2023年大學物理題庫答案

第九章電磁場填空題(簡樸)1、在豎直放置的一根無限長載流直導線右側(cè)有一與其共面的任意形狀的平面線圈，直導線中的電流由上向下,當線圈以垂直于導線的速度背離導線時，線圈中的感應電動勢,當線圈平行導線向上運動時，線圈中的感應電動勢。(填>０,＜０,＝0）（設順時針方向的感應電動勢為正）（＜0,＝0)2、磁場的高斯定律表白磁場是，由于磁場發(fā)生變化而引起電磁感應,是不同于回路變化時產(chǎn)生的。相同之處是。(無源場，動生電動勢,磁通量發(fā)生改變)3、只要有運動電荷,其周邊就有產(chǎn)生；而法拉弟電磁感應定律表白,只要發(fā)生變化，就有產(chǎn)生。（磁場，磁通量,感應電動勢)4題圖4、一磁鐵自上向下運動，穿過一閉合導體回路,（如圖7),當磁鐵運動到a處和b處時，回路中感應電流的方向分別是和。（逆時針,順時針）4題圖5、電磁感應就是由生的現(xiàn)象,其重要定律為，其中它的方向是由定律來決定,即。(磁，電,電磁感應定律，楞次，見p３2０）6、當穿過某回路中的磁通量發(fā)生變化時，電路中（填一定或不一定)產(chǎn)生感應電流;電路中(填一定或不一定)產(chǎn)生感應電動勢。(不一定，一定）7、在電磁感應中,感應電動勢的大小與閉合回路的磁通量成正比。(對時間的變化率)8、在豎直放置的一根無限長載流直導線右側(cè)有一與其共面的任意形狀的平面線圈，直導線中的電流由上向下，當線圈平行導線向下運動時，線圈中的感應電動勢，當線圈以垂直于導線的速度靠近導線時，線圈中的感應電動勢。(填>０，<０，＝０)(設順時針方向的感應電動勢為正）(=0,>0)11題圖9、將條形磁鐵插入與沖擊電流計串連的金屬環(huán)中，有的電荷通過電流計,若連接電流計的電路總電阻，則穿過環(huán)的磁通量的變化Ｗb。()11題圖10、電磁波是變化的和變化的在空間以一定的速度傳播而形成的。(電場,磁場）1１、如圖所示,金屬桿以恒定速度在均勻磁場中垂直于磁場方向運動,已知,則桿中的動生電動勢的大小為。()判斷題(簡樸)1、在電磁感應中,感應電動勢的大小與閉合回路的磁通量的變化量成正比。（×）2、只要磁通量發(fā)生變化，就一定能產(chǎn)生感應電流。(×)３、電磁波是變化的電場和變化的磁場在空間以一定的速度傳播而形成的。（√)4、螺線管單位長度的匝數(shù)越多，自感系數(shù)L也越大；（√)；單項選擇題1題圖1、（一般綜合)(如圖）長為L的銅棒，在磁感強度為Ｂ的均勻磁場中,以角速度在與磁場方向垂直的平面上繞棒的一端O作勻速轉(zhuǎn)動,則棒兩端感應電動勢為(）1題圖（1）方向由Ｐ指向O，大小為;(2）方向由Ｏ指向Ｐ，大小為;(3)方向由O指向P，大小為；(４)方向由Ｐ指向O,大小為。2題圖２、(一般綜合)2題圖（1）銅盤上有感應電流產(chǎn)生,沿著銅盤轉(zhuǎn)動的相反方向流動;（2）銅盤上有感應電流產(chǎn)生,沿著銅盤轉(zhuǎn)動的方向流動；（3）銅盤上有感應電流產(chǎn)生，銅盤中心處電勢最高；(４）銅盤上有感應電流產(chǎn)生,銅盤邊沿處電勢最高。3、（簡樸）下列說法中對的的是（）(1)只要磁通變化,就會產(chǎn)生感應電動勢（2）只要作切割磁力線運動,就有感應電流；（3）只要磁場變化,就有感應電流產(chǎn)生；（4）要產(chǎn)生感應電動勢,就必須有閉合回路。4、(一般綜合）若用條形磁鐵豎直插入木質(zhì)圓環(huán),則環(huán)中（)A、產(chǎn)生感應電動勢，也產(chǎn)生感應電流；B、產(chǎn)生感應電動勢,不產(chǎn)生感應電流;C、不產(chǎn)生感應電動勢，也不產(chǎn)生感應電流；Ｄ、不產(chǎn)生感應電動勢,產(chǎn)生感應電流;５、（綜合）磁場強度H沿任何閉合回路的線積分等于()（1）該回路所包圍的傳導電流的代數(shù)和;(2)該回路所包圍的分布電流；(3)該回路所包圍的分子圓電流的代數(shù)和；(４）該回路所包圍的分布電流的代數(shù)和;6題圖６、（一般綜合)(圖示）一無限大均勻磁場中有一銅環(huán),在下面哪種情況下，運動的銅環(huán)中有感應電流產(chǎn)生（6題圖（A）銅環(huán)水平向右移動;(Ｂ）銅環(huán)水平向左移動;(C)銅環(huán)垂直紙面向里移動;(D)銅圍繞紙面內(nèi)的豎直軸旋轉(zhuǎn);7、（一般綜合)在感生電場中電磁感應定律可寫成,式中EＫ為感生電場的電場強度,此式表白［](Ａ）閉合曲線Ｌ上EK,處處相等;（B)感生電場是非保守力場;(Ｃ)感生電場線是非閉合曲線；(D）在感生電場中可以像靜電場那樣引入電勢的概念。