![](/user_photo/_userpic.png)
Электромагнитные поля и волны.-3
.pdf![](/html/65386/276/html_L6iz4X5xoi.Lkjc/htmlconvd-WaVnal41x1.jpg)
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
![](/html/65386/276/html_L6iz4X5xoi.Lkjc/htmlconvd-WaVnal42x1.jpg)
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 |
![](/html/65386/276/html_L6iz4X5xoi.Lkjc/htmlconvd-WaVnal43x1.jpg)
|
|
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
![](/html/65386/276/html_L6iz4X5xoi.Lkjc/htmlconvd-WaVnal44x1.jpg)
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 см=δ смo; δ пр=δпрo;
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.
![](/html/65386/276/html_L6iz4X5xoi.Lkjc/htmlconvd-WaVnal45x1.jpg)
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 Kл |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скоростью |
|
=1×106 |
|
м |
. |
|
||||||||||||||
впрыскивается в этот объем со |
v |
z0 |
Определить |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
силу, |
действующую на заряд и ее напряжение. |
μ0 |
= 4π ×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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
![](/html/65386/276/html_L6iz4X5xoi.Lkjc/htmlconvd-WaVnal46x1.jpg)
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;
![](/html/65386/276/html_L6iz4X5xoi.Lkjc/htmlconvd-WaVnal47x1.jpg)
|
|
|
|
|
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 |
2π a |
4) H = J |
π a |
5) H = 0 . |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
4π a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Ответы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) |
|
|
2) |
3) |
4) |
|
|
5) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
![](/html/65386/276/html_L6iz4X5xoi.Lkjc/htmlconvd-WaVnal48x1.jpg)
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
![](/html/65386/276/html_L6iz4X5xoi.Lkjc/htmlconvd-WaVnal49x1.jpg)
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: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
![](/html/65386/276/html_L6iz4X5xoi.Lkjc/htmlconvd-WaVnal50x1.jpg)
|
|
|
|
|
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 = 130сos2π ×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 |
|
|
|