電磁感應(yīng)電磁場和電磁波(附問題詳解)

1、word一填空題1 .把一個面積為S,總電阻為R的圓形金屬環(huán)平放在水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場豎直向下，當(dāng)把環(huán)翻轉(zhuǎn)180的過程中，流過環(huán)某一橫截面的電量為。答.2BSa-0R2 .一半徑為r0.10m的閉合圓形線圈，其電阻R10,均勻磁場B垂直于線圈平面。欲使線圈中有一穩(wěn)定的感應(yīng)電流i0.01A,B的變化率應(yīng)為多少Ts10答：3.18Ts1o3 .如圖所示，把一根條形磁鐵從同樣高度插到線圈中同樣的位置處，第一次動作快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1；第二次慢，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為2,則兩電動勢的大小關(guān)系是12答：。（也可填“大于”）4 .如圖所示，有一磁感強(qiáng)度B0.1T的水平勻強(qiáng)磁場，垂

2、直勻強(qiáng)磁場放置一很長的金屬框架，框架上有一導(dǎo)體ab保持與框架邊垂直、由靜止開始下滑。已知ab長0.1m,質(zhì)量為0.001kg,電阻為0.1,框架電阻不計，取g10ms2,導(dǎo)體ab下落的最大速度ms1。5 .金屬桿ABC處于磁感強(qiáng)度B0.1T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面向里（如圖所示）。已知ABBC0.2m,當(dāng)金屬桿在圖中標(biāo)明的速度方向運(yùn)動時，測得A,C兩點間的電勢差是3.0V,則可知A,B兩點間的電勢差VabV。答：2.0Vo6 .半徑為r的無限長密繞螺線管，單位長度上的匝數(shù)為n,通以交變電流I10cost,則圍在管外的同軸圓形回路（半徑為R）上的感生電動勢為。m22答：冗r0nI0sint

3、。7 .鐵路的兩條鐵軌相距L,火車以v的速度前進(jìn)，火車所在地處地磁場強(qiáng)度在豎直方向上的分量為Bo兩條鐵軌除與車輪接通外，彼此是絕緣的。兩條鐵軌的間的電勢差U為。答：BLv08 .圖中，半圓形線圈感應(yīng)電動勢的方向為（填：順時針方向或逆時針方向）答：逆時針方向9 .在一橫截面積為0.2m2的100匝圓形閉合線圈，電阻為0.2Q。線圈處在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直線圈截面，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖所示。線圈中感應(yīng)電流的大小是Ao答：2A。10 .如圖所示，U形導(dǎo)線框固定在水平面上，右端放有質(zhì)量為m的金屬棒ab,ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為小，它們圍成的矩形邊長分別為Li、L2,回路的總電阻為

4、Ro從t=0時刻起，在豎直向上方向加一個隨時間均勻變化的勻強(qiáng)磁場B=kt,(k0)那么在t為時，金屬棒開始移動。mgRk2Li2L211 .如圖，導(dǎo)體棒ab與金屬框接觸，并置于均勻磁場中，磁場方向垂直紙面向里導(dǎo)體棒向右運(yùn)動，判斷ab兩點的電勢關(guān)系abo12 .如圖，導(dǎo)體棒ab長l3m,置于B0.5T的均勻磁場中，磁場方向垂直紙面向里，導(dǎo)體棒以4ms1的速度向右運(yùn)動。導(dǎo)體棒長度方向、磁場方向和運(yùn)動方向兩兩垂直，棒感生電動勢大小為V。13 .半徑為0.10m的圓形回路，放在的均勻磁場中BT(T是單位特斯拉)，回路平面與B垂直，當(dāng)回路半徑以恒定的速率以0.80ms1收縮，剛開始時回路中dt的感應(yīng)電動

5、勢大小為V。答：1.6V14 .在磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場中，以速率v垂直切割磁力線運(yùn)動的一長度為L的金屬桿，相當(dāng)于一個電源，它的電動勢e=。答：vBL015 .如圖所示，MN為金屬桿，在豎直平面貼著光滑金屬導(dǎo)軌下滑，導(dǎo)軌的間距L0.10m,導(dǎo)軌上端接有電阻r0.5Q,導(dǎo)軌與金屬桿電阻不計，整個裝置處于B0.5T的水平勻強(qiáng)磁場中。若桿穩(wěn)定下落時，每秒鐘有0.02J的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能，則MN桿的下落速度vms1。12 / 12答：2mso16 .飛機(jī)以v200ms1的速度水平飛行，機(jī)翼兩端相距離l30m,兩端這間可當(dāng)作連續(xù)導(dǎo)體。已知飛機(jī)所在處地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B在豎直方向上的分量2105T0機(jī)翼

