大學物理題庫-第8章-電磁感應習題(含答案解析)

第八章電磁感應一選擇題圖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）磁場強度減弱2、(130201202)如圖所示，直角三角形金屬框架abc放在均勻磁場中，磁場平行于ab邊，bc的長度為l．當金屬框架繞ab邊以勻角速度轉動時，abc回路中的感應電動勢和a、c兩點間的電勢差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，在圓柱形空間內有一磁感應強度為的均勻磁場，其變化率為。若在圖中、兩點間放置一直導線和彎曲導線，下列說法中正確的是[]圖13-4（A）電動勢只在中產生（B）電動勢只在中產生（C）和中都產生電動勢，且大小相等（D）中的電動勢小于中的電動勢圖13-22.4、(130201205)均勻磁場被局限在圓柱形空間內，且隨時間變化。圖13-22所示為圓柱形截面，、分別為圓柱形空間內、外兩點，、分別表示這兩點的有旋電場強度大小，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，若將該螺線管鋸成兩個半環(huán)式的螺線管，則兩個半環(huán)螺線管的自感系數(shù)[]（A）都等于（B）一個大于，另一個小于（C）都大于（D）都小于6、(130401101)用線圈的自感系數(shù)L來表示載流線圈磁場能量的公式(A)只適用于無限長密繞螺線管．(B)只適用于單匝圓線圈．(C)只適用于一個匝數(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)真空中一根無限長直導線上通有電流強度為的電流，則距導線垂直距離為的空間某點處的磁能密度為[]（A）（B）（C）（D）8、(130401201)有兩個長直密繞螺線管，長度及線圈匝數(shù)均相同，半徑分別為r1和r2．管內充滿均勻介質，其磁導率分別為1和2．設r1∶r2=1∶2，1∶2=2∶1，當將兩只螺線管串聯(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)兩根無限長的平行導線，其間距離為，與電源組成回路如圖13-21所示，已知導線上的電流為，兩根導線橫截面半徑均為，設用表示兩導線回路單位長度的自感系數(shù)，則沿導線單位長度的空間總磁能為[]圖13-21（A）（B）（C）（D）10、（130501101）對位移電流，有下述四種說法，請指出哪一種說法正確．(A)位移電流是指變化電場．(B)位移電流是由線性變化磁場產生的．(C)位移電流的熱效應服從焦耳─楞次定律．(D)位移電流的磁效應不服從安培環(huán)路定理．［］11、如圖，平板電容器(忽略邊緣效應)充電時，沿環(huán)路L1的磁場強度的環(huán)流與沿環(huán)路L2的磁場強度的環(huán)流兩者，必有：(A).(B).(C).(D).［］二填空題1、如圖所示，在一長直導線L中通有電流I，ABCD為一矩形線圈，它與L皆在紙面內，且AB邊與L平行．矩形線圈在紙面內向右移動時，線圈中感應電動勢方向為________________________________．矩形線圈繞AD邊旋轉，當BC邊已離開紙面正向外運動時，線圈中感應動勢的方向為_________________________．2、(130102201)半徑為r的小絕緣圓環(huán)，置于半徑為R的大導線圓環(huán)中心，二者在同一平面內，且r<<R．在大導線環(huán)中通有正弦電流（取逆時針方向為正）I=I0sint，其中、I0為常數(shù)，t為時間，則任一時刻小線環(huán)中感應電動勢（取逆時針方向為正）為_________________________________．3、(130202201)長為l的金屬直導線在垂直于均勻磁場的平面內以角速度轉動．如果轉軸在導線上的位置是在____________，整個導線上的電動勢為最大，其值為____________；如果轉軸位置是在____________，整個導線上的電動勢為最小，其值為____________．4、(130202203)如圖13-23所示，半徑為的圓弧在磁感應強度為的均勻磁場中沿軸向右移動，已知，若移動速度為，則在圓弧中的感應電動勢為。圖圖13-23圖圖13-245、(130202204)在圖13-24所示的電路中，導線在固定不動的導線上向右平移，。均勻磁場隨時間的變化率，某一時刻的速度大小，，。則這時動生電動勢的大小為；總感生電動勢的大小為；以后動生電動勢的大小隨的運動而。（填增大、減小或不變）6、(130202301)如圖13所示，一段長度為的直導線，水平放置在載電流為的豎直長導線旁，與豎直導線共面，并由圖示位置自由落下，則秒末，導線兩端的電勢差。