電磁感應(yīng)-電磁場(chǎng)

1、電磁感應(yīng)電磁場(chǎng)一、 選擇題1.在赤道平面上空沿東西方向水平放置一根直導(dǎo)線(xiàn)，如果讓它保持水平位置自由 下落，那么導(dǎo)線(xiàn)兩端的電勢(shì)差（B）（A）為零（B）不為零（C）恒定不變（D）以上說(shuō)法均不對(duì)2.如圖所示，邊長(zhǎng)為h的矩形線(xiàn)框從初始位置由靜止開(kāi) 始下落，進(jìn)入一水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)方向與線(xiàn)框平面垂直。Hh，已知線(xiàn)框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好是勻速下落，則當(dāng)線(xiàn)框出磁場(chǎng)時(shí)將做（A）向下勻速運(yùn)動(dòng)（C）向下加速運(yùn)動(dòng)B ）（B）向下減速運(yùn)動(dòng)（D）向上運(yùn)動(dòng)XXXXXXXXXXXX3.如圖所示，a、b圓形導(dǎo)線(xiàn)環(huán)處于同一平面，當(dāng)a環(huán)上的電鍵S閉合的瞬時(shí)，b環(huán)中的感應(yīng)電流方向及b環(huán)受到的安培力方向：（A ）（A）順時(shí)針，沿半徑

2、向外（B）順時(shí)針，沿半徑向里（C）逆時(shí)針，垂直紙面向外（D）逆時(shí)針，垂直紙面向里4.如圖所示，兩個(gè)閉合鋁環(huán)A、B與一個(gè)螺線(xiàn)管套在同一鐵芯上，A、B可以左右擺動(dòng)，收A）（A）在S閉合的瞬間，A、B相吸（B）在S閉合的瞬間，A、B相斥（C）在S斷開(kāi)的瞬間，A、B不動(dòng)（D）在S斷開(kāi)的瞬間，A、B相斥電源5.如圖所示，水平放置的兩平行導(dǎo)軌左側(cè)連接電阻，其它電阻不計(jì).導(dǎo)體MN放 在導(dǎo)軌上，在水平恒力F的作用下，沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，并將穿過(guò)方向豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界PQ與MN平行，從MN進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，通過(guò)MN的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化不可能是下圖中的（B ）R將形狀完全相同的銅環(huán)和木環(huán)靜止放置，

3、并使通過(guò)兩環(huán)面的磁通量隨時(shí)間的 變化率相等，則不計(jì)自感時(shí)（D ）（A）銅環(huán)中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，木環(huán)中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).（B）銅環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大，木環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小.（C）銅環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小，木環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大.（D）兩環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等.如圖，長(zhǎng)度為/的直導(dǎo)線(xiàn)油 在均勻磁場(chǎng)8中以速度u移動(dòng)，直導(dǎo)線(xiàn)湖中的電動(dòng)勢(shì) 為（D ）Blv. (B) Blv sina.(C) Blv cosa. (D) 0.如圖所示，有一閉合線(xiàn)圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈軸線(xiàn)和磁場(chǎng)方向成300角，磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化.若所用導(dǎo)線(xiàn)規(guī)格不變，用下述方法中哪一種可使線(xiàn) 圈中感應(yīng)電流增加一倍？ (C)線(xiàn)圈匝數(shù)增加一倍一M一線(xiàn)圈面積增加

