中南林業(yè)科技大學(xué)大學(xué)物理作業(yè)作業(yè)11市公開課一等獎省課獲獎?wù)n件

大學(xué)物理作業(yè)十一參照解答一、選擇題vSN圖1答案:[B]1.在一線圈回路中，要求滿足如圖1所示旋轉(zhuǎn)方向時，電動勢

,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.第1頁2.一磁鐵朝線圈運動，如圖2所示，則線圈內(nèi)感應(yīng)電流方向（以螺線管內(nèi)流向為準(zhǔn)）以及電表兩端電位UA和UB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.··GABNSv圖2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，這相稱與電源內(nèi)部，電源內(nèi)電流有負(fù)極流向正極。因此A點電勢高。第2頁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測量線圈，如圖3所示，開始時螺線管與測量線圈軸線平行，若將測量線圈翻轉(zhuǎn)180°，則通過測量線圈某導(dǎo)線截面上電量

q為(A)2

0nINA/R.

(B)

0nINA/R.(C)

0NIA/R.

(D)

0nIA/R.IIA圖3答案:[A]

螺線管中部磁場為第3頁4.若尺寸相同鐵環(huán)與銅環(huán)所包圍面積中穿過相同變化率磁通量，則在兩環(huán)中(A)感應(yīng)電動勢不一樣，感應(yīng)電流相同.(B)感應(yīng)電動勢相同，感應(yīng)電流也相同.(C)感應(yīng)電動勢不一樣，感應(yīng)電流也不一樣.(D)感應(yīng)電動勢相同，感應(yīng)電流不一樣.答案:[D]磁通量變化率同，感應(yīng)電動勢同，但材料不一樣，電阻不一樣，因此感應(yīng)電流不一樣第4頁5.如圖4所示，均勻磁場被局限在無限長圓柱形空間內(nèi)，且成軸對稱分布，圖為此磁場截面，磁場按dB/dt隨時間變化，圓柱體外一點P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.××××××××××·PB圖4答案:[E]第5頁6.圓電流外有一閉合回路，它們在同一平面內(nèi)，ab是回路上兩點，如圖5所示，當(dāng)圓電流I變化時，閉合回路上感應(yīng)電動勢及a、b兩點電位差分別為：(A)閉合回路上有感應(yīng)電動勢，但不能引入電勢差概念.(B)閉合回路上有感應(yīng)電動勢，Ua－Ub

0.(C)閉合回路上有感應(yīng)電動勢，Ua－Ub

0.(D)閉合回路上無感應(yīng)電動勢，無電位差答案:[A]abI圖5由于電流變化，引發(fā)磁場變化，產(chǎn)生感生電動勢，感生電場是非保守力場。第6頁7.一圓形線圈C1有N1匝,線圈半徑為r.將此線圈放在另二分之一徑為R(R>>r),匝數(shù)為N2圓形大線圈C2中心,二者同軸共面.則此二線圈互感系數(shù)M為(A)

0N1N2

R/2.

(B)

0N1N2

R2/(2r).(C)

0N1N2

r2/(2R).

(D)

0N1N2

r/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磁通量為第7頁二、填空題1.如圖6所示，半徑為r1小導(dǎo)線環(huán)，置于半徑為r2大導(dǎo)線環(huán)中心，二者在同一平面內(nèi)，且r1<<r2.在大導(dǎo)線環(huán)中通有正弦電流I=I0sin

t，其中

、I0為常數(shù)，t為時間，則任一時刻小導(dǎo)線環(huán)中感應(yīng)電動勢大小為

.設(shè)小導(dǎo)線環(huán)電阻為R,則在t=0到t=

/(2

)時間內(nèi),通過小導(dǎo)線環(huán)某截面感應(yīng)電量為q=

.圖6第8頁3.半徑為R金屬圓板在均勻磁場中以角速度

繞中心軸旋轉(zhuǎn),均勻磁場方向平行于轉(zhuǎn)軸,如圖8所示.這時板中由中心至同一邊緣點不一樣曲線上總感應(yīng)電動勢大小為

,方向

.vIBA圖72.如圖7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)線細(xì)金屬棒AB，以速度v平行于長直導(dǎo)線作勻速運動.(1)金屬棒AB兩端電勢UA

