《大学物理》电磁感应练习题及答案

《大学物理》电磁感应练习题及答案一、简答题1、简述电磁感应定律答：当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，不论这种变化是什么原因引起的，回路中都会建立起感应电动势，且此感应电动势等于磁通量对时间变化率的负值，即。2、简述动生电动势和感生电动势答：由于回路所围面积的变化或面积取向变化而引起的感应电动势称为动生电动势。由于磁感强度变化而引起的感应电动势称为感生电动势。3、简述自感和互感答：某回路的自感在数值上等于回路中的电流为一个单位时，穿过此回路所围成面积的磁通量，即。两个线圈的互感M值在数值上等于其中一个线圈中的电流为一单位时，穿过另一个线圈所围成面积的磁通量，即。4、简述位移电流与传导电流有什么异同答：共同点：都能产生磁场。不同点：位移电流是变化电场产生的（不表示有电荷定向运动，只表示电场变化），不产生焦耳热；传导电流是电荷的宏观定向运动产生的，产生焦耳热。5简述感应电场与静电场的区别？答：感生电场和静电场的区别感生电场静电场非保守场保守场由变化的磁场产生由电荷产生6、写出麦克斯韦电磁场方程的积分形式。答：7、简述产生动生电动势物理本质答：在磁场中导体作切割磁力线运动时，其自由电子受洛仑滋力的作用，从而在导体两端产生电势差8、简述磁能密度,并写出其表达式答：单位体积中的磁场能量,。9、简述何谓楞次定律答：闭合的导线回路中所出现的感应电流，总是使它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因（反抗相对运动、磁场变化或线圈变形等）.这个规律就叫做楞次定律。10、全电流安培环路定理答：磁场强度沿任意闭合回路的积分等于穿过闭合回路围成的曲面的全电流二、选择题1、有一圆形线圈在均匀磁场中做下列几种运动，那种情况在线圈中会产生感应电流(D)A、线圈平面法线沿磁场方向平移B、线圈平面法线沿垂直于磁场方向平移C、线圈以自身的直径为轴转动，轴与磁场方向平行D、线圈以自身的直径为轴转动，轴与磁场方向垂直2、有两个线圈，线圈1对线圈2的互感系数为，而线圈2对线圈1的互感系数为.若它们分别流过和的变化电流且，并设由变化在线圈1中产生的互感电动势为，由变化在线圈1中产生的互感电动势为，下述论断正确的是(D)A、B、C、D、3、对于位移电流，下列四种说法中哪一种说法是正确的(A)A、位移电流的实质是变化的电场B、位移电流和传导电流一样是定向运动的电荷C、位移电流服从传导电流遵循的所有规律D、位移电流的磁效应不服从安培环路定理4、下列概念正确的是(B)。A、感应电场是保守场B、感应电场的电场线是一组闭合曲线C、，因而线圈的自感系数与回路的电流成反比D、，回路中的磁通量越大，回路的自感系数也一定大5、如图所示，两个环形线圈、互相垂直放置，当它们的电流和同时发生变化时，则有下列情况发生：(D)A、中产生自感电流，中产生互感电流B、中产生自感电流，中产生互感电流C、、中同时产生自感和互感电流D、、中只产生自感电流，不产生互感电流6、在圆柱形空间内有一磁感强度为的均匀磁场，如图所示，的大小以速率变化，在磁场中有、两点，其间可以放置一直导线和一弯曲的导线，则下列哪种说法正确(D)A、电动势只在直导线中产生B、电动势只在弯曲的导线产生C、电动势在直导线和弯曲的导线中都产生，且两者大小相等D、直导线中的电动势小于弯曲导线中的电动势7、两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流，并各以的变化率增长，一矩形线圈位于导线平面内(如图)，则：(B)A、线圈中无感应电流．B、线圈中感应电流为顺时针方向．C、线圈中感应电流为逆时针方向．D、线圈中感应电流方向不确定．8、一根无限长平行直导线载有电流，一矩形线圈位于导线平面内沿垂直于载流导线方向以恒定的速率运动(如图所示)，则(B)A、线圈中无感应电流B、线圈中感应电流为顺时针方向C、线圈中感应电流为逆时针方向D、线圈中感应电流方向无法确定9、关于自感，说法正确的是(D)A、自感与通过线圈的磁通量成正比，与线圈中的电流成反比B、线圈中的电流越大，自感电动势越大C、当线圈中有电流时才有自感 D、以上说法都不对10、关于感生电场和静电场下列哪一种说法正确(B)。A、感生电场是由变化电场产生的．B、感生电场是由变化磁场产生的，它是非保守场．C、感生电场是由静电场产生的D、感生电场是由静电场和变化磁场共同产生的11、产生感生电场的根源是：(D)A、均匀磁场；

B、非均匀磁场；

C、稳恒电场；

D、变化磁场。12、感生电场是(C)A、由电荷激发，是无源场；B、由变化的磁场激发，是有源场；C、由变化的磁场激发，是无源场；D、由电荷激发，是有源场。13、在尺寸相同的铁环和铜环所包围的面积中穿过相同变化率的磁通量，则两环中(C)A、感应电动势相同，感应电流相同；B、感应电动势不同，感应电流不同；C、感应电动势相同，感应电流不同；D、感应电动势不同，感应电流相同。14、两根无限长的平行直导线有相等的电流，但电流的流向相反如右图，而电流的变化率均小于零，有一矩形线圈与两导线共面，则(C)

