电动力学的这个题怎么做啊??

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1、电动力学第一章习题及其答案 1. 当下列四个选项:(A.存在磁单级,B.导体为非等势体,C.平方反比定律不精确成立,D.光速为非普 适常数)中的_ C选项成立时,则必有高斯定律不成立. 2. 若a为常矢量,f = (x 一 x )i (y 一 y) j (z 一 z)k为从源点指向场点的矢量, E 0 , k为常矢量贝V 、(r2a)= (r2a)二C、r2) a)二手、r a

内,若已知矢量场在V 内各点的旋度和散 度,以及该矢量在边界上的切向或法向分量,则f在V 内唯一确定. 4. 电荷守恒定律的微分形式为 、J .空=0,若J为稳恒电流情况下的电流密度 ,则J满足 、J =0. 5

3、. 场强与电势梯度的关系式为,E-八 .对电偶极子而言,如已知其在远处的电势为 31 4二;0 =P r /(4二;0r ),则该点的场强为E - 6. 自由电荷 Q均匀分布于一个半径为a的球体内,则在球外(r - a)任意一点D的散度为 Q 内(r : a)任意一点D的散度为 3Q / 4二a 3 . arb r 7. 已知空间电场为 E =(a, b为常数),则空间电荷分布为 . rr 8. 电流I均匀分布于半径为 a的无穷长直导线内,则在导线外(r a)任意一点B的旋度的大 小为0,导线内(r : a)任意一点b的旋度的大小为0| /二a2. ? f与电位移矢量D的微分关系为 P的微分关

4、系为. P - _ J p ,则 9. 均匀电介质(介电常数为 ;)中,自由电荷体密度为 、D = P f ,束缚电荷体密度为p与电极化矢量 rp与 间的关系为P二-亠二 f . 10. 无穷大的均匀电介质被均匀极化,极化矢量为P,若在 介质中挖去半径为 R的球形区域,设空心球的球心到球 面某处的矢径为R,则该处的极化电荷面密度为 - P R / R . 11. 电量为q的点电荷处于介电常数为;的均匀介质中,则点电荷附近的极化电荷为 (;。/ ; -1)q. 12. 某均匀非铁磁介质中,稳恒自由电流密度为 Jf,磁化电流密度为 Jm ,磁导率 巴磁场强度为H 磁 化强度为M,则 H二Jf, M

5、二JmJm与Jf间的关系为JM =2/% _1 j f . 13. 在两种电介质的分界面上,D,E所满足的边值关系的形式为nD2 -D1 =6 , nE2 _巳=0. 14.介电常数为 的均匀各向同性介质中的电场为 E .如果在介质中沿电场方向挖一窄缝,则缝中 电场强度大小为 E . 15.介电常数为 的无限均匀的各项同性介质中的电场为 E,在垂

6、的均匀介质,球心 17. 处放一点电荷,球面为接地导体球壳, 心的立体角等于 2的一圆锥体介质, 质中的场强之比为1:1 在半径为R的球内充满介电常数为 处放一点电荷,球面为接地导体球壳, 如果挖去顶点在球 则锥体中的场强与介 ;的均匀介质,球心 E 自由电荷 极化电荷 如果挖去顶点在球 心的立体角等于 2的一圆锥体介质,锥体处导体壳上的自由电荷密度与介质附近导体壳上的自 由电荷密度之比为;0/ ; 18. 在两种磁介质的分界面上,H,B所满足的边值关系 矢量形式为 19. 一截面半径为b无限长直圆柱导体,均匀地流过电流I,则储存在单位长度导 体内的磁场能为 20. 在同轴电缆中填满磁导率为斗

7、,-的两种磁介质,它们沿轴各占一半空间。 设电流为I (如图),则介质4中和介质 屯中离中心轴r的磁感应强度分别为 解:由边界条件可知,B和H必沿着圆周切线,并有丄1 hJ 2 H 2 ,又因为 二 rH 勺二出 2=1,故有二 rH 1 二 r J H 1 = I 21. 电磁场和电荷系统的能量守恒定律的积分形式为: -d_ - Ssd 一dbWdVVdV,则该表达式中 S,W,f J2 J1 -B2n = B1n = B1 t H2t =H!t =0 的物理意义分别为:电磁场的能流密度,能量密度,场对 V内电荷 作功的功率密度. 22. 电磁场和电荷系统的能量守恒定律的积分形式为: 一:s

8、 d = f wdV + f f vdV,则该表 Sdt V-V 达式中三大项的物理意义分别为:单位时间通过界面 S流入 V内的能量,V 内电磁场能量增加 率,场对V内电荷作功的功率. 23. 电磁场和电荷系统的能量守恒定律的微分形式为 :- = -W/ f V ,则该表达式中 物理量s与E , H 的关系为s=E H , W与 巳D,H,B的 关系为 ;:t ;:t V与E, J的关系为f V 二 J E 24.设半径为R,高为I的圆柱体磁介质(磁导率为丄),处于均匀磁场 B中均匀磁化, B与柱轴 平行,求该圆柱体磁介质中的总磁能(忽略边缘效应) 均匀磁化在圆柱体磁介质表面,产生垂直于B的圆

9、形磁化面电流。 设 n沿着界面 R方向。 25.同铀传输线内导线半径为a ,外导线半径为b,两导线间为均匀绝缘介质 导线载有电流 I,两导线 间的电压为u .若忽略导线的电阻,则介质中的能流s的大小为UI /(2二r2 In寻), 传输功率 为UI . 二、已知P为电偶极子的电偶极矩 ,r为从电偶极子中心指向考察点P的矢径,试证明电偶极子在远 处p点所激发的电势为 (r)二 3,并求出r处的P点所产生的电场强度E(r)。 解、;: 二 q(r_ - r.) ql cos 二 4 二;r 3 (1 分)P为常矢 、已知一个电荷系统的偶极矩定义为p(t)二 V ?(x,t)xdV ,利用电荷守恒定

11、明Jm与J f间的关系为Jm1Jf. 证明:J皿八 M 八、 第二章静电场 练习一 1. 有导体存在时的唯一性定理是说:若给出介质中自由电荷的分布,给定每个导体上的_电势 半i_或每个导体上的 总电荷Qi _,以及(包围所有导体的)界面S上申|s或瞬s,则S内静电 场E被唯一确定. 2. 无导体存在时的静电学问题的唯一性定理为:设空间区域 V可以分为若干小区域 海个小区 域Vi充满均匀介质 帝若给出V内自由电荷的分布,同时给出V的界面S上的或, 则V内静电场E唯一确定. 闿或砂 n s 练习二 1. 半径为Ro的接地导体球置于均匀外电场E0中,导体球外为真空.试用分离变量法,求导体球外的 电势

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