天津理工大学物理练习册答案

电磁感应作业题1.B2.A3.D4.A5.D6.D7.D8A9.D10.B2008一选择题：1如图所示，两根无限长平行直导线载有大小相等、方向相反的电流I，并都以dI/dt的变化率增长，一圆形金属线圈位于导线平面内，则（A）线圈中无感应电流（B）线圈中感应电流为顺时针方向（C）线圈中感应电流为逆时针方向（D）线圈中感应电流方向不确定。[]B上面一根导线因电流变化在矩形线圈中引起的感应电流（方向为逆时针），小于下面一根导线电流变化在矩形线圈中引起的感应电流（方向为顺时针）。因此线圈中感应电流为顺时针方向。B2如图所示，一载流螺线管的旁边有一圆形线圈，欲使线圈产生图示方向的感应电流i，下列哪一种情况可以做到？（A）载流螺线管向线圈靠近．（B）载流螺线管离开线圈．（C）载流螺线管中电流减小．（D）抽出载流螺线管中的铁芯。[]A按右手螺旋定律载流螺线管中产生的磁场方向沿轴线向右。欲使线圈产生图示方向的感应电流i，需使通过线圈向右的磁通量增加，即载流螺线管向线圈靠近。3.一边长为l的正方形线框，置于均匀磁场中，绕线框OO′轴，以匀角速度w旋转(如图所示)．设t=0时，线框平面处于纸面内，则任一时刻感应电动势的大小为[]Dt=0，=0，无磁通量通过线框。线圈法线与B方向的夹角为4.如图所示，导体棒AB在均匀磁场B中绕通过C点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO’转动（角速度与B同方向），BC的长度为棒长的1/4，则(A)A点比B点电势高．(B)A点与B点电势相等．(C)A点比B点电势低．(D)有稳恒电流从A点流向B点．[]As为导体棒扫过的面积，AC段扫过的面积大于BC段扫过的面积，因此AC段产生的感应电动势大于BC段产生的感应电动势，因此A点比B点电势高。AC段感应电动势方向CA，A点电势高；BC段感应电动势方向CB，B点电势高。无回路，则无感应电流。5.如图，长度为l的直导线CD在均匀磁场B中以速度v移动，直导线CD中的电动势为(A)Blv．(B)Blvsina．(C)Blvcosa．(D)0．[]D不切割磁力线，无电动势产生。6如图所示，M、N为水平面内两根平行金属导轨，ab与cd为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线．外磁场垂直水平面向下．当外力使ab向右平移时，cd(A)不动．(B)转动．(C)向左移动．(D)向右移动．[]Dab向右平移时，通过回路的磁通量增加，为反抗这种增加，cd会向右移动，以使通过回路的磁通量减少。7对于单匝线圈取自感系数的定义式为L=F/I．当线圈的几何形状、大小及周围磁介质分布不变，且无铁磁性物质时，若线圈中的电流强度变大，则线圈的自感系数L(A)变大，与电流成正比关系(B)变大，但与电流成反比关系(C)变小，电流成反比关系(D)不变．L为通有单位电流的回路所包围的面积内通过的磁通量。自感L是一个与电流无关仅由回路的匝数、几何形状和大小以及周围介质的磁导率而决定的物理量。当决定L的上述因素都保持不变时，L是一个不变的常量。[]D8.如图，一导体棒ab在均匀磁场中沿金属导轨向左作匀加速运动，磁场方向垂直导轨所在平面。若导轨电阻忽略不计，并设铁芯磁导率为常数，则达到稳定后在电容器的C极板上（A）带有一定量的正电荷。（B）带有一定量的负电荷。（C）带有越来越多的正电荷。（D）带有越来越多的负电荷。导体棒运动产生感应电动势方向如图。由此感应电流而在铁芯中产生的磁场（磁力线）方向顺时针旋转。左边线圈中为反抗磁场的增加会产生感应电流，此感应电流产生的磁场方向会与铁芯中原磁场方向相反。[]A导体棒运动产生感应电动势方向如图。由此感应电流而在铁芯中产生的磁场（磁力线）方向顺时针旋转。左边线圈中为反抗磁场的增加会产生感应电流，此感应电流产生的磁场方向会与铁芯中原磁场方向相反。电子运动方向与电流方向相反，故C板会失去电子带正电，D极板会得到电子带负电。当导线两端积累正负电荷后，有一电场力存在，方向和洛仑兹力相反，平衡后就不会有电荷的移动了，因此铁芯中的磁场不会无限增大，达到稳定后在电容器的C极板上就不会带有越来越多的正电荷。9.在圆柱形空间内有一磁感应强度为B的均匀磁场，如图所示。B的大小以速率dB/dt变化。现将一根导线放在磁场中ab和a’b’两个不同的位置上，则（C）电动势在ab和a’b’中都产生，且两者大小相等。（A）电动势只在ab位置上产生。（B）电动势只在导线a’b’位置上产生。