方形线框,使它均匀带电,其电荷线密度为,则在正方形中心处的电场强度的大小E=____0____。
2、一半径为R的无限长的均匀带电圆柱面,单位长度的电量为,当rR时,电场强度为__0__,当rR时,电场强度为。
20r3、若将一平行板电容器放入充满氢气介电常数为r的容器中,则电容器的电容变大填“变小”,“变大”,“不变”,变为原来的__r倍。
4、一平行板电容器充电后切断电源,若使二极板间距离增加,则电场能量__增大__。填“增大”、“减小”或“不变”
5、由于回路所围面积的变化或面积取向变化而引起的感应电动势称为动生电动势;由于磁感强度变化而引起的感应电动势称为感生电动势。
三、计算题(第1、2、3每题题10分,第4题20分,共60分)。1、两无限长同轴圆柱面,半径分别为R1和R2R1R2,带有等量异号电荷,单位长度的电量为
和,求:1rR1;2R1rR2;3R2r处各点的场强。
答案:由于电荷分布具有轴对称性,所以电场分布也具有轴对称性.
(1)在内圆柱面内做一同轴圆柱形高斯面,由于高斯内没有电荷,所以
E0,(rR1).
(2)在两个圆柱之间做一长度为l,半径为r的同轴圆柱形高斯面,高斯面内包含的电荷为
ql,穿过高斯面的电通量为
e
EdS
S
EdSE2rl,
S
根据高斯定理eq0,所以
E
20r
,
R1
r
R2.
(3)在外圆柱面之外做一同轴圆柱形高斯面,由于高斯内电荷的代数和为零,所以
E0,(rR2).
f2、在一通有电流为I的长直载流导线旁有一边长为a的正方型,与导线相距为b,如图所示,求通
过该正方型面的磁通量。
解:导线产生的磁感应强度大小为B
0I2r
,取正方形上一小面元,宽度为
dr,长为
a,则面元
面积为dsadr,通过面元的磁通量为dBdsBadr
通过正方型磁通量为
d
ba
Badr
ba0Iadr
a
a2r
0Ial
1b
2
a
3、电流I沿一长直金属薄管壁流动,求该管内、管外的磁场分布。
解:设金属薄管半径为R,流过的电流为I取rR的同心圆回路,由安培环路定理有
B2r0IK0
得:B0
再取rR的同心圆回路,由安培环路定理得
B2r0IK0I
得
B0I2r
4、两个同心球面的半径分别为R1和R2R2R1,各自带有电荷Q1和Q2,求1各区域电势的
分布;2两球面上的电势差为多少。
q
答案:由高斯定理:Eds
可知,取r