电磁第十章精品课件

1、电磁第十章第1页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五10-1 如图101所示，长为l 的导线杆ab以速率v在导线导轨adcb上平行移动，杆ab在t=0时，位于导轨dc处。如果导轨处于磁感应强度为B=B0 sin t（ B0 、 为常数）的均匀磁场中， 垂直纸面向里，则t时刻导线回路中的感应电动势是怎样的？解：取回路方向顺时针，t 时刻导线回路中的磁通为：方向随时间变化第2页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五 10-2 由导线弯成的宽为a高为b的矩形线圈，以不变的速率v平行于其宽度方向从无磁场空间垂直于边界进入一宽度为3a的均匀磁场中，线圈平面与磁场方向垂直（如

2、图102），然后又从磁场中出来，继续在无磁场的空间运动，试在附图中画出感应电流I与时间的函数关系曲线，线圈的电阻的R，取线圈刚进入磁场时感应电流的方向为正（忽略线圈自感）。解：以刚进入磁场的时刻为计时起点。 ab3a第3页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五10-3 如图所示，在塑料筒上分别绕有A、B两组线圈，线圈A与电源相接，线圈B与电表相连，将一铁棒E插入线圈A时，问两线圈中的电流会怎样变化？（分析整个过程，用文字简述回答） 解： 不变，铁棒E插入线圈A时，线圈A中磁通增加，感应电流阻碍磁通的增加，与原传导电流反向，因此 后恢复原状线圈B中磁通的变化产生感应电流c A d,

3、 后恢复原状第4页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五10-4 如图所示，将 线路放入 时，请判断小线圈上感应电流方向？以及电阻R上哪端的电势高？ R上左端电势高。第5页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五A)不动B)向右移动C)转动D）向左移动 10-5 如图所示，M、N为两根水平放置的平行金属导轨，ab和cd为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线，外磁场均匀向上。当外力使ab向右平移时，cd B 第6页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五 10-6 如图所示，均匀磁场被限制在半径为R的无限长圆柱空间内，其变化率为正的常数，在圆柱形外，距

4、轴线为r的P点处置一电子，求它的加速度。而 a 顺时针方向 解： L顺时针方向 第7页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五drr 10-7(教材P290例) 如图所示，一半径为R的水平导体圆盘，在竖直向上的匀强磁场 中以角速度 绕通过盘心的轴转动，圆盘的轴线与磁场 平行， 1)盘边与盘心间的电势差；2)盘边和盘心的电势哪个高；3）当盘反转时，它们的电势高低如何？ 答：）盘边与盘心间的电势差就是盘上沿半径方向的感应电动势，可以认为它是沿任意半径的一导体杆在磁场中绕一端转动的结果，而半径上线元dr将产生2 )沿径向向外盘边电势高于盘心3 ) 沿径向向内盘心电势高于盘边第8页，共20

5、页，2022年，5月20日，7点1分，星期五10-8 两根平行无限长直导线相距为，载有大小相等方向相反的电流I ，电流变化率 ，一个边长为d的正方形线圈位于导线平面内与一根导线相距d（如图所示），求线圈中的感应电动势 ，并说明线圈中的感应电流方向？ dddII12解： 无限长直导线外一点的线圈内以 为正方向Lydy 取一宽dy 的窄条，与导线相距yI与L反向，为顺时针第9页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五10-9 如图所示，半径为R的圆柱形空间内有一均匀磁场 ,以每秒 的速率减小，在该磁场空间中，离轴线O为r=5cm处的A点有一电子，求：电子在A点的加速度？（ , ）解:

6、磁场分布均匀 感生电场具涡旋性，为一系列同轴圆环. 作半径为r 的同轴圆形环路，取顺时针为正，则 沿逆时针第10页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五 当电子的初速度为0时，初始时刻电子只受电场力的作用，其初始加速度大小为 当电子的初速度为 （向上）时，则电子要受到电场力和磁场力的共同作用（沿径向向外） （斜向右上方）电子运动的轨迹为半径逐渐加大的螺旋线。 第11页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五10-10 如图所示，铜棒AC在与垂直于纸面向里的磁场垂直的平面内，以角速度 转动，求AC棒上总的感应电动势 解：AOC由A指向C （即：C点电势高）第12页，共2

7、0页，2022年，5月20日，7点1分，星期五10-11 矩形载面螺线环（尺寸如图）上绕有匝线圈，若线圈中通有电流I ，由通过螺线环截面的磁通量 求螺线环外内直径之比， 若0.0 1,N= 100匝，求螺线环的自感系数， 若线圈通以交变电流 （ , 为常数），求环内感应电动势。 解： 取半径为r的圆为闭合回路，由环路定理 螺线环 D1D2rhdr 第13页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五（2）（3）第14页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五10-12 在半径为R 的圆柱形体积内,充满磁感应强度 的均匀磁场，有一长度为L的金属棒放在磁场中, 如图所示，设磁场

8、在增加,并且 已知，求棒中的感应电动势, 并指出哪端电势高。解：连接oa、ob，形成一闭合回路 =0=0L由a b, b端电势高。或由楞次定律判断第15页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五*10-13 如图所示，长直导线AB中的电流I沿导线向上，并以 的速度均匀增长，在导线附近放一个与之同面的直角三角形线框，其一边与导线平行，求此线框中产生的感应电动势的大小和方向。xydxyx解： 斜边方程为 L取回路为顺时针方向逆时针方向第16页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五（1）各区域中磁场强度和磁感应强度的分布；（2）圆柱与圆筒间单位长度的磁场能量。 10-14

9、一同轴长电缆由两导体组成，内层是半径为 的圆柱体，外层是内、外半径分别 、 的圆筒，二导体内电流等值反向均匀分布在横截面上，圆柱与圆筒的磁导率为 ，其间充不导电的磁导率为 的均匀介质，如图所示。试求：解（1）电流分布，磁介质分布具有轴对称性， 磁场分布也具有对称性。作半径为r 的圆形环路，则： 第17页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五(2)1第18页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五*10-15三角形闭合导线，如图放置，在这三角形区域中的磁感应强度为 ，式中 和a是常量， 为z 轴方向单位矢量，求导线中的感生电动势。解： 斜线方程为 dxdyds取面元zL取回路逆时针方向沿逆时针方向第19页，共20页，2022年，5月20日，7点1分，星期五10-1