8、（綜合)關(guān)于自感和自感電動勢，說法對的的是(）A.自感L與通過線圈的磁通量成正比,與線圈中的電流成反比;Ｂ．當線圈中有電流時才有自感，無電流時沒有自感;C.線圈中的電流越大，自感電動勢越大;D.線圈中的電流變化率越大，自感電動勢越大。9、(一般綜合)一塊銅板放在磁感應強度正在增大的磁場中時,銅板中出現(xiàn)的渦流（感應電流）將(）(1）加速銅板中磁場的增長;（2)減緩銅板中磁場的增長;(3)對磁場不起作用;（4)使銅板中磁場反向10題圖10、（如圖10題圖（1);（2）;(3);（4）;1１、(綜合）對位移電流,下列說法對的的是:[](1）位移電流是由變化電場產(chǎn)生的；(2）位移電流的磁效應不服從安培環(huán)路定理；（3）位移電流的熱效應服從焦耳－楞次定律；（４)位移電流是由變化磁場產(chǎn)生的；12、(一般綜合)電磁波的電場強度、磁場強度和傳播速度的關(guān)系是：［]（1）三者互相垂直，而和相位相差；（2）三者互相垂直,而和和構(gòu)成右手螺旋關(guān)系；(3)三者中和是同方向的,但都與垂直；（4）三者中和是任意方向的，但都必須與垂直;1３、(一般綜合）關(guān)于自感和自感電動勢,說法對的的是[］(1）自感L與通過線圈的磁通量成正比,與線圈中的電流成反比；(2)當線圈中有電流時才有自感,無電流時沒有自感；(３）線圈中的電流越大,自感電動勢越大;(４)以上說法都不對的。１4．(一般綜合）感生電場中電磁感應定律可寫成，式中EK為感生電場的電場強度，此式表白()。(A)閉合曲線Ｌ上ＥK，處處相等;(B)感生電場是非保守力場;(C)感生電場的電力線是非閉合曲線;（D)在感生電場中可以像靜電場那樣引入電勢的概念。15、(一般綜合）關(guān)于自感和自感電動勢,說法對的的是[]A.自感L與通過線圈的磁通量成正比,與線圈中的電流成反比B．當線圈中有電流時才有自感，無電流時沒有自感；C．線圈中的電流越大，自感電動勢越大；Ｄ.以上說法都不對的。計算題１、(一般綜合）有兩根相距為的無限長平行直導線，它們通以大小相等流向相反的電流，且電流均以ｄI/ｄｔ的變化率增長。若有一邊長為d的正方形線圈與兩導線處在同一平面內(nèi),(如圖)求線圈中的感應電動勢。計算題1圖解：建立如圖(b）所示的坐標系,距點處，在矩形線圈中取一寬度()很窄的面積元，在該面積元內(nèi)可近似認為的大小和方向不變。由長直導線在空間一點產(chǎn)生的磁感強度可得穿過該面積元的磁通為:計算題1圖穿過線圈的磁通量為:再由法拉第電磁感應定律可得線圈中的感應電動勢大小:，方向：順時針。計算題2圖２、（綜合)如圖為無限長直導線中通有以dI/dt=1０A／ｓ增長的電流，求:(1)某時刻電流為I時，穿過邊長為計算題2圖解：建立如圖所示坐標系,距O點為x處的正方形線圈內(nèi)取一長為0．2ｍ、寬為dx的矩形面元，其面積為ｄs=0.2ｄｘ,通過此面元的磁通量為：故通過整個正方形線圈的磁通量為再由法拉第電磁感應定律,可得感應電動勢大小為由于電流是在增長，由楞次定律可得其方向為逆時針方向。３、(一般綜合8)如圖所示，一根長直導線載有電流I１=3０Ａ，矩形回路載有電流I2=20A,試計算作用在回路上的合力。已知d=1．0ｃm，b=8.０cｍ,l＝０．1２m。計算題3圖解:如圖所示，BC和DA兩段導線所受安培力的大小相等,方向相反,兩力的矢量和為零。AＢ和CＤ兩段導線，由于載流導線所在處磁感應強度不等,所受安培力大小不等,且方向相反，因此線框所受的力為這兩個力的合力。