大學(xué)物理第9章 題庫答案2(最新修改)

1、第九章 電磁場填空題 （簡單）1、在豎直放置的一根無限長載流直導(dǎo)線右側(cè)有一與其共面的任意形狀的平面線圈，直導(dǎo)線中的電流由上向下，當(dāng)線圈以垂直于導(dǎo)線的速度背離導(dǎo)線時，線圈中的感應(yīng)電動勢 ，當(dāng)線圈平行導(dǎo)線向上運動時，線圈中的感應(yīng)電動勢 。（填>0，<0，0）（設(shè)順時針方向的感應(yīng)電動勢為正）(<0, 0)2、磁場的高斯定律表明磁場是 ，因為磁場發(fā)生變化而引起電磁感應(yīng)，是不同于回路變化時產(chǎn)生的 。相同之處是 。（無源場，動生電動勢，磁通量發(fā)生改變）3、只要有運動電荷，其周圍就有 產(chǎn)生；而法拉弟電磁感應(yīng)定律表明，只要 發(fā)生變化，就有 產(chǎn)生。（磁場，磁通量，感應(yīng)電動勢）4題圖4、一磁鐵自

2、上向下運動，穿過一閉合導(dǎo)體回路，（如圖7），當(dāng)磁鐵運動到a處和b處時，回路中感應(yīng)電流的方向分別是 和 。 （逆時針，順時針）5、電磁感應(yīng)就是由 生 的現(xiàn)象，其主要定律為 ，其中它的方向是由 定律來決定，即 。（磁，電，電磁感應(yīng)定律，楞次，見p320）6、當(dāng)穿過某回路中的磁通量發(fā)生變化時，電路中 (填一定或不一定)產(chǎn)生感應(yīng)電流；電路中 (填一定或不一定)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。(不一定, 一定)7、在電磁感應(yīng)中，感應(yīng)電動勢的大小與閉合回路的磁通量 成正比。（對時間的變化率）8、在豎直放置的一根無限長載流直導(dǎo)線右側(cè)有一與其共面的任意形狀的平面線圈，直導(dǎo)線中的電流由上向下，當(dāng)線圈平行導(dǎo)線向下運動時，線圈中的

3、感應(yīng)電動勢 ， 當(dāng)線圈以垂直于導(dǎo)線的速度靠近導(dǎo)線時，線圈中的感應(yīng)電動勢 。 （填>0，<0，0）（設(shè)順時針方向的感應(yīng)電動勢為正）(0，>0)11題圖 9、將條形磁鐵插入與沖擊電流計串連的金屬環(huán)中，有的電荷通過電流計，若連接電流計的電路總電阻,則穿過環(huán)的磁通量的變化 Wb 。（）10、電磁波是變化的 和變化的 在空間以一定的速度傳播而形成的。(電場，磁場)11、如圖所示，金屬桿以恒定速度在均勻磁場中垂直于磁場方向運動，已知，則桿中的動生電動勢的大小為 。()判斷題（簡單）1、在電磁感應(yīng)中，感應(yīng)電動勢的大小與閉合回路的磁通量的變化量成正比。 （ × ）2、只要磁通量發(fā)生

4、變化，就一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流。 ( × )3、電磁波是變化的電場和變化的磁場在空間以一定的速度傳播而形成的。 （ ）4、螺線管單位長度的匝數(shù)越多，自感系數(shù)L也越大； （ ）；單項選擇題1題圖1、（一般綜合）(如圖)長為L的銅棒，在磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場中，以角速度在與磁場方向垂直的平面上繞棒的一端O作勻速轉(zhuǎn)動，則棒兩端感應(yīng)電動勢為（ ）（1）方向由P指向O，大小為； （2）方向由O指向P，大小為；（3）方向由O指向P，大小為；（4）方向由P指向O，大小為 。2題圖2、（一般綜合）(如圖)圓銅盤水平放置在均勻磁場中，B的方向垂直盤面向上，當(dāng)銅盤繞通過中心垂直于盤面的軸沿圖示方向轉(zhuǎn)動時（

