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第九章电磁感应电磁场(一)2011

第九章电磁感应电磁场(一)2011
第九章电磁感应电磁场(一)2011

第九章电磁场与电磁波

第九章 电磁场与电磁波 一、选择题 91001 一个匀速直线运动的负电荷,能在周围空间产生: A.静电场,静磁场; B.库仑场,运动电荷的磁场; C.库仑场,运动电荷的磁场,感应电场; D.库仑场,运动电荷的磁场,感应电场、感应磁场。 91002 一平行板电容器的两极板是半径为5.0cm 的圆导体片,在充电时,其中电场强度的变化率为2.0×1012V/m·s。则两极板间的位移电流I D 为 : A.2.0×1012V/m·s; B.17.7A/m 2; D.1.4×10-2A ; D.1.4×10-1A 。 91003 一平行板电容器的两极板都是半径为5.0cm 的圆导体片,在充电时,其中电场强度的变化率为1.0×1012V/m·s。则极板边缘的磁感应强度为 A.2.8×10-7T ; B.4.0×106T ; C.3.54×10-5T ; D.0。 91004半径为R 的圆形平行板电容器接在角频率为ω的简谐交流电路中,极板上电荷q=q 0sin(ωt+φ)则电容器极板间的位移电流I D 为(忽略边缘效应): A.20R q πsin(ωt+φ); B.2 0R q πωcos(ωt+φ); C.q O ωcos(ωt+φ); D.200R q πωεcos(ωt+φ) 91005 半径为R 的圆形平行板电容器接在角频率为ω的简谐交流电路中,电路中的传导电流为i=I 0sin(ωt+φ)则电容器极板间的位移电流密度为: A.I 0ωcos(ωt+φ); B.I 0ω0εcos(ωt+φ); C.20R I πcos(ωt+φ); D.2 0R I πsin(ωt+φ)。 91006 半径为R 的圆形平行板电容器接在角频率为ω的简谐交流电路中,电路中的传导电流i=I 0sin(ωt+φ)。则电容器极板间磁场强度的分布为: A.()r t π?ω2sin I 0+; B. ()202sin I R t r π?ω+; C.()2002sin I R t r π?ωμ+; D.()r t π?ωμ2sin I 00+。 91007 由两个圆形金属板组成的平行板电容器,其极板面积为A ,将该电容器接于一交流电源时,极板上的电荷随时间变化,即q=q m sin ωt ,则电容器内的位移电流密度为 A.q m ωcos ωt ; B.A q m ωcos ωt ;

第九章电磁感应电磁场(一)答案

一.选择题 [ D ]1.(基础训练3)在一自感线圈中通过的电流I 随时间t 的变化规律如图(a)所示,若以I 的正流向作为 的正方向,则代表线圈内自感电动势 随时间t 变化规律的曲线应为图(b)中(A)、(B)、(C)、(D)中的哪一个? 【解答】 dt dI L L -=ε, 在每一段都是常量。dt dI [ D ]2. (基础训练5)在圆柱形空间内有一磁感强度为B 的均匀 磁场,如图所示.B 的大小以速率d B /d t 变化.在磁场中有A 、B 两点,其间可放直导线AB 和弯曲的导线AB ,则 (A) 电动势只在导线AB 中产生. (B) 电动势只在AB 导线中产生. (C) 电动势在AB 和AB 中都产生,且两者大小相等. (D) AB 导线中的电动势小于导线中的电动势 【解答】 连接oa 与ob ,ob ab ob oab εεεε++=。因为涡旋电场总是与圆柱截面垂直,所以oa 和ob 上的涡旋电场方向处处垂直于oa 、ob ,即0=?= =? → →l d E ob ob εε oab ob d dB S dt dt φεε==- =- o ab oab d d dt dt ??∴< [ B ]3.(基础训练6)如图12-16所示,直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场 中,磁场B 平行于ab 边,bc 的长度为l .当金属框架绕ab 边以匀角速度ω转动 时,abc 回路中的感应电动势和a 、c 两点间的电势差U a – U c 为 (A) 0ε= 2 2 1l B U U c a ω=- (B) 0ε= 221l B U U c a ω-=- (C)2 B l εω=221l B U U c a ω=- (D) 2B l εω= 221l B U U c a ω-=- 【解答】 ab 边以匀速转动时 0=- =dt d abc φ ε 22 l B l d B v U U U U L c b c a ω-=???? ? ??=-=-?→→→ [ B ]4.(自测提高2)真空中一根无限长直细导线上通电流I ,则距导线垂直距离为a 的空间 t t t t t (b) (a) B a b c l ω图12-16

第九章 电磁感应-电磁场(二)作业答案

一. 选择题 [A] 1 (基础训练4)、两根很长的平行直导线,其间距离为a ,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 (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 [D] 2(基础训练7)、如图12-17所示.一电荷为 q 的点电荷,以匀角速度ω作圆周运动, 圆周的半径为R .设t = 0 时q 所在点的坐标为x 0 = R ,y 0 = 0 ,以i 、j 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: (A) i t R q ωω sin 42 π (B) j t R q ωω cos 42 π (C) k R q 2 4πω (D) )cos (sin 42 j t i t R q ωωω -π [C] 3 (基础训练8)、 如图12-18,平板电容器(忽略边缘效应) 充电时,沿环路L 1的磁场强度H 的环流与沿环路L 2的磁场强度H 的环流两者,必有: (A) > '??1 d L l H ??'2 d L l H . (B) = '??1 d L l H ??'2 d L l H . (C) < '??1d L l H ??'2d L l H . (D) 0d 1 ='??L l H . 【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 )。 图12-14 图12-17 图12-18

