电磁感应测验

1、.大学物理第10 章测试 ( 满分 120 分 )一、选择题 ( 每小题 3 分，共 18 分)N1. 在两个永久磁极中间放置一圆形线圈，线圈的大小和磁极大小约相等，线圈平面和磁场方向垂直。 今欲使线圈中产OiO生逆时针方向 ( 俯视 ) 的瞬时感应电流 i( 如图 ) ，可选择下列O哪一种方法？ S(A) 把线圈在自身平面内绕圆心旋转一个小角度。(B) 把线圈绕通过其直径的 OO 轴转一个小角度。(C) 把线圈向上平移。(D) 把线圈向下平移。2. 半径为 a 的圆线圈置于磁感应强度为 B 的均匀磁场中， 线圈平面与磁场方向垂直， 线圈电阻为 R；当把线圈转动使其法向与B 的夹角= 60时，

2、线圈中已通过的电量与线圈面积及转动的时间的关系是( 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，与时间成正比。 ( D) 与线圈面积成反比，与时间无关。3. 棒 AD 长为 L，在匀强磁场 B 中绕 OO 转动。角速度为 ，AC = L/ 3。则 A 、D 两点间电势差为： (A) UDU A1B L2。O6( B)U AU D1 2。AD6BLC( C)U DU A2B 2。OB9L( D)U AU D2 2。9B L4. 将形状完全相同的铜环和木环静止放置， 并使通过两平面的磁通量随时间的变化率相等，则( A) 铜环中有感应电动势

3、，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。5. 对于单匝线圈取自感系数的定义式为L =/ I 。当线圈的几何形状、大小及周围磁介质分布不变，且无铁磁性物质时，若线圈中的电流强度变小，则线圈的自感系数L( A) 变大，与电流成反比关系。( B) 变小。( C) 不变。( D) 变大，但与电流不成反比关系。6. 有两个长直密绕螺线管，长度及线圈匝数均相同，半径分别为r 1 和 r2，管内充满均.匀磁介质，其磁导率分别为1和212= 12，12= 21，当将两只螺线，设 r r管串联在电路

4、中通电稳定后，其自感系数之比L1 L2 与磁能之比 Wm1 Wm2 分别为：(A) 11 与 11。(B) 12 与 11。(C) 12 与 12。(D) 21 与 21。二、填空题 ( 每空 2 分，共 84 分)1. 如图所示，一导线被弯成半径为 R 的 3/ 4 圆弧和沿径向长为 R 的小段。当它在垂直于均匀磁场 B 的平面内绕O 点以角速度逆时针旋转时，在Ob 两点间产生的电动势Ob =，O 与 b 两点电势较高的为点。RIabLvBdaRcOb2. 如图所示，在一无限长的通电导线 ( 电流为 I) 的同一平面内有一长为 L 的金属棒 ac。该棒以水平速度 v 匀速向右离开长直导线，则

5、当金属棒的 a 端离长直导线距离为 d 时产生的动生电动势为。3. 如图，两无限长直导线通有相同的电流 I ，且方向相同，平行地放在水平面上，相距为 2l。如果使长直导线 AB 以匀速率v 从图中的位置向左移动t 秒时( 导线 AB 仍在两电流之间 ) ，AB 两端产生的动生电动势大小为。A、B 两端，电势高的一端是。4. 如图所示， 4 根辐条的金属轮子在均匀磁场 B 中转动，转轴与 B 平行。轮子和辐条都是导体。辐条长为R，轮子转速为 n，则轮子中心 a 与轮子边缘 b 之间的感应电动势为 ，电势最高点是在处。AIIvBll.abBOaRdcbB5. 在圆柱形区域内有一均匀磁场B ，且 d

6、B0 。一边长为 l 的正方形金属框置于磁场dtab 边的中点 O，则中，位置如图所示，框平面与圆柱形轴线垂直，且轴线通过金属框ad =； dc =； abcda =。6. 产生动生电动势的非静电力是，其相应的非静电场强=；产生感生电动势的非静电力是，激发感生电场的场源是。7. 将一宽度为 l 的薄铜片卷成一个半径为 R 的细圆筒，设 l R，电流过此铜片，如图所示。若忽略边缘效应，筒内磁感应强度=；此装置的自感系数L =。ROIlI 均匀分布通B 的大小 Ba8. 如图所示，电量 Q 均匀分布在半径为 r 的长直圆筒上，一单匝矩形线圈的一个边与圆筒的轴重合， 圆筒以角速度 ( t) 旋转，设

7、单匝线圈的电阻为 R，则线圈中的感生电流的大小为。9. 如图所示，一无限长直导线和一半径为a 的导体圆环放在同一平rR ( t)面内，直导线通过圆环中心，接触处相互绝缘。则直导线与圆环之间的互感系数M=。10. 试相应地写出哪一个麦克斯韦方程相当于或包括下列事实。( 1)一个变化的电场，必定有一个磁场伴随它。方程是；( 2)一个变化的电场，必定有一个磁场伴随它。方程是；( 3)不存在磁单极子。方程是；.( 4) 在静电平衡条件下，导体内部不可能有电荷分布。方程是。11. 如图，在一长直导线 L 中通有电流 I ，ABCD 为一矩形线圈，它与 L 皆在纸面内，且 AB 边与 L 平行。( 1)矩