5、）（1）銅盤上有感應(yīng)電流產(chǎn)生，沿著銅盤轉(zhuǎn)動的相反方向流動；（2）銅盤上有感應(yīng)電流產(chǎn)生，沿著銅盤轉(zhuǎn)動的方向流動；（3）銅盤上有感應(yīng)電流產(chǎn)生，銅盤中心處電勢最高；（4）銅盤上有感應(yīng)電流產(chǎn)生，銅盤邊緣處電勢最高。3、（簡單）下列說法中正確的是 （ ）（1）只要磁通變化, 就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 （2）只要作切割磁力線運動, 就有感應(yīng)電流；（3）只要磁場變化, 就有感應(yīng)電流產(chǎn)生； （4）要產(chǎn)生感應(yīng)電動勢, 就必須有閉合回路。4、（一般綜合）若用條形磁鐵豎直插入木質(zhì)圓環(huán)，則環(huán)中 （ ）A、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，也產(chǎn)生感應(yīng)電流 ； B、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，不產(chǎn)生感應(yīng)電流 ；C、不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，也不產(chǎn)生感應(yīng)電流 ；D、

6、不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電流 ；5、（綜合）磁場強(qiáng)度H沿任何閉合回路的線積分等于 （ ）（1）該回路所包圍的傳導(dǎo)電流的代數(shù)和； （2）該回路所包圍的分布電流；（3）該回路所包圍的分子圓電流的代數(shù)和； （4）該回路所包圍的分布電流的代數(shù)和；6題圖6、（一般綜合）（圖示）一無限大均勻磁場中有一銅環(huán)，在下面哪種情況下，運動的銅環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生（）（A）銅環(huán)水平向右移動； （B）銅環(huán)水平向左移動；（C）銅環(huán)垂直紙面向里移動；（D）銅環(huán)繞紙面內(nèi)的豎直軸旋轉(zhuǎn)；7、（一般綜合）在感生電場中電磁感應(yīng)定律可寫成，式中EK為感生電場的電場強(qiáng)度，此式表明 (A)閉合曲線L上EK，處處相等； (B)感生電場是非保

7、守力場； (C)感生電場線是非閉合曲線； (D)在感生電場中可以像靜電場那樣引入電勢的概念。8、（綜合）關(guān)于自感和自感電動勢，說法正確的是 （ ） A自感L與通過線圈的磁通量成正比，與線圈中的電流成反比； B當(dāng)線圈中有電流時才有自感，無電流時沒有自感； C線圈中的電流越大，自感電動勢越大； D線圈中的電流變化率越大，自感電動勢越大。9、（一般綜合）一塊銅板放在磁感應(yīng)強(qiáng)度正在增大的磁場中時，銅板中出現(xiàn)的渦流（感應(yīng)電流）將（ ）（1）加速銅板中磁場的增加； （2）減緩銅板中磁場的增加；（3）對磁場不起作用； （4）使銅板中磁場反向10題圖10、（如圖）在一通有電流的無限長直導(dǎo)線所在的平面內(nèi)，有一半

8、徑為r，電阻為R的導(dǎo)線環(huán)，環(huán)中心距直導(dǎo)線為a，如圖所示，且a>>r，當(dāng)直導(dǎo)線的電流被切斷后，沿著導(dǎo)線環(huán)流過的電量均為：（ ）（1）； （2）； （3）； （4）；11、（綜合）對位移電流，下列說法正確的是： （1）位移電流是由變化電場產(chǎn)生的； （2）位移電流的磁效應(yīng)不服從安培環(huán)路定理； （3）位移電流的熱效應(yīng)服從焦耳-楞次定律；（4）位移電流是由變化磁場產(chǎn)生的； 12、（一般綜合）電磁波的電場強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度和傳播速度的關(guān)系是： （1）三者互相垂直，而和相位相差；（2）三者互相垂直，而和和構(gòu)成右手螺旋關(guān)系；（3）三者中和是同方向的，但都與垂直；（4）三者中和是任意方向的，但都必須與垂

9、直；13、（一般綜合）關(guān)于自感和自感電動勢，說法正確的是 （1）自感L與通過線圈的磁通量成正比，與線圈中的電流成反比；（2）當(dāng)線圈中有電流時才有自感，無電流時沒有自感；（3）線圈中的電流越大，自感電動勢越大；（4）以上說法都不正確。14. （一般綜合）感生電場中電磁感應(yīng)定律可寫成，式中EK為感生電場的電場強(qiáng)度，此式表明( )。 (A)閉合曲線L上EK，處處相等； (B)感生電場是非保守力場； (C)感生電場的電力線是非閉合曲線； (D)在感生電場中可以像靜電場那樣引入電勢的概念。15、（一般綜合）關(guān)于自感和自感電動勢，說法正確的是 A自感L與通過線圈的磁通量成正比，與線圈中的電流成反比 B當(dāng)線

