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

Электромагнитные поля и волны.-3

.pdf
Скачиваний:
45
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
2.38 Mб
Скачать

51

3.Должно быть

 

 

 

=

 

 

 

 

0 (x, y, z) e-σε ×t

 

E

E

;

4.Должно быть

 

 

 

=

 

 

 

 

0 (x, y, z) e-

σ

×t ;

E

 

E

 

 

5. Должно быть

 

=

 

0 (x, y, z) e-

×t .

E

E

ε

42. На углах равностороннего треугольника расположены три одинаковых

заряда q = 1Кл.

Чему равен поток вектора через

сферу, радиус которой

равен половине

стороны треугольника, а центр

совпадает с одним из

зарядов?

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы:

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

1) 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)1

 

 

 

 

 

 

 

3)3Кл

4)2 3 Кл

5)0

43.Определить напряженность поля в любой точке пространства ,

созданного объёмным зарядом, распределенным с постоянной плотностью r

внутри шара с радиусом а и снаружи шара. Всюду e=eО .

Ответы:

1) E R a

=

 

 

R

 

 

 

 

;

E R > a

 

=

 

ρ × a3

 

 

 

3ρε O

 

Eε O R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) E

R a

= ρ

 

R

 

 

;

 

E

R > a

=

 

ρ × a3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

O

R 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) E

 

= 2πρ

 

R

;

 

 

E

 

 

 

 

= ρ × a

R a

 

 

 

 

 

R > a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

3R 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) E

R a

= ρ

 

R

 

 

;

 

E

 

> a

 

=

ρ × a3

 

 

 

ε

O

 

 

 

R

 

R 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5) E R a =

 

 

 

 

 

;

 

E R > a =

ρ × R 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3R ε

O

 

 

 

O

a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϑ = R
5xx0

52

44. Ток возникает в среде за счет движения объёмного заряда со скоростью

. Как зависит от координат объёмная плотность заряда r ? ( Считать плотность тока – const; другие типы токов отсутствуют).

Ответы:

1)r=const 2) r=cx 3) r=cx2 4) r=c/x 5) r=c/x2

45.Укажите систему уравнений электромагнитного поля, не зависящего от времени в проводящей среде без сторонних токов и зарядов.

Ответы:

1) rotH = δ конв ; rotE = 0; divD = 0; divB = 0;

2) rotH = δпр ; rotE = 0; divD = 0; divB = 0;

 

 

 

 

 

 

 

δB

R

 

 

3) rotH

= δ пр ; rotE = -

0; divЕ = 0; divB

= 0;

 

 

 

 

 

 

 

δt

 

 

 

46. Как определить поле бесконечно длинной однородно-заряженной нити,

пользуясь теоремой Гаусса. t - заряд на единицу длины.

1) E =

τ ××r0

; 2) E =

τ ××r0

; 3) E =

τ ××r0

;

4) E = τ × ×r0 ;

 

 

 

 

R

 

 

 

R

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4πε 0 × r

 

 

 

2πε 0 × r 2

 

 

 

πε 0 × r

 

 

2πε 0 × r

 

47.Напряжённость электрического поля изменяется по закону

Ex=Eo×a/x;

Ey=0; Ez=0. Требуется найти объёмный заряд (а - постоянная).

Ответы:

1) ρ = ε 0

× Е0

 

а

. 2) ρ = -ε 0× Е0

 

 

а

 

2

 

х2

 

 

 

 

 

х

 

 

 

 

 

 

3)

ρ

ε

Е

 

а

4)

ρ = -ε × Е

 

 

а

0

 

 

0

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

= -

0×

 

 

х

 

х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

53

48. Имеются 2 полубесконечные cреды: изотропная

ая). В 1-ой

среде

плотность тока проводимости

 

 

1 =

 

O

 

и

проводимость σ1

= σ, во второй среде

 

j

j

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

ασ

βσ

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проводимость

σ 2

 

βσ

ασ

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

σ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Записать выражение вектора j2 во 2-ой среде.

(1-ая) и анизотропная (2-

X

2

1

Z

Ответы:

R

R

R

 

R

1) δ

2 = δ1 xo

+ β yo )

R

 

R

R

 

R

2) δ 2

 

= δ1 xo

+ α yo )

RR

3)δ 2 = δ1

R

4) δ 2 = 0

δ= δ α R + β R

5)2 z 1 ( xo yo )

49.Однородное поле вектора B =B0sin ωt пересекает площадки ограниченные замкнутыми проводниками, расположенными под углами к этому вектору.R R

В каком контуре электродвижущая сила (Э) равна нулю? Указание: B ds = Э

t

n

θ

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

θ=120

 

S0 /2

 

θ=45

 

 

 

 

 

 

 

S0

 

 

 

 

θ=0

 

 

 

 

 

 

 

3S0

 

θ=90

 

 

 

 

 

 

 

θ=120

 

 

 

 

S0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

θ0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

3

 

 

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы:

1)

2)

3)

4)

5)

 

 

 

50. Укажите тензор магнитной проницаемости.

