大學(xué)物理題庫參考答案電磁學(xué)部分

1、.大學(xué)物理題庫參考答案電磁學(xué)部分102、解： 103、解： 104、解： （方向沿兩電荷聯(lián)線向外） （同上） 方向沿兩電荷聯(lián)線相互排斥105、解：（1） （2）如圖示： 106、解：（1）取細(xì)棒的一線元，則中的電荷為?？梢暈辄c(diǎn)電荷 方向沿軸線方向 故： （2） 所以： 積分得： 總場(chǎng)強(qiáng)： 107、解：如圖：圓環(huán)上一線元上產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為： 與其對(duì)稱的一線元產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為 ：， 兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度的合成為：積分得 故： 108、解：由上題知，圓環(huán)上電場(chǎng)強(qiáng)度 109、解：由題107知：圓環(huán)的電場(chǎng)強(qiáng)度為： 110、解: 如圖示.（1） 取高斯面 () (半球?yàn)?由高斯定理: 所以 故 （2） 取高斯面為

2、 ()由高斯定理: 所以 的方向沿半徑向外.(垂直于球面)111、解:據(jù)題意.電場(chǎng)分布具有軸對(duì)稱,以對(duì)稱軸為x軸(如圖示) 取高斯面半徑為r.軸為x軸的柱面 (柱長為) ()則，由高斯定理: 所以 方向垂直于x軸沿徑向向外.當(dāng)r>R時(shí).取高斯面為(如圖)則，由高斯面定理: 所以 方向垂直x軸沿徑向向外.112、解:（1） 如圖示:據(jù)題意,因 d比平板的線度小得多. 所以電場(chǎng)強(qiáng)度的方向垂直于平行平板,取如圖示的柱面為高斯面(半徑為r)則，由高斯定理: 所以 方向如圖示,由上指向下.同理 方向由上指向下則 方向由上指向下在平板以外,取高斯面包括兩個(gè)平板(仍為柱面).則，由高斯定理： 得： （

3、2） 電子在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力作用加速： 113、解： 方向沿往向向外當(dāng)r>R時(shí)： ；當(dāng)r<R時(shí)： 。114、解：如圖示，所以 由電勢(shì)求電場(chǎng)強(qiáng)度115、解：（1）（2）所以 故：（電場(chǎng)力做功）外力做功為。116、解：（1）B帶+q 則導(dǎo)體B是一個(gè)等勢(shì)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度為零。 （2）A帶+q 則導(dǎo)體B產(chǎn)生靜電感應(yīng)靜電平衡時(shí)： 所以 （3）A帶+q B帶 B球殼電荷全部部分布在內(nèi)表面，則 所以 （4）A帶 B的外表面接地 即： 所以 117、解：（1） 因 所以 （2）所以 118、解：高電荷線密度為，圓弧半徑為。在弧上取一長度元所含電荷為，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的電場(chǎng)根據(jù)庫侖定律有： 由于對(duì)稱性，所以點(diǎn)

4、P處的，因此，計(jì)算E只需求出。積分得 119、解：設(shè)向上為正方向，已知，在豎直方向上，根據(jù)求出擊中板所需的時(shí)間 在水平方向上 根據(jù)，求得電子擊中極板時(shí)的水平距離 120、解：（1）從得（2）因移去電池后電荷保持不變，所以，對(duì)于平行板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度保持不變121、解：（1）對(duì)于平行板電容器（2）電容囂上儲(chǔ)存的電荷貯存的能量電場(chǎng)強(qiáng)度（3）極板間充滿電介質(zhì)后，電容器的電容電容器上儲(chǔ)存的電荷量所以流到電容器上的電量122、解：（1）電流密度（2）桿內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度 （3）因所以桿材料的電導(dǎo)率123、解：把粒子的速度分成平行于磁場(chǎng)和垂直于磁場(chǎng)兩部分，由于受到的磁場(chǎng)力為零，而產(chǎn)生的磁場(chǎng)力在方向上無分量，所以粒

5、子在方向作勻速運(yùn)動(dòng)，橫向作圓周運(yùn)動(dòng)。 圓周運(yùn)動(dòng)的向心力圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 質(zhì)子沿軸做螺旋線運(yùn)動(dòng)，其半徑為，周期螺距 124、解：若電子束經(jīng)過正交的電磁場(chǎng)而不改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以 撤去電場(chǎng)，電子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)， 125、解：力矩 126、解：線圈中心處的磁場(chǎng)127、解：大線圈中心處的磁場(chǎng) 小線圈中心處的磁場(chǎng) （1） 因?yàn)椋?，方向與的方向相同。（2） 因?yàn)椋?，方向與的方向相反。（3） 因?yàn)?，所?，方向與的方向相反。128、解：對(duì)長螺線管來說， 129、解：由疊加原理知這一磁場(chǎng)為各個(gè)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)之和，由于電流的方向平行或者是反平行，所以在處磁場(chǎng)的方向也是平行或反平行，所以130、解：（1）根

