大學(xué)物理電磁場16

電磁場小結(jié)實(shí)驗(yàn)定律麥克斯韋方程組+電磁波赫茲實(shí)驗(yàn)預(yù)言證實(shí)感應(yīng)電動勢自感與互感磁場的能量動生電動勢感生電動勢回路磁通量發(fā)生變化時產(chǎn)生非靜電力是洛侖茲力實(shí)質(zhì)渦旋電場提供了非靜電力渦旋電場位移電流庫侖定律畢—薩定律法拉第電磁感應(yīng)定律cu=me=001光是電磁波光、電、磁統(tǒng)一電磁場的內(nèi)容框架科學(xué)假說2：自感與互感1：感應(yīng)電動勢計(jì)算渦旋電場動生感生非保守力場基本計(jì)算：螺線管無漏磁左手螺旋關(guān)系法拉第圓盤發(fā)電機(jī)Ro兩線圈串聯(lián)，等效自感系數(shù)交流發(fā)電機(jī)（1）位移電流（2）麥克斯韋方程組（3）電磁波的能量和能流4.電磁場與電磁波3：磁能：右手螺旋關(guān)系

1.一細(xì)導(dǎo)線彎成直徑為2R的半圓形，均勻磁場Ｂ垂直導(dǎo)線所在平面方向向里，如圖所示。當(dāng)導(dǎo)線繞垂直于半圓面而過M點(diǎn)的軸，以勻角速ω逆時針轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)線兩端電動勢ε為:

等于連結(jié)導(dǎo)線兩端的直導(dǎo)線轉(zhuǎn)動時電動勢[A]一.選擇題：2.在圓拄形空間有一均勻磁場，以dB/dt變化，磁場中A，B兩點(diǎn)可放直導(dǎo)線或彎曲導(dǎo)線，則（A）電動勢只在直導(dǎo)線中產(chǎn)生（B）電動勢只在彎曲導(dǎo)線中產(chǎn)生（C）電動勢都能產(chǎn)生，且二者大小相等（D）直導(dǎo)線中的電動勢比彎曲導(dǎo)線中的電動勢小[D]連接OA，OBABOC3.在感應(yīng)電場中電磁感應(yīng)定律可寫成式中Ek為感應(yīng)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）感應(yīng)電場是保守力場，（C）感應(yīng)電場的電力線不是閉合曲線，（D）在感應(yīng)電場中不能像對靜電場那樣引入電勢的概念。[]D4.已知圓環(huán)式螺線管的自感系數(shù)為L，若將該螺線管鋸成兩個半環(huán)式的螺線管，則兩個半環(huán)式的螺線管的自感系數(shù)為：（A）都等于L/2；（B）有一個大于L/2，另一個下于L/2；（C）都大于L/2；（D）都小于L/2。[]DdIdIdIdtML1dtMdtL1)()(1+-=+-=edIdtML1)22(21+-=+=eeedtdIL-=eML1L22+=5.如圖，兩個線圈P和Q并聯(lián)地接到一電動勢恒定的電源上，線圈P的自感和電阻分別是線圈Q的兩倍。當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，線圈P的磁場能量與Q的磁場能量的比值是：（A）4，（B）2，（C）1，（D）1/2。[]DPQ221LIWm=.L2,2QpQpRRL==

