普通物理学第五版第14章电磁场答案

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,这里是普通物理学第五版,1、本答案是对普通物理学第五版第十四章的答案，本章共4节内容，习题有10题，希望大家对不准确的地方提出宝贵意见。,2、答案以ppt的格式，没有ppt的童鞋请自己下一个，有智能手机的同学可以下一个软件在手机上看的哦，亲们，赶快行动吧。,14-1 试证明平行板电容器中的位移电流,可写为：,式中,C,是电容器的电容，,U,是两极板间的电势,差。如果不是平行板电容器，上 式可以应用,吗,?,如果是圆柱形电容器，其中的位移电流,密度和平板电容器时有何不同,?,=,C,I,t,d,d,U,d,目录,结束,证：设极板面积,S,，板间距,d,若不是平行板电容器，上式仍可适用。,位移电流密度,平行板电容器,证：,=,U,I,d,t,C,d,d,S,d,=,U,=,C,d,d,t,U,D,d,d,d,t,=,=,D,d,t,=,d,d,C,U,=,e,0,d,d,=,C,t,e,0,圆柱形电容器,l,=,D,2,r,p,1,2,r,d,t,=,d,d,l,p,目录,14-2 在一对巨大的圆形极板,(,电容,C=l.0,10,-12,F),上，加上频率为,50Hz,、峰值为,174000V,的交变电压，计算极板间位移电,流的最大。,目录,结束,已知：,C,=1.0,10,-12,F,f,=50Hz,U,m,=1.74,10,5,V,求：,I,d,m,解：,E,S,=,C,=,d,S,e,0,cos,=,d,t,S,U,m,t,d,=,d,e,0,I,d,sin,C,=,t,U,m,I,d,I,d,的最大值,=,1.0,10,-12,2,p,50,1.74,10,5,=,5.74,10,-5,(A),C,=,I,d,m,U,m,2,f,=,C,p,U,m,目录,结束,14-3 有一电荷,q,，以速度,v,(,v,c),作匀速,运动。试从,.,=,H,t,l,d,d,d,计算离电荷,r,处的磁场强度。,目录,结束,解：通过平面的电位移通量,4,r,2,q,2,a,q,sin,=,0,d,r,2,q,D,S,d,.,=,s,=,d,S,4,r,2,q,s,2,cos,q,=,(,),1,a,已知：,q,v,(,v,c,),从,求：,H,l,.,d,=,t,0,d,d,H,a,q,v,R,目录,结束,电荷在运动，,a,在变化,d,q,=,sin,2,d,t,a,a,q,v,=,sin,2,a,r,2,由于对称性在半径为,R,的平面上,H,值相同,v,=,sin,a,d,t,d,a,r,I,=,t,0,d,d,d,q,.,d,=,H,sin,2,a,d,t,d,a,l,目录,结束,sin,2,a,r,2,qv,=,2,p,RH,r,sin,a,=,R,=,2,qv,H,sin,a,4,p,r,目录,结束,14-4 当导线中有交流电流时，证明：其,中传导电流密度,与位移电流密度,D,/,t,的,大小比为,/,0,。,式中,是导线的电导率，,=2,f,，,f,是交,流电的频率，导线的,r,1,。已知铜导线的,=5.7,10,7,S/m,，分别计算当铜导线载有,频率为,(1)50Hz,和,(2)3.0,10,11,Hz,的交流电,流时，传导电流密度和位移电流密度大小的,比值。,目录,结束,d,E,e,0,=,d,d,t,g,=,t,sin,E,0,(,),=,d,g,e,0,(,),m,m,2,p,f,=,5.7,10,7,8.85,10,-12,2,p,50,=,2.0,10,16,(,),=,d,g,e,0,(,),m,m,2,p,f,=,5.7,10,7,8.85,10,-12,2,p,3,10,11,=,2.0,10,16,E,g,=,解：,t,E,sin,E,0,=,设,(,),=,d,g,e,0,(,),m,m,e,0,=,d,t,cos,E,0,目录,结束,14-5 有一平板电容器，极板是半径为,R,的圆形板，现将两极板由中心处用长直引线,连接到一远处的交变电源上，使两极板上的,电荷量按规律,q,=,q,0,sin,t,变化。略去极板边,缘效应，试求两极板间任一点的磁场强度。