《大学物理》习题答案11-匡乐满主编-北京邮电大学出版社省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

大学物理作业十一参考解答一、选择题vSN图1答案:[B]1.在一线圈回路中，要求满足如图1所表示旋转方向时，电动势

,磁通量

为正值。若磁铁沿箭头方向进入线圈，则(A)d

/dt

0,

0.

(B)

d

/dt

0,

0.

(C)

d

/dt

0,

0

.(D)

d

/dt

0,

0.第1页2.一磁铁朝线圈运动，如图2所表示，则线圈内感应电流方向（以螺线管内流向为准）以及电表两端电位UA和UB高低为：(A)I由A到B，UA

UB.(B)I由B到A，UA

UB.(C)I由B到A，UA

UB.(D)I由A到B，UA

UB.··GABNSv图2答案:[C]螺线管内磁力线方向由下往上，且增加，依据楞次定律，螺线管内电流有由B流向A点，这相当与电源内部，电源内电流有负极流向正极。所以A点电势高。第2页3.一长直螺线管，单位长度匝数为n电流为I，其中部放一面积为A，总匝数为N，电阻为R测量线圈，如图3所表示，开始时螺线管与测量线圈轴线平行，若将测量线圈翻转180°，则经过测量线圈某导线截面上电量

q为(A)2

0nINA/R.

(B)

0nINA/R.(C)

0NIA/R.

(D)

0nIA/R.IIA图3答案:[A]

螺线管中部磁场为第3页4.若尺寸相同铁环与铜环所包围面积中穿过相同改变率磁通量，则在两环中(A)感应电动势不一样，感应电流相同.(B)感应电动势相同，感应电流也相同.(C)感应电动势不一样，感应电流也不一样.(D)感应电动势相同，感应电流不一样.答案:[D]磁通量改变率同，感应电动势同，但材料不一样，电阻不一样，所以感应电流不一样第4页5.如4图，当无限长直电流旁边长为l正方形回路abcda（回路与I共面且bc、da与I平行）以速率v向右运动时，则某时刻（此时ad距I为r）回路感应电动势大小及感应电流流向是：(A)，电流流向d

c

b

a.，电流流向d

c

b

a.，电流流向a

b

c

d.，电流流向a

b

c

d(C)(B)(D)abcdvI图4答案:[B]

假设dcb

a为正方向，线圈里面磁通量为方向假设同第5页6.如图5所表示，均匀磁场被局限在无限长圆柱形空间内，且成轴对称分布，图为此磁场截面，磁场按dB/dt随时间改变，圆柱体外一点P感应电场Ei应(A)等于零.(B)无法判定.(C)不为零，方向向左或向右.(D)不为零，方向向内或向外.(E)不为零，方向向上或向下.××××××××××·PB图5答案:[E]第6页7.圆电流外有一闭合回路，它们在同一平面内，ab是回路上两点，如图6所表示，当圆电流I改变时，闭合回路上感应电动势及a、b两点电位差分别为：(A)闭合回路上有感应电动势，但不能引入电势差概念.(B)闭合回路上有感应电动势，Ua－Ub

0.(C)闭合回路上有感应电动势，Ua－Ub

0.(D)闭合回路上无感应电动势，无电位差答案:[A]abI图6因为电流改变，引发磁场改变，产生感生电动势，感生电场是非保守力场。第7页8.如图7所表示,直角三角形金属框架abc放在均匀磁场中,磁场B平行于ab边,bc长度为l.当金属框架绕ab边以匀角速度

转动时,abc回路中感应电动势ε和a、c两点电势差UaUc为(A)ε=0,Ua

Uc=Bl2/2.(B)ε=Bl2,Ua

Uc=Bl2/2.(C)ε=0,Ua

Uc=B

l2/2.(D)ε=Bl2,Ua

Uc=B

l2/2.

Blcba图7答案:[C]

第8页9.在一通有电流I无限长直导线所在平面内,有二分之一径为r、电阻为R导线环,环中心距直导线为a，如图8所表示，且a>>r.当直导线电流被切断后,沿导线环流过电量约为(A)(B)(C)(D)答案:[D]

线圈内磁场第9页10.一圆形线圈C1有N1匝,线圈半径为r.将此线圈放在另二分之一径为R(R>>r),匝数为N2圆形大线圈C2中心,二者同轴共面.则此二线圈互感系数M为(A)

0N1N2

R/2.

(B)

0N1N2

R2/(2r).(C)

0N1N2

r2/(2R).

