大學(xué)物理題庫(kù)-第8章-電磁感應(yīng)習(xí)題(含答案解析)

第八章電磁感應(yīng)一選擇題圖13-21、(130101104圖13-2（A）線圈向右平移（B）線圈向上平移(C)線圈向左平移（D）磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱2、(130201202)如圖所示，直角三角形金屬框架abc放在均勻磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)平行于ab邊，bc的長(zhǎng)度為l．當(dāng)金屬框架繞ab邊以勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，abc回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和a、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Ua–Uc為(A)=0，Ua–Uc=．(B)=0，Ua–Uc=．(C)=，Ua–Uc=．(D)=，Ua–Uc=．［］圖13-43、(130201204)如圖13-4所示，在圓柱形空間內(nèi)有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)，其變化率為。若在圖中、兩點(diǎn)間放置一直導(dǎo)線和彎曲導(dǎo)線，下列說(shuō)法中正確的是[]圖13-4（A）電動(dòng)勢(shì)只在中產(chǎn)生（B）電動(dòng)勢(shì)只在中產(chǎn)生（C）和中都產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，且大小相等（D）中的電動(dòng)勢(shì)小于中的電動(dòng)勢(shì)圖13-22.4、(130201205)均勻磁場(chǎng)被局限在圓柱形空間內(nèi)，且隨時(shí)間變化。圖13-22所示為圓柱形截面，、分別為圓柱形空間內(nèi)、外兩點(diǎn)，、分別表示這兩點(diǎn)的有旋電場(chǎng)強(qiáng)度大小，則[]圖13-22（A），（B），（C），（D），5、(130301203)已知圓環(huán)式螺線管的自感系數(shù)為L(zhǎng)，若將該螺線管鋸成兩個(gè)半環(huán)式的螺線管，則兩個(gè)半環(huán)螺線管的自感系數(shù)[]（A）都等于（B）一個(gè)大于，另一個(gè)小于（C）都大于（D）都小于6、(130401101)用線圈的自感系數(shù)L來(lái)表示載流線圈磁場(chǎng)能量的公式(A)只適用于無(wú)限長(zhǎng)密繞螺線管．(B)只適用于單匝圓線圈．(C)只適用于一個(gè)匝數(shù)很多，且密繞的螺繞環(huán)．(D)適用于自感系數(shù)Ｌ一定的任意線圈．［］7、(130401102)真空中一根無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線上通有電流強(qiáng)度為的電流，則距導(dǎo)線垂直距離為的空間某點(diǎn)處的磁能密度為[]（A）（B）（C）（D）8、(130401201)有兩個(gè)長(zhǎng)直密繞螺線管，長(zhǎng)度及線圈匝數(shù)均相同，半徑分別為r1和r2．管內(nèi)充滿均勻介質(zhì)，其磁導(dǎo)率分別為1和2．設(shè)r1∶r2=1∶2，1∶2=2∶1，當(dāng)將兩只螺線管串聯(lián)在電路中通電穩(wěn)定后，其自感系數(shù)之比L1∶L2與磁能之比Wm1∶Wm2分別為：(A)L1∶L2=1∶1，Wm1∶Wm2=1∶1．(B)L1∶L2=1∶2，Wm1∶Wm2=1∶1．(C)L1∶L2=1∶2，Wm1∶Wm2=1∶2．(D)L1∶L2=2∶1，Wm1∶Wm2=2∶1．［］圖13-219、(130401301)兩根無(wú)限長(zhǎng)的平行導(dǎo)線，其間距離為，與電源組成回路如圖13-21所示，已知導(dǎo)線上的電流為，兩根導(dǎo)線橫截面半徑均為，設(shè)用表示兩導(dǎo)線回路單位長(zhǎng)度的自感系數(shù)，則沿導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的空間總磁能為[]圖13-21（A）（B）（C）（D）10、（130501101）對(duì)位移電流，有下述四種說(shuō)法，請(qǐng)指出哪一種說(shuō)法正確．(A)位移電流是指變化電場(chǎng)．(B)位移電流是由線性變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的．(C)位移電流的熱效應(yīng)服從焦耳─楞次定律．(D)位移電流的磁效應(yīng)不服從安培環(huán)路定理．［］11、如圖，平板電容器(忽略邊緣效應(yīng))充電時(shí)，沿環(huán)路L1的磁場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)流與沿環(huán)路L2的磁場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)流兩者，必有：(A).(B).(C).(D).［］二填空題1、如圖所示，在一長(zhǎng)直導(dǎo)線L中通有電流I，ABCD為一矩形線圈，它與L皆在紙面內(nèi)，且AB邊與L平行．矩形線圈在紙面內(nèi)向右移動(dòng)時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)開_______________________________．