习题二
2.9无限长线电荷通过点(6,8,0)且平行于z轴,线电荷密度为,试求点P(x,y,x)处的电场强度E。
解:线电荷沿z方向为无限长,故电场分布与z无关,设P位于z=0的平面上。则
则P点的E为
2.10半径为a的一个半圆环上均匀分布着线电荷,如图所示。试求垂直于半圆环所在轴线的平面上z=a处的电场强度。
解:P(0,0,a)的位置矢量是=,
2.12一个很薄的无限大导体带电平面,其上的面电荷密度为。试证明:垂直于平面的z轴上z=处的电场强度中,有一半是由平面上半径为的圆内的电荷产生的。
解:取面积元,电荷元在
整个平面在
当
2.15半径为a的导体球形体积内充满密度为体电荷。若已知球形体积内外的电位移分布为
式中A为常数,试求电荷密度
解:有,得
0,此时
2.22通过电流密度为J的均匀电流的长圆柱体导体中有一平行的圆柱形空腔,其横截面如图所示,试计算各部分的磁感应强度,并证明空腔内的磁场是均匀的。
解:
将题所示非对称电流看成两个对称电流的叠加,电流密度为的电流分布在半径为b的圆柱内,电流密度为-的电流分布在半径为a的圆柱内。
根据安培环路定律
在半径为b的圆柱体内,
当,2,即
当2,即
在半径为a的圆柱体内,
当同理可得,=
当,
圆柱外(,
圆柱内的空腔外(解:由磁场边界条件得,
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