(D)

0N1N2

r/2.答案:[C]

线圈C2通有电流为I2，在线圈C1处产生磁场为经过线圈C1磁通量为第10页二、填空题1.如图9所表示，半径为r1小导线环，置于半径为r2大导线环中心，二者在同一平面内，且r1<<r2.在大导线环中通有正弦电流I=I0sin

t，其中

、I0为常数，t为时间，则任一时刻小导线环中感应电动势大小为

.设小导线环电阻为R,则在t=0到t=

/(2

)时间内,经过小导线环某截面感应电量为q=

.第11页3.半径为R金属圆板在均匀磁场中以角速度

绕中心轴旋转,均匀磁场方向平行于转轴,如图11所表示.这时板中由中心至同一边缘点不一样曲线上总感应电动势大小为

,方向

.vIBA图102.如图10所表示，长直导线中通有电流I，有一与长直导线共面且垂直于导线细金属棒AB，以速度v平行于长直导线作匀速运动.(1)金属棒AB两端电势UA

UB(填

、

、

).(2)若将电流I反向，AB两端电势UA

UB(填、

、

).(3)若将金属棒与导线平行放置，AB两端电势UA

UB(填、

、

).><=O

OB图11沿曲线中心向外第12页4.如图12所表示.匀强磁场局限于半径为R圆柱形空间区域,B垂直于纸面向里,磁感应强度B以dB/dt=常量速率增加.D点在柱形空间内,离轴线距离为r1,C点在圆柱形空间外,离轴线上距离为r2.将一电子(质量为m,电量为－e)置于D点,则电子加速度为aD=

,方向向

;置于C点时，电子加速度为aC=

,方向向

.右下方向由右手定则判定第13页方向由右手定则判定第14页axbyczOBR图136.一闭合导线被弯成圆心在O点半径为R三段首尾相接圆弧线圈:弧ab,弧bc,弧ca.弧ab位于xOy平面内,弧bc位于yOz平面内,弧ca位于zOx平面内.如图13所表示.均匀磁场B沿x轴正向,设磁感应强度B随时间改变率为dB/dt=k(k>0),则闭合回路中感应电动势为

,圆弧bc中感应电流方向为

.7.产生动生电动势非静电力是

力，产生感生电动势非静电力是

力.从c流至b洛伦兹涡旋电场5.半径为a长为l(l>>a)密绕螺线管,单位长度上匝数为n,当通以电流I=Imsin

t时,则在管外同轴圆形导体回路(半径为r>a)上感生电动势大小为

.第15页9.自感为0.25H线圈中,当电流在(1/16)s内由2A均匀减小到零时,线圈中自感电动势大小为

.8V8.如图14所表示，AOC为一折成

形金属导线（AO=OC=L），位于xOy平面上.磁感应强度为B匀强磁场垂直于xOy平面.当AOC以速度v沿x轴正向运动时，导线上A、C两点间电势差UAC

=

，当以速度v沿y轴正向运动时.A、C两点中

点电势高.yAxCO

B图14

A第16页20cm10cm5cmCAI图15三、计算题1.如图15所表示，长直导线AC中电流I沿导线向上，并以dI/dt=2A/s改变率均匀增加.导线附近放一个与之同面直角三角形线框，其一边与导线平行，位置及线框尺寸如图所表示.求此线框中产生感应电动势大小和方向.解：建立坐标如图所表示，取顺时针为三角形回路电动势正向,得三角形面法线垂直纸面向里.取窄条面积微元dS=ydx=[(a+b

x)l/b]dxlbaCAIxy第17页lbaCAIxy=

5.18×10－8V负号表示电动势方向为逆时针第18页2.一很长长方形U形导轨，与水平面成

角，裸导线可在导轨上无摩擦地下滑，导轨位于磁感强度B垂直向上均匀磁场中，如图16所表示.设导线ab质量为m，电阻为R，长度为l，导轨电阻略去不计,abcd形成电路.t=0时，v=0.求：(1)导线ab下滑速度v与时间t函数关系;(2)导线ab最大速度vm.b

Bldca图16解：(1)导线ab动生电动势为方向由b到a.受安培力方向向右,大小为F在导轨上投影沿导轨向上,大小为第19页b

Bldca图16解：(1)导线ab动生电动势为方向由b到a.受安培力方向向右,大小为F在导轨上投影沿导轨向上,大小为重力在导轨上投影沿导轨向下,大小为mgsinθ第20页(2)导线ab最大速度

第21页图173.电量Q均匀分布在半径为a,长为L(L>>a)绝缘薄壁长圆筒表面上,圆筒以角速度

绕中心轴旋转.二分之一径为2a,电阻为R总匝数为N圆线圈套在圆筒上,如图17所表示.若圆筒转速按

=

0(1t/t0)规律(0,t0为已知常数)随时间线性地减小,求圆线圈中感应电流大小和流向.解：等效于螺线管方向与旋转方向一致.第22页4.4.如图18所表示，二分之一径为a很小金属圆环，在初始时刻与二分之一径为b(b>>a)大金属圆环共面且同心.求以下情况下小金属圆环中t时刻感应电动势.(1)大金属圆环中电流I恒定，小金