Ответы:

54

 

σ11

μ12

μ13

 

1)

μ21

σ 22

μ23

 

μ31

μ32

σ 33

 

 

μ11

μ12

μ13

 

 

 

 

2)

 

μ21

μ22

μ23

 

 

 

μ31

μ32

μ33

 

 

μ11

μ12

σ 13

 

 

 

3)

μ21

σ 22

μ23

 

 

σ 31

μ32

μ33

 

 

σ11

μ12

σ 13

 

 

 

4)

μ21

σ 22

μ23

 

 

σ 31

μ32

σ 33

 

51. В любой точке пространства, где существует только токи проводимости и

токи смещения,

 

= gradψ (

 

, t) , где ψ-произвольная функция

 

и t. Что

H

r

r

можно сказать о векторе Е?

Ответы:

1)E=0

2)Е=const

3)Если Е существует, то оно обязательно меняется во времени периодически

4)Е-экспоненциально убывает во времени.

5)Е -может быть функцией времени и координат.

52.Какое физическое толкование может быть дано уравнению rotH = 10z° ?

Ответы:

1)Магнитное поле Н возбуждено током в 15А/м2(плотность тока),

направленное вдоль оси х

2)Магнитное поле Н возбуждено током в 20А/м2(плотность тока),

направленное вдоль оси н

3)Магнитное поле Н возбуждено током в 10А/м2(плотность тока),

направленное вдоль оси х и вдоль оси у

55

4)Магнитное поле Н возбуждено током в 20А/м2(плотность тока),

направленное вдоль оси z и оси у

53. Укажите систему уравнений электромагнитного поля, не зависящего от времени в проводящей среде без сторонних токов и зарядов.

Ответы:

1. rotH = 0; rotE = 0; divB = 0; divD = 0 ;

R

2. rotH = δ пр ; rotE = 0; divD = 0; divB = 0;

R

3. rotH = δ см ; rotE = 0; divD = 0; divB = 0;

R

4 rotH = δ см ; rotE = 0; divD = 0; divB = 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

B ; divD

 

 

 

5. rotH = δ

; rotE

= −

= ρ; divB

= 0;

 

пр

t

 

 

 

 

 

 

 

54. На границе двух сред векторы D1 и D11 будут D1 = 2x0 + 5y0 + 4z0

D11 = 4x0 + 5y0 + 8z0 . Какое из приведенных ниже утверждений истинно?

Z

 

2

 

1

 

Y

 

X

 

Ответы:

 

1. границе этих сред есть поверхностный заряд

 

2.Среды 1 и 2 могут быть изотропными

 

3.По крайней мере одна из сред анизотропна

 

4.Обе среды обязательно анизотропны </s>

 

55. Замкнутое проводящее кольцо с радиусом а,

 

пронизывает два потока вектора B = BO cosω × t ,

 

отличающиеся только наклоном к нормали круга n 30O

и 150О .

O

 

56

Чему равна ЭДС , возбуждаемая в кольце

 

 

R

 

 

 

 

 

 

этими потоками?

 

n

 

B

 

o

 

1

 

 

 

 

o

 

 

 

 

Ответы:

 

 

 

30

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

 

1. 0

 

 

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. pwaBO cosw × t

 

 

B

 

2

 

 

 

 

 

3. 0.5pwaBO cosw × t

 

 

 

 

 

4 0.5pa 2 BO cosw × t

5) pwa 2 BO sin w × t

56 Укажите математическое выражение теоремы Стокса.

Ответы:

1)

diva

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dS

 

 

 

dl

a

 

S

 

 

 

 

 

 

 

L

2)

rota

 

 

 

 

 

= diva

 

 

dS

dl

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

L

3)

rota

 

 

=

 

 

 

 

dS

 

dl

 

 

a

 

S

 

 

 

 

 

 

 

L

4)

diva

 

 

= rota

 

 

dS

dl

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

L

57. Определите плотность поверхностного заряда (Кл/м2) на границе раздела сред, при условиях e1=e0 e2=4e0 Еп2=2Еп1=36p в/м

e0=(1/36p)×10-9 ф/м .

Ответы:

1)4×10-9 Кл/м2;

2)2) -2×10-9 Кл/м2;

3)3) -4×10-9 Кл/м2 ;

4)4) 2×10-9 Кл/м2 ;

5)3,5×10-9 Кл/м2 .

57

58. Пучок электронов, излучаемый катодом, имеет вид цилиндра с радиусом а и обладает скоростью v0 и плотностью объёмного заряда ρ0.

Чему равна напряженность магнитного поля внутри и вне пучка?

1)Нвнутр0v0r/2 Нвне0v0a2/2r 2)Hвнутр=2πρ0rv0/2ε Hвне=0

3) Нвнутр=4ρ0v02/2ε Нвне0v0a2/2r 4)Нвнутр0v0r/2ε Нвне0v0a3/r2

5) Нвнутр=0 Нвне0v0a2/2r

59. В идеальном

 

 

диэлектрике (σ=0) задано распределение вектора

 

 

=

 

0 sin y cos t . Определить вектор

 

этого поля.