6、據(jù)靜電感應(yīng)和靜電平衡，均勻分布在球A表面；球殼B內(nèi)表面帶，即 外表面帶電荷為，即 （2） 131、解：選如圖所示坐標(biāo)，并任取一小段dq 如圖，其中因 所以有：,代入上式，得：， 與x軸成角。132、解：因電流在導(dǎo)線橫截面上均勻分布，所以電流密度大小，且電流頒布具有軸對(duì)稱。如圖所示為導(dǎo)線的截面圖，與方向相同，由環(huán)路定理有： 故導(dǎo)線外磁感強(qiáng)度，即 同理導(dǎo)線內(nèi)部距中心軸線r處的的大小相等，方向仍指向切線方向。由環(huán)路定理有 故導(dǎo)線內(nèi)部磁感強(qiáng)度，即 （2）當(dāng)時(shí) 133、解：在環(huán)內(nèi)取半徑為的同心圓形環(huán)路。如圖所示。（1） 根據(jù)安培環(huán)路定理有 方向如圖中箭頭所示。 （2） 在磁介質(zhì)中對(duì)于各向同性的磁介質(zhì)有方

7、向如圖中箭頭所示。 （3） 磁介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率 134、解：電介質(zhì)球體均勻帶電，電荷體密度為 （1）由高斯定理：當(dāng)時(shí),即球內(nèi)： 方向沿半徑向外，即：當(dāng)時(shí)，即球外： 方向沿半徑向外，即：（2）當(dāng)時(shí)，即球內(nèi)： 當(dāng)時(shí)，即球外： （3） 當(dāng)時(shí)： 當(dāng)時(shí)： （4） 球體內(nèi)部極化電荷的電量為： 球體表面極化電荷的電量為：135、解：（1）通過兩導(dǎo)體的電流相同. （2）兩導(dǎo)體內(nèi)的電流密度不相同. （3） （4） 則： ; 則 136、解：取環(huán)路的平面與電流相垂直，根據(jù)安培環(huán)路定理在管外空間：取環(huán)路，得在管內(nèi)空間：取環(huán)路，得 的方向用右手定則確定，用箭頭表示在圖中。在導(dǎo)體內(nèi)部，取環(huán)路,ab邊處于導(dǎo)體內(nèi)部，并與軸

8、線相距，得 的方向平行于軸線137、解：由安培環(huán)路定理得： 如圖：方向向上；方向向下所以，矩形線圈所受的磁力為： 方向向左138、解：由對(duì)稱性，在垂直于軸線的平面內(nèi)，以軸心為圓心，半徑為r，作三個(gè)同心圓，它們分別處于圓柱體內(nèi)、圓柱體和圓柱面之間、圓柱面外，其半徑分別是、。（1）當(dāng)，由安培環(huán)路定理： 方向遵守右手螺絲法則 （2）當(dāng)時(shí)，由安培環(huán)路定理： (3)當(dāng)時(shí)，由安培環(huán)路定理： 139、解：（1）因?yàn)樗俣扰c磁場(chǎng)垂直，所以 方向如圖解法二根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)還可以用非靜電性電場(chǎng)表示 所以 （2）的方向與方向相反， 大小為（3） 方向由下向上（4） 上端為高電勢(shì) 下端為低電勢(shì)140、

9、解：若在線圈1中通以電流，則在線圈中產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：該磁場(chǎng)在線圈2中產(chǎn)生的磁場(chǎng)通量為所以，兩線圈的互感為141、解：如圖，在線圈中通以電流I，環(huán)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 該磁場(chǎng)在螺繞環(huán)中產(chǎn)生的磁能量為 所以螺繞環(huán)的自感為 142、解：選擇各支路上電流的標(biāo)定方向和兩個(gè)回路的繞行方向，如圖所示。列出節(jié)點(diǎn)B的節(jié)點(diǎn)電流方程式：   (1)列出兩個(gè)回路的回路電壓方程式：以上三個(gè)方程式聯(lián)立求解，可得：；I1和I2為負(fù)值，表示這兩個(gè)支路上電流的實(shí)際方向與所選標(biāo)定方向相反。143、解：選擇各支路上電流的標(biāo)定方向，以及兩個(gè)回路(分別標(biāo)以1和2)繞行方向，如圖12-7所示。列出節(jié)點(diǎn)A的節(jié)點(diǎn)電流方程式：   (1) 列出兩個(gè)回路的回路電壓方程式以上三個(gè)方程式聯(lián)立求解，可得：；144、解：(1)電路的阻抗： 所以：(2)電流的峰值：(3)電阻兩端的電壓峰值