4、一倍，Eb線(xiàn)圈半徑增加一倍J一改變線(xiàn)圈的軸線(xiàn)方向已知一螺繞環(huán)的自感系數(shù)為L(zhǎng).若將該螺繞環(huán)鋸成兩個(gè)半環(huán)式的螺線(xiàn)管，則兩個(gè)半環(huán)螺線(xiàn)管的自感系數(shù)(D )(A)都等于L/2.(B)有一個(gè)大于L/2，另一個(gè)小于L/2.(C)都大于L/2.(D)都小于L/2真空中一根無(wú)限長(zhǎng)直細(xì)導(dǎo)線(xiàn)上通電流/，則距導(dǎo)線(xiàn)垂直距離為1的空間某點(diǎn) 處的磁能密度為(B )(A) 1 旦(A) 1 旦虹T，(B)2 0 2 必)11.位移電流的實(shí)質(zhì)是(A)電場(chǎng) (B)2旦2必)D ) 磁場(chǎng)(C) 2 序(C)變化的磁場(chǎng)(D)(D)變化的電場(chǎng)。二、填空題已知在一個(gè)面積為，的平面閉合線(xiàn)圈的范圍內(nèi)，有一隨時(shí)間變化的均勻磁場(chǎng)B(t)，則此閉

5、合線(xiàn)圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)8 = -B )或-竺支dt dt、一根直導(dǎo)線(xiàn)在磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中以速度v運(yùn)動(dòng)切割磁力線(xiàn).導(dǎo)線(xiàn)中對(duì)應(yīng)于非靜電力的場(chǎng)強(qiáng)(稱(chēng)作非靜電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng))Ek-Q。把矩形線(xiàn)線(xiàn)圈從垂直于線(xiàn)圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速拉出，第一次速度為七，第二 次速度為v2=2 v1，則兩次拉力所做功之比為1 ： 2 ；兩次拉力功率之比為1 ：4 ；兩次通過(guò)線(xiàn)圈截面電量之比為1 ： 1 .寫(xiě)出麥克斯韋方程組的積分形式：、jj D dS = jjj p dV ，j E dl = -I竺 dS$vs atj-aD -jb B dS = 0，j H dl = jj I j + dSq SIat)一平行板空氣電容器的兩

6、極板都是半徑為夫的圓形導(dǎo)體片，在充電時(shí)，板間電dE 場(chǎng)強(qiáng)度的變化率為dE/dt.若略去邊緣效應(yīng)，則兩板間的位移電流為件2 一列平面電磁波在真空中傳播，則是 橫 波(橫波或縱波)，波速c = 1/京，空間任意點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向5(垂直或平行)， 位相相同(相同或不同)。三、計(jì)算題如圖所示，abcd是水平放置的矩形閉合金屬框，OO是金屬導(dǎo)體，可以沿著 框邊ad、bc無(wú)摩擦地平移滑動(dòng)，整個(gè)框放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。設(shè)磁感強(qiáng) 度為B。OO長(zhǎng)為L(zhǎng) (m)，電阻為R (Q)，ab、cd的電阻都為2R (Q)，ad、 bc的電阻不計(jì)。當(dāng)OO向右以速度為v (m/s)勻速滑動(dòng)時(shí)，求：(1)金屬棒產(chǎn)

7、 生的感生電動(dòng)勢(shì) ; (2)金屬棒兩端的電壓U； (3)作用在金屬棒上的外力F的 大小和方向。KK TOC o 1-5 h z ad!：!解：X(1) = jv x B) dl = vBsin90oLcos00 = BLv，方向 o T o*(2)(2)BLvoF = j F = j Idl x B，oB 2 L vF = BIL =，方向向左2 R18.可繞固定軸OO/轉(zhuǎn)動(dòng)的正方形線(xiàn)框的邊長(zhǎng)l=0.5m，僅ab邊有質(zhì)量m=0.1kg，線(xiàn)圈 的總電阻R=1Q，不計(jì)摩擦和空氣阻力.線(xiàn)框從水平位置由靜止釋放，到達(dá)豎直位置歷 時(shí)t=0.1s，設(shè)線(xiàn)框始終處在方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=4X10-2T的