电磁场和电磁波

电磁场和电磁波 电磁场,有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称。随时间变化的电场产生磁场,随时间变化的磁场产生电场,两者互为因果,形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起,也可由强弱变化的电流引起,不论原因如何,电磁场总是以光速向四周传播,形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒递物,具有能量和动量,是物质存在的一种形式。电磁场的性质、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。 电磁波是电磁场的一种运动形态。在高频电磁振荡的情况下,部分能量以辐射方式从空间传播出去所形成的电波与磁波的总称叫做“电磁波”。在低频的电振荡中,磁电之间的相互变化比较缓慢,其能量几乎全部反回原电路而没有能量辐射出去。然而,在高频率的电振荡中,磁电互变甚快,能量不可能全部反回原振荡电路,于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去。 电磁场和电磁波是物理中的两个基础概念,电磁场和电磁波有什么区别了? 电磁场 一般来说电磁场就是指彼此相联系的交变电场和磁场。电磁场是由带电粒子的运动而产生出的一种物理场,在电磁场里,磁场的任何变化都会产生电场,电场的任何变化也会产生磁场。这种交变电磁场不仅可以存在于电荷、电流或导体的周围,而且能够在空间传播。

电磁场可以被视为一种电场和磁场的连结。电场是由电荷产生的,而移动的电荷又会产生出磁场。 电磁波是什么了 电磁场的传播就构成了电磁波。又被称为电磁辐射,比如我们常见的电磁波有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、r射线,这些全都是电磁波,只是这些电磁波的波长不同而已。其中无线电波的波长是电磁波中最长的,r射线的电磁波的波长最短。 直得一提的是,人眼可以接收到的电磁波的波长一般是在380至780nm之间,也就是我们常说的可见光。一般来说,只要物体本身的温度大于绝对零度(也就是零下273.15摄氏度),除了暗物质外,都会向外发射电磁波,而世界上并没有温度低于零下273.15摄氏度的物体,所以我们身边的物体可以说者会放出电磁波。电磁波的传播速度是以光速传播。 电磁波是谁最先发现了了,历史上电磁波首先是由詹姆斯·麦克斯韦于1865年预测出来的,后来又由德国物理学家海因里希·赫兹于1887年至1888年间在实验中证实了电磁波的存在。

工程电磁场基本知识点讲课教案

工程电磁场基本知识 点

第一章矢量分析与场论 1 源点是指。 2 场点是指。 3 距离矢量是,表示其方向的单位矢量用表示。 4 标量场的等值面方程表示为,矢量线方程可表示成坐标形式,也可表示成矢量形式。 5 梯度是研究标量场的工具,梯度的模表示,梯度的方向表示。 6 方向导数与梯度的关系为。 7 梯度在直角坐标系中的表示为u?=。 8 矢量A在曲面S上的通量表示为Φ=。 9 散度的物理含义是。 10 散度在直角坐标系中的表示为??= A。 11 高斯散度定理。 12 矢量A沿一闭合路径l的环量表示为。 13 旋度的物理含义是。 14 旋度在直角坐标系中的表示为??= A。 15 矢量场A在一点沿 e方向的环量面密度与该点处的旋度之间的关 l 系为。 16 斯托克斯定理。

17 柱坐标系中沿三坐标方向,,r z αe e e 的线元分别为 , , 。 18 柱坐标系中沿三坐标方向,,r θαe e e 的线元分别为 , , 。 19 221111''R R R R R R ?=-?=-=e e 20 0(0)11''4()(0)R R R R R πδ≠???????=??=? ? ?-=?????g g 第二章 静电场 1 点电荷q 在空间产生的电场强度计算公式为 。 2 点电荷q 在空间产生的电位计算公式为 。 3 已知空间电位分布?,则空间电场强度E = 。 4 已知空间电场强度分布E ,电位参考点取在无穷远处,则空间一点 P 处的电位P ?= 。 5 一球面半径为R ,球心在坐标原点处,电量Q 均匀分布在球面上,则点,,222R R R ?? ???处的电位等于 。 6 处于静电平衡状态的导体,导体表面电场强度的方向沿 。 7 处于静电平衡状态的导体,导体内部电场强度等于 。 8处于静电平衡状态的导体,其内部电位和外部电位关系为 。 9 处于静电平衡状态的导体,其内部电荷体密度为 。 10处于静电平衡状态的导体,电荷分布在导体的 。

电磁场与电磁波答案()

