大学物理复习题(电磁学) 联系客服

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球面间的电势差。

解:U?Q(1?1)

4??0R1R212、半径为R的球体内,分布着电荷体密度=kr,式中r是径向距离,k是常量。求空间的场强分布。

3解:运用高斯定理,得r?R E?kr2 r?R E?kR

3?0r3?0

13、在半径为R1的金属球之外包有一层均匀介质层(见图),外半径为R2。设电介质的相对电容率为

r,金属球的电荷量为Q。求:(1) 介质层内、外的场强分布;(2) 介质层内、外

的电势分布;(3) 金属球的电势。

??解: 利用有介质时的高斯定理D?S?dS??q

???Qr(1) 介质内(R1?r?R2)场强:D?,E内?34πr?Qr4π?0?rr3;

?介质外(r?R2)场强: D??Qr?Qr,E?外4πr34π?0r3?(2)介质外(r?R2)电势U??E外?d?r??r??????U??E内?dr??E外?drrrQ,介质内(R14π?0r?r?R2)电势

?Q1??1 11Q?(?r)(?)?4π?0?rrR24π?0?rrR24π?0R2q (3)金属球的电势

R2?R2????U??E内?dr??E外?dr??RR12Qdr4π?0?rr2R??Q1?r?1 Qdr ?(?)R24π?r24π??RR0r120?

14、一半径为R的半球面,均匀地带有电荷,电荷面密度为σ。求:球心O处的电场强度。 解:将半球面看做无数带电圆环组成,每个圆环对场点产生dE,则?ds?Ex??cos??4??oR22?0??20sin?cos?d??? 4?0

15、有两个无限长同心金属圆筒,内圆筒A的半径为R1,外圆筒B的半径为R2,在内圆筒上每

单位长度有正电荷

,在外圆筒单位长度上有等量的负电荷,试求两圆筒间的电势差UAB和电容C。 解:两金属圆筒间场强分布E?λ2πε0r,则UAB??R2R1R??dr?ln2 2??0r2??0R1C?RQ?2??0ln1UR2

【课后习题】

一、填空题

1、在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,有一根与磁场方向垂直的长L=3m的直载流导线,其电流强度I=3.0A,此时载流导线所受的磁场力大小为__7.2N________。 2、如图所示,质量为0.9kg的铜导线长90cm,搁置于两条水平放置的平行光滑金属导轨之上,导轨间距为80cm。已知图示方向的匀强磁场的磁感强度B=0.45T,导轨间连有R=0.4Ω的电阻和E=1.5V、内阻r=0.1Ω的电源,其他电阻均不计。要保持导线静止,应施方向向__右_____(填:左、右),大小为__1.08_____牛的外力。

3、相距a,电流分别为I1,I2的两条无限长平行载流导线,单位长度的相互作用力为___?oI1I22?a_______。

4、均匀磁场中的任意闭合载流线圈受到的安培力F=__0_____。

5、载流微元Idl在磁场B中所受的作用力微元dF一定与__电流元___和___磁场___垂直. 6、在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,有半径R=2m、电流强度I=2.0A的单匝载流圆环,其所受的安培力为_______0____, 最大安培力矩为___20______。

7、图示磁化曲线中虚线表达真空,则曲线___2__描述顺磁介质,_3______描述抗磁介质,___1____有可能描述的是铁磁性介质。

8、丹麦物理学家H. C. 奥斯特先生的伟大功绩是发现了__奥斯特____的磁效应;英国科学家 M.法拉第最为杰出的科学成就是发现了__电磁感应________现象。