電磁感應(yīng) 電磁場

1、第八章 電磁感應(yīng) 電磁場8-1 一塊銅板放在磁感應(yīng)強度正在增大的磁場中時，銅板中出現(xiàn)渦流（感應(yīng)電流），則渦流將（A）加速銅板中磁場的增加 （B）減緩銅板中磁場的增加（C）對磁場不起作用 （D）使銅板中磁場反向 B解：根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場總是力圖阻礙原磁場的變化。8-2 對位移電流，有下述四種說法，請指出哪一種說法正確。（A）位移電流是由變化電場產(chǎn)生的。（B）位移電流是由線性變化磁場產(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。 A解：由位移電流的定義它是由變化電場產(chǎn)生的，而不是由變化磁場產(chǎn)生的，位移電流不服從焦耳楞次定律，但其磁效應(yīng)與傳導(dǎo)電流

2、等效，服從安培環(huán)路定理。8-3 在圓柱形空間內(nèi)有一磁感應(yīng)強度為的均勻磁場，如圖所示，的大小以速率變化，在磁場中有、兩點，其間可放直導(dǎo)線和彎曲的導(dǎo)線，則（A）電動勢只在導(dǎo)線中產(chǎn)生。（B）電動勢只在導(dǎo)線中產(chǎn)生。（C）電動勢在和中都產(chǎn)生，且兩者大小相等。（D）導(dǎo)線中的電動勢小于導(dǎo)線中的電動勢。 D題 8-3 圖.b解：連接，由法拉弟電磁感應(yīng)定律，回路中感應(yīng)電動勢大?。河捎??？傻茫?-4 如圖所示，一磁鐵鉛直地自由落入一螺線管中，當開關(guān)斷開時，磁鐵在通過螺線管的整個過程中，下落的平均加速度 等于 重力加速度；當開關(guān)閉合時，磁鐵在通過螺線管的整個過程中，下落的平均加速度 小于 重加加速度。（空氣阻力不計

3、。填入大于，小于或等于）解：當磁鐵進入和離開螺線管時，穿過線圈的磁通量變化，線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電動勢。不考慮瞬時效應(yīng)，當開關(guān)斷開時，無感應(yīng)電流，磁鐵不受阻礙，以重力加速度下落，當閉合時，出現(xiàn)感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場阻礙磁鐵下落，磁鐵下落平均加速度小于重力加速度。8-5 反映電磁場基本性質(zhì)和規(guī)律的積分形式的麥克斯韋方程組為 試判斷下列結(jié)論是包含于或等效于哪一個麥克斯韋方程式的。將你確定的方程式用代號填在相應(yīng)結(jié)論后的空白處。1）變化的磁場一定伴隨有電場； 2）磁感應(yīng)線是無頭無尾的； 3）電荷總伴隨有電場。 解：由麥克斯韋方程組中各方程物理意義可得上述結(jié)果。8-6 一半徑為、電阻為的圓形導(dǎo)體回路置于均勻

4、磁場中，磁感應(yīng)強度與回路所圍面積的法線之間夾角為。若磁場隨時間變化的規(guī)律為求： （1）時回路中的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流；題 8-6 圖（2）在最初內(nèi)通過回路截面的電量。解：（1）穿過回路所圍面積的磁通量為由法拉弟電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢為當時 負號表示的指向與法線成左旋關(guān)系，即從上向下看，為順時針繞向。感應(yīng)電流（2）通過回路截面的感應(yīng)電量時時內(nèi)通過回路截面的感應(yīng)電量為負號表示正電荷沿順時針方向通過。8-7 一長直導(dǎo)線載有電流，在它的旁邊有一段直導(dǎo)線，長直載流導(dǎo)線與直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，夾角為，直導(dǎo)線以速度的方向垂直于載流導(dǎo)線）運動。已知：，求：（1）在圖示位置導(dǎo)線中的感應(yīng)電動勢；（2）和哪端電勢高

5、？解：（1）在距長直導(dǎo)線處取線元，它以運動時，其上動生電動勢為式中 。在圖示位置，導(dǎo)線中的感應(yīng)電動勢為 (2)的指向由A到B，所以B端電勢高。8-8 如圖所示，載有電流I的長直導(dǎo)線附近，放一導(dǎo)體半圓環(huán)MeN與長直導(dǎo)線共面且端點M、N的連線與長直導(dǎo)線垂直。半圓環(huán)的半徑為b，環(huán)心O與導(dǎo)線相距a，設(shè)半圓環(huán)以速度v平行于導(dǎo)線平移，求半圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小和指向以及MN兩端的電壓。解：連接M、N構(gòu)成閉合回路，當它以v平行于長直導(dǎo)線移動時，穿過回路所圍面積的磁通量不變，所以感應(yīng)電動勢題8-8圖由動生電動勢公式半圓環(huán)中動生電動勢大小為題8-9圖指向由到，即8-9 如圖所示，矩形線圈與通有電流的長直導(dǎo)線共面

6、并以速度沿垂直于電流的方向運動。求：（1）線圈中感應(yīng)電動勢的表達式（作為邊到長直導(dǎo)線距離的函數(shù)）：（2）若，求當時線圈中感應(yīng)電動勢的大小和指向。解：（1）在圖示位置，通過矩形線框包圍面積的磁通量為由法拉弟電磁感應(yīng)定律，矩形線圈中的感應(yīng)電動勢為， 指向為順時針。（2）將題設(shè)條件代入上式，得感應(yīng)電動勢，指向為順時針。8-10 設(shè)電子加速器的磁場是局限在半徑為的圓柱體區(qū)域內(nèi)的均勻磁場，一電子沿半徑為的同心軌道作圓周運動（），若它每轉(zhuǎn)一周動能增加700eV，試計算該軌道內(nèi)的磁通量變化率及該軌道上各點的感生電場場強。解：電子動能增加是由于感生電場力做功。由動能定理題8-10圖得感生電動勢由法拉弟電磁感應(yīng)定律，軌道內(nèi)磁通量隨時間的變化率為又由 得軌道上各點感生電場的場強大小為方向與該處電子運動的方向相反。8-11 如圖所示，邊長分別為a、b的矩形回路與無限長直導(dǎo)線共面，且矩形的一邊與直導(dǎo)線平行。直導(dǎo)線中通有電流。當矩形回路以速度垂直離開導(dǎo)線時，求任意時刻回路中的感應(yīng)電動勢。解：在圖示位置，通過矩形回路所圍面積的磁通量為題8-11圖由法拉弟電磁感應(yīng)定律，回路中感應(yīng)電動勢為式中第一項表示因磁場變化而在回路中產(chǎn)生的感生電動勢，第二項表示因回路運動切割磁力線而產(chǎn)生的動生電動勢。8-12 試證明