Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Электромагнитные поля и волны.-3

.pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
2.38 Mб
Скачать

41

13. Какие из представленных полей, изменяющиеся во времени и в

пространстве при μ = const , могут быть полями вектора,

удовлетворяющими уравнениям Максвелла (т.е. могут быть реализованы)?

 

 

=

 

9x cos tω −

 

 

9 y cos tω ; 2)

 

=

 

cos x sin tω +

 

sin y cos tω ;

1) H1

x0

y0

H 2

y0

x0

 

 

=

 

6xy cos tω −

 

3y 2 cos tω .

3) H 3

x0

y0

Ответ:

1)все поля

2)первое и второе

3)только первое

4)первое и третье

5)второе и третье.

14 Если вектор H направлен параллельно оси oy , то как расположены линии полного тока ?

Ответ:

1)параллельно оси oy

2)в плоскости xoy

3)в плоскости xoz

4)в плоскости yoz

 

 

5)вообще говоря произвольно.

15. Вблизи металлической поверхности задано распределение вектора D .

R

+ 5 3 y0 .

Полагая, что поле в металле

D = 5x0

отсутствует, определить поверхностную плотность заряда на поверхности металла.

Ответ:

1)ξ = 0

42

2)ξ = −5х

3)ξ = 2х

4)ξ = −1х

5)ξ = 1х

16.Назовите характер среды, параметры которой таковы:

 

 

 

 

 

 

ε

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

 

 

 

=

0

ε 0

 

 

 

 

 

 

 

μ

 

 

 

=

 

 

 

0

μ2

0

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

ε

 

 

 

 

 

 

 

0

0

μ3

 

 

 

 

Ответ:

1) линейная;

2)анизотропная;

3)линейная, однородная;

4)линейная, анизотропная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17 Вектор D направлен под углом 450 к границе раздела двух

 

сред

 

 

ε1=1,

ε 2

=

 

 

.

диэлектрические проницаемости

которых равны

3

 

ξ=0. Определить угол

α 2

 

 

 

 

Поверхностная плотность заряда

между

 

D 2 и

границей раздела.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

 

 

 

 

 

 

 

 

1)α 2 = 0

2)α 2 = 450

 

 

 

3)α 2 = 600

 

 

 

4)α 2

= 300

 

 

 

 

 

5)α 2

= 900

 

 

18.

 

 

и направление вектора силы

 

, воздействующей

Какова

величина

F

на

заряд

q = 10−5 Кл,

движущейся в плоскости YOX со скоростью

 

 

43

 

 

 

 

 

 

v = 10

4 м

под углом α = 450 к однородному полю вектора

 

 

 

 

 

= 10−2

 

B

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

кг A × сек2 .

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

1)F = 0.707 ×10−3 x0

2)F = 0.707 ×10−3 y0

3)F = 0.707 ×10−3 z0

4)F = -0.707 ×10−3 y0

5)F = -0.707 ×10−3 z0

19. Может ли

в диэлектрике с конечной

проводимостью σ ¹ 0

существовать

переменное

электрическое

поле, не порождающее

магнитного поля?

 

 

 

Ответ:

 

 

 

1)нет, такого поля нет

2)это поле периодически изменяющееся во времени

3) это поле затухающее во времени экспоненциально

4)это электростатическое поле

5)это поле должно быть линейной функцией времени.

 

 

 

 

R

20. Найти поток

вектора

плотности

полного тока δ

полн через поверхность

 

 

 

R

R

 

куба со стороной

a . П j

= δ полн ds = divδ полн dv

 

 

 

S

V

 

 

Ответ:

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

1) П = δ

полн

× a

 

 

 

R

 

 

 

 

2) П = δ

полн

× 2a 2

 

 

R

3) П = 3 ×δ полн × a

R

4) П = 6 ×δ полн × a 2

44

5) П = δ полн = 0

21 Если вектор H направлен всюду параллельно оси OX, то как

расположены линии полного тока?

Ответ:

1)параллельно оси OX.

2)в плоскости XOY

3)в плоскости XOZ

4)в плоскости YOZ

5)вообще говоря, произвольным образом.

22.Как изменятся токи проводимости jпр и смещения jсм, если при тех же

E и H параметры среды ε и σ учетверить?

Ответы:

1.δ см=δ смo; δ пр=2δ прo;

2.δ смсмo; δ прпрo;

3.δсм=2δ смo ; δ пр=2δ прo;

4δ см=4δ смo; jпр=5δпрo;

5.δ пр=δ смo; δ см=δ прo.

23.В любой точке объёма V, где существуют только токи проводимости и токи смещения Е=-grad φ(x,y,z,t). Что можно сказать о векторе H в наиболее общем случае ?

Ответы:

1)H -экспоненциально убывает во времени.

