大學(xué)物理作業(yè)11.1.ppt

大學(xué)物理作業(yè)十一參考解答,一、選擇題,答案: B ,1. 在一線圈回路中，規(guī)定滿足如圖1所示的旋轉(zhuǎn)方向時(shí)，電動(dòng)勢 , 磁通量為正值。若磁鐵沿箭頭方向進(jìn)入線圈，則 (A) d /dt 0, 0 . (B) d /dt 0, 0 . (C) d /dt 0, 0 . (D) d /dt 0, 0 .,2. 一磁鐵朝線圈運(yùn)動(dòng)，如圖2所示，則線圈內(nèi)的感應(yīng)電流的方向（以螺線管內(nèi)流向?yàn)闇?zhǔn)）以及電表兩端電位UA和UB的高低為： (A) I由A到B，UA UB . (B) I由B到A，UA UB . (C) I由B到A，UA UB . (D) I由A到B，UA UB .,答案: C ,螺線管內(nèi)磁力線方向由下往上，且增加，根據(jù)楞次定律，螺線管內(nèi)電流有由B流向A點(diǎn)，這相當(dāng)與電源內(nèi)部，電源內(nèi)電流有負(fù)極流向正極。所以A點(diǎn)電勢高。,3. 一長直螺線管，單位長度匝數(shù)為n 電流為I，其中部放一面積為A，總匝數(shù)為N，電阻為R的測量線圈，如圖3所示，開始時(shí)螺線管與測量線圈的軸線平行，若將測量線圈翻轉(zhuǎn)180，則通過測量線圈某導(dǎo)線截面上的電量q為 (A)20nINA /R . (B) 0nINA /R . (C) 0NIA /R . (D) 0nIA /R.,答案: A ,螺線管中部 磁場為,4. 若尺寸相同的鐵環(huán)與銅環(huán)所包圍的面積中穿過相同變化率的磁通量，則在兩環(huán)中 (A)感應(yīng)電動(dòng)勢不同，感應(yīng)電流相同. (B) 感應(yīng)電動(dòng)勢相同，感應(yīng)電流也相同. (C) 感應(yīng)電動(dòng)勢不同，感應(yīng)電流也不同. (D) 感應(yīng)電動(dòng)勢相同，感應(yīng)電流不同.,答案: D ,磁通量變化率同，感應(yīng)電動(dòng)勢同，但材料不同，電阻不同，所以感應(yīng)電流不同,5. 如4圖，當(dāng)無限長直電流旁的邊長為l的正方形回路abcda（回路與I共面且bc、da與I平行）以速率v向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，則某時(shí)刻（此時(shí)ad距I為r）回路的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小及感應(yīng)電流的流向是： (A),，電流流向dcba .,，電流流向dcba.,，電流流向abcd.,，電流流向a b c d,(C),(B),(D),a,b,c,d,v,I,圖4,答案: B ,假設(shè)d c b a為正方向，線圈里面磁通量為,方向假設(shè)同,6. 如圖5所示，均勻磁場被局限在無限長圓柱形空間內(nèi)，且成軸對(duì)稱分布，圖為此磁場的截面，磁場按dB/dt隨時(shí)間變化，圓柱體外一點(diǎn)P的感應(yīng)電場Ei應(yīng) (A) 等于零. (B) 無法判定. (C) 不為零，方向向左或向右. (D) 不為零，方向向內(nèi)或向外. (E) 不為零，方向向上或向下.,答案: E ,7. 圓電流外有一閉合回路，它們在同一平面內(nèi)，ab是回路上的兩點(diǎn)，如圖6所示，當(dāng)圓電流I變化時(shí)，閉合回路上的感應(yīng)電動(dòng)勢及a、b兩點(diǎn)的電位差分別為： (A)閉合回路上有感應(yīng)電動(dòng)勢，但不能引入電勢差的概念. (B) 閉合回路上有感應(yīng)電動(dòng)勢，UaU b0. (C)閉合回路上有感應(yīng)電動(dòng)勢，UaU b0. (D) 閉合回路上無感應(yīng)電動(dòng)勢，無電位差,答案: A ,a,b,I,圖6,由于電流變化，引起磁場變化，產(chǎn)生感生電動(dòng)勢，感生電場是非保守力場。