電磁場與電磁波第四版課后思考題答案

1、2.1點(diǎn)電荷的嚴(yán)格定義是什么？點(diǎn)電荷是電荷分布的一種極限情況，可將它看做一個(gè)體積很小而電荷密度很的帶電小球的極限。當(dāng)帶電體的尺寸遠(yuǎn)小于觀察點(diǎn)至帶電體的距離時(shí)，帶電體的形狀及其在的電荷分布已無關(guān)緊要。就可將帶電體所帶電荷看成集中在帶電體的中心上。即將帶電體抽離為一個(gè)幾何點(diǎn)模型，稱為點(diǎn)電荷。2.2研究宏觀電磁場時(shí)，常用到哪幾種電荷的分布模型？有哪幾種電流分布模型？他們是如何定義的？常用的電荷分布模型有體電荷、面電荷、線電荷和點(diǎn)電荷；常用的電

2、流分布模型有體電流模型、面電流模型和線電流模型，他們是根據(jù)電荷和電流的密度分布來定義的。23點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度隨距離變化的規(guī)律是什么？電偶極子的電場強(qiáng)度又如何呢？點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度與距離r的平方成反比；電偶極子的電場強(qiáng)度與距離r的立方成反比。2.4簡述和所表征的靜電場特性表明空間任意一點(diǎn)電場強(qiáng)度的散度與該處的電荷密度有關(guān)，靜電荷是靜電場的通量源。表明靜電場是無旋場。2.5表述高斯定律，并說明在什么條件下可應(yīng)用高斯定律求解給定電荷分布的電場強(qiáng)

3、度。高斯定律：通過一個(gè)任意閉合曲面的電通量等于該面所包圍的所有電量的代數(shù)和除以與閉合面外的電荷無關(guān)，即在電場（電荷）分布具有某些對稱性時(shí)，可應(yīng)用高斯定律求解給定電荷分布的電場強(qiáng)度。2.6簡述和所表征的靜電場特性。表明穿過任意閉合面的磁感應(yīng)強(qiáng)度的通量等于0，磁力線是無關(guān)尾的閉合線，表明恒定磁場是有旋場，恒定電流是產(chǎn)生恒定磁場的漩渦源2.7表述安培環(huán)路定理，并說明在什么條件下可用該定律求解給定的電流分布的磁感應(yīng)強(qiáng)度。安培環(huán)路定理：磁感應(yīng)強(qiáng)度

4、沿任何閉合回路的線積分等于穿過這個(gè)環(huán)路所有電流的代數(shù)和倍，即如果電路分布存在某種對稱性，則可用該定理求解給定電流分布的磁感應(yīng)強(qiáng)度。2.8簡述電場與電介質(zhì)相互作用后發(fā)生的現(xiàn)象。在電場的作用下出現(xiàn)電介質(zhì)的極化現(xiàn)象，而極化電荷又產(chǎn)生附加電場2.9極化強(qiáng)度的如何定義的？極化電荷密度與極化強(qiáng)度又什么關(guān)系？單位體積的點(diǎn)偶極矩的矢量和稱為極化強(qiáng)度，P與極化電荷密度的關(guān)系為極化強(qiáng)度P與極化電荷面的密度2.10電位移矢量是如何定義的？在國際單位制中它的單

5、位是什么電位移矢量定義為其單位是庫倫平方米（Cm2）2.11簡述磁場與磁介質(zhì)相互作用的物理現(xiàn)象？在磁場與磁介質(zhì)相互作用時(shí)，外磁場使磁介質(zhì)中的分子磁矩沿外磁場取向，磁介質(zhì)被磁化，被磁化的介質(zhì)要產(chǎn)生附加磁場，從而使原來的磁場分布發(fā)生變化，磁介質(zhì)?????E?0???E??????E?0???E?????VSdVSdE??01??0???B?JB??0????0???B?JB??0????0?IldBC0??????P????p?nspe??

6、??P?EPED?????????0不是相互獨(dú)立的，其中表明時(shí)變磁場不僅由傳導(dǎo)電流產(chǎn)生，也是有移電流產(chǎn)生，它揭示的是時(shí)變電場產(chǎn)生時(shí)變磁場。表明時(shí)變磁場產(chǎn)生時(shí)變電場，電場和磁場是相互關(guān)聯(lián)的，但當(dāng)場量不隨時(shí)間變化時(shí)，電場和磁場又是各自存在的。2.19電流連續(xù)性方程能由麥克斯韋方程組導(dǎo)出嗎？如果能，試推導(dǎo)出，如果不能，說明原因。2.20什么是電磁場的邊界條件？你能說出理想導(dǎo)體表面的邊界條件嗎？把電磁場矢量EDBH在不同媒質(zhì)分界面上各自滿足的關(guān)

7、系稱為電磁場的邊界條件，理想導(dǎo)體表面上的邊界條件為：3.1電位是如何定義的？中的負(fù)號的意義是什么？由靜電場基本方程和矢量恒等式可知，電場強(qiáng)度E可表示為標(biāo)量函數(shù)的梯度，即試中的標(biāo)量函數(shù)稱為靜電場的電位函數(shù)，簡稱電位。式中負(fù)號表示場強(qiáng)放向與該點(diǎn)電位梯度的方向相反。3.2如果空間某一點(diǎn)的電位為零，則該點(diǎn)的電位為零，這種說話正確嗎為什么？不正確，因?yàn)殡妶鰪?qiáng)度大小是該點(diǎn)電位的變化率3.4求解電位函數(shù)的泊松方程或拉普拉斯方程時(shí)，邊界條件有何意義？答

8、邊界條件起到給方程定解得作用。邊界條件起到給方程定解得作用。3.5電容是如何定義的？寫出計(jì)算電容的基本步驟。兩導(dǎo)體系統(tǒng)的電容為任一導(dǎo)體上的總電荷與兩導(dǎo)體之間的電位差之比，即：其基本計(jì)算步驟：1、根據(jù)導(dǎo)體的幾何形狀，選取合適坐標(biāo)系。2、假定兩導(dǎo)體上分別帶電荷q和q。3、根據(jù)假定電荷求出E。4、由求得電位差。5求出比值3.8什么叫廣義坐標(biāo)和廣義力？你了解虛位移的含義嗎？廣義坐標(biāo)是指系統(tǒng)中各帶電導(dǎo)體的形狀，尺寸和位置的一組獨(dú)立幾何量，而企圖改

9、變某一廣義坐標(biāo)的力就，就為對印該坐標(biāo)的廣義力，廣義坐標(biāo)發(fā)生的位移，稱為虛位移3.9恒定電場基本方程的微分形式所表征的恒定電場性質(zhì)是什么？恒定電場是保守場，恒定電流是閉合曲線3.10恒定電場和靜電場比擬的理論根據(jù)是什么？靜電比擬的條件又是什么？理論依據(jù)是唯一性定理，靜電比擬的條件是兩種場的電位都是拉普拉斯方程的解且邊界條件相同tBE????????tDJH?????????tJDtJtDJHtDJH????????????????????