矩形線圈繞AD邊旋轉(zhuǎn)，當(dāng)BC邊已離開紙面正向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中感應(yīng)動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)開________________________．2、(130102201)半徑為r的小絕緣圓環(huán)，置于半徑為R的大導(dǎo)線圓環(huán)中心，二者在同一平面內(nèi)，且r<<R．在大導(dǎo)線環(huán)中通有正弦電流（取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎㊣=I0sint，其中、I0為常數(shù)，t為時(shí)間，則任一時(shí)刻小線環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎開________________________________．3、(130202201)長(zhǎng)為l的金屬直導(dǎo)線在垂直于均勻磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)．如果轉(zhuǎn)軸在導(dǎo)線上的位置是在____________，整個(gè)導(dǎo)線上的電動(dòng)勢(shì)為最大，其值為____________；如果轉(zhuǎn)軸位置是在____________，整個(gè)導(dǎo)線上的電動(dòng)勢(shì)為最小，其值為____________．4、(130202203)如圖13-23所示，半徑為的圓弧在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中沿軸向右移動(dòng)，已知，若移動(dòng)速度為，則在圓弧中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為。圖圖13-23圖圖13-245、(130202204)在圖13-24所示的電路中，導(dǎo)線在固定不動(dòng)的導(dǎo)線上向右平移，。均勻磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化率，某一時(shí)刻的速度大小，，。則這時(shí)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的大小為；總感生電動(dòng)勢(shì)的大小為；以后動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的大小隨的運(yùn)動(dòng)而。（填增大、減小或不變）6、(130202301)如圖13所示，一段長(zhǎng)度為的直導(dǎo)線，水平放置在載電流為的豎直長(zhǎng)導(dǎo)線旁，與豎直導(dǎo)線共面，并由圖示位置自由落下，則秒末，導(dǎo)線兩端的電勢(shì)差。7、(130302201)如圖13-8所示，在長(zhǎng)直導(dǎo)線近旁有一矩形平面線圈與長(zhǎng)直導(dǎo)線共面，設(shè)線圈共有匝，其邊長(zhǎng)分別為、，線圈的一邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行，相距為。則線圈與導(dǎo)線的互感系數(shù)為。圖13-8圖13-8圖13-108、(130302202)如圖13-10所示，兩根彼此緊靠的絕緣導(dǎo)線繞成一個(gè)線圈，其端用焊錫將兩根導(dǎo)線焊接在一起，另一端點(diǎn)處作為連接外電路的兩個(gè)輸入端，則整個(gè)線圈的自感系數(shù)為。9、(130402204)有兩個(gè)長(zhǎng)度相同、匝數(shù)相同、截面積不同的長(zhǎng)直螺線管，通以大小相同的電流，現(xiàn)將小螺線管完全放入大螺線管內(nèi)，使軸線重合，且兩者所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向一致，則小螺線管內(nèi)的磁能密度是原來(lái)的倍；若使兩螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，則小螺線管內(nèi)的磁能密度為。10、(130502201)一平行板空氣電容器的兩極板都是半徑為R的圓形導(dǎo)體片，在充電時(shí)，板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化率為dE/dt．若略去邊緣效應(yīng)，則兩板間的位移電流為________________________．三計(jì)算題1、(130103102)如圖所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線AB中的電流I沿導(dǎo)線向上，并以dI/dt=2A/s的變化率均勻增長(zhǎng)．導(dǎo)線附近放一個(gè)與之同面的直角三角形線框，其一邊與導(dǎo)線平行，位置及線框尺寸如圖所示．求此線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向．(=4×10-7T·m/A)．圖13-圖13-142、(130103103)一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線，通有電流為，旁邊放有一矩形金屬框，邊長(zhǎng)分別為和，電阻為，如圖13-14所示。當(dāng)線圈繞軸轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，試求流過(guò)線框截面的感應(yīng)電量。 3、(130103202)如圖13-13所示，無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線中載有交變電流，與其共面的長(zhǎng)方形線圈長(zhǎng)為，寬為。