16.33 图中所示为真空中截面为矩形的一段螺绕环,总匝数为N,内半径为
高度为
,另一半径为
的无限长圆柱体和螺绕环同轴。
,外半径为,
(1)求它们的互感系数;
(2)设在圆柱导体上通以电流
,求螺线环导线中的互感电动势。
16.35 图中所示为靠近放置的两线圈,自感分别为
端2与线端3相连接,测得线端1、4间总自感3间的总自感将为多少?
,。若把线
。问:若把线端2与线端4相连接,线端1、
16.36 图中所示为两只绕线方向相同的线圈,互感系数为M,自感系数分别为
圈的电阻均忽略不计。若在
。
16.37 一电感为
,电阻为
的线圈突然接到电动势
线圈中通有
的随时间均匀增长的变化电流,求
、,两线
线圈的电势差
,内阻不计的电池组上。在
接通时,试求:
(1)磁场总储存能量的增加率; (2)线圈中产生焦耳热的速率; (3)电池组放出能量的速率。
16.40 真空中两个完全套合的细长螺线管,长度和截面积均相同,螺线管的体积为V。两螺线
管的绕向相反,分别通入反向电流后,各自产生的磁感应强度的量值分别为(1)自感磁能; (2)互感磁能; (3)总磁能。
和
,试求:
16.45 在一对巨大的圆形极板(电容
的交变电压,计算极板间位移电流的最大值。
)上,加上频率为,峰值为
16.46 图a为一量值随时间减小,方向垂直纸面向内的变化电场,均匀分布在圆柱形区域内。
试在图b中画出:
(1)位移电流的大概分布和方向; (2)磁场的大概分布和方向。
16.47 图中所示为一空气电容器,板间距离为d,接在电池电动势为(内阻忽略)的回路中,
设在
时间内移动B板,使板间距离增大,求板间的平均位移电流密度。
16.50 试写出与下列内容相应的麦克斯韦方程的积分形式:
(1)电力线起始于正电荷终止于负电荷; (2)磁力线无头无尾; (3)变化的电场伴有磁场; (4)变化的磁场伴有电场。
第16章 变化电磁场
答案:
16.2 16.6
16.7 16.8 ,方向
16.9 16.14
16.12
,向左;
,向右;0
16.16(1),,,逆时针方向
(2)
16.17(1),,
(2),逆时针方向; (3),方向向外
16.18 16.21(1) (2)
16.25(1)3.3A,3.3A,0; (2)4.5A,2.7A,1.8A;
(3)0,-1.8A,1.8A; (4)0,0,0
16.26(1)
(2)
16.28(1)1s (2)
(3)
,259V (4)4.6s
16.29(1)0, 16.30(1)
(2) (2)
,
16.31(1) (2)
16.32(1) (2)
16.33(1) (2)
16.35 16.37(1)
16.36
(2)
(3)
16.40(1), (2) (3)
16.47 ,B指向A。
提示:
16.2 先证明感应电量
16.3 三角形中阴影面积dS的磁通量
16.18 离轴线r处导体中的电流密度:
涡电流: 热功率:
16.21(1)无限大平面间磁通量:
长直圆柱面内磁通量:,
(2);
即 得:
16.26(1)合上t时刻电路中的电流:
可得
(2)电路中电流到达稳定时 ,闭合在回路中t时刻的电流
,电源通过的电流为,所以通过的电流可得。
16.36 对回路有,即
得:
同样,对回路有:
式中
取决于两绕线圈的顺向绕还是逆向绕线,图中是顺向绕,所以取“-”号。
教材习题:
16.3(1)
(2)
(3) (4)
求极值后时最大
16.4 16.5(1)
(2)
16.8(1)均不为零 (2) 16.10(1)
(2)
(3)
(3)零,相等 ,
16.11(1)
16.13 参阅书例16-10。
(2);
16.14 先求
16.15(1)-22V (2)-15 (3)-15
16.16(1) (2) (3)
16.17(1)1.84A (2)0.46A