7、(130302201)如圖13-8所示，在長直導線近旁有一矩形平面線圈與長直導線共面，設線圈共有匝，其邊長分別為、，線圈的一邊與長直導線平行，相距為。則線圈與導線的互感系數(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線繞成一個線圈，其端用焊錫將兩根導線焊接在一起，另一端點處作為連接外電路的兩個輸入端，則整個線圈的自感系數(shù)為。9、(130402204)有兩個長度相同、匝數(shù)相同、截面積不同的長直螺線管，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，使軸線重合，且兩者所產生的磁場方向一致，則小螺線管內的磁能密度是原來的倍；若使兩螺線管產生的磁場方向相反，則小螺線管內的磁能密度為。10、(130502201)一平行板空氣電容器的兩極板都是半徑為R的圓形導體片，在充電時，板間電場強度的變化率為dE/dt．若略去邊緣效應，則兩板間的位移電流為________________________．三計算題1、(130103102)如圖所示，長直導線AB中的電流I沿導線向上，并以dI/dt=2A/s的變化率均勻增長．導線附近放一個與之同面的直角三角形線框，其一邊與導線平行，位置及線框尺寸如圖所示．求此線框中產生的感應電動勢的大小和方向．(=4×10-7T·m/A)．圖13-圖13-142、(130103103)一無限長直導線，通有電流為，旁邊放有一矩形金屬框，邊長分別為和，電阻為，如圖13-14所示。當線圈繞軸轉過時，試求流過線框截面的感應電量。 3、(130103202)如圖13-13所示，無限長直導線中載有交變電流，與其共面的長方形線圈長為，寬為。試求：(1)穿過的磁通量；(2)回路中的感應電動勢。圖13-圖13-134、(130103301)一無限長直導線載有直電流，旁邊有一與它共面的矩形線圈，已知，，；線圈共有匝，以速率離開直導線，如圖13-11所示。試求線圈內感應電動勢的大小和方向圖13-11。圖13-115、如圖所示，一根長為L的金屬細桿ab繞豎直軸O1O2以角速度在水平面內旋轉．O1O2在離細桿a端L/5處．若已知地磁場在豎直方向的分量為．求ab兩端間的電勢差．6、(130203301)在無限長螺線管中，均勻分布變化的磁場。設以速率變化（，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線。若已知螺線管截面半徑為，，試求：(1)螺線管中的感生電場；(2)，兩段導線中的感生電動勢。7、(130303101)兩同軸無限長的導體薄壁圓筒，內筒半徑為，外筒半徑為，兩筒上均勻地流過方向相反的電流，電流強度皆為 。試求兩筒單位長度上的自感系數(shù)。圖13-178、(130303202)如圖13-17所示，兩根無限長載流導線相互平行，相距為，兩導線中電流強度大小相同，但方向相反。在它們所在的平面內有一半徑為的圓環(huán)，剛好在兩平行長直導線之間并且彼此絕緣。試求圓環(huán)與兩平行長直導線之間的互感系數(shù)。圖13-179、(110403201)10．一根無限長直導線載有電流，均勻分布在它的橫截面上，試求該導線內部單位長度的磁場能量。第八章電磁感應答案一選擇題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：導線端點,,導線中點,0答案：答案：；；減少答案：答案：答案：0答案：4；010、答案：三計算題1、解：建立坐標如圖所示，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電動勢大小為=-d/dt=-2.59×10-8(dI/dt)=–5.18×10-8V其方向為逆時針繞行方向2、解：流過導線截面的感應電量由于 因此 3、解：（1）在距導線處，磁感應強度 取面元，穿過該面元的磁通量為 在時刻穿過回路的磁通量為 （2）根據(jù)法拉第電磁感應定律，將對時間求導數(shù)，得回路中的感應電動勢 其方向作周期形變化4、解：選取如圖坐標系，在時刻取面積元，距長直導線的距離為，則該面積元處的大小為通過該面積元的磁通量為于是通過線圈的磁通量為由法拉第電磁感應定律可知，匝線圈內的感應電動勢為 令，并代入數(shù)據(jù)，則得線圈剛離開直導線時的感生電動勢 按楞次定律可知的方向為順時針方向。5、解：間的動生電動勢：b點電勢高于O點．間的動生電動勢：a點電勢高于O點．∴6、解：（1）考慮對稱性，取圓心為，半徑為的圓周，根據(jù)感生電場與變化磁場之間的關系 可得 有 由楞次定律可以判定感生電場為逆時針方向。 （2）連接，和，在回路中，穿過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，構成一個電流回路。磁場僅分布在二筒之間，磁感應強度的大小為 穿過長度為的二筒間的磁通