6、兩端電勢差U為V。答：0.12V。17 .兩根無限長平行直導(dǎo)線載有大小相等方向相反的電流I,并都以更0的變化dt率增長，一矩形線圈位于導(dǎo)線平面，如圖，則感應(yīng)電流的方向是。答：順時針方向18 .用導(dǎo)線制成一半徑為r的閉合圓形線圈，其電阻為R,均勻磁場垂直于線圈平面。欲使電路中有一穩(wěn)定的感應(yīng)電流I,磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率dB。dtIR2冗r19 .如圖所示，I、田為兩勻強(qiáng)磁場區(qū)，I區(qū)域的磁場方向垂直紙面向里，田區(qū)域的磁場方向垂直紙面向外，磁感強(qiáng)度均為B,兩區(qū)域中間為寬s的無磁場區(qū)H。有一邊長為l ls,電阻為R的正方形金屬框abcd置于I區(qū)域，ab邊與磁場邊界平行，現(xiàn)拉著金屬框以速度v向右勻速移動。當(dāng)

7、ab邊剛進(jìn)入中央無磁場區(qū)II時，通過ab邊的電流的大小。答：Blv。20 .如圖，把一無限長的直導(dǎo)線穿過一導(dǎo)線圓環(huán)，二者相互絕緣。圓環(huán)平面與導(dǎo)線垂直。直導(dǎo)線通有穩(wěn)恒電流口。圓環(huán)繞直導(dǎo)線轉(zhuǎn)動時，環(huán)中產(chǎn)生感生電流I=,答：0。21 .通過某一回路的磁通量依下列關(guān)系變化at2btc（a,b,c均為大于零的常數(shù)），則tto時刻回路中感應(yīng)電動勢的大小等于。答：2at0b22 .如果使圖左邊電路中的電阻R增加，則在右邊矩形電路中的感應(yīng)電流的方向。答：順時針。23 .一無鐵芯的長直螺線管在保持其半徑和總匝數(shù)不變的情況下，把螺線管拉長一些，則它的自感系數(shù)將（填：變大、變小或不變）。答：變小。24.兩同心導(dǎo)體圓

8、環(huán)如圖所示（r2ri）,外圓環(huán)單位長度帶電荷為t的角速度繞圓心轉(zhuǎn)動，則圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢較.0r：dt*1O2dt二判斷題1 .導(dǎo)體不存在時，在變化的磁場周圍不存在感生電場答案：X。2 .感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因答案：Vo3 .電源的電動勢是將負(fù)電荷從電源的負(fù)極通過電源部移到電源正極時，非靜電力作的功。（）答案：X。4.當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動而產(chǎn)生感應(yīng)電流時, 阻力。答：Vo該電流受到的磁力總表現(xiàn)為導(dǎo)體運(yùn)動的 （）5 .兩個彼此無關(guān)的閉合回路，其中之一的磁通量發(fā)生了7.5Wb的改變，另一發(fā)生了6 .2Wb的改變，前者的感應(yīng)電動勢一定大于后者。（）答案：X。6 .產(chǎn)生動生電勢的非靜電

9、力是洛侖茲力。（）答：Vo7 .制作低頻變壓器鐵芯時，總是把鐵芯做成片狀，片與片之間涂導(dǎo)電材料。（）答案：X。8 .渦流的機(jī)械效應(yīng)可用作電磁阻尼，廣泛用于各種儀表測量系統(tǒng)中。（）答：Vo9 .線圈處于均勻磁場中，均勻磁場與線圈平面垂直。該線圈保持周長不變，當(dāng)它由圓形變?yōu)闄E圓形過程中，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。（）答：X。10 .電動勢用正、負(fù)來表示方向，它是矢量答案：X。11 .感生電動勢在導(dǎo)體中產(chǎn)生，要求導(dǎo)體構(gòu)成回路。（）答案：X。12 .有兩個相互平行的直線導(dǎo)體，其中一個通有電流I0,當(dāng)兩導(dǎo)線相互靠近時，另一導(dǎo)線上感應(yīng)電流的方向與Io方向相反。（）答：Vo三計算題1.如圖所示，均勻磁場與半徑