2)H -периодическая функция времени

3)H -любая функция времени

4)H =const.

45

5)H =не зависит от времени.

24.Внутри полой металлической трубы радиуса a (цилиндрическая система координат – r, a,z) возбуждено переменное электрическое поле.

Запишите граничные условия для магнитного поля на стенках (r =a), считая

поле в металле равным нулю (h-плотность поверхностного тока).

1) Br = 0, Hα = 0, H z

= 0

2) Br = η r , Hα

= 0, H z = −η r @3) Br = 0, Hα = −η z , H z = η α

4) Hr = η α , Hα = −η z , H z = 0 5) Hr = 0, Hα = η α , H z = 0

Ответы:

 

 

 

 

1)

2)

3)

4)

5)

25. Шар радиусом 2а равномерно заряжен. Плотность объёмного заряда r.

Чему равен вектор D на расстоянии а и 2а от центра шара ?

1)Da = 2aρ / 3, D2a = 4aρ / 3. 2)Da = 4ar / 3, D2 a = 4aρ / 3. 3)Da = a 2 r / 2,

 

 

 

 

 

 

a

ρ

 

 

 

2a

ρ

 

 

 

π

a

ρ

 

 

 

π

a

ρ

D

 

= a 2

ρ. 4)D

 

=

 

, D

 

=

 

. 5)D

 

=

 

 

, D

 

=

2

 

 

.

2a

a

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2 a

 

3

 

 

 

3

 

2 a

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

 

 

 

2)

 

 

3)

 

 

4)

 

 

5)

 

 

 

 

 

26. В некотором объеме свободного пространства имеется электрическое

поле

E

= 10

y0

В

м

и магнитное

поле

H

= 15

x0

А

 

. Заряд

 

q = 1×10−9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

скоростью

 

=1×106

 

м

.

 

впрыскивается в этот объем со

v

z0

Определить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

силу,

действующую на заряд и ее напряжение.

μ0

= ×10−7 Гн

м

.</q>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) 57,68 ×10−9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) (10

 

+ 20

 

 

 

)×10−9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y0

z0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) 28,84 ×10−9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) 28,84 ×10−9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46

5)(10 z0 + 20 y0 )×10 −9

27.Металлический шар радиусом а помещен в поле Е0 заданное

уравнением ϕ (r ) = E0 (a 3

r - r )cosθ . Определить поверхностную плотность

заряда ξ на шаре, если

∂ϕ = En .

 

n

1)ξ = εE0 cosθ

2)ξ = 2 ×ε × E0 sinθ

3)ξ = 2 ×ε × E0 cosθ

4)ξ = 3 ×ε × E0 cosθ

5)ξ = 3 ×ε × E0 sinθ

 

 

 

 

 

 

R

 

 

28. Вектор E электромагнитного поля равен

E = E0 z0

cos(t) sin x .

Определить

вектор В.

 

 

 

 

 

 

Ответ:

 

 

 

 

 

 

 

 

R

R

cos x sin t

 

 

 

 

 

 

1) B = y o E0

 

 

 

 

 

 

R

R

sin x sin t

 

 

 

 

 

 

2) B = y o E0

 

 

 

 

 

 

R

R

 

 

 

 

 

 

 

3) B = y o E0 sin x cos t

 

 

 

 

 

 

R

R

sin x sin t

 

 

 

 

 

 

4) B = z o E0

 

 

 

 

29. Что определяет выражение rotHdS ?

S

Ответы:

R

1) rotHdS = gradduvH

S

2)Циркуляцию вектора Н по контуру L, охватывающему S;

3) Поток вектора Н через поверхность S;

 

 

 

 

 

47

 

 

 

 

 

R

4) rotHdS =

duv rotHdV

S V

30. Чему равен и как направлен вектор плотности тока проводимости δ пр ,

если

 

 

0

σ 1

σ 2

 

 

 

 

 

=

 

E , в σ =

 

σ 1

0 σ 0

 

.

E

x0

 

 

 

 

 

σ 2

σ 0

0

 

 

Ответы:

1)δ пр = (σ 1 + σ 2 )E0 x0

2)δ пр = (σ1 + σ 2 )E y0

3)δ пр = σ 1 E x0 + σ 0 E y0

4)δ пр = σ1 E y0 + σ 2 E z0

5) δ пр = 0 </i>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

μ0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

31.

 

в анизотропной среде μˆ

=

μ0

 

μ0

 

 

 

 

 

= H x i ,

 

 

Если

0

 

 

и

H

то как

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

μ0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

направлен вектор

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) B = −k o Bx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) = −Вy o Bx

 

 

3) B = z o Bx

 

4) B = y o Bx

 

 

32.