《电磁场与电磁波》答案(4) 一、判断题(每题2分,共20分) 说明:请在题右侧的括号中作出标记,正确打√,错误打× 1.在静电场中介质的极化强度完全是由外场的强度决定的。 2.电介质在静电场中发生极化后,在介质的表面必定会出现束缚电荷。 3.两列频率和传播方向相同、振动方向彼此垂直的直线极化波,合成后 的波也必为直线极化波。 4.在所有各向同性的电介质中,静电场的电位满足泊松方程2ρ?ε?=-。 5.在静电场中导体内电场强度总是为零,而在恒定电场中一般导体内的电场强度不为零,只有理想导体内的电场强度为零。 6.理想媒质和损耗媒质中的均匀平面波都是TEM 波。 7.对于静电场问题,保持场域内电荷分布不变而任意改变场域外的电荷分布,不会导致场域内的电场的改变。 8.位移电流是一种假设,因此它不能象真实电流一样产生磁效应。 9.静电场中所有导体都是等位体,恒定电场中一般导体不是等位体。 10.在恒定磁场中,磁介质的磁化强度总是与磁场强度方向一致。 二、选择题(每题2分,共20分) (请将你选择的标号填入题后的括号中) 1. 判断下列矢量哪一个可能是静电场( A )。 A .369x y z E xe ye ze =++ B .369x y z E ye ze ze =++ C .369x y z E ze xe ye =++ D .369x y z E xye yze zxe =++ 2. 磁感应强度为(32)x y z B axe y z e ze =+-+ , 试确定常数a 的值。( B ) A .0 B .-4 C .-2 D .-5 [ ×]1 [ √]2 [ ×]3 [ ×]4 [ √]5 [ √]6 [ ×]7 [ ×]8 [ √]9 [ ×]10

第九章 电磁场对电荷的作用力.

第九章 电磁场对电荷的作用力 上一章我们由电力引入电场。本章通过讨论运动电荷之间的作用力进一步引进磁场,并给出计算稳恒电流所激发的磁场的公式。电场和磁场分别描写了电磁相互作用的两个方面。电场和磁场都不是洛伦兹矢量,洛伦兹力同样也不是洛伦兹矢量。在惯性系变换下,他们都没有简单的变换关系。我们将引入四维矢势,它不仅是洛伦兹四维矢量,而且能够完整地描写电磁场的物理性质。我们还提到规范对称性。规范对称性在现代理论物理中占据核心地位。 9.1相对论的力 让我们先回忆狭义相对论关于力的公式。在第一册第二章,我们引进了四维动量P ,它的分量定义为 τ μ μ d dx m p 0= (9.1) 其中0m 为质点的静止质量,τ为固有时。固有时τ和测量P 所在惯性系的时间t 有关系式 τγd v dt )(= (9.2) 质点瞬时速度v 的函数)(v γ定义为 () 2 /11)(c v v -= γ (9.3) 四维力K 的分量定义为 τ κμ μ d dp = (9.4) 静止质量0m 和固有时τ都是洛伦兹标量,在惯性系的洛伦兹变换下不变。四维动量P 和四维力K 都是洛伦兹矢量,在洛伦兹变换下和四维位移矢量一样变换。记K 的前三个分量为 τ κd p d = (9.5) 其中τ d x d m p 0=,为相对论四维动量的前三个分量。 在相对论力学中,我们仍保留力作为动量变化率的意义,但动量要理解为相对论四维动量的前三个分量,即(三维)力定义为 κγ ) (1v dt p d f == (9.6) 注意,它不是四维矢量的前三个分量。因此它在惯性系变换的方式要通过四维力的变换式和(9.6)式得到。 四维力矢量是(9.4)定义的K ,它的第四个分量为

电磁场和电磁波的应用

本科生学年论文(课程设计)题目:电磁场与电磁波的应用 学院物理科学与技术学院 学科门类理学 专业应用物理 学号2012437019 姓名郭天凯 指导教师闫正 2015年11月18日

电磁场与电磁波的应用 摘要 随着社会的不断进步与发展,科学技术的不断改革创新,电磁场与电磁波已经应用于社会生活的方方面面,受到了越来越多人的高度重视和关注。电子通信产品的随处可见,手机通信,微波通讯以及无线电视等;电磁波极化在雷达信号滤波、检测、增强、抗干扰和目标鉴别/识别等方面的应用;电磁场在金属材料加工、合成与制备中的应用;电磁波随钻遥测技术在钻井中的应用;电磁场的生物效应在电磁治疗方面的应用等都离不开电磁成与电磁波。本文将进一步对电磁场与电磁波在通讯、科技开发、工业生产、生物科学、材料科学等方面的应用展开分析和探讨。 关键词:电磁场;电磁波;极化;电子通信技术;电磁波的应用

目录 1 电磁场与电磁波的概况 (1) 2 电磁场与电磁波在通讯方面的应用 (2) 2.1 在无线电广播中的应用 (2) 2.2 在电视广播中的应用 (2) 2.3 在移动通信中的应用 (2) 2.4 在卫星通信中的应用 (2) 3 电磁波极化的应用 (3) 3.1 利用极化实现最佳发射和接收 (3) 3.2 利用极化技术提高通信容量 (3) 3.3 极化在雷达目标识别、检测和成像中的应用 (3) 3.4 极化在抗干扰中的应用 (4) 4 电磁波随钻遥测技术在钻井中的应用 (5) 4.1 采用数据融合技术,优化产品性能,提高传输深度 (5) 4.2 采用广播芯片技术,提高信息传输能力 (5) 5 在生物医学中的应用 (6) 5.1 电磁场的生物效应及其发展 (6) 5.2 电磁场作用的机理 (6) 6 电磁场在材料科学中的应用 (7) 7 结束语 (7) 参考文献 (8)

