317-动生电动势和感生电动势、涡旋电场.doc

317-动生电动势和感生电动势、涡旋电场1 选择题1. 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 （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。答：（B）。2. 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)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。答：（A）。3. 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）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。答：（A）。4. 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： （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。答：（B）。5. 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： （A）使环沿轴正向平动；（B）环不动，减弱磁场的磁感应强度；（C）环不动，增强磁场的磁感应强度；（D）使环沿轴反向平动。答：（B）。6. 在磁感强度为的均匀磁场中作一半径为的半球面，边线所在平面的法线方向单位矢量与的夹角为，则通过半球面的磁通量（取弯面向外为正）为 （A）； （B）； （C）； （D）。 答：（D）。B7. 匝圆形线圈半径为，处在匀强磁场中，线圈所在平面与磁场方向夹角，磁场的磁感应强度随时间均匀增强，线圈中产生的感应电流强度为，为使线圈产生的感应电流强度为，可采取的办法是 （A）使线圈匝数变为原来的倍； （B）使线圈匝数变为原来的倍；（C）使线圈半径变为原来的倍； （D）使线圈半径变为原来的倍。答：（A）。B8. 匝圆形线圈半径为，处在匀强磁场中，线圈所在平面与磁场方向夹角，磁场的磁感应强度随时间均匀增强，线圈中产生的感应电流强度为，为使线圈产生的感应电流强度为，可采取的办法是 (A)使角变为； (B)使角变为； (C)使角变为； (D)使角变为。答：（D）9. 如图所示，导线框与导线在同一平面内无限长直导线通有恒定电流，将线框由左向右匀速通过导线时，线框中感应电流的方向是 （A）先后； （B）先后；（C）先后，再； （D）先后，再。答：（D）。10. 均匀磁场区域为无限大。矩形线圈以常速沿垂直于均匀磁场方向平动（如图），则下面哪一叙述是正确的： （A）线圈中感生电流沿顺时针方向；（B）线圈中感生电流沿逆时针方向；（C）线圈中无感生电流；（D）作用在上的磁力与其运动方向相反。答：C11. 感应电动势的方向服从楞次定律是由于 （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。答：（C）。12. 在无限长载流导线附近放置一矩形线圈，开始线圈与导线在同一平面内，且线圈中两条边与导线平行。线圈作如图三种平动则： （A）(1) (3)无感生电流，(2)产生感生电流，且方向为顺时针（B）(1) 无感生电流，(2)产生顺时针方向感生电流，(3)产生逆时针方向感生电流；（C）(1) (2) (3)皆产生顺时针方向感生电流；（）(1)无感生电流，(2) (3)产生顺时针方向感生电流。答：（D）。13. 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： （A）线圈平动；（B）线圈转动，转轴过线圈的中心且与线圈平等垂直，转轴与磁感应线平行；（C）线圈面积缩小；（D）线圈转动，轴过线圈的中心且与线圈平等垂直，转轴与磁感应线垂直。答：（D）。14. 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： （A） （B） （C） （D）答：（C）。15. 一根长度为的铜棒，在均匀磁场中以匀角速度绕通过其一端的定轴旋转着，的方向垂直铜棒转动的平面，如图所示设时，铜棒与Ob成 角（b为铜棒转动的平面上的一个固定点），则在任一时刻这根铜棒两端之间的感应电动势是 （A）； （B）； （C）； （D）。 答：（D）。16. 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 （A）闭合曲线L上处处相等； （B）感应电场是保守力场；（C）感应电场的电场强度线不是闭合曲线；（D）在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念。