,目录,结束,s,.,d,=,H,d,t,d,l,.,d,D,S,H,r,2,p,2,p,r,=,d,t,d,D,H,2,=,d,t,d,D,r,=,d,t,d,D,S,d,t,d,q,H,=,2S,d,t,d,q,r,(,),=,2S,d,t,d,r,t,sin,q,0,2,r,=,R,2,p,t,cos,q,0,解：,目录,结束,14-6 为了在一个,1.0,m,F,的电容器内产生,1.0A,的瞬时位移电流，加在电容器上的电压,变化率应是多大?,目录,结束,C,d,U,I,d,=,d,t,C,d,U,I,d,=,d,t,1.0,=,1.6,10,6,(V),=,1.0,10,-6,解：,目录,结束,14-7 一圆形极板电容器，极板的面积为,S,，两极板的间距为,d,。一根长为,d,的极细,的导线在极板间沿轴线与两板相连，已知细,导线的电阻为,R,，两极板外接交变电压,U,=,U,0,sin,t,，求:,(1)细导线中的电流;,(2)通过电容器的位移电流;,(3)通过极板外接线中的电流;,(4)极板间离轴线为,r,处的磁场强度。设,r,小于极板的半径。,目录,结束,已知,：,S,、,d,、,R,、,U,=,U,0,sin,t,求,：(1),I,(2),I,d,(3),I,(4),H,解,：(1),=,t,0,sin,R,U,I,R,U,=,(2),C,d,U,I,d,=,d,t,=,e,0,S,d,cos,t,0,U,(3),I,+,=,I,I,d,e,0,+,=,t,0,sin,R,U,S,d,cos,t,0,U,目录,结束,.,d,=,H,l,I,H,2,p,r,+,=,I,I,d,+,=,t,0,sin,R,U,d,cos,t,0,U,e,0,p,r,2,+,=,t,0,sin,R,U,d,cos,t,0,U,e,0,p,r,2,H,2,p,r,1,(4),目录,结束,14-8 已知无限长载流导线在空间任一点,的磁感应强度为：,m,0,I,/2,p,r,。,试证明满足方,程式,+,=,B,x,.,B,x,+,y,B,y,=0,z,B,z,目录,结束,+,=,B,x,.,B,x,+,y,B,y,=0,z,B,z,sin,q,m,0,I,B,x,2,p,r,=,m,0,Iy,2,p,r,2,=,2,p,(,x,2,+,y,2,),=,m,0,Iy,2,p,(,x,2,+,y,2,),B,y,=,m,0,Ix,B,z,=0,=,+,+,2,p,(,x,2,+,y,2,),=,m,0,Iy,(-2,x,),2,p,(,x,2,+,y,2,),m,0,Ix,(-2,y,),0,0,B,.,证明：,目录,结束,并解释其物理意义。,=,.,t,14-9 试从方程式,+,D,H,t,=,出发，导出,.,D,=,及,目录,结束,+,D,H,t,=,=,.,t,两边取散度,(,),+,D,H,t,=,.,.,.,+,t,=,0,.,解：由方程,目录,结束,14-10 利用电磁场量间的变换关系，证,和,是不变量。,c,2,B,E,2,2,.,B,E,明,目录,结束,=,E,x,E,x,=,B,x,B,x,g,(,E,y,-vB,y,),=,E,x,v,c,2,(,),g,=,B,y,E,z,+B,y,g,(,E,z,+vB,y,),=,E,z,v,c,2,(,),g,=,B,z,E,y,+B,z,+,+,=,E,B,.,E,x,B,x,E,x,B,x,E,x,B,x,+,=,E,y,E,z,+,E,y,B,y,E,x,B,x,v,c,2,E,z,B,z,-,vB,y,B,z,v,c,2,g,2,2,+,E,y,E,z,v,c,2,E,y,B,y,v,c,2,2,E,z,B,z,-,vB,y,B,z,(,),+,+,=,E,x,B,x,g,2,v,c,2,2,1,E,y,B,y,(,),v,c,2,2,1,E,z,B,z,=,E,x,B,x,+,E,y,B,y,+,E,z,B,z,=,E,B,.,证：,(1),目录,结束,E,y,2,=,+,E,x,2,E,z,2,+,B,y,2,B,x,2,B,z,2,c,2,c,2,c,2,B,x,E,x,c,2,=,2,E,y,B,z,+,+,+,2,2,v,2,2,E,y,B,z,E,z,+,2,B,y,+,2,v,2,2,E,z,B,y,g,2,+,+,(,),E,y,B,z,+,2,2,2,v,E,y,B,z,v,c,4,2,c,2,E,z,2,v,c,4,2,B,y,+,2,2,v,E,y,B,z,c,2,c,2,+,B,x,E,x,c,2,=,2,(,),v,c,2,2,1,g,2,E,y,2,+,(,),v,c,2,2,1,g,2,E,x,2,(,),v,c,2,2,+,g,2,B,z,2,(,),v,c,2,2,+,g,2,B,y,2,E,x,=,2,+,E,y,2,+,E,z,2,c,2,B,x,2,c,2,B,y,2,c,2,B,z,2,=,E,c,2,B,2,2,E,c,2,B,2,2,=,(2),目录,结束,