电磁场与电磁波(第三版)课后答案第9章

第九章习题解答 9.1 设元天线的轴线沿东西方向放置,在远方有一移动接收台停在正南方而收到最大电场强度,当电台沿以元天线为中心的圆周在地面移动时,电场强度渐渐减小,问当电场强 时,电台的位置偏离正南多少度? 解:元天线(电基本振子)的辐射场为 j k r j θ-=E e 可见其方向性函数为(),sin f θφθ=,当接收台停在正南方向(即090θ=)时,得到最大电场强度。由 s i n θ= 得 045θ= 此时接收台偏离正南方向045±。 9.2 上题中如果接收台不动,将元天线在水平面内绕中心旋转,结果如何?如果接收天线也是元天线,讨论收发两天线的相对方位对测量结果的影响。 解: 如果接收台处于正南方向不动,将天线在水平面内绕中心旋转,当天线的轴线转至沿东西方向时,接收台收到最大电场强度,随着天线地旋转,接收台收到电场强度将逐渐变小,天线的轴线转至沿东南北方向时,接收台收到电场强度为零。如果继续旋转元天线,收台收到电场强度将逐渐由零慢慢增加,直至达到最大,随着元天线地不断旋转,接收台收到电场强度将周而复始地变化。 当接收台也是元天线,只有当两天线轴线平行时接收台收到最大电场强度;当两天线轴线垂直时接收台收到的电场强度为零;当两天线轴线任意位置,接收台收到的电场强介于最大值和零值之间。 9.3 如题9.3图所示一半波天线,其上电流分布为() 11cos 2 2m I I kz z ??=-<< ??? (1)求证:当0r l >>时, 020 cos cos 22sin jkr m z I e A kr πθμπθ -?? ? ??= ? (2)求远区的磁场和电场; (3)求坡印廷矢量; (4)已知22 c o s c o s 20.609sin d π πθθθ ?? ? ?? =? ,求辐射电阻; (5)求方向性系数。 题9.3(1) 图 解:(1)沿z 方向的电流z I 在空间任意一点()0,P r θ产生的矢量磁位为

工程电磁场复习基本知识点

第一章 矢量分析与场论 1 源点是指 。 2 场点是指 。 3 距离矢量是 ,表示其方向的单位矢量用 表示。 4 标量场的等值面方程表示为 ,矢量线方程可表示成坐标形 式 ,也可表示成矢量形式 。 5 梯度是研究标量场的工具,梯度的模表示 ,梯度的方向表 示 。 6 方向导数与梯度的关系为 。 7 梯度在直角坐标系中的表示为u ?= 。 8 矢量A 在曲面S 上的通量表示为Φ= 。 9 散度的物理含义是 。 10 散度在直角坐标系中的表示为??=A 。 11 高斯散度定理 。 12 矢量A 沿一闭合路径l 的环量表示为 。 13 旋度的物理含义是 。 14 旋度在直角坐标系中的表示为??=A 。 15 矢量场A 在一点沿l e 方向的环量面密度与该点处的旋度之间的关系 为 。 16 斯托克斯定理 。 17 柱坐标系中沿三坐标方向,,r z αe e e 的线元分别为 , , 。 18 柱坐标系中沿三坐标方向,,r θαe e e 的线元分别为 , , 。 19 221111''R R R R R R ?=-?=-=e e

20 0(0)11''4() (0)R R R R R πδ≠???????=??=? ? ?-=????? 第二章 静电场 1 点电荷q 在空间产生的电场强度计算公式为 。 2 点电荷q 在空间产生的电位计算公式为 。 3 已知空间电位分布?,则空间电场强度E = 。 4 已知空间电场强度分布E ,电位参考点取在无穷远处,则空间一点P 处的电位P ?= 。 5 一球面半径为R ,球心在坐标原点处,电量Q 均匀分布在球面上,则点,,222R R R ?? ??? 处的电位等于 。 6 处于静电平衡状态的导体,导体表面电场强度的方向沿 。 7 处于静电平衡状态的导体,导体部电场强度等于 。 8处于静电平衡状态的导体,其部电位和外部电位关系为 。 9 处于静电平衡状态的导体,其部电荷体密度为 。 10处于静电平衡状态的导体,电荷分布在导体的 。 11 无限长直导线,电荷线密度为τ,则空间电场E = 。 12 无限大导电平面,电荷面密度为σ,则空间电场E = 。 13 静电场中电场强度线与等位面 。 14 两等量异号电荷q ,相距一小距离d ,形成一电偶极子,电偶极子的电偶极矩 p = 。 15 极化强度矢量P 的物理含义是 。 16 电位移矢量D ,电场强度矢量E ,极化强度矢量P 三者之间的关系 为 。 17 介质中极化电荷的体密度P ρ= 。 18介质表面极化电荷的面密度P σ= 。