 

H

 

x

E

Ответы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 R

 

 

 

 

1. E =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z0 cos y sin t

 

 

 

 

 

ε

 

 

 

 

2.

 

 

=

1

 

 

 

0 sin y sin t

 

 

 

 

E

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

 

 

 

 

3

 

=

1

 

 

0 cos y cos t

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

4. E = −

1 R

ε z0 cos y sin t

5.E = 0

60.Каково направление потока вектора электрической индукции в случае

DdS = −10k ?

S

Ответы:

1)Внутрь замкнутой поверхности S к источнику –40 к

2)Внутрь замкнутой поверхности S к источнику –30 к

3)Внутрь замкнутой поверхности S к источнику –20 к

4)Внутрь замкнутой поверхности S к источнику –10 к

5)Внутрь замкнутой поверхности S к источнику –50 к

58

61. Определите

поток

радиуса - вектора

через поверхность единичного

куба.

 

 

 

 

 

 

 

R

R

R

R

R

+ 1 + 1)1 = 3

П = rdS

r = xi

+ yj

+ zk П = divrdV = (1

 

 

 

 

 

V

 

Ответы:

 

 

 

 

 

1)2

2)1

3)3

4)4

5)5

 

62. Чему равен заряд в кубе с ребром равным а, если начало координат расположено на вершине куба, а ось совпадает с одним его ребром, а вектор

D =

x 2

R

 

 

 

 

 

 

 

xo

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

a 3

2. a 2

3.

a 2

4. a 4

5.

a 4

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

2

Ответы:

 

Z

X

 

 

a

 

a

a

Y

 

1)

2)

3)

4)

5)

63. Что представляет тензор удельной проводимости?

Ответы:

 

 

 

σ11

σ12

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ11

σ12

σ13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

 

σ 21

0

σ 23

 

 

2)

 

 

 

 

σ 21

σ 22

σ 23

 

 

 

 

 

 

0

σ 32

σ 33

 

 

 

 

 

 

 

 

σ 31

σ 32

σ 33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

σ12

σ13

 

 

 

 

 

σ11

0

σ 13

 

 

 

 

 

3)

 

σ 21

0

σ 23

 

 

 

4)

 

0

σ 22

0

 

 

 

 

 

 

 

 

σ 31

σ 32

0

 

 

 

 

 

 

 

σ 31

0

σ 33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64. Шар с радиусом 2а равномерно заряжен, плотность объёмного

 

 

R

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

Ответы:

 

 

1)

R

R

D a=2aρ/3 ; D 2a=4aρ/3

2)

R

R

D a=4aρ/3 ; D 2a=4aρ/3

59

3)D a=a2ρ/2 ; D a=a2ρ

4)D a=aρ/3 ; D 2a=2aρ/3

5)D a=aρπ/3 ; D 2a=2aρπ/3

65. Определить

поток

вектора a через поверхность цилиндра радиусом r

= R и высотой h . Ось

цилиндра

совпадает

с осью координат OZ . Поле

 

 

 

 

 

10

R

R

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = −

 

 

 

 

 

a равно

 

 

r , где

r

= r 0 x 2

+ y 2 и r -

единичный вектор в плоскости

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XOY вдоль координаты r .

 

 

 

 

 

Ответы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)20π × h ;

2)-10π × h ;

3)- 20π × h ;

4)-15π × h ;

5)15π × h .

66. Вектор D = y2 i x j . Определить объёмный заряд,

создающий это поле.

Ответы:

1)0

2)2y-2x

3)y2 – x 2

4)4 yi − 2xj

5)правильного ответа не приведено.

67.Вектор E = Ex , Среда изотропная . Как направлен вектор Н ?

Ответы:

1.Н = Н Х

2.Н = НУ

3.Н = НХ + НУ + Н Z

60

4.Н = НУ + Н Z

5.Н = Н Х + НУ

68 Какие токи возможны в среде с параметрами ε, ρ и σ=0?

Ответы:

1) δ ст + пер + δ см

2)δ ст + δ пер + δ сторон

3)δ пер + δ пр + δ см

4)δ ст + δ пр + δ см

69.По поверхности идеального проводника, совпадающей с плоскостью

XOY, протекает поверхностный ток η А/м, направленный против оси Х.

Определить магнитное поле в любой точке над поверхностью проводника.

Z>0

Z

η

Y

X

Ответы:

1.

 

 

 

= ± η

 

O A / м 2.

 

= - η

 

O A / м

H

H

z

x

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

=

 

O A / м

4.

 

= ± η

 

O A / м 5.

 

= -0,5 ×η

 

O A / м

H

H

H

x

y

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

70. Некоторый анизотропный диэлектрик имеет тензор относительной диэлектрической проницаемости, который в декартовой системе координат записывается таким образом:

6,5

0

0

 

r ) =

0

6,5

0

В диэлектрике создано равномерное электрическое поле

 

0

0

6,5