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1、这里是普通物理学第五版这里是普通物理学第五版1、本答案是对普通物理学第五版第十四章、本答案是对普通物理学第五版第十四章的答案，本章共的答案，本章共4节内容，习题有节内容，习题有10题，题，希望大家对不准确的地方提出宝贵意见希望大家对不准确的地方提出宝贵意见。2、答案以、答案以ppt的格式，没有的格式，没有ppt的童鞋请自的童鞋请自己下一个，有智能手机的同学可以下一己下一个，有智能手机的同学可以下一个软件在手机上看的哦，亲们，赶快行个软件在手机上看的哦，亲们，赶快行动吧。动吧。14-1 试证明平行板电容器中的位移电流试证明平行板电容器中的位移电流可写为：可写为：式中式中C是电容器的电容，是电容器
2、的电容，U是两极板间的电势是两极板间的电势差。如果不是平行板电容器，上差。如果不是平行板电容器，上 式可以应用式可以应用吗吗?如果是圆柱形电容器，其中的位移电流如果是圆柱形电容器，其中的位移电流密度和平板电容器时有何不同密度和平板电容器时有何不同?=CItddUd目录目录结束证：设极板面积证：设极板面积S，板间距，板间距d若不是平行板电容器，上式仍可适用。若不是平行板电容器，上式仍可适用。位移电流密度位移电流密度平行板电容器平行板电容器证：证：=UIdtCddSd=U=CddtUDdddt=Ddt=ddCU=e0dd=Cte0圆柱形电容器圆柱形电容器l=D2 rp12 rdt=ddlp目录目录
3、 14-2 在一对巨大的圆形极板在一对巨大的圆形极板(电容电容C=l.010-12 F)上，加上频率为上，加上频率为50Hz、峰值为、峰值为174000V的交变电压，计算极板间位移电的交变电压，计算极板间位移电流的最大。流的最大。目录目录结束已知：已知：C=1.010-12 F,f=50Hz,Um=1.74105V 求：求：Idm解：解：ES=C=dSe0cos=dtSUmtd=de0IdsinC=tUmIdId 的最大值的最大值=1.010-122p501.74105=5.7410-5(A)C=IdmUm2f=Cp Um目录目录结束 14-3 有一电荷有一电荷q，以速度，以速度v(vc)作匀
4、速作匀速运动。试从运动。试从.=Htl ddd计算离电荷计算离电荷r 处的磁场强度。处的磁场强度。目录目录结束解：通过平面的电位移通量解：通过平面的电位移通量4r2q2aqsin=0dr2qDSd.=s=dS4r2qs2cosq=()1a已知：已知：q,v(vc)从从求：求：Hl.d=t0ddHaqvR目录目录结束电荷在运动，电荷在运动，a 在变化在变化 dq=sin2dtaaqv=sin2ar2由于对称性在半径为由于对称性在半径为R 的平面上的平面上H值相同值相同v=sinadtdarI=t0dddq.d=Hsin2adtdal目录目录结束sin2ar2qv=2pRHrsina=R=2qvH
5、sina4pr目录目录结束 14-4 当导线中有交流电流时，证明：其当导线中有交流电流时，证明：其中传导电流密度中传导电流密度与位移电流密度与位移电流密度D/t的的大小比为大小比为/0。式中式中是导线的电导率，是导线的电导率，=2f，f 是交是交流电的频率，导线的流电的频率，导线的r 1。已知铜导线的。已知铜导线的=5.7107S/m，分别计算当铜导线载有，分别计算当铜导线载有频率为频率为(1)50Hz和和(2)3.01011 Hz的交流电的交流电流时，传导电流密度和位移电流密度大小的流时，传导电流密度和位移电流密度大小的比值。比值。目录目录结束dEe0=ddtg=tsinE0()=dge0(