A、线圈中无感应电流；

B、线圈中感应电流为逆时针方向；C、线圈中感应电流为顺时针方向；

D、线圈中感应电流不确定。

15、一矩形线圈，它的一半置于稳定均匀磁场中，另一半位于磁场外，如右图所示，磁感应强度的方向与纸面垂直向里。欲使线圈中感应电流为顺时针方向则(A)

A、线圈应沿轴正向平动；B、线圈应沿轴正向平动；

C、线圈应沿轴负向平动；D、线圈应沿轴负向平动16、有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为，厚度不计，电流在铜片上均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为处的点(如图)的磁感应的大小为:(B)A、B、C、D、17、两个闭合的金属圆环，被穿在一光滑的绝缘杆上，如图，当条形磁铁极自右向左插向圆环时，则两环的运动是：(C)A、同时向左移动且分开。B、同时向右移动且合拢。C、同时向左移动且合拢。D、同时同向运动。三、填空题1、一自感系数为的线圈，当线圈中的电流在内由均匀地减小到零。线圈中的自感电动势的大小为50伏特。2、一无限长圆柱形直导线，其截面各处的电流密度相等，总电流为。则导线内部单位长度上所储存的磁能。3、电阻的闭合导体回路置于变化磁场中，通过回路包围面的磁通量与时间的关系为，则在至的时间内，流过回路导体横截面的感应电荷C。4、如图所示，线圈1和线圈2并联在地接到一电动势恒定的电源上.线圈1的自感和电阻分别是线圈2的三倍，线圈1和线圈2之间的互感可忽略不计，那么，线圈1的磁能与线圈2的磁能之比。5、在半径的圆线圈，其电阻为，匀强磁场垂直于线圈，若使线圈中有稳定电流，则磁场随时间的变化率为。6、一铁心上绕有线圈100匝，已知铁心中的磁通量与时间的关系为，当时，线圈中的感应电动势2.51伏特。7、一细导线弯成直径为的半圆形状，位于水平面内(如图)均匀磁场竖直向上通过导线所在平面，当导线绕过点的竖直轴以匀速度逆时针方向旋转时，导体之间的电动势。8、电磁感应现象可通过两类实验来说明：磁场不变而线圈运动和磁场随时变化线圈不动。9、由于回路所围面积的变化或面积取向变化而引起的感应电动势称为动生电动势；由于磁感强度变化而引起的感应电动势称为感生电动势。10、一个直径为，长为的长直密绕螺线管，共匝线圈，总电阻为欧姆，如把线圈接到电动势的电池上，电流稳定后，线圈中所储存的磁能是0.328焦耳。11、法拉第电磁感应定律的表达式是______________。

12、一匝数的线圈，通过每匝线圈的磁通量，则任意时刻线圈感应电动势的大小

。13、动生电动势的产生的原因是：由于运动导体中的电荷在磁场中受洛仑兹力的结果。14、如图所示，、为两均匀金属棒，长均为，放在磁感应强度的均匀磁场中，磁场的方向垂直于屏面向里，和可以在导轨上自由滑动，当和在导轨上分别以、速率向右作匀速运动时，在尚未追上的时间段内闭合回路上动生电动势的大小0.4V，方向顺时针方向。15、感生电场产生的原因变化的磁场产生感生电场。。四、计算题1、如图，有一弯成角的金属架放在磁场中，磁感应强度的方向垂直于金属架所在平面，一导体杆垂直于边，并在金属架上以恒定速度向右滑动，与垂直，设时，，求下列两情形，框架内的感应电动势。(1)磁场分布均匀，且不随时间改变；(2)非均匀的交变磁场．解：（1）经过时间t，导体杆前进的距离为：杆的有效长度为动生电动势为（2）导体杆扫过的三角形的面积为：通过该面的磁通量为感应电动势为2、长为，宽为的矩形线圈与无限长直截流导线共面，且线圈的长边平行于长直导线，线圈以速度向右平动，时刻边距离长直导线为；且长直导线中的电流按规律随时间变化，如图所示．求回路中的电动势。解：电流I在r处产生的磁感应强度为：穿过面积元的磁通量为：穿过矩形线圈ABCD的磁通量为：回路中的电动势为3、如图所示，一无限长载流导线，电流为，导体细棒与共面，并互相垂直，长为，距为,以匀速度沿方向运动，求：中的动生电动势解：段产生的动生电动势为：垂直指向纸面指向方向，即与反向。大小为。CD产生的为4、如图所示，两同轴单匝线圈、的半径分别为和，两线圈相距为。若很小，可认为线圈在线圈处所产生的磁场是均匀的。求两线圈的互感。若线圈的匝数为匝，则互感又为多少?解：设线圈A中有电流I通过，它在线圈C所包围的平面内各点产生的磁感强度近似为穿过线圈C的磁链为：则两线圈的互感为：若线圈C的匝数为N匝，则互感为上述值的N倍5、如图所示，两圆形线圈共面，半径依次为，，匝数分别为，求互感系数。解：设大线圈通有电流，在其中心处产生磁场大小为:∵，∴小线圈可视为处于均匀磁场，为O处值记为，通过小线圈的磁通链数为,由有,6、如图所示，用一根硬导线弯成半径为的一个半圆。使这根半圆形导线在磁感强度为的匀强磁场中以频率旋转，整个电路的电阻为，求感应电流的表达式和最大值。解：由于磁场是均匀的，故任意时刻穿过回路的磁通量为: 其中等于常量，S为半圆面积， 根据法拉第电磁感应定律，有因此回路中的感应电流为 则感应电流的最大值为 7、有两根相距为的无限长平行直导线，它们通以大小相等流向相反的电流，且电流均以的变化率增长。若有一边长为的正方形线圈与