电磁场和电磁波及其应用

全国中小学“教学中的互联网搜索”优秀教学案例评选 教案设计 电磁场和电磁波及其应用 学校:江苏省泰兴市第四高级中学 姓名:曹新红

一、教案背景 1.面向学生:□中学 2.学科:物理 3. 课时:1 4. 学生课前准备:(1)通过阅读课本、网络搜索了解电磁场和电磁波的基本知识; (2)进行市场调查:①调查本地移动通信的发展情况;②列举家用电器和生活用品中与电磁波相关的实例; (3)通过查找资料、网络搜索查找麦克斯韦、赫兹的相关内容。 二、教学课题 对本节的要求是比较低的“了解”层次。做好赫兹实验使学生了解电磁波的发射,不同波长的电磁波的传播特点是很有用的常识,应该了解。电磁波的接收重在其物理过程,学生可做常识性了解。 教育方面: (1)通过观察实验,体验赫兹成功的喜悦。 (2)体会“心动不如行动”。 (3)通过马可尼.波波夫的成功,感悟科学是人类创造发明的基础,体会科学只有融入技术中才能 真正造福人类。 三、教材分析 1.在学习本节之前,学生已经学过机械振动机械波、电磁振荡等知识,通过本节的学习让学生知道知道不管机械波还是电磁波,都具有波动性,在教学中既要注意它们的共性,又要指出它们的区别,如机械波的传播需要介质,而电磁波的传播不需要介质等。 2.学生要通过学习本节内容,体会科学的猜想与假设以及运用数学进行推理论证对物理学发展的物理意义。 教学之前用百度在网上搜索《电磁波》的相关教学材料,找了很多教案作参考,了解到教学的重点和难点,确定课堂教学形式和方法。然后根据课堂教学需要,利用百度搜索在土豆网找到相关视频供学习参考。用百度搜索在土豆网搜索电磁波的实验,让同学们对电磁波的形成有切身体验。 四、教学方法 采用教师传授学生自主学习与同学讨论交流相结合的教学方法,以学生自主学习为主,充分发挥学生的主体作用,让学生参与自主互动式课堂教学流程,注重过程与方法,做好模仿赫兹实验的实验,大部分内容可让学生自主学习,体验有效学习。 五、教学过程 教学过程: 一、设疑激趣,导入新课。 1. 找一段赫兹实验的视频,课堂放给学生看。 【土豆视频】电磁波https://www.doczj.com/doc/6e9189165.html,/programs/view/yXYzvKG1a4s/ 2. 你觉得这现象有什么特别?你想知道些什么? 3. 设疑:你看到过电磁波吗?在什么地方看到了?电磁波实质是什么? 二、检查预习 提问:麦克斯韦电磁场理论的两点假设是什么? 三、新课教学 1. 电磁波的产生 模仿:赫兹实验,请学生观察

第九章 电磁感应二级结论

第九章 电磁感应二级结论 一、关于楞次定律 1、楞次定律的四个理解(磁通量、力和运动、面积、能量) 2、楞次定律的两个要素(一变则变,两变不变) 二、关于导体棒切割磁感线(注意R 表示闭合电路的总电阻) 3、导体棒切割磁感线洛伦兹力对运动电荷不做功,但其分力分别做等值的正负功 4、导体棒切割磁感线安培力的功率总等于等效电源的功率(四个功率的对比) 5、第一种旋转切割2 12E B l ω= 6、第二种旋转切割sin E N BS t ωω= 7、通过电量N Q R ? ?=(注意若是变化电流,则Q It =中I 应为平均电流) 8、闭合电路中导体棒切割安培力22 B l v F R = ;安培力功率2 ()Blv P R = 收尾速度22 m F R v B l = 拉 9、闭合电路中导体棒切割最大功率2 2 2 ()( )m m m m Blv F P Fv I R R R Bl ==== 10、法拉第圆盘可看作若干并联的旋转导体棒 11、电磁流量计可看作若干平行导体棒切割,其中最大的为直径切割的电动势 12、闭合电路中导体棒以v 0在磁场中切割磁感线运动位移022 () m R v v s B l -= 13、闭合电路中导体棒以v 0在磁场中切割磁感线导线中移动的电量0() m v v Q B l -= 14、在有电容器的电路中导体棒以v 0在磁场中切割磁感线收尾速度0 22 +m v v m B l C = 15、在有电容器的电路中导体棒在恒力F 作用下在磁场中切割磁感线收尾加速度22 +F a m B l C = 16、矩形线框竖直落入匀强磁场时的加速度与线框的质量、电阻、边长、粗细均无关。 三、关于左手定则与右手定则 17、北半球飞行的飞机左翅膀的电势比右翅膀的电势高 18、电动机里安培力是动力,发电机里安培力是阻力。 四、关于自感与互感 19、线圈的自感系数越大,对电流变化阻碍作用越大,线圈中电流变化越慢 20、对于一个自感线圈,电流变化的越快,自感电动势越大 21、通电自感电动势小于等于电源电动势,断电自感自感电动势可大于电源电动势(条件) 22、断电自感中电路电阻越大,电流减小越快,断电自感电动势越大。 (断电自感中若没有电流回路,则导体内电荷迅速重新分布,磁场能迅速转化为电场能并且产生电磁辐射;若大于击穿空气所需电压,则形成电弧放电)

电磁场与电磁波答案(1)

电磁场与电磁波答案(1)

(1 )-2 《电磁场与电磁波》答案(1) 一、判断题(每题2分,共20分) 说明:请在题右侧的括号中作出标记,正确打√,错误打× 1. 均匀平面波是一种在空间各 点处电场强度相等的电磁波。 2. 电磁波的电场强度矢量必与 波的传播方向垂直。 3. 在有限空间V 中,矢量场的 性质由其散度、旋度和V 边界上所满足的条件唯一的确定。 [ ×]1 [ ×]2 [ √]3 [ √]

4. 静电场是有源无旋场,恒定 磁场是有旋无源场。 5. 对于静电场问题,仅满足给 定的泊松方程和边界条件, 而形式上不同的两个解是不 等价的。 6. 电介质在静电场中发生极化 后,在介质的表面必定会出 现束缚电荷。 7. 用镜像法求解静电场问题的 本质,是用场域外的镜像电 荷等效的取代原物理边界上 的感应电荷或束缚电荷对域 内电场的贡献,从而将有界 空间问题转化为无界空间问 题求解。 (1 )-3