答：（D）。17. 半径为的圆线圈置于磁感强度为的均匀磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈电阻为，当把线圈转动使其法向与的夹角为时，线圈中已通过的电量与线圈面积及转动时间的关系是： （A）与线圈面积成正比，与时间无关；（B）与线圈面积成正比，与时间成正比；（C）与线圈面积成反比，与时间无关；（D）与线圈面积成反比，与时间成正比。答：（A）。18. 两根平行的长金属棒，相距为，其上放置一与其摩擦可忽略的光滑金属棒，二长金属棒一端接上电动势为，内阻为的电源，整个装置放于区域足够大的匀强磁场中，的方向如图示。忽略各金属棒的电阻，则运动速度将： （A）无限大； （B）最后为零； （）最后保持； （D）最后保持。答：（D）。19. 两个闭合的金属环，穿在一极光滑的绝缘杆上（如图），当条形磁铁极自右向左插向圆环时，两圆环的运动是： （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。答： （B）。2 填空题1. 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，棒内感生电动势方向为 。 答：逆时针方向。2. 动生电动势计算公式为_。答：3. 在磁感强度为的均匀磁场中，以速率垂直切割磁力线运动的一长度为的金属杆，相当于一个电源，它的电动势 。答：。4. 两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流，并各以的变化率增长，一矩形线圈位于导线平面，如图，则感应电流的方向是_。答：顺时针方向。5. 用导线制成一半径为的闭合圆形线圈，其电阻为，均匀磁场垂直于线圈平面。欲使电路中有一稳定的感应电流，磁感应强度的变化率_答：。6. 图中，左边导线为无限长，载有电流，与时间与关。右边半圆形闭合线圈与长直导线在一个平面内，直径部分与长直导线平行。右边半圆形闭合线圈的感应电动势方向为 。 答：顺时针方向。7. 在电磁感应现象中，感应电流的后果总与引起感应电流的原因 。答：相对抗。8. 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 。 答：。9. 如图，把一无限长的直导线穿过一导线圆环，二者相互绝缘。圆环平面与导线垂直。直导线通有稳恒电流。圆环绕直导线转动时，环中 产生感生电流。 答：不。10. 磁场沿方向,磁感强度大小为，在平面内有一矩形线框，在时刻的位置如图所示，求线框从静止开始，以的加速度时，在平面内平行于轴作匀速运动下，线框中的感应电动势与的函数关系 。 答：0。11. 磁场沿方向,磁感强度大小为，在平面内有一矩形线框，在时刻的位置如图所示，线框以速度的速度匀速运动，线框中的感应电动势与的函数关系_。答：0。 12. 飞机以的速度水平飞行，机翼两端相距离，两端这间可当作连续导体。已知飞机所在处地磁场的磁感应强度在竖直方向上的分量。机翼两端电势差为 。答：。13. 如果使图左边电路中的电阻增加，则在右边电路中的感应电流的方向_。答：顺时针。注：当左边电路中的电阻增加时，左边回路逆时针方向的电流减小，穿过右边回路的向下的磁通量减少，由楞次定律可知，右边电路中的感应电流方向为顺时针方向。14. 如图所示，为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距，导轨上端接有电阻，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于的水平匀强磁场中。若杆稳定下落时，每秒钟有的重力势能转化为电能，则杆的下落速度 。答：。15. 电阻为的矩形导线框，边长，质量为，自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为，如图若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框内产生的焦耳热是_（不考虑空气阻力）。答：。16. 半径为的圆形回路，放在的均匀磁场中，回路平面垂直，当回路半径以恒定的速率收缩，刚开始时回路中的感应电动势大小为 。答：17. 通过回路的磁通量依下列关系变化，则时回路中感应电动势的大小_。答： 18. 如图所示，、为两匀强磁场区，区域的磁场方向垂直纸面向里，区域的磁场方向垂直纸面向外，磁感强度均为，两区域中间为宽的无磁场区。