6、)mm2pf=5.71078.8510-122p50=2.01016()=dge0()mm2pf=5.71078.8510-122p31011=2.01016Eg=解：解：tEsinE0=设设()=dge0()mme0=dtcosE0目录目录结束 14-5 有一平板电容器，极板是半径为有一平板电容器，极板是半径为R的圆形板，现将两极板由中心处用长直引线的圆形板，现将两极板由中心处用长直引线连接到一远处的交变电源上，使两极板上的连接到一远处的交变电源上，使两极板上的电荷量按规律电荷量按规律q=q0sint变化。略去极板边变化。略去极板边缘效应，试求两极板间任一点的磁场强度。缘效应，试求两极板间任
7、一点的磁场强度。目录目录结束s.d=Hdtdl.dDSHr2p2pr=dtdDH2=dtdDr=dtdDSdtdqH=2Sdtdqr()=2Sdtdrtsinq02r=R2ptcosq0解：解：目录目录结束 14-6 为了在一个为了在一个1.0mF的电容器内产生的电容器内产生1.0A的瞬时位移电流，加在电容器上的电压的瞬时位移电流，加在电容器上的电压变化率应是多大变化率应是多大?目录目录结束CdUId=dtCdUId=dt1.0=1.6106(V)=1.010-6解：解：目录目录结束 14-7 一圆形极板电容器，极板的面积为一圆形极板电容器，极板的面积为S，两极板的间距为，两极板的间距为 d。
8、一根长为。一根长为d 的极细的极细的导线在极板间沿轴线与两板相连，已知细的导线在极板间沿轴线与两板相连，已知细导线的电阻为导线的电阻为 R，两极板外接交变电压，两极板外接交变电压U=U0sint，求，求:(1)细导线中的电流细导线中的电流;(2)通过电容器的位移电流通过电容器的位移电流;(3)通过极板外接线中的电流通过极板外接线中的电流;(4)极板间离轴线为极板间离轴线为r 处的磁场强度。设处的磁场强度。设r 小于极板的半径。小于极板的半径。目录目录结束 已知已知：S、d、R、U=U0 sint求求：(1)I,(2)Id,(3)I (4)H解解：(1)=t0sinRUIRU=(2)CdUId=
9、dt=e0Sdcost0U(3)I+=IIde0+=t0sinRUSdcost0U目录目录结束.d=HlIH2pr+=IId+=t0sinRUdcost0Ue0pr2+=t0sinRUdcost0Ue0pr2H2pr1(4)目录目录结束 14-8 已知无限长载流导线在空间任一点已知无限长载流导线在空间任一点的磁感应强度为：的磁感应强度为：m0I/2pr 。试证明满足方试证明满足方程式程式+=Bx.Bx+yBy=0zBz目录目录结束+=Bx.Bx+yBy=0zBzsinqm0IBx2pr=m0Iy2pr2=2p(x2+y2)=m0Iy2p(x2+y2)By=m0IxBz=0=+2p(x2+y2)
10、=m0Iy(-2x)2p(x2+y2)m0Ix(-2y)00B.证明：证明：目录目录结束并解释其物理意义。并解释其物理意义。=.t 14-9 试从方程式试从方程式+DHt=出发，导出出发，导出.D=及及目录目录结束+DHt=.t两边取散度两边取散度()+DHt=.+t=0.解：由方程解：由方程目录目录结束 14-10 利用电磁场量间的变换关系，证利用电磁场量间的变换关系，证和和是不变量。是不变量。c2BE22.BE明明目录目录结束=ExEx=BxBxg(Ey-vBy)=Exvc2()g=ByEz+Byg(Ez+vBy)=Ezvc2()g=BzEy+Bz+=EB.ExBx ExBx Ex Bx+
11、=EyEz+EyByExBxvc2EzBz-vByBzvc2g22+EyEzvc2EyByvc22EzBz-vByBz()+=ExBxg2vc221EyBy()vc221EzBz=ExBx+EyBy+EzBz=E B.证：证：(1)目录目录结束Ey2=+Ex2Ez2+By2Bx2Bz2c2c2c2BxExc2=2EyBz+22v22EyBzEz+2By+2v22EzByg2+()EyBz+222vEyBzvc42c2Ez2vc42By+22vEyBzc2c2+BxExc2=2()vc221g2Ey2+()vc221g2Ex2()vc22+g2Bz2()vc22+g2By2Ex=2+Ey2+Ez2c2Bx2c2By2c2Bz2=Ec2B22Ec2B22=(2)目录目录结束