UB(填

、

、

).(2)若將電流I反向，AB兩端電勢UA

UB(填、

、

).(3)若將金屬棒與導(dǎo)線平行放置，AB兩端電勢UA

UB(填、

、

).><=O

OB圖8沿曲線中心向外第9頁4.如圖9所示.勻強(qiáng)磁場局限于半徑為R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=常量速率增加.D點在柱形空間內(nèi),離軸線距離為r1,C點在圓柱形空間外,離軸線上距離為r2.將一電子(質(zhì)量為m,電量為－e)置于D點,則電子加速度為aD=

,方向向

;置于C點時，電子加速度為aC=

,方向向

.右下方向由右手定則判定圖9第10頁方向由右手定則判定圖9第11頁axbyczOBR圖106.一閉合導(dǎo)線被彎成圓心在O點半徑為R三段首尾相接圓弧線圈: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10所示.均勻磁場B沿x軸正向,設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化率為dB/dt=k(k>0),則閉合回路中感應(yīng)電動勢為

,圓弧bc中感應(yīng)電流方向為

.7.產(chǎn)生動生電動勢非靜電力是

力，產(chǎn)生感生電動勢非靜電力是

力.從c流至b洛倫茲渦旋電場5.半徑為a長為l(l>>a)密繞螺線管,單位長度上匝數(shù)為n,當(dāng)通以電流I=Imsin

t時,則在管外同軸圓形導(dǎo)體回路(半徑為r>a)上感生電動勢大小為

.第12頁9.自感為0.25H線圈中,當(dāng)電流在(1/16)s內(nèi)由2A均勻減小到零時,線圈中自感電動勢大小為

.8V8.如圖11所示，AOC為一折成

形金屬導(dǎo)線（AO=OC=L），位于xOy平面上.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場垂直于xOy平面.當(dāng)AOC以速度v沿x軸正向運動時，導(dǎo)線上A、C兩點間電勢差UAC

=

，當(dāng)以速度v沿y軸正向運動時.A、C兩點中

點電勢高.yAxCO

B圖11

A第13頁20cm10cm5cmCAI圖12三、計算題1、如圖12所示，長直導(dǎo)線AC中電流I沿導(dǎo)線向上，并以dI/dt=2A/s變化率均勻增加.導(dǎo)線附近放一種與之同面直角三角形線框，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)生感應(yīng)電動勢大小和方向.解：建立坐標(biāo)如圖所示，取順時針為三角形回路電動勢正向,得三角形面法線垂直紙面向里.取窄條面積微元dS=ydx=[(a+b

x)l/b]dxlbaCAIxy第14頁lbaCAIxy=

5.18×10－8V負(fù)號表達(dá)電動勢方向為逆時針第15頁2、如圖13所示，無限長直導(dǎo)線通有電流I=I0sinωt，當(dāng)邊長為l正方形回路abcda(回路與I共面且bc、da與I平行)以速率v向右運動時，求某時刻(此時ad距I為r)回路中感應(yīng)電動勢。解：bdrcaIl圖13

假設(shè)dcb

a為正方向，回路里面磁通量為第16頁3、一很長長方形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垂直向上均勻磁場中，如圖14所示.設(shè)導(dǎo)線ab質(zhì)量為m，電阻為R，長度為l，導(dǎo)軌電阻略去不計,abcd形成電路.t=0時，v=0.求：(1)導(dǎo)線ab下滑速度v與時間t函數(shù)關(guān)系;(2)導(dǎo)線ab最大速度vm.b

Bldca圖14解：(1)導(dǎo)線ab動生電動勢為方向由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,大小為第17頁b

Bldca圖14解：(1)導(dǎo)線ab動生電動勢為方向由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mgsinθ第18頁(2)導(dǎo)線ab最大速度

第19頁圖154、電量Q均勻分布在半徑為a,長為L(L>>a)絕緣薄壁長圓筒表面上,圓筒以角速度

繞中心軸旋轉(zhuǎn).二分之一徑為2a,電阻為R總匝數(shù)為N圓線圈套在圓筒上,如圖15所示.若圓筒轉(zhuǎn)速按

=

0(1t/t0)規(guī)律(0,t0為已知常數(shù))隨時間線性地減小,求圓線圈中感應(yīng)電流大小和流向.解：等效于螺線管方向與旋轉(zhuǎn)方向一致.第20頁4.5、如圖16所示，二分之一徑為a很小金屬圓環(huán)，在初始時刻與二分之一徑