大学物理十三章作业与解答

1、第十三章电磁感应一.选择题I,均以dz/dt的变化率增1 .如图,两根无限长平行直导线载有大小相同方向相反的电流长,一矩形线圈位于导线平面内,那么(A)线圈中无感应电流(B)线圈中感应电流方向不确定(C)线圈中感应电流为顺时针方向(D)线圈中感应电流为逆时针方向2 .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,那么不计自感时(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(题3图)3 .如图,M、N为水平面内两根平行金属导轨,ab与cd为相互平行且垂直

2、于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线,外磁场均匀垂直于水平面向上,当外力使ab向右平移时,cd应(A)不动(B)转动(C)向左移动(D)向右移动?题4图?4 .如下图,直角三角形金属框abc放在均匀磁场中,磁场平行于ab边,bc的长度为1.当金属框绕ab边以匀角速转动时,那么回路中的感应电动势和a、c两点间的电势差匕一匕为(A) £=0,匕-匕肝Ufr,(B) £=0,匕的?(C) E=Bo)l2,匕一匕二;及谓工(D) E=,匕一匕二一8血2UIt5. 在一无限长圆柱区域内,存在随时间变化的均匀磁场,图示为磁场空间的一个横截面,卜列说法正确的选项是(题写图)(A)圆柱形

3、区域内有感生电场,区域外无感生电场(B)圆柱形区域内无感生电场,区域外有感生电场(C)圆柱形区域内有感生电场,区域外也有感生电场(D)圆柱形区域内无感生电场,区域外也无感生电场6. 一密绕螺线管的自感为L,假设将其锯为相等的两半,那么这两个螺线管的自感(A)都等于1/2(B)一个大于L/2,一个小于1/2(C)都大于L/2(D)都小于L/27. 一自感系数为0.1H的线圈中,当电流在(1/10)s内由1A均匀减小到零时,线圈中自感电动势的大小为(A)100V(C)-1V(B)(D)10V1V8.面积为S和2s的两圆线圈1、2如图放置,通有相同的电流,线圈1中的电流所产生的通过线圈2的磁通为02

4、1,线圈2中的电流所/产生的通过线圈1的磁通为(A)C21=212(B)(C)12<21(D)12,那么21和12的大小关系为12=C2121=12/2(题N图)9.通有电流I的半径为R圆线圈,放在近似真空的空间里,圆心处的磁场能量密度是:(B)(D)10.以下情况位移电流为零的是:A电场随时间变化B电场不随时间变化C交流电路D在接通直流电路的瞬间二.填空题11 .用导线制成一半径为0.1m的闭合线圈,线圈电阻为10Q,均匀磁场垂直于线圈平面,欲使线圈中有稳定的感应电流i=0.01A,那么磁感应强度的变化率dB/dt=.118T/s九I112 .如图,纸平面内有一载流长直导线和一接有电压

5、表的矩形线框,当线框中有顺时针方向的感应电流时,直导线中的电流变化为.f题12图填“增大“减小或“不变减小13 .通过平面上一个回路内的磁通量以关系式中=t2+5t+1X10-3wb变化,式中t以s计,那么当f=3£时,回路中感应电动势大小为1.1X1O-IV,一、,土,、,一14 .在磁感应强度为8的磁场中,以速率v垂直切割磁感应线运动的一长度为L的金属杆,相当于一个,它的电动势£二产生此电动势的非静电场力是电源；8加；洛仑兹力I15 .如图,一根无限长直导线绝缘地紧贴在矩形线圈的中央轴00上,它们之间的互感系数为0.16 .如图,在电容器放电过程中,极板间位移电流方向为

6、货极板指向正极板或向左17 .在没有自由电荷与传导电流的变化磁场中,_二三.计算题18 .如图,长直通电导线旁放置一矩形线框,假设导线中电流Z=20COS£Ot,求任意时刻矩形线框回路中的感应电动势解：取坐标轴如图,在矩形框中任取一窄条面元dS=Ldx总磁通量通过面元dS的通量d4*=fidS=£dj：2rar由法拉第电磁感应定律:二.蝙一Lb.=ln-70»sin6£2jta19.上题中,假设电流I不变,矩形线框从图示位置以速度v开始水平向右运动.求任意时刻t回路中的感应电动势.解：任意时刻t,通过矩形线框的磁通量gjd片为dx相隔2m?题1烟由法拉第

7、电磁感应定律:2ji+plb+vt20 .如图,长为L水平放置白导体棒ab绕竖直轴匀角速旋转,角速度为仙,棒a端离轴的距离为5,该处地磁场在竖直方向上的分量为B,求导体棒两端的电势差,哪端电势较高?趣川图解：棒上任取线元dl,其电动势为df=(pXB)idl=<i)SMl导体棒总电动势=df=(vXB)-d!JJ-“当p4L/5y10IwB/dZ=题n图b端电势高21 .如下图,矩形导体框架置于通有电流I的长直载流导线旁,且两者共面,ad、bc边与直导线平行,dc边可沿框架平动.设导体框架的总电阻R视为不变,当dc边以速度v沿框架向下匀速运动时,求回路中的感应电流.解：在dc上距长直导线x处取线元dx,x处场强R-D-2nx其电动势为Ae=,dx=dx整个dc棒上总电动势为回路中感应电流为R2nRr感应电流方向为逆