第十二章-电磁感应电磁场作业答案内容

2014-2015(1)《大学物理A(2)》作业参考答案2014.11.09王春芳PAGEPAGE4第十二章电磁感应电磁场（二）选择题图12-14[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，则空间的图12-14(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).图12-21图12-21【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．图12-27图12-27【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20.0F，两板上的电压变化率为dU/dt=1.50则磁能密度为则。四、附加题图12-2012（基础训练7）、如图12-20所示．一电荷为q的点电荷，以匀角速度作圆周运动，圆周的半径为R．设t=0时q所在点的坐标为x0=R，y0=0，以、分别表示x轴和y轴上的单位矢量，则圆心处O点的位移电流密度为：图12-20(A)(B)