QQppRIRI=pQII2=2122==QQppQpILILWW并聯(lián)：6.有兩個線圈,線圈1對線圈2的互感系數(shù)為M21,線圈2對線圈1的互感系數(shù)為M12,若它們分別流過i1和i2的變化電流且,并設(shè)由i2變化在線圈1中產(chǎn)生的互感電動勢為,由i1變化在線圈1中產(chǎn)生的互感電動勢為,判斷下述哪個論斷正確.[C]1.將電阻為R的導(dǎo)體回路從磁場中勻速拉出，如圖所示，則此回路中將產(chǎn)生——————時針方向的感應(yīng)電動勢。設(shè)拉出回路的時間為Δt，磁通量變化為ΔΦ，則回路中通過的感應(yīng)電量為——————。穿過回路的磁通量減少，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針方向，此即感應(yīng)電動勢方向。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，得：二.塡空題：逆2.一矩型線框長為a寬為b，置于均勻磁場中，線框饒00’軸，以勻角速度旋轉(zhuǎn)（如圖所示），設(shè)t=0時，線框平面處于紙面內(nèi)，則任一時刻感應(yīng)電動勢的大小為：.Bab00’dtdtBabwsin=tabBwwcos)2cos(ddddpwe+==tBSttΦ3.如圖所示，一長為2a的細(xì)銅桿MN與載流長直導(dǎo)線垂直且共面。N端距長直導(dǎo)線為a，當(dāng)銅桿以v平行長直導(dǎo)線移動時，則桿內(nèi)動生電動勢大小為ε=_________,_______端電勢高。N端電勢高N5.兩個線圈自感系數(shù)分別為串聯(lián)成一個線圈后測得自感系數(shù)則兩個線圈的互感系數(shù)M=（）4.一個薄壁紙筒，長為30cm,截面直徑為3cm,筒上繞有500匝線圈,紙筒內(nèi)由的鐵芯充滿，則線圈的自感系數(shù)為——————。SlN2N16.一線圈中通過的電流I隨時間t變化的規(guī)律如圖所示，請圖示出自感電動勢εL隨時間變化的規(guī)律。7.在一根鐵芯上，同時繞有兩個線圈,初級線圈的自感系數(shù)為L1，次級線圈的自感系數(shù)為L2，設(shè)兩個線圈通以電流時，各自產(chǎn)生的磁通量全都穿過兩個線圈。若初級線圈通以電流i(t),次級線圈斷開，則次級線圈中的感應(yīng)電動勢為——————————。無漏磁SlN2N18.半徑為R的無限長柱形導(dǎo)體上均勻流有電流I，設(shè)導(dǎo)體，則在導(dǎo)體軸線上一點(diǎn)的磁場能量密度為（），在與導(dǎo)體軸線相距r(r<R)處的磁場能量密度為（）。r=0，B=00IR0rr9.充了電的由半徑為r的兩塊圓板組成的平行板電容器，在放電時兩板間的電場強(qiáng)度的大小為E=E0e-t/RC

，式中E0、R、C均為常數(shù)，則兩板間的位移電流的大小為；其方向與場強(qiáng)方向。,CR/2t00eRCEr--ep10.加在平行板電容器極板上的電壓變化率為，在電容器內(nèi)產(chǎn)生1.0A的位移電流，則該電容器的電容量為（）。11.在沒有自由電荷與傳導(dǎo)電流的變化電磁場中，1.載流長直導(dǎo)線與矩形回路ABCD共面，且導(dǎo)線平行于AB，如圖，求下列情況下ABCD中的感應(yīng)電動勢：（1）長直導(dǎo)線中電流恒定，t時刻AB以垂直于導(dǎo)線的速度v以圖示位置遠(yuǎn)離導(dǎo)線勻速平移到某一位置時，（2）長直導(dǎo)線中電流I=I0

sint，ABCD不動，（3）長直導(dǎo)線中電流I=I0

sint，ABCD以垂直于導(dǎo)線的速度v遠(yuǎn)離導(dǎo)線勻速運(yùn)動，初始位置也如圖。IabvDCBA三.計(jì)算題：解：（1）電流恒定IabvDCBAdsdr方向以順時針為正方向。也可按動生電動勢公式計(jì)算，以順時針為正方向。方向以順時針為正方向。IabvDCBAdsdrIabvDCBAdsdr以順時針為正方向。abl3cl1l2解：首先確定2.在均勻磁場中，導(dǎo)體框架可繞ab

邊以作勻角速轉(zhuǎn)動求：三角形框架中所產(chǎn)生的動生電動勢abl3cl1l2ba邊：ab=0=ab+cb=0acbc3.一根電纜由半徑為R1和R2的兩個薄圓筒形導(dǎo)體組成,在兩圓筒中間填充磁導(dǎo)率為的均勻磁介質(zhì).電纜內(nèi)層導(dǎo)體通電流I,外層導(dǎo)體作為電流返回路徑,如圖所示,求長度為l的一段電纜內(nèi)的磁場儲存的能量.IR1R2Il解：因磁介質(zhì)及電流分布均具有軸對稱性，可利用安培環(huán)路定理求H，進(jìn)而求Wm.或由H求B，再求通過矩形面積的磁通。R1R2Il0r4.兩根平行“無限長”載流均為I的直導(dǎo)線間,放置一共面