(1 )-4 8. 在恒定磁场问题中,当矢量 位在圆柱面坐标系中可表为 ()z A A r e =r r 时,磁感应强度矢量 必可表为()B B r e φ =r r 。 9. 位移电流是一种假设,因此 它不能象真实电流一样产生磁效应。 10.均匀平面波在理想媒质中的 传播时不存在色散效应,在损耗媒质中传播时存在色散效应。 二、选择题(每题2分,共20分) (请将你选择的标号填入题后的括号中) 1. 有一圆形气球,电荷均匀分布在其表面上,在此气球被缓缓吹大的过程中,始终

处在球外的点其电场强度( C )。 A.变大B.变小C.不变 2. 用镜像法求解电场边值问题时,判断镜像 电荷的选取是否正确的根据是( D )。 A.镜像电荷是否对称B.场域内的电荷分布是否未改变 C.边界条件是否保持不变D.同时选择B和C 3. 一个导体回路的自感(D )。 A.与回路的电流以及回路的形状、大小、匝数和介质的磁导率有关 B.仅由回路的形状和大小决定 C.仅由回路的匝数和介质的磁导率决定 D.由回路的形状、大小、匝数和介质的磁导率决定 4. 判断下列矢量哪一个可能是恒定磁场 (1 )-5

大学物理第九章练习-参考答案

第九章 电磁感应 电磁场理论 练 习 一 一.选择题 1. 在一线圈回路中,规定满足如图1所示的旋转方向时,电动势ε,磁通量为正值。若磁铁沿箭头方向进入线圈,则有( B ) (A) d /dt 0, 0 ; (B) d /dt 0, 0 ; (C) d /dt 0, 0 ; (D) d /dt 0, 0。 2. 一磁铁朝线圈运动,如图2所示,则线圈内的感应电流的方向(以螺线管内流向为准)以及电表两端电势U A 和U B 的高低为( C ) (A) I 由A 到B ,U A U B ; (B) I 由B 到A ,U A U B ; (C) I 由B 到A ,U A U B ; (D) I 由A 到B ,U A U B 。 3. 一长直螺线管,单位长度匝数为n ,电流为I ,其中部放一面积为A ,总匝数为N ,电阻为R 的测量线圈,如图3所示,开始时螺线管与测量线圈的轴线平行,若将测量线圈翻转180°,则通过测量线圈某导线截面上的电量q 为( A ) (A) 2 nINA /R ; (B) nINA /R ; (C) NIA /R ; (D) nIA /R 。 4. 尺寸相同的铁环和铜环所包围的面积中,磁通量的变化率相同,则环中( A ) (A )感应电动势相同,感应电流不同; (B )感应电动势不同,感应电流相同; (C )感应电动势相同,感应电流相同; (D )感应电动势不同,感应电流不同。 二.填空题 1.真空中一长度为0l 的长直密绕螺线管,单位长度的匝数为n ,半径为R ,其自感系数L 可表示为02 20l R n L πμ=。 2. 如图4所示,一光滑的金属导轨置于均匀磁场B v 中,导线ab 长为l ,可在导轨上平行移 动,速度为v ,则回路中的感应电动势ε=θsin Blv ,a 、b 两点的电势a U < b U (填<、=、>),回路中的电流I=R Blv /sin θ,电阻R 上消耗的功率P=R Blv /)sin (2 θ。 S N v 图1 · · G A B N S v 图2 I I A 图3

第九章 电磁感应 电磁场(一)作业答案

一。选择题 [ D ]1.(基础训练3)在一自感线圈中通过的电流I 随时间t 的变化规律如图(a)所示,若以I 的正流向作为 的正方向,则代表线圈内自感电动势 随时间t 变化规律的曲线应为图(b)中(A)、(B)、(C)、(D)中的哪一个? 【分析】 dt dI L L -=ε, 在每一段都是常量。dt dI [ D ]2. (基础训练5)在圆柱形空间内有一磁感强度为B 的 均匀磁场,如图所示.B 的大小以速率d B /d t 变化.在磁场中有A 、 B 两点,其间可放直导线AB 和弯曲的导线AB ,则 (A) 电动势只在导线AB 中产生. (B) 电动势只在AB 导线中产生. (C) 电动势在AB 和AB 中都产生,且两者大小相等. (D) AB 导线中的电动势小于导线中的电动势 【分析】 连接oa 与ob ,ob ab ob oab εεεε++=。因为涡旋电场总是与圆柱截面垂直,所以oa 和ob 上的涡旋电场方向处处垂直于oa 、ob ,即0=?= =? → →l d E ob ob εε oab ob d dB S dt dt φεε==-=- o ab oab d d dt dt ??∴< [ B ]3.(基础训练6)如图12-16所示,直角三角形金属框架abc 放在均匀磁 场中,磁场B 平行于ab 边,bc 的长度为l .当金属框架绕ab 边以匀角速度ω转动 时,abc 回路中的感应电动势和a 、c 两点间的电势差U a – U c 为 (A) 0ε= 2 2 1l B U U c a ω=- (B) 0ε= 221l B U U c a ω-=- (C)2 B l εω=22 1l B U U c a ω=- (D) 2B l εω= 221l B U U c a ω-=- 【分析】 ab 边以匀速转动时 0=- =dt d abc φ ε 22 l B l d B v U U U U L c b c a ω-=???? ? ??=-=-?→→→ t t t t t (b) (a) B a b c l ω图12-16

