電磁感應-電磁場

1、電磁感應電磁場一、 選擇題1.在赤道平面上空沿東西方向水平放置一根直導線，如果讓它保持水平位置自由 下落，那么導線兩端的電勢差（B）（A）為零（B）不為零（C）恒定不變（D）以上說法均不對2.如圖所示，邊長為h的矩形線框從初始位置由靜止開 始下落，進入一水平的勻強磁場，且磁場方向與線框平面垂直。Hh，已知線框剛進入磁場時恰好是勻速下落，則當線框出磁場時將做（A）向下勻速運動（C）向下加速運動B ）（B）向下減速運動（D）向上運動XXXXXXXXXXXX3.如圖所示，a、b圓形導線環(huán)處于同一平面，當a環(huán)上的電鍵S閉合的瞬時，b環(huán)中的感應電流方向及b環(huán)受到的安培力方向：（A ）（A）順時針，沿半徑

2、向外（B）順時針，沿半徑向里（C）逆時針，垂直紙面向外（D）逆時針，垂直紙面向里4.如圖所示，兩個閉合鋁環(huán)A、B與一個螺線管套在同一鐵芯上，A、B可以左右擺動，收A）（A）在S閉合的瞬間，A、B相吸（B）在S閉合的瞬間，A、B相斥（C）在S斷開的瞬間，A、B不動（D）在S斷開的瞬間，A、B相斥電源5.如圖所示，水平放置的兩平行導軌左側(cè)連接電阻，其它電阻不計.導體MN放 在導軌上，在水平恒力F的作用下，沿導軌向右運動，并將穿過方向豎直向下的有界勻強磁場，磁場邊界PQ與MN平行，從MN進入磁場開始計時，通過MN的感應電流i隨時間t的變化不可能是下圖中的（B ）R將形狀完全相同的銅環(huán)和木環(huán)靜止放置，

3、并使通過兩環(huán)面的磁通量隨時間的 變化率相等，則不計自感時（D ）（A）銅環(huán)中有感應電動勢，木環(huán)中無感應電動勢.（B）銅環(huán)中感應電動勢大，木環(huán)中感應電動勢小.（C）銅環(huán)中感應電動勢小，木環(huán)中感應電動勢大.（D）兩環(huán)中感應電動勢相等.如圖，長度為/的直導線油 在均勻磁場8中以速度u移動，直導線湖中的電動勢 為（D ）Blv. (B) Blv sina.(C) Blv cosa. (D) 0.如圖所示，有一閉合線圈放在勻強磁場中，線圈軸線和磁場方向成300角，磁場 磁感應強度隨時間均勻變化.若所用導線規(guī)格不變，用下述方法中哪一種可使線 圈中感應電流增加一倍？ (C)線圈匝數(shù)增加一倍一M一線圈面積增加

4、一倍，Eb線圈半徑增加一倍J一改變線圈的軸線方向已知一螺繞環(huán)的自感系數(shù)為L.若將該螺繞環(huán)鋸成兩個半環(huán)式的螺線管，則兩個半環(huán)螺線管的自感系數(shù)(D )(A)都等于L/2.(B)有一個大于L/2，另一個小于L/2.(C)都大于L/2.(D)都小于L/2真空中一根無限長直細導線上通電流/，則距導線垂直距離為1的空間某點 處的磁能密度為(B )(A) 1 旦(A) 1 旦虹T，(B)2 0 2 必)11.位移電流的實質(zhì)是(A)電場 (B)2旦2必)D ) 磁場(C) 2 序(C)變化的磁場(D)(D)變化的電場。二、填空題已知在一個面積為，的平面閉合線圈的范圍內(nèi)，有一隨時間變化的均勻磁場B(t)，則此閉

5、合線圈內(nèi)的感應電動勢8 = -B )或-竺支dt dt、一根直導線在磁感強度為B的均勻磁場中以速度v運動切割磁力線.導線中對應于非靜電力的場強(稱作非靜電場場強)Ek-Q。把矩形線線圈從垂直于線圈平面的勻強磁場中勻速拉出，第一次速度為七，第二 次速度為v2=2 v1，則兩次拉力所做功之比為1 ： 2 ；兩次拉力功率之比為1 ：4 ；兩次通過線圈截面電量之比為1 ： 1 .寫出麥克斯韋方程組的積分形式：、jj D dS = jjj p dV ，j E dl = -I竺 dS$vs atj-aD -jb B dS = 0，j H dl = jj I j + dSq SIat)一平行板空氣電容器的兩

