【48812】精选-大学物理电磁感应电磁场(一)习题答案上海理工docx
时间: 2024-06-22 23:02:45 | 作者: 爱游戏电竞app
免费在线 。选择题 第九章 电磁感应电磁场(一) [A ]1.如图所示，导体棒 AB在均匀磁场B中 绕经过C点的 笔直于棒长且沿磁场方向的轴 00 滚动(角速度 与B同方向)， 1 BC的长度为棒长的丄，贝U 3 (A) A点比B点电势高.(B) (C) A点比B点电势低.(D) A点与B点电势持平. 有稳恒电流从A点流向B点 【剖析】在0 B上取一个长度微元 dx，它离0点的间隔为x，方 向向B端。则dx两头的电势差由动生电动势公式可求得： dj v B dx vBdx Bxdx Q H C ￡ca ! 1 c; 1 ：o u J Vb Vo L 3 0 Bxdx —BL2 18 同理0、 A两头的电势差为： 2L Va Vo T Bxdx —BL2 0 18 所以A、 B两点的电势差可求得： Va Vb 6 BL2 6 所以0、B两头的电势差为: A点的电势高。 [ D]2. 在圆柱形空间内有一磁感强度为 B的均匀磁场，如图所示. B的巨细以速率 dHdt改动?在磁场中有 A B两点，其间可放直导线 AB和曲折的导线 AB则 电动势只在导线AB中发生. 电动势只在AB导线中发生. 电动势在AB和AB中都发生，且两者巨细持平. (D) AB导线中的电动势小于 AB导线中的电动势 【剖析】衔接oa与Ob, oab ob ab ob。因为涡旋电场总是与圆柱截面笔直，所以 oa和ob上的涡旋电场方向处处笔直于 oab oa、ob,即卩 ob ob ob dt dt oab dt dBs [ C]3.面积为S和2 S的两圆线如图放置, 的电流I ?线的电流所发生的经过线的电流所发生的经过线 ? (C) 21 = 12 ? (D) 1 21 = — 12. 2 【剖析】 由互感系数界说有 -1 -J _! , ?；；i 所以＜1 -K 。 2的磁通用 21 的磁通用 12表明， 21和 一，因为 ； \ ：，而【\， [D]4.在一自感线圈中经过的电流 律如图(a)所示，若以I的正流向作为 圈内自感电动势 (B)、(C)、(D) 【剖析】L I 的正方向, 随时刻t改动规则的曲线应为图 中的哪一个？ -J I -J I L , 在每一段都是常量。 dt dt 随时刻 [C]5.真空中两根很长的相距为 组成闭合回路如图?已知导线a的平行直导线与电源 I，则在两导线正中 (A) (C) P处的磁能密度为 丄円. o 2 a 1 oI 2 (亠). 2 o a (B) (D) 【剖析】两根导线在 P点的磁能密度 P点的磁感应强度方向相同，所以 t的改动规 则代表线 (b)中(A) t Wm B B1 B2 B1 B2 oI 2 a B B1 B2 B2 oI a oI [A ]6.两根很长的平行直导线，其间间隔为 a,与电源组成闭合回路， pt逐个n 如图. 已知导线上的电流为 I，在坚持 I不变的情况下，若将导线 增大， 则空间的 (A) 总磁能将增大. (B) 总磁能将削减. xv x v xv x v 00 0 0 (C)总磁能将坚持不变. (D) 总磁能的改动不能确认 【剖析】导线间间隔a增大，然后磁通①增大，自感系数L增大，总磁能Wm增大。填空题1.磁换能器常用来检测细小的振荡. 如图，在振荡杆的一端固接一个 N匝的矩形线圈，线圈的一部分在匀强磁场 B中，设杆的细小振荡规则为 x = Acos t ,线圈随杆振荡时，线圈中的感应电动势为 NBbA sin t 【剖析】导线间间隔 a增大，然后磁通 ①增大，自感系数 L增大，总磁能Wm 增大。 填空题 1.磁换能器常用来检测细小的振荡. 如图，在振荡杆的一 端固接一个 N匝的矩形线圈，线圈的一部分在匀强磁场 B中， 设杆的细小振荡规则为 x = Acos t ,线圈随杆振荡时，线圈 中的感应电动势为 NBbA sin t . X N匝线圈 pl pl Q 【剖析】 n—— NB— NBb— NBbA sin t dt dt dt 2.在一个中空的圆柱面上严密地绕有两个完全相同的线圈 aa 和bb(如图).已知每个线 H .若a、b 两头相接，a、b接入电路，则整个线_.若a、b 两头相连，a、b接入电路，则整个线H _.若 a、b相连，又a、b相连，再以此两头接入电路，则整个线 H _ . 【剖析】 a、b两头相接，a、b接入电路，反接， L L1 L2 2 L1L2 ; a、b两头相连，a、b接入电路，顺接， L L1 L2 2 L1L2 ； a、b相连，又a、b相连，再以此两头接入电路，不变。 3.金属杆AB以匀速v =2 m/s平行于长直载流导线运动，导线 与AB共面且彼此笔直，如图所示?已知导线 A，则 此金属杆中的感应电动势 i =1.11 10 5V ,电势较高端为 A . (In2 =0.69) 【剖析】长直导线在周围空间发生的磁场的磁感应强度为： B 』, 2 r r为场点离直导线的间隔。 方向与电流方向成右手螺旋联络。 在金属杆AB处B的方向笔直 纸面向内。在 AB上取一微元dx ,它离A端的间隔为x , 方向向A端，则该微元两头的 电势差为：d i v B dx 0I - dx 1 v 0I 2 x dx 1 所以金属杆 AB两头的电势差为: 1 v 0I 02 x 1 dx 0 Iv -In 2 1.11 10 2 5 (V) A端的电势较高。 