电磁场与电磁波答案(第四版)谢处方

一章习题解答 1.1 给定三个矢量A 、B 和C 如下: 23x y z =+-A e e e 4y z =-+B e e 52x z =-C e e 求:(1)A a ;(2)-A B ;(3)A B ;(4)AB θ;(5)A 在B 上的分量;(6)?A C ; (7)()?A B C 和()?A B C ;(8)()??A B C 和()??A B C 。 解 (1 )23A x y z +-= ==-e e e A a e e e A (2)-=A B (23)(4)x y z y z +---+=e e e e e 64x y z +-=e e e (3)=A B (23)x y z +-e e e (4)y z -+=e e -11 (4)由 c o s AB θ = 8==A B A B ,得 1c o s AB θ- =(135.5= (5)A 在B 上的分量 B A =A c o s AB θ = =A B B (6)?=A C 1 235 02x y z -=-e e e 41310x y z ---e e e (7)由于?=B C 04 1502x y z -=-e e e 8520x y z ++e e e ?=A B 123041 x y z -=-e e e 1014x y z ---e e e 所以 ()?=A B C (23)x y z +-e e e (8520)42x y z ++=-e e e ()?=A B C (1014)x y z ---e e e (52)42x z -=-e e (8)()??=A B C 1014502x y z ---=-e e e 2405x y z -+e e e ()??=A B C 1 238 5 20 x y z -=e e e 554411x y z --e e e

电磁场与电磁波答案

第7章 导行电磁波 1、 求内外导体直径分别为0.25cm 和 0.75cm 空气同轴线的特性阻抗; 在此同轴线内外导体之间填充聚四氟乙烯( 2.1r ε=),求其特性阻抗与300MHz 时的波长。 解:空气同轴线的特性阻抗 00.7560ln 60ln =65.9170.25 b Z a ==Ω 聚四氟乙烯同轴线: 00.75 =41.404ln345.487 0.25 b Z a = ==Ω 8 0.69v m f λ==== 2、在设计均匀传输线时,用聚乙烯(εr =2.25)作电介质,忽略损耗 ⑴ 对于300Ω的双线传输线,若导线的半径为0.6mm ,线间距应选取为多少? ⑵ 对于75Ω的同轴线,若内导体的半径为0.6mm ,外导体的内半径应选取为多少? 解:⑴ 双线传输线,令d 为导线半径,D 为线间距,则 0110 ln , ln 1 300 ln 3.75, 25.5D L C D d d D Z d D D mm d μπε ππ= = ===∴== ⑵ 同轴线,令a 为内导体半径,b 为外导体内半径,则 0112 ln , 2ln b L C b a a μπε π= =

01 ln 752 ln 1.875, 3.91b Z a b b mm a π===∴== 3、设无耗线的特性阻抗为100Ω, 负载阻抗为5050j -Ω, 试求:终 端反射系数L Γ驻波比VSWR 及距负载0.15λ处的输入阻抗in Z 。 解:00 50501001125050100 35 L L L Z Z j j j Z Z j j ---++Γ===-=-+-+- 1 2.6181L L S +Γ===-Γ ()()000250501000.15100210050500.15L in L j j tan Z jZ tan d Z d Z Z jZ tan d j j tan πλβλπβλλ?? -+? ? +??==? +?? +-? ? ?? 43.55 +34.16j = 4、一特性阻抗为50Ω、长2m 的无耗线工作于频率200MHz ,终端阻抗为4030j +Ω,求其输入阻抗in Z 。 解:输入阻抗:00 0tan tan L in L Z jZ z Z Z Z jZ z ββ+=+ 288 1.5, 2, tan 1.7323326.329.87 in c z f Z j πππλβλ= ==?==-∴=-Ω 5、在特性阻抗为200Ω的无耗双导线上 , 测得负载处为电压驻波最小点,min V 为 8V, 距负载4λ处为电压驻波最大点 , max V 为 10V, 试求负载阻抗L Z 及负载吸收的功率L P 。 解:传输线上任一点的输入阻抗和反射系数的关系为 1(d) (d)1(d) in Z Z +Γ=-Γ 在电压最小点处()L d Γ=-Γ,将其代入上式可得 min 0 1(d)1L L Z Z -Γ=+Γ 再由驻波比表达式 1|| 1|| L L S +Γ= -Γ 所以 min 0 1(d)1L L Z Z Z S -Γ== +Γ 由题中给出的条件可得

1 电磁场与电磁波第一章习题答案

第一章 习题解答 1.2给定三个矢量A ,B ,C : A =x a +2y a -3z a B = -4y a +z a C =5x a -2z a 求:⑴矢量A 的单位矢量A a ; ⑵矢量A 和B 的夹角AB θ; ⑶A ·B 和A ?B ⑷A ·(B ?C )和(A ?B )·C ; ⑸A ?(B ?C )和(A ?B )?C 解:⑴A a =A A (x a +2y a -3z a ) ⑵cos AB θ =A ·B /A B AB θ=135.5o ⑶A ·B =-11, A ?B =-10x a -y a -4z a ⑷A ·(B ?C )=-42 (A ?B )·C =-42 ⑸A ?(B ?C )=55x a -44y a -11z a (A ?B )?C =2x a -40y a +5z a 1.3有一个二维矢量场F(r) =x a (-y )+y a (x),求其矢量线方程,并定性画出该矢量场图 形。 解:由dx/(-y)=dy/x,得2x +2y =c 1.6求数量场ψ=ln (2x +2y +2 z )通过点P (1,2,3)的等值面方程。

