第12章 电磁感应.doc

一、概念、定律及定理单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案)：1感生电场是（ C ）（A）由电荷激发，是无源场； （B）由电荷激发，是有源场；（C）由变化的磁场激发，是无源场； （D）由变化的磁场激发，是有源场2关于感应电动势的正确说法是：（D） （A）导体回路中的感应电动势的大小与穿过回路的磁感应通量成正比；（B）当导体回路所构成的平面与磁场垂直时，平移导体回路不会产生感应电动势；（C）只要导体回路所在处的磁场发生变化，回路中一定产生感应电动势；（D）将导体回路改为绝缘体环，通过环的磁通量发生变化时，环中有可能产生感应电动势。3交流发电机是根据下列哪个原理制成的 ( A ) （A）电磁感应 （B）通电线圈在磁场中受力转动（C）奥斯特实验 （D）磁极之间的相互作用4英国物理学家法拉第发现 ( C )（A）电流通过导体，导体会发热 （B）通电导线周围存在磁场（C）电磁感应现象 （D）通电导体在磁场里会受到力的作用5关于产生感应电流的条件，下面说法正确的是（ C ）（A）任何导体在磁场中运动都产生感应电流（B）只要导体在磁场中做切割磁力线运动时，导体中都能产生感应电流（C）闭合电路的一部分导体，在磁场里做切割磁力线运动时，导体中就会产生感应电流（D）闭合电路的一部分导体，在磁场里沿磁力线方向运动时，导体中就会产生感应电流6对于法拉第电磁感应定律,下列说法哪个是错误的（ A ）（A）负号表示与的方向相反（B）用上式可以确定感应电动势的大小（C）负号是楞次定律的体现（D）用上式可以确定感应电动势的方向7将形状完全相同的铜环和木环静止放置，并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等，则不计自感时（ D ）（A）铜环中有感应电动势，木环中无感应电动势（B）铜环中感应电动势大，木环中感应电动势小（C）铜环中感应电动势小，木环中感应电动势大（D）两环中感应电动势相等8涡旋电场和静电场存在差别。以下表达正确的是（ C ）（A）涡旋电场是由静止电荷产生的，电场线从正电荷出发，终止于负电荷（B）静电场是无头无尾的闭合曲线（C）在静电场中，电场强度沿任意闭合路径的线积分为零。（D）涡旋电场是有源场9如图：一闭合导体环，一半在匀强磁场中，另一半在磁场外，为了环中感生出顺时针方向的电流，则应（ B ）（A）使环沿轴正向平动（B）使环沿轴正向平动（C）环不动，增强磁场的磁感应强度（D）使环沿轴反向平动10在感应电场中电磁感应定律可写成，式中为感应电场的电场强度。此式表明 （ D ）（A）闭合曲线L上处处相等（B）感应电场是保守力场（C）感应电场的电场线不是闭合曲线（D）在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念11. 感应电动势的方向服从楞次定律是由于 ( C ) (A) 动量守恒的要求； (B) 电荷守恒的要求； (C) 能量守恒的要求； (D) 与这些守恒律无关。12. 在匀强磁场中有一圆形线圈，在下列哪种情况中，线圈中一定会产生感应电流 ( D )(A) 线圈平动； (B) 线圈转动，转轴过线圈的中心且与线圈平面的法线方向垂直，转轴与磁场平行； (C) 线圈面积不变； (D) 线圈转动，转轴过线圈的中心且与线圈平面的法线方向垂直，转轴与磁场垂直。二、阅读判断题：1导体不存在时，在变化的磁场周围不存在感生电场。（ ）2. 感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。（）3导体在磁场中运动产生感应电流时，该电流受到的磁力总表现为导体运动的阻力。( )4. 两个彼此无关的闭合回路，其中之一的磁通量发生了的改变，另一发生了 的改变，前者的感应电动势一定大于后者。（ ）5. 产生动生电动势的非静电力是洛仑兹力。（ ）6制作高频变压器铁芯时，总是把铁芯做成片状，片与片之间涂导电材料。（ ）7 涡流的机械效应可用作电磁阻尼，广泛用于各种仪表测量系统中。（）8. 线圈处于均匀磁场中，均匀磁场与线圈平面垂直。该线圈保持周长不变，当它由圆形变为椭圆形过程中，线圈中不产生感应电动势。（ ）9导体中有感生电动势产生时，则要求导体构成回路。( )10有两个相互平行的直线导体，其中一个通有电流，当两导线相互靠近时，另一导线上感应电流的方向与方向相反。( )三、单项选择题：1如图所示，光滑固定导轨水平放置，两根导体棒和平行放在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（ A ）（A）和将互相靠近； （B）和均向左运动；（C）和将互相远离； （D）和均向右运动。2如图所示，光滑固定导轨水平放置，两根导体棒P、Q平行放在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（B）（A）磁铁的加速度大于；（B）磁铁的加速度小于；（C）磁铁的加速度开始时小于，后来大于；（D）磁铁的加速度开始时大于，后来小于。3一无限长直导体薄板宽为，板面与轴垂直，板的长度方向沿轴，板的两侧与一个伏特计相接。整个系统放在磁感应强度为的均匀磁场中，的方向沿轴正方向。