10、圈中有電流時才有自感，無電流時沒有自感； C線圈中的電流越大，自感電動勢越大； D以上說法都不正確。計算題1、（一般綜合）有兩根相距為的無限長平行直導(dǎo)線，它們通以大小相等流向相反的電流，且電流均以dI/dt的變化率增長。若有一邊長為d的正方形線圈與兩導(dǎo)線處于同一平面內(nèi)，(如圖)求線圈中的感應(yīng)電動勢。計算題1圖解：建立如圖(b)所示的坐標(biāo)系，距點處，在矩形線圈中取一寬度()很窄的面積元，在該面積元內(nèi)可近似認(rèn)為的大小和方向不變。由長直導(dǎo)線在空間一點產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度可得穿過該面積元的磁通為：穿過線圈的磁通量為：再由法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈中的感應(yīng)電動勢大?。?， 方向：順時針。計算題2圖2、（綜合）

11、如圖為無限長直導(dǎo)線中通有以dI /dt=10A/s增加的電流，求：（1）某時刻電流為I時，穿過邊長為20cm的正方形的磁通為多少？（2）回路中的感應(yīng)電動勢多大？感應(yīng)電流的方向如何？ 解：建立如圖所示坐標(biāo)系，距O點為x處的正方形線圈內(nèi)取一長為0.2m、寬為dx的矩形面元，其面積為ds=0.2dx，通過此面元的磁通量為： 故通過整個正方形線圈的磁通量為 再由法拉第電磁感應(yīng)定律，可得感應(yīng)電動勢大小為 因為電流是在增加，由楞次定律可得其方向為逆時針方向。 3、（一般綜合8）如圖所示，一根長直導(dǎo)線載有電流I130A，矩形回路載有電流I220A,試計算作用在回路上的合力。已知d1.0cm，b8.0cm，l

12、=0.12 m 。 計算題3圖解：如圖所示，BC和 DA兩段導(dǎo)線所受安培力的大小相等，方向相反，兩力的矢量和為零。AB和CD兩段導(dǎo)線，由于載流導(dǎo)線所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度不等，所受安培力大小不等，且方向相反，因此線框所受的力為這兩個力的合力。圖（13） 故線框所受合力的大小為合力的方向向左，指向直導(dǎo)線。計算題4圖4、（綜合）如圖所示一載流導(dǎo)線，起電流為I，試求通過在其同一平面上的矩形線圈的磁通量。解：由前面知識可知，長直載流導(dǎo)線在距離x處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為計算4圖在右圖的x處，取一寬為dx高為l的矩形面元dSldx，通過該面積元dS的磁通量為故計算題5圖5、（簡單8）一載流導(dǎo)線彎成如圖所示形狀，通有電

13、流I，a、b端伸到無限遠(yuǎn)處，且彼此平行，相距為R，求圓心O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度。解：如圖所示，3/4個載流圓環(huán)在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度 方向垂直紙面向外 半無限長載流導(dǎo)線a在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度 方向垂直紙面向里 無限長載流導(dǎo)線b在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度 方向垂直紙面向里 選垂直紙面向外的方向為正則圓心O點處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為方向垂直紙面向外。 6、（簡單8）通有電流I的無限長直導(dǎo)線彎成如圖2的形狀，求圓心O點處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。計算題6圖解：因載流圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為：，無限長載流直導(dǎo)線在距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，故由疊加原理可得：圖中，將載流導(dǎo)線看作圓電流和兩段半無限長直電流，則：的方向垂直紙面向