10、為r的圓線圈垂直（圖中dl表示繞行回路的正方t向）。如果磁感強(qiáng)度隨時間的變化的規(guī)律為BB0e，其中Bo和為常量，試將線圈中的感應(yīng)電動勢表示為時間的函數(shù)，并標(biāo)明方向。解：回路繞行方向為逆時針,BSt22.一B疔曲Boe圓線圈上的電動勢為ddt冗r2Bo-e穿過圓線圈的磁通量為（2分）（2分）（2分）（2分）方向沿回路正方向即逆時針方向。（2分）2 .如圖，在通有電流I5A的長直導(dǎo)線旁有一長為L1m的金屬棒，以速度V100m/s平行于導(dǎo)線運(yùn)動，棒的近導(dǎo)線一端距離導(dǎo)線為a1m,求金屬棒電動勢，并判斷AB點電勢高低？* - a L解：如圖所示，建立坐標(biāo)，水平向右為正方向，導(dǎo)線所在的位置為坐標(biāo)原點dxx

11、長直導(dǎo)線有電流i,則空間的磁場分布為B上（2分）2欣在x處取線元dx,則dx上的動生電動勢為dVBdx（2分）所以，金屬棒AB上的電動勢為dx（2分）Vdx12 7tx410 75 100 ln 26.9 10 5（V） （2 分）（2分）A點的電勢高。3 .一載流長直導(dǎo)線中電流為I,一矩形線框置于同一平面中，線框?qū)挒閍,長為b,并以速度v垂直于導(dǎo)體運(yùn)動，如圖所示。當(dāng)線框邊AB與導(dǎo)線的距離為d時，試用法拉第電磁感應(yīng)定律求出此時線框的感應(yīng)電動勢，并指出其方向。（2分）（2 分）0 Ibv a2 冗 x x a（2分）解：如圖所示，以長直導(dǎo)線為坐標(biāo)原點取x軸向右。任意t時刻AB邊距長直導(dǎo)線為x在框

12、取寬為dx的面元dSbdx,面元法線垂直紙面向里，穿過面元的磁通量為dBdS0I-bdx2/x則，穿過整個矩形框的磁通量為xa01bdxx27tx線框電動勢為ddt01bd,xadxIn2冗dxxdtd時，電動勢值為（2分）0Ibva4 .長直導(dǎo)線與矩形單匝線圈共面放置，導(dǎo)線與線圈的長邊平行。矩形線圈的邊長分別為a,b,它到直導(dǎo)線的距離為c（如圖）。當(dāng)直導(dǎo)線有電流IIsint時，求矩形線圈中的感應(yīng)電動勢。解：長直導(dǎo)線有電流IIsint,則空間的磁場分布為B上Iosint（2分）271r27r穿過矩形線圈的磁通為calbdrc rBdS（2分）（2分）0bca0IosintIn2c矩形線圈中感應(yīng)

13、電動勢為ddt（2分）010blca4/0八、Incost（2分）2冗c5 .有一無限長螺線管，每米有線圈800匝，在其中心放置一個圓形小線圈，其匝數(shù)為30,其半徑為0.01米，且使其軸線與無限長螺線管軸線平行。求：（1）兩線圈的1互感M;（2）若在秒，使螺線管中電流均勻地從0增加到5.0女，問圓形小線100圈中感應(yīng)電動勢為多大？解：（1）設(shè)無限長螺線管有電流I,則其部產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B onl通過圓形小線圈的磁通鏈數(shù)為NBS N 0nI 武2互感為M INBSN 0n Ttr2-27_2800 41030 0.019.46 10 6 H(2)感應(yīng)電動勢的大小:M業(yè) dtN n r2 dI dt800 4 2 10 7 30 0.0124.73 10 3（V）（2分）（2分）（2分）（2分）（2分）1006 .如圖，一長直導(dǎo)線與一長方形線圈ABCD共面，線圈長為l,寬為b,線圈AB邊離導(dǎo)線的距離為a。求：(1)導(dǎo)線與線圈的互感M;(2