如果伏特计与导体平板均以速度向轴正方向运动，则伏特计指示的读数值为 ( C )（A） （B） （C） （D） 4长度为的直导线在均匀磁场中以速度移动，直导线中的电动势为 ( D )（A） （B）（C） （D）05如图，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈上端振动时，若空气阻力不计，则（ A） （A）条形磁铁的振幅将逐渐减小（B）条形磁铁的振幅不变（C）线圈中将产生大小改变而方向不变的直流电（D）线圈中无电流产生6如图，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈上端振动时，若空气阻力不计，则（ A ） （A）线圈中将产生大小和方向都发生改变的交流电（B）条形磁铁的振幅不变（C）线圈中将产生大小改变而方向不变的直流电（D）线圈中无电流产生7一导体圆线圈在均匀磁场中运动，能使其中产生感应电流的一种情况是（ B ）（A）线圈绕自身直径轴转动，轴与磁场方向平行（B）线圈绕自身直径轴转动，轴与磁场方向垂直（C）线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向平移（D）线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向平移8如图示，一矩形线圈长宽各为，置于均匀磁场中，且随时间的变化规律为 ，线圈平面与磁场方向垂直，则线圈内感应电动势大小为（ C ）（A） （B） （C） （D）9两个闭合的金属环，穿在一极光滑的绝缘杆上（如图），当条形磁铁的N极自右向左插向圆环时，两圆环的运动是： ( B ) (A) 边向左移边分开； (B) 边向左移边合拢； (C) 边向右移边合拢； (D) 同时同向移动。10自感为 0.25 H的线圈中，当电流在(1/16) s内由2 A均匀减小到零时，线圈中自感电动势的大小为： ( C ) (A) 7.8 10-3 V (B) 3.1 10-2 V (C) 8.0 V (D) 12. 0 V 四、简单计算填空题：1如图所示，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次动作快，线圈中产生的感应电动势为；第二次慢，线圈中产生的感应电动势为，则两电动势的大小关系是大于。2. 金属杆处于磁感强度的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里（如图所示）。已知，当金属杆以图中标明的速度方向运动时，测得两点间的电势差是3.0V，则可知两点间的电势差等于 2。3. 如图，导体棒与金属框接触，并置于均匀磁场中，磁场方向垂直纸面向里，导体棒向右运动，判断ab两点的电势关系大于。4. 如图，导体棒长，置于的均匀磁场中，磁场方向垂直纸面向里，导体棒以的速度向右运动。导体棒长度方向、磁场方向和运动方向两两垂直，棒内感生电动势大小为6V。五、计算题：1长直导线与矩形单匝线圈共面放置，导线与线圈的长边平行。矩形线圈的边长分别为，它到直导线的距离为（如下图）。当直导线中通有电流时，求（1）穿过矩形线圈的磁通量； （2）矩形线圈中的感应电动势。解：长直导线中通有电流，则空间的磁场分布为 （2分）穿过矩形线圈的磁通为 （3分）根据法拉第电磁感应定律 （2分）矩形线圈中感应电动势为 （3分）2一矩形线圈长，宽为b，由N匝导线绕成，放置在无限长直导线旁边，并和直导线在同一平面内，该直导线是一个闭合回路的一部分，其余部分离线圈很远，其影响可略去不计。求图（a）、图（b）两种情况下，线圈与长直导线间的互感。解：（）空间的磁场分布为 （） 3一长为的导体棒，在与一均匀磁场垂直的平面内，绕位于处的轴以匀角速度沿逆时针方向旋转，磁场方向如图所示，磁感强度大小为，求（1）导体棒内总的感应电动势；（2）指出和哪一端电势较高。解：在棒上取线元沿方向，则导体棒内的感应电动势为 （ （ ）即棒内感应电动势大小为，方向从指向。 点电势较高。 （4如图所示，在两无限长载流导线组成的平面内，有一固定不动的矩形导体回路。两电流方向相反，若电流，求：（1）穿过线圈的磁通量（2）线圈中感应电动势的大小。解：（1）以右面的电流为坐标原点，水平向右为轴正向，则框内任一点磁感应强度为 取逆时针方向为回路绕行方向，如图，在线框上取面元，且，穿过框的磁通量为 （） （）（2）其中，则矩形框上的感应电动势为 （） （5. 两同轴长直密绕螺线管1和2，长度均为，半径分别为和（），匝数分别为 和，求：（）螺线管1的磁场在螺线管2中产生的磁链数（）两个螺线管间的互感系数。解：解：（1）设螺线管1中通有电流I1，则其产生的磁感强度为 （）则穿过螺线管2的磁通匝链数为 （） （）（2）互感系数 （） （）6一截面为长方形的螺绕环，其尺寸如图所示，共有N匝，求此螺绕环的自感。解： 由于， 所以 7如图所示， 均匀磁场与半径为的圆线圈垂直 （图中表示绕行回路的正方向）。如果磁感强度随时间的变化的规律为，其中和为常量， 试将线圈中的感应电动势表示为时间的函数，并标明方向。解：取与回路绕行方向满足右手螺旋定则关系的方向，即向上为磁感应强度的正方向（2分）则穿过闭合曲线所围面积的磁通量为： (2分)根据法拉第电磁感应定律 (2分) (2分)因为0，所以感应电动势方向与规定的正方向相同 (1分)作图 (1分) 8如图，在通有电流的长直导线旁有一长为的金属棒，以速度平行于导线运动，棒的近导线一端距离导线为，求金属棒电动势，并判断AB点电势高低？（）解：建立如图所示的坐标系，dxOx在AB上x处取一小微元段dx，根据动生电动势计算公式知该微元段产生的电动势大小为： x处的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里 总电动势大小： A点电势比B点高。 9. 一载流长直导线中电流为，一矩形线框置于同一平面中，线框宽为a，长为b，并以速度垂直于导体运动，如图所示。当线框边与导线的距离为时，试用法拉第电磁感应定律求出此时线框内的感应电动势，并指出其方向。解：以长直导线为坐标原点取轴向右。任意时刻边距长直导线为。 在框内取宽为的面元，面元法线垂直纸面向里，穿过面元的磁通量为 则，穿过整个矩形框的磁通量为 线框内电动势