
Электромагнитные поля и волны.-3
.pdf
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 |
|
|
|||||||||||||
2ε |
|||||||||||||||||
5. Должно быть |
|
= |
|
0 (x, y, z) e- |
2σ |
×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) 2Kл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2)1Kл |
|
|
|
|
|
|
|
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 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
3ε |
O |
|
|
|
|
|
|
3ε |
O |
R 2 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3) E |
|
= 2πρ |
|
R |
; |
|
|
E |
|
|
|
|
= ρ × a |
|||||||||||||||||||
R ≤ a |
|
|
|
|
|
R > a |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3ε |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
3R 2 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4) E |
R ≤ a |
= ρ |
|
R |
|
|
; |
|
E |
|
> a |
|
= |
ρ × a3 |
|
|
||||||||||||||||
|
ε |
O |
|
|
|
R |
|
2π R 2 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5) E R ≤ a = |
|
5ρ |
|
|
|
|
; |
|
E R > a = |
ρ × R 2 |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
3R ε |
O |
|
|
|
3ε |
O |
a2 |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

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 (α xo |
+ β yo ) |
|||
R |
|
R |
R |
|
R |
2) δ 2 |
|
= δ1 (β 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)Нвнутр=ρ0v0r/2 Нвне=ρ0v0a2/2r 2)Hвнутр=2πρ0rv0/2ε Hвне=0
3) Нвнутр=4ρ0v02/2ε Нвне=ρ0v0a2/2r 4)Нвнутр=ρ0v0r/2ε Нвне=ρ0v0a3/r2
5) Нвнутр=0 Нвне=ρ0v0a2/2r
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 + 2δ 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. |
|
= 2η |
|
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 |
|
|
(ε r ) = |
0 |
6,5 |
0 |
В диэлектрике создано равномерное электрическое поле |
|
0 |
0 |
6,5 |
|