8、形线圈在纸面内向右移动时，线圈中感应电动势方向为。( 2) 矩形线圈绕 AD 边旋转，当 BC 边已离开纸面正向外运动时，线圈中感应电动势方向为。12. 一根直导线在磁感应强度为 B 的均匀磁场中以速度 v 运动切割磁力线。导线中对应于非静电力的场强( 称作非静电场场强 ) E v =。ADILBC13. 如左下图所示，在竖直向上的均匀稳恒磁场中， 有两条与水平面成 角的平行导轨，相距 L，导轨下端与电阻 R 相连，若一段质量为 m 的裸导线 ab 在导轨上保持匀速下滑。在忽略导轨与导线的电阻和其间摩擦的情况下，感应电动势；导线abi上端电势高；感应电流的大小i =，方向。BRabLcbadB

9、14. 如右上图所示，一导线构成一正方形线圈然后对折， 并使其平面垂直置于均匀磁场 B中。当线圈的一半不动，另一半以角速度张开时 ( 线圈边长为 2l) ，线圈中感应电动势的大小=。( 设此时的张角为，见图 )15. 金属圆板在均匀磁场中以角速度绕中心轴旋转，均匀磁场的方向平行于转轴，如图。这时板中由中心至同一边缘点的不同曲线上总感应电动势的大小，方向。OABOBXV0C16. 在图示的电路中，导线 AC 在固定导线上向右平移，设 AC = 5cm，均匀磁场随时间的变化率 dB/ dt =0.1 T/ s，某一时刻导线 AC 速度 V0，B = 0.5T，= 2m/ sx = 10cm则这时动

10、生电动势的大小为，总感应电动势的大小为，以后动生电动势的大小随着AC 的运动而。17. 一个薄壁纸筒，长为30 cm、截面直径为 3 cm，筒上绕有 500 匝线圈，纸筒内由r.= 5000 的铁芯充满，则线圈的自感系数为。18. 在自感系数 L = 0.05 mH 的线圈中，流过 I = 0.8A的电流。在切断电路后经过 t = 100s 的时间，电流强度近似变为零，回路中产生的平均自感电动势=。19. 图示为一充电后的平行板电容器， A 板带正电， B 板带负AB电。当将开关 K 合上时，AB 板之间的电场方向为，位移电流的方向为(按图上所标 x 轴正方向来回答 ) 。R20. 平行板电容

11、器的电容 C 为 20F，两板上的电压变化率为KxdU / dt1.50 105 V s 1 ，则该平行板电容器中的位移电流为。21. 在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中，H dl；E dl。LL三、计算题 ( 每题 6 分，共 18 分)1. 一无限长直导线中通有稳恒电流 I。导线旁有一长度为 L 的金属棒绕其一端 O 点以匀角速度在一平面内转动， O 点到导线的垂直距离为a ( a L) ，如图所示。设长直导线与金属棒的旋转平面共面，( 1) 当金属棒转到与长直导线垂直，即ON 位置时，棒内的感应电动势 ON 的大小和方向， O、N 两点哪一点电IM位高？( 2) 当金属棒转到图中 O

12、M 位置时，MON = 位置时，ON求棒内的感应电动势OM 的大小和方向。2. 一半径为 a 的小圆线圈，电阻为 R，开始时与一个半径为 b ( b a) 的大圆线圈共面且同心。固定大线圈，并在其中维持恒定电流 I，使小线圈绕其直径以匀角速度转动，如图所示 ( 线圈的自感忽略 ) 。求：( 1)小线圈中的电流i；( 2)两线圈的互感系数M ；( 3)大线圈中的感应电动势。3. 一被限制在半径为 R 的无限长圆柱体内的均匀磁场， B方向垂直与纸面，且均匀增加，dBc 。有一长为 2R 的dt导体棒以速度 V 扫过磁场，试求导体棒在EF 位置时的感应电动势。aLIbaRRVFE B R.答案：一、

13、选择题1(C) ；2( A ) ；3 ( A) ；4( D)； 5( C) ；6( C)二、 填空题52；O点1BR220 Ivtgdb2lnd0 Ilv11； B32lvtlvt4 BnR 2 ；a5l 2dB；l2dB0；dt；4dt6 洛仑兹力， vB ；感生电场力，变化的磁场70I ；0 R 2l l809010 ( 1) H dlD dS ；( 2) E dlB dS ；LSLtLSL t( 3)BdS0 ；( 4)D dSq0SS11 ADCBA 绕向； ADCBA 绕向12 v B13 mgR tan ；a； mg tan；由 b 向 aBLBL14 2l 2 Bsin15相同

14、( 或 BR2/ 2) ；沿曲线由中心向外1650 mV； 49.5 mV；减小173.7 H180.4 V轴正方向或 ?方向； x 轴负方向或i?方向19 xi20 I d3A.21 H dl D dSE dlB dSsts t三、计算题1. 解 ( 1) 如图建立坐标系。导体棒上 r 处 dr 小段中的动生电动势为dvB dlr Bdr(1分)直导线在 dr小段产生的磁场为B0 I方向向里。(1分)Idrr2r aONv导体棒上的总电动势为0 Ir0 Ia LaLLdrLa ln(1分)ON0 2raa2其方向由 O指向 N(1分)( 2)(略) OM0 ILaln aL cos(1分)2cosa其方向由 O 指向 M(1分)2. 解 ( 1) 大圆线圈在圆心处产生的磁场为B0 I( 1分)2b方向与其平面垂直，由于 b a，则小圆线圈处的磁场可近似看成是均匀的，而且和圆心处的磁场相同，小圆线圈转动时，通过它的磁通量为B S BS cos0I a2 cos t2b其中， 是大圆线圈平面与小圆线圈平面法线之间的夹角。小圆线圈中感应电动势的大小为d