(lián)線 r ( r v R)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度 Br以及r =R處的磁感應(yīng)強(qiáng)度 BR . 解：(1) DE Jd0 tt 2 Id jDS jD R 2.8 A oH dl I。 jD dS S 取平行于極板，以兩板中心聯(lián)線為圓心的圓周I 2 r，則 當(dāng)r R時(shí)，Br 0 0R dE 2 dt 2 dE 2 H2 rJd r 0 r

6、 dt , r dE H0 2 0 dt 0 r dE Br H 2 dt 5.6 10 6 T *12.8有一圓柱形導(dǎo)體，截面半徑為 a，電阻率為，載有電流I。 (1)求在導(dǎo)體內(nèi)距軸線為 r處某點(diǎn)的E的大小和方向； 該點(diǎn)H的大小和方向； (3) 該點(diǎn)坡印廷矢量S的大小和方向； 將 的結(jié)果與長(zhǎng)度為I、半徑為r的導(dǎo)體內(nèi)消耗的能量作比較. 解:(1)電流密度j0 S S 由歐姆定律微分形式 j0 E得 Ej002，方向與電流方向一致 a 取以導(dǎo)線軸為圓心，垂直于導(dǎo)線的平面圓周I 2 r，則 由 H dlj0dS可得 lS 2 r H2 r I。飛 a H 丄嗎，方向與電流成右螺旋 2 a S E

7、H S垂直于導(dǎo)線側(cè)面而進(jìn)入導(dǎo)線，大小為 S EH 24 2 a (4) 長(zhǎng)為I，半徑為r(r a)導(dǎo)體內(nèi)單位時(shí)間消耗能量為 I 2 r I02lr2 單位時(shí)間進(jìn)入長(zhǎng)為I，半徑為r導(dǎo)體內(nèi)的能量 W2 S2 rl lr2 4 a Wi W2說(shuō)明這段導(dǎo)線消耗的能量正是電磁場(chǎng)進(jìn)入導(dǎo)線的能量. *12.9 一個(gè)很長(zhǎng)的螺線管，每單位長(zhǎng)度有n匝，截面半徑為a，載有一增加的電流i，求: (1)在螺線管內(nèi)距軸線為 r處一點(diǎn)的感應(yīng)電場(chǎng)； 在這點(diǎn)的坡印矢量的大小和方向. dS 解：(1)螺線管內(nèi)B 0ni iE dl 取以管軸線為中心，垂直于軸的平面圓周 E2 r l 2 r，正繞向與B成右螺旋關(guān)系，則 B 2 r

8、 t r_B 2 t nr di 2 dt ，方向沿圓周切向，當(dāng) 0時(shí)，E與B成右螺旋關(guān)系；當(dāng) dt di dt 0時(shí)，E與B成左旋關(guān)系。 題 12.9 i POOP E H，由E與H方向知, S指向軸，如圖所示. 大小為 S EH Eni 2 dt 1 *12.10 一平面電磁波的波長(zhǎng)為 3.0cm，電場(chǎng)強(qiáng)度的振幅為 30V- m，試問(wèn)該電磁波的頻率為 多少？磁場(chǎng)強(qiáng)度的振幅為多少 ？對(duì)于一個(gè)垂直于傳播方向的面積為 0.5m2的全吸收面，該電磁 波的平均幅射壓強(qiáng)是多大 ？ 解：頻率 C 1.0 1010 Hz利用 E 廠H和S lEoHo可得 Bo 0H0.VoEo 1.0 107 T 由于電磁波具有動(dòng)