解:等值面方程为ln (2x +2y +2 z )=c 则c=ln(1+4+9)=ln14 那么2x +2y +2z =14 1.9求标量场ψ(x,y,z )=62x 3y +z e 在点P (2,-1,0)的梯度。 解:由ψ?=x a x ψ??+y a y ψ??+z a z ψ??=12x 3y x a +182x 2y y a +z e z a 得 ψ?=-24x a +72y a +z a 1.10 在圆柱体2x +2y =9和平面x=0,y=0,z=0及z=2所包围的区域,设此区域的表面为S: ⑴求矢量场A 沿闭合曲面S 的通量,其中矢量场的表达式为 A =x a 32x +y a (3y+z )+z a (3z -x) ⑵验证散度定理。 解:⑴??s d A = A d S ?? 曲+A dS ?? xoz +A d S ?? yoz +A d S ?? 上+A d S ?? 下 A d S ?? 曲=232(3cos 3sin sin )z d d ρθρθθρθ++?曲 =156.4 A dS ?? xoz =(3)y z dxdz +?xoz =-6 A d S ?? yoz =-23x dydz ?yoz =0 A d S ?? 上+A d S ?? 下=(6cos )d d ρθρθρ-?上+cos d d ρθρθ?下=272π ??s d A =193 ⑵dV A V ???=(66)V x dV +?=6(cos 1)V d d dz ρθρθ+?=193 即:??s s d A =dV A V ??? 1.13 求矢量A =x a x+y a x 2y 沿圆周2x +2y =2a 的线积分,再求A ?? 对此圆周所包围的表 面积分,验证斯托克斯定理。 解:??l l d A =2L xdx xy dy +? =44a π A ?? =z a 2y

电磁场与电磁波在生活中的应用

电磁场与电磁波在生活中的应用

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电磁场与电磁波在生活中的应用 黄瑞 2013050201021 【摘要】:磁是人类生存的要素之一。地球本身就是一个磁场,由于地球自身运动导致的两极缩短、赤道拉长、冰川融化、海平面上升等原因,地球的磁场强度正逐渐衰减。外加高楼林立、高压电网增多,人为地对地球磁力线造成干扰和破坏。所以,现在地球的磁场强度只有500年前的50%了,许多人出现种种缺磁症状。科学家研究证实,远离地球的宇航员在太空中所患的“太空综合症’就是因缺磁而造成的。由此可见磁对于生命的重要性。磁场疗法,又称“磁疗法”“磁穴疗法”是让磁场作用于人体一定部位或穴位,使磁力线透入人体组织深处,以治疗疾病的一种方法。磁疗的作用机制是加速细胞的复活更新,增强血细胞的生命力,净化血液,改善微循环,纠正内分泌的失调和紊乱,调节肌体生理功能的阴阳平衡。 【关键词】:磁疗磁疗保健生物电磁学电磁对抗电磁环境运用发展 引言:生物电磁学是研究非电离辐射电磁波(场)与生物系统不同层次相互作用规律及其应用的边缘学科,主要涉及电磁场与微波技术和生物学。其意义在开发电磁能在医学、生物学方面的应用以及对电磁环境进行评价和防护。电磁对抗主要是运用在军事方面,利用电磁波的特性制造出一系列的战争武器或战略武器。主要涉及各种频段的电磁波的运用。 【正文】:

一、电磁学在医疗上的应用 生物电磁学在医疗上的应用,简称磁疗。是20世纪九十年代才广泛兴起的一种自然疗法,用磁能作用于人体,通过磁的一系列生物与生物电磁学效应达到调整人体生理活动、实现身体保健和治疗疾病的目的。确切地说,磁疗是一种物理能量疗法。由于磁疗安全、方便、简捷、省时、无毒副作用、疗效肯定受到人们的认可和喜爱,被世界卫生组织推荐为最有前途的绿色疗法。从严格意义上说,磁疗还未真正地走进现代生命科学的殿堂,尚处于研究、探索、试用阶段,属于生命科学中一门崭新的边缘学科。本文所述的磁生物与生物电磁生理学效应是对近十年来人们使用磁性保健产品临床效果的总结和理性思考,也是第一次提出“磁生物与生物电磁生理学效应”这一概念,有关人体这一弱电磁生物体与磁场相互作用的具体细节及其量化表述有待进一步实验结果的充实。 在科学上,称超过人体承受或仪器设备容许的电磁辐射为电磁污染。电磁辐射分二大类,一类是天然电磁辐射,如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴等,除对电气设备、飞机、建筑物等可能造成直接破坏外,还会在广大地区产生严重电磁干扰。另一类是人工电磁辐射,主要是微波设备产生的辐射,微波辐射能使人体组织温度升高,严重时造成植物神经功能紊乱。但是对电磁辐射,要正确认识,而且要科学防护。事实上,电磁波也如同大气和水资源一样,只有当人们规划、使用不当时才会造成危害。一定量的辐射对人体是有益的,医疗上的烤电、理疗等方法都是利用适量电磁波来治病健身生物电磁

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