电磁感应测验

1、大学物理第10章测试 (满分120分)NSOO¢Oi一、 选择题(每小题3分，共18分)1. 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。今欲使线圈中产生逆时针方向(俯视)的瞬时感应电流i(如图)，可选择下列哪一种方法？ (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的夹角 a = 60° 时，线圈中已通过的电

2、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，在匀强磁场中绕OO¢ 转动。角速度为，AC = L/3。则A、D两点间电势差为： O (A) 。CO'DA(B) 。(C) 。(D) 。4. 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，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。(

3、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 = F/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 r1 和r2，管内充满均匀磁介质，其磁导率分别为 m1和 m2，设 r1r2 = 12，m1m2 = 21，当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后，其自感系数之比L1L2与磁能之比Wm1Wm2分别为： (A) 11与11。(B) 12与11。(C) 1

4、2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的平面内绕 O 点以角速度 w 逆时针旋转时，在Ob 两点间产生的电动势 eOb = ，O与b 两点电势较高的为 点。ILdbcaqvRRaOwb´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´´

5、80; ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´ IlBAvlI2. 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。该棒以水平速度匀速向右离开长直导线，则当金属棒的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

6、 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中转动，转轴与平行。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。 Rab´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´

7、; ´ ´ cOb´ ´´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´´ ´ad5. 在圆柱形区域内有一均匀磁场 ，且。一边长为l 的正方形金属框置于磁场中，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 ab 边的中点 O，则ead = ；edc = ；eabcda = 。6. 产生动生电动势的非静电力是     ，其相应的非静电场强 =        &

8、#160;     ；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 I 均匀分布通过此铜片，如图所示。若忽略边缘效应，筒内磁感应强度 的大小 B = ；此装置的自感系数 L =            

9、 。r(t)RaOIlR8. 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

10、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 。ADCBLI11. 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的均匀磁场中以速度运动切割磁力线。导线中对应于非静电力的场强(称作非静电场场强)= 。13. 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 q 角的平行导轨，相

11、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ab上 端电势高；感应电流的大小i = ，方向 。badcqw´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´qabLR14. 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中。当线圈的一半不动，另一半以角速度 w 张开时(线

12、圈边长为2l)，线圈中感应电动势的大小 e = 。(设此时的张角为q，见图)15. 金属圆板在均匀磁场中以角速度 w 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 。´ ´ ´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´ 

13、0; ´V0XACOO¢w16. 在图示的电路中，导线AC在固定导线上向右平移，设 = 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 = 2m/s，B = 0.5T，x = 10cm，则这时动生电动势的大小为 ，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 mr = 5000的铁芯充满，则线圈的自感系数为 。KRB - A+x18. 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

14、= 100 ms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)。20. 平行板电容器的电容C为20F，两板上的电压变化率为，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， ； 。三、 计算题(每题6分，共18分)IMONaLqw1. 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 w 在一平面内转动，O点到导线的垂直距离为 a (a > L)，如

15、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eON的大小和方向，O、N 两点哪一点电位高？(2)当金属棒转到图中OM 位置时，MON = q 位置时，求棒内的感应电动势eOM的大小和方向。Ibaw2. 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 w 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 ；(3)大线圈中的感应电动势。REFRR× 

16、15;××××× ×3. 一被限制在半径为 R 的无限长圆柱体内的均匀磁场，方向垂直与纸面，且均匀增加，。有一长为 2R 的导体棒以速度扫过磁场，试求导体棒在 EF 位置时的感应电动势。答案：一、选择题1(C)；2(A)；3(A)；4(D)；5(C)；6(C)二、填空题1 ；O 点2 3 ；B4 ；a5 0；6 洛仑兹力，；感生电场力，变化的磁场7 ；8 09 010 (1)；(2)；(3)； (4)11ADCBA绕向；ADCBA绕向1213；a；由b向a1415相同(或BwR2/2)；沿曲线由中心向外1650 mV；49.5 mV；减小173.7 H180.4 V19x轴正方向或方向；x轴负方向或方向2021三、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IONaLwdrvr  (1分) 直导线在dr 小段产生的磁场为 方向向里。 (1分)导体棒上的总电动势为(1分)其方向由O 指向 N (1分)(2) (略)(1分)其方向由O 指