,8. 如圖7所示,直角三角形金屬框架abc放在均勻磁場中,磁場B平行于ab邊,bc的長度為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)勢和a、c兩點(diǎn)的電勢差UaUc為 (A) = 0, UaUc= B l2/2 . (B) = B l2, UaUc=B l2/2. (C) = 0, UaUc= B l2/2. (D) = B l2 , UaUc= B l2/2 .,答案: C ,9. 在一通有電流I的無限長直導(dǎo)線所在平面內(nèi), 有一半徑為r、電阻為R的導(dǎo)線環(huán),環(huán)中心距直導(dǎo)線為a，如圖8所示，且ar.當(dāng)直導(dǎo)線的電流被切斷后,沿導(dǎo)線環(huán)流過的電量約為 (A),(B),(C),(D),答案: D ,線圈內(nèi)磁場,10. 一圓形線圈C1有N1匝,線圈半徑為r.將此線圈放在另一半徑為R(Rr),匝數(shù)為N2的圓形大線圈C2的中心,兩者同軸共面.則此二線圈的互感系數(shù)M為 (A) 0N1N2R/2. (B) 0N1N2R2/(2r). (C) 0N1N2r2/(2R). ( D) 0N1N2r/2.,答案: C ,線圈C2通有電流為I2，在線圈C1處產(chǎn)生磁場為,通過線圈C1的磁通量為,二、填空題 1. 如圖9所示，半徑為r1的小導(dǎo)線環(huán)，置于半徑為r2的大導(dǎo)線環(huán)中心，二者在同一平面內(nèi)，且r1r2.在大導(dǎo)線環(huán)中通有正弦電流I=I0sint，其中、I0為常數(shù)，t為時(shí)間，則任一時(shí)刻小導(dǎo)線環(huán)中 感應(yīng)電動(dòng)勢的大小為 . 設(shè)小導(dǎo)線環(huán)的電阻為R, 則在t=0到t=/(2)時(shí)間內(nèi),通過小導(dǎo)線環(huán)某截面的感應(yīng)電量為 q= .,3. 半徑為R的金屬圓板在均勻磁場中以角速度繞中心軸旋轉(zhuǎn),均勻磁場的方向平行于轉(zhuǎn)軸,如圖11所示.這時(shí)板中由中心至同一邊 緣點(diǎn)的不同曲線上總感應(yīng)電動(dòng)勢的大小為 , 方向 .,2. 如圖10所示，長直導(dǎo)線中通有電流I，有一與長直導(dǎo)線共面且垂直于導(dǎo)線的細(xì)金屬棒AB，以速度v平行于長直導(dǎo)線作勻速運(yùn)動(dòng). (1) 金屬棒AB兩端的電勢UA UB (填 、). (2) 若將電流I反向，AB兩端的電勢UA UB (填 、). (3) 若將金屬棒與導(dǎo)線平行放置，AB兩端的電勢UA UB (填 、).,=,沿曲線中心向外,4. 如圖12所示. 勻強(qiáng)磁場局限于半徑為R的圓柱形空間區(qū)域, B垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B以dB/dt=常量的速率增加. D點(diǎn)在柱形空間內(nèi), 離軸線的距離為r1, C點(diǎn)在圓柱形空間外, 離軸線上的距離為r2 . 將一電子(質(zhì)量為m,電量為e)置于D點(diǎn), 則電子的加速度為aD= ,方向向 ;置于C點(diǎn)時(shí)，電子的加 速度為aC= ,方向向 .,右,下,方向由右手定則判定,方向由右手定則判定,6. 一閉合導(dǎo)線被彎成圓心在O點(diǎn)半徑為R的三段首尾相接的圓弧線圈:弧ab, 弧bc, 弧ca. 弧ab位于xOy平面內(nèi),弧bc位于yOz平面內(nèi),弧ca位于zOx平面內(nèi). 如圖13所示.均勻磁場B沿x軸正向,設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化率為dB/dt=k(k0),則閉合回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢為 ,圓弧bc中感應(yīng)電流的方向?yàn)?.,7. 