試求：(1)穿過(guò)的磁通量；(2)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。圖13-圖13-134、(130103301)一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線載有直電流，旁邊有一與它共面的矩形線圈，已知，，；線圈共有匝，以速率離開直導(dǎo)線，如圖13-11所示。試求線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向圖13-11。圖13-115、如圖所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬細(xì)桿ab繞豎直軸O1O2以角速度在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)．O1O2在離細(xì)桿a端L/5處．若已知地磁場(chǎng)在豎直方向的分量為．求ab兩端間的電勢(shì)差．6、(130203301)在無(wú)限長(zhǎng)螺線管中，均勻分布變化的磁場(chǎng)。設(shè)以速率變化（，且為常量），方向與螺線管軸線平行，如圖所示?，F(xiàn)在其中放置一直角形導(dǎo)線。若已知螺線管截面半徑為，，試求：(1)螺線管中的感生電場(chǎng)；(2)，兩段導(dǎo)線中的感生電動(dòng)勢(shì)。7、(130303101)兩同軸無(wú)限長(zhǎng)的導(dǎo)體薄壁圓筒，內(nèi)筒半徑為，外筒半徑為，兩筒上均勻地流過(guò)方向相反的電流，電流強(qiáng)度皆為 。試求兩筒單位長(zhǎng)度上的自感系數(shù)。圖13-178、(130303202)如圖13-17所示，兩根無(wú)限長(zhǎng)載流導(dǎo)線相互平行，相距為，兩導(dǎo)線中電流強(qiáng)度大小相同，但方向相反。在它們所在的平面內(nèi)有一半徑為的圓環(huán)，剛好在兩平行長(zhǎng)直導(dǎo)線之間并且彼此絕緣。試求圓環(huán)與兩平行長(zhǎng)直導(dǎo)線之間的互感系數(shù)。圖13-179、(110403201)10．一根無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線載有電流，均勻分布在它的橫截面上，試求該導(dǎo)線內(nèi)部單位長(zhǎng)度的磁場(chǎng)能量。第八章電磁感應(yīng)答案一選擇題1．C2．B3．D4．C5．D6．D7．B8．C9．A10．A11．C二填空題答案：ADCBA繞向,ADCBA繞向答案：答案：導(dǎo)線端點(diǎn),,導(dǎo)線中點(diǎn),0答案：答案：；；減少答案：答案：答案：0答案：4；010、答案：三計(jì)算題1、解：建立坐標(biāo)如圖所示，則直角三角形線框斜邊方程為y=-2x+0.2(SI)在直角三角形線框所圍平面上的磁通量為＝2.59×10-8I(SI)三角形線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為=-d/dt=-2.59×10-8(dI/dt)=–5.18×10-8V其方向?yàn)槟鏁r(shí)針繞行方向2、解：流過(guò)導(dǎo)線截面的感應(yīng)電量由于 因此 3、解：（1）在距導(dǎo)線處，磁感應(yīng)強(qiáng)度 取面元，穿過(guò)該面元的磁通量為 在時(shí)刻穿過(guò)回路的磁通量為 （2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，將對(duì)時(shí)間求導(dǎo)數(shù)，得回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 其方向作周期形變化4、解：選取如圖坐標(biāo)系，在時(shí)刻取面積元，距長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離為，則該面積元處的大小為通過(guò)該面積元的磁通量為于是通過(guò)線圈的磁通量為由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，匝線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 令，并代入數(shù)據(jù)，則得線圈剛離開直導(dǎo)線時(shí)的感生電動(dòng)勢(shì) 按楞次定律可知的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉?、解：間的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：b點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)．間的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：a點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)．∴6、解：（1）考慮對(duì)稱性，取圓心為，半徑為的圓周，根據(jù)感生電場(chǎng)與變化磁場(chǎng)之間的關(guān)系 可得 有 由楞次定律可以判定感生電場(chǎng)為逆時(shí)針?lè)较颉?（2）連接，和，在回路中，穿過(guò)回路所圍面積的磁通量為 則 而 所以 方向由指向。同理可得方向由指向。7、解：二筒上的電流等值反向，構(gòu)成一個(gè)電流回路。磁場(chǎng)僅分布在二筒之間，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 穿過(guò)長(zhǎng)度為的二筒間的磁通