发布时间 : 星期五 文章物理学教程(第二版)课后答案12更新完毕开始阅读e76719d549649b6648d747e2
稳定后，线圈中电流I?E，则线圈中所储存的磁能为 R12μ0N2SE2?5Wm?LI??3.28?10J
22lR2在忽略端部效应时，该电流回路所产生的磁场可近似认为仅存在于螺线管中，并为均匀磁场，故磁能密度wm处处相等，wm?Wm?4.17J?m?3 SL（2）自感为L，电阻为R的线圈接到电动势为E的电源上，其电流变化规律
R?t?E?ELI??1?eI??，当电流稳定后，其最大值 m??RR???t?E?2E121?12?L1?e?按题意LI??LIm?，则I?，将其代入I??中，??2R22?2R???R得
t??L?2?L?4ln?1???ln2?2?1.56?10s R?2?R??12－24 未来可能会利用超导线圈中持续大电流建立的磁场来储存能量．要储存1kW·h的能量，利用1.0Ｔ的磁场，需要多大体积的磁场？若利用线圈中500 A的电流储存上述能量，则该线圈的自感系数应该多大？ 解 由磁感强度与磁场能量间的关系可得
V?所需线圈的自感系数为
Wm?9.0m3 2B/2μ02Wm?29H 2IL?12－25 中子星表面的磁场估计为108Ｔ，该处的磁能密度有多大？
B2解 由磁场能量密度 wm??3.98?1021J/m3
2?012－26 在真空中，若一均匀电场中的电场能量密度与一 0.50Ｔ的均匀磁场中的磁场能量密度相等，该电场的电场强度为多少？
1B21B222解we?ε0E,wm?,按题意，当we?wm时，ε0E?则
222μ02μ0E?B?1.51?108V?m?1 ε0μ012－27 设有半径R＝0.20m的圆形平行板电容器，两板之间为真空，板间距离d＝0.50cm，以恒定电流I＝2.0A对电容器充电．求位移电流密度（忽略平板电容器的边缘效应，设电场是均匀的）．
分析 尽管变化电场与传导电流二者形成的机理不同，但都能在空间激发磁场．从这个意义来说，变化电场可视为一种“广义电流”，即位移电流．在本题中，导线内存在着传导电流Ic，而在平行板电容器间存在着位移电流Id，它们使电路中的电流连续，即Id?Ic．
解 忽略电容器的边缘效应，电容器内电场的空间分布是均匀的，因此板间位移电流Id??Sjd?dS?jdπR2，由此得位移电流密度的大小
jd?
IdIc?2??15.9A?m 22πRπR