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阻为3×10Ω·m,载有电流25.1 A.试计算在距导线表面很近一点的以下各量: (1)H的大小;
(2)E在平行于导线方向上的分量; (3)垂直于导线表面的S分量.
??解: (1)∵ ?Hdl??I
取与导线同轴的垂直于导线的圆周l?2?r,则
H2?r?IH?I2?r?4?102-3-1
(2)由欧姆定律微分形式 j??E得
A?m?1? V?m?1
?????(3)∵S?E?H,E沿导线轴线,H垂直于轴线
E?j?I/S?IR?7.53?10?21/RS∴垂直导线侧面进入导线,大小S?EH?30.1W?m *11-7 有一圆柱形导体,截面半径为a,电阻率为?,载有电流I.
?(1)求在导体内距轴线为r处某点的E的大小和方向;
?H(2)该点的大小和方向;
?(3)该点坡印廷矢量S的大小和方向;
(4)将(3)的结果与长度为l、半径为r的导体内消耗的能量作比较.
?2?S0解:(1)电流密度 由欧姆定律微分形式jE?j0j0?I0S0??E得
???j0??I0?a2,方向与电流方向一致
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(2)取以导线轴为圆心,垂直于导线的平面圆周l?2?r,则
????由 ?H?dl??jdS可得
lS0r2H2?r?I02a
∴,方向与电流成右螺旋 (3)∵
?S∴ 垂直于导线侧面而进入导线,大小为 (4)长为l,半径为r(r?a)导体内单位时间消耗能量为
单位时间进入长为l,半径为r导体内的能量
W?W说明这段导线消耗的能量正是电磁场进入导线的能量.
*11-8 一个很长的螺线管,每单位长度有n匝,截面半径为a,载有一增加的电流i,求:
(1)在螺线管内距轴线为r处一点的感应电场; (2)在这点的坡印矢量的大小和方向. 解: (1)螺线管内 B??ni
120H?I0r2?a2???S?E?H?I02rS?EH?2?2a4I0r22I0?lr2l2W1?I01R?(2)?2?a?r?a42I0?lr2W2?S2?rl??a42由
取以管轴线为中心,垂直于轴的平面圆周l?2?r,正绕向与B成右螺旋关系,则
E2?r???B2?r?t????B??lE?dl???S?t?dS
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∴,方向沿圆周切向,当?与B成右螺旋关系;当
di?0dtE???nrdir?B??02?t2dtdi?0dt时,
?E时,与成左旋关系。
?E?B题11-8图
??????S?E?HS(2)∵ ,由E与H方向知,指向轴,如图
所示. 大小为
*11-9 一平面电磁波的波长为3.0cm,电场强度
-1
的振幅为30V·m,试问该电磁波的频率为多少?磁场强度的振幅为多少?对于一个垂直于传播方向的面积为0.5m2的全吸收面,该电磁波的平均幅射压强是多大?
2dtS?EH?Eni??0n2rdii解: 频率利用
??c??1.0?101012Hz 可得
T?r?0E??r?0H和S?E0H0
由于电磁波具有动量,当它垂直射到一个面积为A的全吸收表面时,这个表面在?t时间内所吸收的电磁动量为gAc?t,于是该表面所受到的电磁波的平均辐射压强为:
B0??0H0??0?0E0?1.0?10?7SEHP?gC??00?C2C可见,电磁波的幅射压强(包括光压)是很微
?0E02?4.0?10?9?02CPa
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弱的.
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