有一边长为，电阻为的正方形金属框置于区域，边与磁场边界平行，现拉着金属框以速度向右匀速移动。当边刚进入中央无磁场区时，通过边的电流的大小_。答：。3 计算题1. 一无限长螺线管每米有匝，载有电流安，螺线管直径为米，在管内放置一个直径为米的密绕匝的线圈，且使其轴线与无限长螺线管的轴线平行。在秒内：使螺线管中的电流匀速降为，然后又使其在相反的方向以同样的匀速上升为安。此过程中感应电动势的大小。解：感应电动势的大小 （7分） （3分）2. 导线弯成如图的形状（其中是一半圆形导线，半径米），在均匀磁场中绕轴转动，转速每秒转。设电路的总电阻（包括电表的内阻）为欧。求导线中的（1）电动势的频率及电流的频率；（2）电动势的最大值及电流的最大值。解：（1） 赫 （2分）线圈转动一周则电动势变化一个周期，电流变化也是一个周期，故电动势，电流的频率与线圈的转动频率是一样的赫 （2分）（2） 半圆线圈的通量 （3分） （3分） 3. 由两个正方形线圈构成的平面线圈，如图所示。已知米，米，今有按规律变化的磁场垂直通过线圈平面。特，弧度秒。线圈单位长度的电阻为欧米。求线圈中感应电流的最大值。解：当向内且，则均为逆时针方向。故整个电路中的电动势的大小为： 由于 所以 （4分） （3分）故 式中为单位长度的电阻 （3分）单位为安培。4. 如图，一长直导线通有交变电流，再它旁边有一长方形线圈，长为，宽为，线圈和导线在同一平面内，求回路中的感应电动势.解：先求回路中的磁通 （4分） 回路中电动势： （6分）5. 飞机以的速度水平飞行，机翼两端相距，飞机所在处地磁场在竖直方向分量为，求机翼两端电位差。解： （6分） （4分）6. 求长度为L的金属杆在均匀磁场中绕平行于磁场方向的定轴OO转动时的动生电动势大小和方向。已知杆相对于均匀磁场的方位角为q，杆的角速度为，转向如图所示。 解： （2分） （2分）注意到 （1分）因此 （2分）电动势方向沿着杆指向上端。 （3分）n Bd ac bv7. 如图所示，线圈放在的均匀磁场中，磁场方向与线圈平面法线的夹角，可左右滑动。今将以速率向右运动，求感应电动势的大小及感应电流的方向。解： （3分） （5分） （2分）负号表示感应电动势的方向为,此即感应电流的方向。8. 有一无限长螺线管,每米有线圈匝,在其中心放置一个圆形小线圈，其匝数为，其半径为米，且使其轴线与无限长螺线管轴线平行，若在秒内，使螺线管中电流均匀地从增加到安，问圆形小线圈中感应电动势为多大？解：无限长螺线管内部产生的磁感应强度为 （2分）通过圆形小线圈的磁通链数为 （2分）感应电动势的大小： （4分） （2分9. 如图所示，真空中一无限长直导线通有电流(式中、为常量，为时间)，有一带滑动边的矩形导线框与长直导线平行共面，二者相距。矩形线框的滑动边与长直导线垂直，它的长度为，并且以匀速(方向平行长直导线)滑动若忽略线框中的自感电动势，并设开始时滑动边与对边重合，试求任意时刻在矩形线框内的感应电动势，并讨论方向。解：无限长直载流导线的磁场公式是 （2分）若规定方向为顺时针,它在矩形线框中产生的磁通量为 （2分）法拉弟电磁感应定律告诉我们 （4分）如果，表示感应电动势方向和方向相同；，表示感应电动势方向和方向相反。因此，若，则：l t 1时，感应电动势方向为顺时针。 （2分）10. 如图所示，有一中心挖空的水平金属圆盘，内圆半径为，外圆半径为圆盘绕竖直中心轴OO以角速度匀速转动均匀磁场的方向为竖直向上求圆盘的内圆边缘处C点与外圆边缘A点之间的动生电动势的大小及指向 解： （2分） （2分） （2分）动生电动势的指向：CA （4分）11. 在相距的平行长直载流导线中间放置一固定的字形支架，如图该支架由硬导线和一电阻串联而成且与载流导线在同一平面内两长直导线中电流的方向相反，大小均为金属杆垂直嵌在支架两臂导线之间，以速度在支架上滑动，求此时中的感应电动势 解：建立直角坐标系,轴沿水平方向向右,轴和右边电流标定方向一致, 轴垂直于纸面朝里，左边导线和延长线的交点为坐标原点。无限长直载流导线的磁场公式是 （1分）根据磁场叠加原理 （2分） （2分）由于可产生电动势 （2分） 因此 （2分）电动势方向：从D向E （1分）12. 如图所示，两条平行长直导线和一个矩形导线框共面且导线框的一个边与长直导线平行，他到两长直导线的距离分别为、。已知两导线中电流都为，其中和为常数，为时间导线框长为宽为，求导线框中的感应电动势。 解：无限长直载流导线的磁场公式是 （2分）根据磁场叠加原理，本题中的磁场分布为 （2分）若规定方向为顺时针,它在矩形线框中产生的磁通量为法拉弟电磁感应定律告诉我们 （3分）注意到 因此 （3分）如果，表示感应电动势方向和方向相