6、極板都是半徑為夫的圓形導體片，在充電時，板間電dE 場強度的變化率為dE/dt.若略去邊緣效應，則兩板間的位移電流為件2 一列平面電磁波在真空中傳播，則是 橫 波(橫波或縱波)，波速c = 1/京，空間任意點的電場強度和磁場強度的方向5(垂直或平行)， 位相相同(相同或不同)。三、計算題如圖所示，abcd是水平放置的矩形閉合金屬框，OO是金屬導體，可以沿著 框邊ad、bc無摩擦地平移滑動，整個框放在豎直向下的勻強磁場中。設(shè)磁感強 度為B。OO長為L (m)，電阻為R (Q)，ab、cd的電阻都為2R (Q)，ad、 bc的電阻不計。當OO向右以速度為v (m/s)勻速滑動時，求：(1)金屬棒產(chǎn)

7、 生的感生電動勢 ; (2)金屬棒兩端的電壓U； (3)作用在金屬棒上的外力F的 大小和方向。KK TOC o 1-5 h z ad!：!解：X(1) = jv x B) dl = vBsin90oLcos00 = BLv，方向 o T o*(2)(2)BLvoF = j F = j Idl x B，oB 2 L vF = BIL =，方向向左2 R18.可繞固定軸OO/轉(zhuǎn)動的正方形線框的邊長l=0.5m，僅ab邊有質(zhì)量m=0.1kg，線圈 的總電阻R=1Q，不計摩擦和空氣阻力.線框從水平位置由靜止釋放，到達豎直位置歷 時t=0.1s，設(shè)線框始終處在方向豎直向下，磁感應強度B=4X10-2T的

8、勻強磁場中，如 圖所示， TOC o 1-5 h z 求：(1)這個過程中平均電流的大小和方向；O(2)若這個過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.3J，求線框到達豎直位置時ab邊受到的安培力的大小和方向。V、c 八F.、O解：(1)解法一：B 二在罰二。、內(nèi)，線框磁通量的變化中=Bl2由法拉第電磁感應定律得平均感應電動勢：-中 4 x 10-2 x 0.52At0.1 = = V = 0.1VAt0.1平均電流I = = 01A = 0.1 AR 1由愣次定律判斷電流的方向為:badcb解法二：逆=R(氣一氣)=學=0=0.01-I =絲=竺 A = 0.1AAt0.1(2)根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得:m

9、gl = Q + 上 mv 22到達豎直位置時：，= 亨=嚴耳尸m / s = 2m / S（g取9.8時，v = 1.95m / s）此時線框中的電流：I =竺=4 *10 * 0.5 * 2 A = 0.04A（g取9.8時，I = 0.039m / s ）R1ab邊受到的安培力：F = BIl = 4 * 10-2 * 0.04 * 0.5N = 8 * 10-4 N （g取9.8時，F(xiàn) = 7.8 * 10-4m/ s）由左手定則判定，安培力的方向水平向左.如圖所示，面積為S的圓形金屬線圈，連接著一個電容器，電容為C,兩板 間距離為d，一個質(zhì)量為m帶電量為+q的微粒，在兩板間保持靜止，

10、則：(1)磁感應強度的變化率為多大？是增加還是減小？(2)電容器所帶電量是多大？解.(1) mg = qE = q習|司=鱉，上極板-，下極板+ dq以B方向為正，則蛆=-華=-半S，半=些0，增加。q dt dt dt qSQ = C|牛冬電量Q均勻分布在半徑為a、長為L （L a ）的絕緣薄壁長圓筒表面上， 圓筒以角速度繞中心轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。一半徑為2a、電阻為R的單匝圓形線圈套在圓筒上。若圓筒轉(zhuǎn)速按照二0的規(guī)律隨時間線性減小，求：圓形線圈中感應電流的大小和方向。解：薄壁長圓筒表面的電荷旋轉(zhuǎn)時等于密繞螺線管：B = p0nI。式中nI為單位長度上的 圓電流的電流強度。單位長度帶電X=Q ；單位長

11、度的電流：L。nI = X一 = 2兀 2兀L故圓筒內(nèi)：B = 02.；理想密繞螺旋管I 1 B內(nèi)，B外=0單匝圓線圈的磁通量：O = BS = Bna 2 =七位竺2 LdddtI = R旦Qa 2002 Lt0|H Q a 2002 Lt0 R電流方向：與長圓筒電荷運動的繞向一致。i = I sin o t一無限長直導線通以電流I = 10 sinti = I sin o t其短邊與直導線平行，8 = 3c,如圖所示。求：1）直導線與線框的互感系數(shù).2）線框中的互感電動勢.解:1）設(shè)直導線為1，線框為2,則有：只日IBi=第f旦I只 旦la、bW = J J d = J 2。i adr = * i ln ScM =% =堅 ln b =堅 ln3I2兀c 2兀2）線框中的互感電動勢：dI 口 a、 = M 汗 i = -0- ln 3I o cosot，順時鐘方向。一平面電磁波在真空中沿z軸正方向傳播，在某點的電場強度為 E = 900cos（2 兀 vt + m6）Vm-1。求：1）該點磁場強度表達式；2