8、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如 圖所示， TOC o 1-5 h z 求：(1)這個(gè)過(guò)程中平均電流的大小和方向；O(2)若這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.3J，求線(xiàn)框到達(dá)豎直位置時(shí)ab邊受到的安培力的大小和方向。V、c 八F.、O解：(1)解法一：B 二在罰二。、內(nèi)，線(xiàn)框磁通量的變化中=Bl2由法拉第電磁感應(yīng)定律得平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：-中 4 x 10-2 x 0.52At0.1 = = V = 0.1VAt0.1平均電流I = = 01A = 0.1 AR 1由愣次定律判斷電流的方向?yàn)?badcb解法二：逆=R(氣一氣)=學(xué)=0=0.01-I =絲=竺 A = 0.1AAt0.1(2)根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得:m

9、gl = Q + 上 mv 22到達(dá)豎直位置時(shí)：，= 亨=嚴(yán)耳尸m / s = 2m / S（g取9.8時(shí)，v = 1.95m / s）此時(shí)線(xiàn)框中的電流：I =竺=4 *10 * 0.5 * 2 A = 0.04A（g取9.8時(shí)，I = 0.039m / s ）R1ab邊受到的安培力：F = BIl = 4 * 10-2 * 0.04 * 0.5N = 8 * 10-4 N （g取9.8時(shí)，F(xiàn) = 7.8 * 10-4m/ s）由左手定則判定，安培力的方向水平向左.如圖所示，面積為S的圓形金屬線(xiàn)圈，連接著一個(gè)電容器，電容為C,兩板 間距離為d，一個(gè)質(zhì)量為m帶電量為+q的微粒，在兩板間保持靜止，

10、則：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為多大？是增加還是減??？(2)電容器所帶電量是多大？解.(1) mg = qE = q習(xí)|司=鱉，上極板-，下極板+ dq以B方向?yàn)檎?，則蛆=-華=-半S，半=些0，增加。q dt dt dt qSQ = C|牛冬電量Q均勻分布在半徑為a、長(zhǎng)為L(zhǎng) （L a ）的絕緣薄壁長(zhǎng)圓筒表面上， 圓筒以角速度繞中心轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。一半徑為2a、電阻為R的單匝圓形線(xiàn)圈套在圓筒上。若圓筒轉(zhuǎn)速按照二0的規(guī)律隨時(shí)間線(xiàn)性減小，求：圓形線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的大小和方向。解：薄壁長(zhǎng)圓筒表面的電荷旋轉(zhuǎn)時(shí)等于密繞螺線(xiàn)管：B = p0nI。式中nI為單位長(zhǎng)度上的 圓電流的電流強(qiáng)度。單位長(zhǎng)度帶電X=Q ；單位長(zhǎng)

11、度的電流：L。nI = X一 = 2兀 2兀L故圓筒內(nèi)：B = 02.；理想密繞螺旋管I 1 B內(nèi)，B外=0單匝圓線(xiàn)圈的磁通量：O = BS = Bna 2 =七位竺2 LdddtI = R旦Qa 2002 Lt0|H Q a 2002 Lt0 R電流方向：與長(zhǎng)圓筒電荷運(yùn)動(dòng)的繞向一致。i = I sin o t一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)通以電流I = 10 sinti = I sin o t其短邊與直導(dǎo)線(xiàn)平行，8 = 3c,如圖所示。求：1）直導(dǎo)線(xiàn)與線(xiàn)框的互感系數(shù).2）線(xiàn)框中的互感電動(dòng)勢(shì).解:1）設(shè)直導(dǎo)線(xiàn)為1，線(xiàn)框?yàn)?,則有：只日IBi=第f旦I只 旦la、bW = J J d = J 2。i adr = * i ln ScM =% =堅(jiān) ln b =堅(jiān) ln3I2兀c 2兀2）線(xiàn)框中的互感電動(dòng)勢(shì)：dI 口 a、 = M 汗 i = -0- ln 3I o cosot，順時(shí)鐘方向。一平面電磁波在真空中沿z軸正方向傳播，在某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為 E = 900cos（2 兀 vt + m6）Vm-1。求：1）該點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式；2