（D）ab位置上产生的电动势小于a’b’位置上产生的电动势。选一回路0ab，0a、0b段沿半径，交变磁场产生涡旋电场的场强正好与半径垂直[]D0整个三角形回路的电动势等于ab杆上的电动势，也等于回路中磁通量对时间的变化率回路a’b’面积大于ab面积，所以10真空中两只长直螺线管1和2的长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比d1/d2=1/4．当它们通以相同电流时，两螺线管贮存的磁能之比为（A）16:1（B）1:16（C）4:1（D）1:4[]B二填空题：1半径为r的无限长密绕螺线管，单位长度上的匝数为n，通以交变电流i=Imcoswt，则围在管外的同轴圆形回路(半径为R)上的感生电动势为____________________．2一导线被弯成如图所示形状，acb为半径为R的二分之一圆弧，直线段Oa长为R．若此导线放在匀强磁场B中，B的方向垂直图面向内．导线以角速度w在图面内绕O点匀速转动，则此导线中的动生电动势Ei=___________，电势最高的点是________________________．感应电动势方向由b指向0，0点电势高。整根导线中的动生电动势等效为旋转的0b直导体杆中的动生电动势3长为L的金属直导线在垂直于均匀磁场的平面内以角速度w转动．如果转轴在导线上的位置是在____________，整个导线上的电动势为最大；如果转轴位置是在____________，整个导线上的电动势为最小．转轴在导线端点时，整个导线上的电动势为最大。其值为转轴在导线中点时，整个导线上的电动势为最小。其值为4金属圆板在均匀磁场中以角速度w绕中心轴旋转，均匀磁场的方向平行于转轴，如图所示．这时板中由中心至同一边缘点的不同曲线上总感应电动势的大小_________，方向__________________．把圆板看作是由许多细杆绕轴转动，由知电动势的方向沿曲线由外指向中心即各点大小相同5一线圈中通过的电流I随时间t变化的规律，如图所示。试定性画出自感电动势L随时间变化的规律。（以I的正向作为的正向）0a段线性变化，为常数。abc段,，<0.6自感系数L=0.4H的螺线管中通以I=10A的电流时，螺线管存储的磁场能量W=___________________．7有两个长直密绕螺线管，长度和线圈匝数均相同，半径之分别为r1和r2．管内充满均匀介质，其磁导率分别为1和2。设r1:r2=1:2，1:2=2:1，当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后，其自感系数之比L1:L2为________，磁能之比为Wm1:Wm2为___________．1:21:28平行板电容器的电容C为10.0F，两板上的电压变化率为dU/dt=2.0105V·s-1，则该平行板电容器中的位移电流为__________。2A9在感应电场中电磁感应定律可写成式中EK为感应电场的电场强度．此式表明在感应电场中________(填“能”或“不能”)像对静电场那样引入电势的概念．描述涡旋电场的电力线是闭合的从而它不是保守场，所以不能像对静电场那样引入电势的概念。不能三计算题：1如图所示，一条平行长直导线和一个矩形导线框共面．且导线框的一个边与长直导线平行，他到两长直导线的距离为d，已知导线中电流为I=Imsint，其中Im和w为常数，t为时间．导线框长为a宽为b，求导线框中的感应电动势大小．解：导线在x处产生的磁场为选顺时针方向为线框回路正方向，则通过回路的磁通量为或2如图所示，用一根硬导线弯成半径为r的一个半圆，使这根半圆形导线在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度旋转，整个电路的电阻为R，求感应电流的表达式。解:t时刻通过半圆的磁通量为3一根无限长的直导线载有电流I，长度为b的金属杆CD与两导线共面且垂直，相对位置如图。CD杆以速度v平行直线电流运动，求CD杆中的感应电动势，并判断C、D两端哪端电势较高？解：建立坐标(如图)则：方向⊙C→D，D端电势较高4在匀强磁场B中，OE=EF=a，∠OEF=135°，OEF整体可绕O点在垂直于磁场的平面内逆时针转动，如图所示．若转动角速度为w，(1)求OE间电势差UOE，(2)求OF间电势差UOF，(3)指出O、E、F三点中哪点电势最高．解：（1）（3）O点电势最高。（2）添加辅助线OF，由于整个OEF内感应电动势为零，所以即可直接由辅助线上的电动势OF来代替OE、EF两段内的电动势。