长度持平，单层密绕匝数相同，直径之比W/ W 长度持平，单层密绕匝数相同，直径之比 W/ W 1： 16 . d1 / d 2 =1/4 ?当它们通以相同电流时，两螺线 【剖析】W WmV但丄』一 2 c 4 2 c 4 5.如图所示，aOc为一折成/形的金属导线 （aO=Oc=L），坐落xy yXXX平面中；磁感强度为B的匀强磁场笔直于 xy平面.当aOc以速度v沿x y XXX 轴正向运动时，导线上 a、c两点间电势差 S = Bv sin :当aOc 以速度v沿y轴正向运动时，a、c两点的电势相比较，是_—点电势 高. 【剖析】当沿x轴运动时，导线 oc不切开磁力线， 当沿y轴运动时， 所以a点电势高。 三.计算题 求长度为 L的金属杆在均匀磁场 B中绕平行于磁场方向的定轴 00滚动时的动生电动势. 已知杆相对于均匀磁场 B的方位角为 ，杆的 角速度为，转向如图所示. 解： v B gd l (v B)gd l B Lsin cos(—22 (v B)gd l B Lsin cos(— 2 2 )dl B Lsin dl LB Lsin2 dl 0 B L2sin2 2 两个半径分别为 R和 两个半径分别为 R和r 大线圈通有电流I而小线圈沿 为正数）小线圈回路中发生的感应电动势的巨细. x,且 R?r ,x R.若 的同轴圆形线圈相距 x轴方向以速率 v运动，试求x = NR时（N 解：在轴线 BS 0IR2 r2 2x3 d dt 0IR2 2 x4 3 dx dt 2 2 3 0IR r 2x4 当 当x NR时 3 oI r2 2N4R2 如图所示，一长直导线安培，在与其相距 d米处放有一矩形线圈，共 N匝。线圈以速度 v沿笔直于长导线的 方向向右运动，求：（1）如图所示方位时，线圈中的感生电动势是 多少？（设线圈长L,宽a厘米）。（2）若线圈不动，而长导线 n t安培，线圈中的感生电动势是多少？ 解: （1） （v B） d l 1 B1vl Nlv 0 2 d 2 B?vl Nlv 一 0 I 2 d a 0Ia 1 2 Nlv — 2 d a (2) ddt2 a dt250N d dt 2 a dt 250N 0IIn ―a a cos100 t 均匀磁场B被约束在半径 R=10 cm的无限长圆柱空间内，方 向笔直纸面向里?取一固定的等腰梯形回路 abcd，梯形地点平面的法 向与圆柱空间的轴平行，方位如图所示?设磁感强度以 dB /dt =1 T/s 1 一 一 的匀速率添加，已知 ，Oa Ob 6 cm ,求等腰梯形回路中 3 感生电动势的巨细和方向. 解:由法拉第电磁感应定律有感生电动势巨细 解: d4 M S=-——-一￡ —— dr dr v v -3.68x10-3 (V) 负号表明感生电动势逆时针绕向。 6.如图所示，在竖直面内有一矩形导体回路abed置于均匀磁场B一密绕的勘探线Qo线 Q的 冲击电流计相连。今把勘探线圈放入一均匀磁场中， 线圈法线与磁场方向平行。 当把线圈法 线转到笔直磁场方向时，电流计指示经过的电量为 4X 10-5 6.如图所示，在竖直面内有一矩形导体回路 abed置于均匀磁场B 解： t2 t2 N d 2 N N q t I2dt t — dt d t1 t1 R dt 1 R R 因为为匀强磁场 BS B qR 5 10 2T NS 中，B的方向笔直于回路平面，abed回路中的ab边的长为I，质量为m 能够在坚持杰出触摸的情况下下滑， 且摩擦力不计.ab边的初速度为零, 回路电阻R会集在ab边上.(1) 求任一时刻ab边的速率v和t的关 系；(2) 设两竖直边满足长，最终到达安稳的速率为若干？ 解： (1)安培力:BvlId I BB2vl (1) 安培力: Bvl Id I B B2vl ma mg F B2vl2 mg 2 2 dv B vl g dt R dvB2vl2 dv B2vl2 dt 0 B2l2t mR mgR B2l2 (2)最终到达安稳的速率 mgR B2l2 ［选做题］ 1. 如图所示，有一弯成 角的金属架COD放在磁 BODNM C场中，磁感强度B的方向笔直于金属架 COD^在平面.一 导体杆MN笔直于0C边，并在金属架上以稳定速度 v向右 滑动，v与MN笔直?设t =0时，x = 0 ?求下列两景象， 结构内的感应电动势 B O D N M C 磁场散布均匀，且 B不随时刻改动. 非均匀的时变磁场 B Kxcos t . 解: (1) B S B 舟xy, y x tg , x vt d /dt d(4 Bv2t2tg )/dt Bv2t tg ，电动势方向：由 M指向 N (2)对非均匀时变磁场： B Kxcos t，在a处取高为atg宽为da的面元, d Ka cos t atg da BatgdaKa cos t atg da4 Kx Batg da Ka cos t atg da 4 Kx 3 cos t tg d / dt Kv3 tg (； t3 sin t t2 cos t) (注：专业文档是经验性极强的范畴，无法考虑和包含全面，材料和材料部分 来自互联网，供参阅。可仿制、编制，等待你的好评与重视)
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