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1、第二章 静电场与恒定电流电场图2.1 电偶极子系统2.1 真空中存在图2.1所示的系统,当时,此为一电偶极子,解答如下问题:a 利用库仑定律及偶极矩表示点的电场强度(提示:利用泰勒展开);b 从理论上说明为何a的结果对空间任一点均成立。图2.2 均匀带电圆盘2.2 真空中存在如图2.2所示的无限薄均匀带电圆盘,试求:a 轴线上任一点处的表达式;b 时处的表达式,说明结果的物理意义;c 时处的表达式,说明结果的物理意义。2.3 利用电势的定义证明:2.4 对于图2.1所示的电偶极子系统:a 利用题目2.1的结果,将时处电场强度的各球坐标分量表示出来;b 求时点电位的表达式,并将其表示为的函数;c
2、 利用电位与电场强度的关系式,根据b的结果求电场强度,并与a的结果比较。图2.3 无限长同轴传输线横截面示意图2.5 图2.3为一无限长同轴传输线的横截面示意图,外导体半径为,内导体半径为,其间填充以介电常数为的均匀媒质。设外导体接地,内外导体间的电势差为,试求解:a 内外导体上单位长度的自由电荷;b 内外导体间的和;c 内导体上单位长度的极化电荷;d 同轴传输线单位长度电容。图2.4 无限长分层同轴传输线横截面示意图2.6 图2.4为一无限长同轴传输线的横截面示意图,外导体半径为,内导体半径为,在区域和中分别填充了两种不同的均匀媒质和。设外导体接地,内外导体间的电势差为,试求解:a 两导体间媒质中的、和;b 两媒质分界面上的自由电荷和极化电荷面密度;c 同轴线单位长度的漏电导。图2.5 分层平行平板电容器示意图2.7 图2.5为一长度为,宽度为,间距为()的平行导体板结构,在区域和中分别填充了两种不同的均匀媒质和。设左侧导体板的电位为,右侧导体板电位为,解答下列问题:a 利用电位方程求两导体板间媒质中的电位,进而求取、和;b 两媒质分界面上的自由电荷面密度;c 此系统的单位长度电容。