14、外。(a) (b) (c)計算題7題圖7、（簡單8）如圖所示，幾種載流導(dǎo)線在平面內(nèi)分布，電流均為I，它們在點O的磁感強(qiáng)度各為多少?解：因載流圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為：，無限長載流直導(dǎo)線在距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，故由疊加原理可得：(a)圖中，將流導(dǎo)線看作圓電流和兩段半無限長載流直導(dǎo)線，則：(b)圖中，將載流導(dǎo)線看作圓電流和長直電流，則：的方向垂直紙面向里。(C)圖中，將載流導(dǎo)線看作圓電流和兩段半無限長直電流，則：的方向垂直紙面向外。8、（綜合）如圖所示，用一根硬導(dǎo)線彎成一半徑為的半圓,使這根半圓形導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中以頻率旋轉(zhuǎn)，整個電路的電阻為，求感應(yīng)電流的表達(dá)式和最大值。解：設(shè)在初

15、始時刻，半圓形導(dǎo)線平面的法線與之間的夾角，則在任意時刻穿過回路的磁通量為：計算題8圖根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有：由歐姆定律可得回路中的電流為：故感應(yīng)電流的最大值為9題圖9、（綜合）如圖所求，長為的銅棒，以距端點為處為支點，以角速率繞通過支點且垂直于銅棒的鈾轉(zhuǎn)動。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場與軸平行，求棒兩端的電勢差。解法一：在棒上距點為處取一導(dǎo)體元，如9題圖(a)所示，則：因此，棒兩端的電勢差為：當(dāng)時，端點A處的電勢高。解法二： 將AB棒上的電動勢看作是OA棒和OB棒上電動勢的代數(shù)和，如9-14題圖(c)所示，其中，則10、（一般綜合）如圖所示,均勻磁場與導(dǎo)體回路法線n的夾角為，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=kt

16、(k為大于零的常數(shù)),ab導(dǎo)體長為L，且以速度v水平向右運動，求任意時刻感應(yīng)電動勢的大小和方向 (設(shè)t=0時,x=0)。計算題10圖 解：設(shè)t時刻，導(dǎo)體ab移動的距離為x，且x=t，則此時穿過導(dǎo)體回路的磁通量為： 任意時刻感應(yīng)電動勢的大小為： 感應(yīng)電動勢的方向： 計算題11圖11、（綜合）如圖所示，將一形狀不規(guī)則的平面導(dǎo)線置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面向里?，F(xiàn)使導(dǎo)線以恒定速度v沿著y軸運動，設(shè)t=0時，導(dǎo)線兩個端點的坐標(biāo)分別為A(0，0)、D(L，0)，求t時刻導(dǎo)線中的動生電動勢。解:如果用一段直導(dǎo)線將A、D連上，則構(gòu)成閉合導(dǎo)體回路，顯然,當(dāng)導(dǎo)體回路向上運動時，磁通量不變，回

17、路中的動生電動勢為零，因此彎曲導(dǎo)線中的動生電動勢與直導(dǎo)線中的動生電動勢量值相等，方向相反。故所求的動生電動勢為方向為DA。計算題12圖12、（綜合）如圖所示，在通有電流I的無限長直導(dǎo)線右側(cè)，放置一U形支架(支架固定)，該支架由導(dǎo)線和電阻R串聯(lián)而成，載流導(dǎo)線與U形支架在同一豎直平面內(nèi)，另一質(zhì)量為m、長為L的金屬桿DE可在支架上無摩擦地滑動。將DE從靜止釋放，求DE向下運動速度達(dá)到v時，回路ABDEA中的感應(yīng)電流。 解：金屬桿向下運動時，切割磁力線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為回路ABDEA中的感應(yīng)電流為由楞次定律可判定，感應(yīng)電流的方向在桿中是由D指向E的。補(bǔ) 充 題1、如圖所示，一截面積的密繞線圈，共有匝，置于的均勻磁場中，的方向與線圈的軸線平行。如使磁場在內(nèi)線性地降為零，求線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。解：由題可知隨時間變化的關(guān)系是：，則磁通量為：由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：感應(yīng)電動勢的方向為：。2、把磁棒的一極用的時間由線圈的頂部一直插到底部,在這段時間內(nèi)穿過每一匝線圈的磁通量改變了，線圈的匝數(shù)為匝，求線圈中感應(yīng)電動勢的大小。若閉合回路的總電阻為，再求感應(yīng)電流的大小。解：由法拉第電磁感應(yīng)定律有：又由有：3、如圖9-13所示，導(dǎo)線矩形框的平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