Какова величина напряжённости магнитного поля в середине

 

 

между

двумя

 

 

 

параллельными,

 

 

бесконечными

 

 

 

 

 

проводниками, по

 

которым

текут

 

одинаковые,

но

 

 

2a

 

 

 

 

J

-J

противоположные по направлению постоянные токи ?

 

 

 

H

 

 

1)H = J

 

2) H =

J

π a

2

3) H = J

a

4) H = J

π a

5) H = 0 .

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

 

 

2)

3)

4)

 

 

5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

33. В объёме V имеется два точечных заряда Q1 = 2 Кл и Q2. Определить величину заряда Q2 ( в Кулонах) если известно, что поток вектора D через поверхность S, охватывающую объём V, равен 1Кл. </q>

Ответы:

1)Q2=-5 2)Q2=-3 3)Q2=-2 4)Q2=-1

5)Q2=-4

34. Напряжённость электрического поля изменяется по закону

Eх=Eo×a/x; Ey=0; Ez=0. Требуется найти плотность объёмного заряда r.

Ответы:

1)ρ = ε0 E0a

x3

2)ρ = ε 0 E0a

x2

3)ρ = − ε 0 E0 a

x2

4)ρ = ε 0 E0a

x

5)ρ = ε E0a

49

35. Чему равна плотность тока проводимости, если H = [z0 × r] , где r -

радиус-вектор точки?

Ответы:

1)δ = io ( y) + jo (x)

2)δ = io (− y) − jo (x)

3)δ = io (−z) + jo (x)

4)δ = io (− y) + jo (z)

5)δ = jo (− y) + io (x)

36.Как определяется анизотропность среды?

Ответы:

1)Среда, когда хотя бы один из параметров ε, μ и σ зависит от х.

2)Среда, когда хотя бы один из параметров ε, μ и σ зависит от у.

3)Среда, хотя бы один из параметров ε, μ и σ которой выражается в виде тензора.

4)Среда, когда хотя бы один из параметров ε, μ и σ зависит от х,у,z.

37. Вблизи границы

раздела двух

сред

 

(x = 0) задано распределение

 

 

.

 

= (5

 

+ 5

 

)

 

x > 0 ;

 

= (4

 

+ 3

 

) x < 0 .

вектора

D

D1

x0

y0

D2

x0

y0

Какие из приведенных утверждений верны:

 

 

 

 

1.На границе раздела есть поверхностный заряд;

2. В средах 1 и 2 отсутствуют объемные заряды;

3.Одна из сред обязательно анизотропна;

 

 

 

 

4.Густота силовых линий вектора

 

в обеих средах одинакова. </a>

D

38. В идеальном

диэлектрике

(σ = 0)

 

в

отсутствие токов переноса и

 

 

 

=

 

sin y cos t . Что можно сказать о векторе

 

?

сторонних токов вектор

 

H

x0

E

Ответы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

R

1

 

R

1

 

 

 

1)

Ez

= z o

 

cos y cos t

2) Ez = -z o

 

 

 

cos y sin t

ε

 

ε

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

R

1

 

3)

Ez

= z oε cos y cos t

4) Ez = -z o

 

 

sin y sin t

 

ε

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39. Сердечник трансформатора выполнен из стали с плотностью 8,1 г/см3 и

имеет массу 3кг. Амплитудное значение магнитной индукции 1,85 Тл,

относительная магнитная проницаемость стали μ = 200. Найти максимальное значение энергии, запасаемой в сердечнике, при намагничивании его синусоидальным током.

Ответы:

1) 1,573 Дж 2) 3,328 Дж 3) 3,00Дж 4)2,279 Дж 5)Wн = 2,294 Дж.

40. В вакууме существует электромагнитное поле, гармонически изменяюще-

еся по времени. В некоторой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

точке пространства вектор

Е = 130сos×1010 t x0 .

Определить плотность тока смещения в данной точке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)δ см = ε

 

Е

= -0,556sin2π

×1010 t

R

 

A/м; 2)δ см = ε

 

 

Е

 

 

 

 

 

 

R

 

A/м;

0

t

× x

0

0 t

= -0,556sin2π ×105 t × x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

A/м;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

A/м.

 

 

 

 

 

3)δ см = 0,556sin2π ×1010 t × x0

4)δ см = -0,556cos 2π ×1010 t × x0

 

 

 

 

 

41.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε , μ , σ векторы

 

 

В однородной и изотропной среде с параметрами

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

H в объеме U оказались

параллельными

 

 

и пропорциональными

друг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

другу в каждой точке объема . Указание:

 

 

 

=

 

 

 

 

ε μ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в наиболее общем случае,

 

Что можно сказать при этом

 

о поле E

 

токи

переноса и сторонние токи равны нулю?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Таких полей нет, при этом условии

 

 

=

 

= 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. При этом условии

 

 

 

 

 

 

не зависят от времени;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E и

 

H