產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢的非靜電力是 力，產(chǎn)生感生電動(dòng)勢的非靜電力是 力.,從c流至b,洛倫茲,渦旋電場,5. 半徑為a的長為l(la)密繞螺線管,單位長度上的匝數(shù)為n, 當(dāng)通以電流I=Im sint時(shí),則在管外的同軸圓形導(dǎo)體回路(半徑為ra)上的感生電動(dòng)勢大小為 .,9.自感為0.25H的線圈中,當(dāng)電流在(1/16)s內(nèi)由2A均勻減小到零時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢的大小為 .,8V,8. 如圖14所示，AOC為一折成形的金屬導(dǎo)線（AO = OC = L），位于xOy平面上. 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于xOy平面. 當(dāng)AOC以速度v沿x軸正向運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線上A、C兩點(diǎn)間的電勢差UAC = ，當(dāng)以速度v沿y軸正向運(yùn)動(dòng)時(shí). A、C兩點(diǎn)中 點(diǎn)電勢高.,A,三、計(jì)算題 1. 如圖15所示，長直導(dǎo)線AC中的電流I沿導(dǎo)線向上，并以dI /dt = 2 A/s的變化率均勻增長. 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)勢的大小和方向.,解：建立坐標(biāo)如圖所示，取順時(shí)針為三角形回路電動(dòng)勢正向,得三角形面法線垂直紙面向里.取窄條面積微元,dS=ydx=(a+bx)l/bdx,= 5.18108V,負(fù)號(hào)表示電動(dòng)勢方向?yàn)槟鏁r(shí)針,2. 一很長的長方形的U形導(dǎo)軌，與水平面成 角，裸導(dǎo)線可在導(dǎo)軌上無摩擦地下滑，導(dǎo)軌位于磁感強(qiáng)度B垂直向上的均勻磁場中，如圖16所示. 設(shè)導(dǎo)線ab的質(zhì)量為m，電阻為R，長度為l，導(dǎo)軌的電阻略去不計(jì), abcd形成電路. t=0時(shí)，v=0. 求：(1) 導(dǎo)線ab下滑的速度v與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系; (2) 導(dǎo)線ab的最大速度vm .,解： (1) 導(dǎo)線ab的動(dòng)生電動(dòng)勢為,方向由b到a. 受安培力方向向右,大小為,F在導(dǎo)軌上投影沿導(dǎo)軌向上,大小為,解： (1) 導(dǎo)線ab的動(dòng)生電動(dòng)勢為,方向由b到a. 受安培力方向向右,大小為,F在導(dǎo)軌上投影沿導(dǎo)軌向上,大小為,重力在導(dǎo)軌上投影沿導(dǎo)軌向下,大小為mgsin,(2) 導(dǎo)線ab的最大速度,圖17,3. 電量Q均勻分布在半徑為a,長為L(La)的絕緣薄壁長圓筒表面上,圓筒以角速度繞中心軸旋轉(zhuǎn).一半徑為2a,電阻為R總匝數(shù)為N的圓線圈套在圓筒上,如圖17所示.若圓筒轉(zhuǎn)速按=0(1t/t0)的規(guī)律(0,t0為已知常數(shù))隨時(shí)間線性地減小,求圓線圈中感應(yīng)電流的大小和流向.,解：等效于螺線管,方向與旋轉(zhuǎn)方向一致.,4.,4. 如圖18所示，一半徑為a的很小的金屬圓環(huán)，在初始時(shí)刻與一半徑為b(ba)的大金屬圓環(huán)共面且同心. 求下列情況下小金屬圓環(huán)中t時(shí)刻的感應(yīng)電動(dòng)勢. (1) 大金屬圓環(huán)中電流I恒定，小金屬圓環(huán)以勻角