計算題3圖圖（13）圖（13）故線框所受合力的大小為合力的方向向左,指向直導線。計算題4圖4、計算題4圖解:由前面知識可知,長直載流導線在距離ｘ處產(chǎn)生的磁感應強度為計算4圖在右圖的x處，取一寬為dx高為l的矩形面元ｄS=ldx,通過該面積元dS的磁通量為計算4圖故計算題5圖5、(簡樸8）一載流導線彎成如圖所示形狀，通有電流I，計算題5圖解:如圖所示，３/４個載流圓環(huán)在Ｏ點產(chǎn)生的磁感應強度方向垂直紙面向外半無限長載流導線a在O點產(chǎn)生的磁感應強度方向垂直紙面向里無限長載流導線ｂ在O點產(chǎn)生的磁感應強度方向垂直紙面向里選垂直紙面向外的方向為正則圓心Ｏ點處的磁感應強度的大小為方向垂直紙面向外。6、(簡樸8)通有電流Ｉ的無限長直導線彎成如圖2的形狀,求圓心O點處的磁感應強度。計算題6圖解:因載流圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁感強度為：，無限長載流直導線在距離處的磁感應強度為,故由疊加原理可得：計算題6圖圖中,將載流導線看作圓電流和兩段半無限長直電流，則：的方向垂直紙面向外。(a)(b)(c)計算題7題圖７、(簡樸８）(a)(b)(c)計算題7題圖解:因載流圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁感強度為：，無限長載流直導線在距離處的磁感應強度為，故由疊加原理可得：(a)圖中,將流導線看作圓電流和兩段半無限長載流直導線，則:(b)圖中,將載流導線看作圓電流和長直電流,則：的方向垂直紙面向里。 (Ｃ)圖中,將載流導線看作圓電流和兩段半無限長直電流,則:的方向垂直紙面向外。8、(綜合)如圖所示,用一根硬導線彎成一半徑為的半圓，使這根半圓形導線在磁感應強度為的勻強磁場中以頻率旋轉(zhuǎn)，整個電路的電阻為,求感應電流的表達式和最大值。解:設在初始時刻,半圓形導線平面的法線與之間的夾角,則在任意時刻穿過回路的磁通量為:計算題8計算題8圖根據(jù)法拉第電磁感應定律,有:由歐姆定律可得回路中的電流為：故感應電流的最大值為9題圖9、（綜合)如圖所求,長為的銅棒,以距端點為處為支點,以角速率繞通過支點且垂直于銅棒的鈾轉(zhuǎn)動。設磁感應強度為的均勻磁場與軸平行，求棒兩端的電勢差。9題圖解法一：在棒上距點為處取一導體元,如9題圖（a)所示,則:因此,棒兩端的電勢差為：當時，端點A處的電勢高。解法二：將AB棒上的電動勢看作是OA棒和ＯB棒上電動勢的代數(shù)和,如９－14題圖(ｃ)所示，其中，，,則10、(一般綜合)如圖所示,均勻磁場與導體回路法線ｎ的夾角為θ,磁感應強度B＝kt(ｋ為大于零的常數(shù)）,ab導體長為L,且以速度v水平向右運動，求任意時刻感應電動勢的大小和方向(設ｔ=０時,x=0)。計算題10圖解:設t時刻,導體ａb移動的距離為x，且ｘ＝υt,則此時穿過導體回路的磁通量為:計算題10圖任意時刻感應電動勢的大小為:感應電動勢的方向：計算題11圖11、（綜合）如圖所示,將一形狀不規(guī)則的平面導線置于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里。現(xiàn)使導線以恒定速度v沿著ｙ軸運動,設t＝0時,導線兩個端點的坐標分別為Ａ(0，０)、D(L,計算題11圖解:假如用一段直導線將A、D連上,則構(gòu)成閉合導體回路,顯然,當導體回路向上運動時，磁通量不變,回路中的動生電動勢為零,因此彎曲導線中的動生電動勢與直導線中的動生電動勢量值相等,方向相反。故所求的動生電動勢為方向為D—Ａ。計算題12圖12、（綜合)如圖所示,在通有電流I的無限長直導線右側(cè),放置一U形支架（支架固定),該支架由導線和電阻Ｒ串聯(lián)而成,載流導線與U形支架在同一豎直平面內(nèi),另一質(zhì)量為m、長為Ｌ的金屬桿DＥ可在支架上無摩擦地滑動。將DE從靜止釋放,求ＤE向下運動速度達成ｖ時，計算題12圖解:金屬桿向下運動