大學(xué)物理學(xué)第三版修訂版下冊第11章答案(趙近芳)_第1頁
大學(xué)物理學(xué)第三版修訂版下冊第11章答案(趙近芳)_第2頁
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文檔簡介

習(xí)題1111.1選擇題(1〕一圓形線圈在磁場中作以下運動時,那些情況會產(chǎn)生感應(yīng)電流〔〕〔A〕沿垂直磁場方向平移;〔B〕以直徑為軸轉(zhuǎn)動,軸跟磁場垂直;〔C〕沿平行磁場方向平移;〔D〕以直徑為軸轉(zhuǎn)動,軸跟磁場平行。[答案:B](2)以下哪些矢量場為保守力場〔〕靜電場;〔B〕穩(wěn)恒磁場;〔C〕感生電場;〔D〕變化的磁場。[答案:A](3)用線圈的自感系數(shù)L來表示載流線圈磁場能量的公式〔〕(A)只適用于無限長密繞線管;(B)只適用于一個匝數(shù)很多,且密繞的螺線環(huán);(C)只適用于單匝圓線圈;(D)適用于自感系數(shù)L一定的任意線圈。[答案:D](4)對于渦旋電場,以下說法不正確的選項是〔〕:〔A〕渦旋電場對電荷有作用力;〔B〕渦旋電場由變化的磁場產(chǎn)生;〔C〕渦旋場由電荷激發(fā);〔D〕渦旋電場的電力線閉合的。[答案:C]填空題(1)將金屬圓環(huán)從磁極間沿與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的方向抽出時,圓環(huán)將受到。[答案:磁力](2)產(chǎn)生動生電動勢的非靜電場力是,產(chǎn)生感生電動勢的非靜電場力是,激發(fā)感生電場的場源是。[答案:洛倫茲力,渦旋電場力,變化的磁場](3)長為l的金屬直導(dǎo)線在垂直于均勻的平面內(nèi)以角速度ω轉(zhuǎn)動,如果轉(zhuǎn)軸的位置在,這個導(dǎo)線上的電動勢最大,數(shù)值為;如果轉(zhuǎn)軸的位置在,整個導(dǎo)線上的電動勢最小,數(shù)值為。[答案:端點,;中點,0]11.3一半徑=10cm的圓形回路放在=0.8T的均勻磁場中.回路平面與垂直.當(dāng)回路半徑以恒定速率=80cm·s-1收縮時,求回路中感應(yīng)電動勢的大?。?回路磁通感應(yīng)電動勢大小11.4一對互相垂直的相等的半圓形導(dǎo)線構(gòu)成回路,半徑=5cm,如題11.4圖所示.均勻磁場=80×10-3T,的方向與兩半圓的公共直徑(在軸上)垂直,且與兩個半圓構(gòu)成相等的角當(dāng)磁場在5ms內(nèi)均勻降為零時,求回路中的感應(yīng)電動勢的大小及方向.解:取半圓形法向為,題11.4圖那么同理,半圓形法向為,那么∵與夾角和與夾角相等,∴那么方向與相反,即順時針方向.題11.5圖11.5如題11.5圖所示,載有電流的長直導(dǎo)線附近,放一導(dǎo)體半圓環(huán)與長直導(dǎo)線共面,且端點的連線與長直導(dǎo)線垂直.半圓環(huán)的半徑為,環(huán)心與導(dǎo)線相距.設(shè)半圓環(huán)以速度平行導(dǎo)線平移.求半圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小和方向及兩端的電壓.解:作輔助線,那么在回路中,沿方向運動時∴即又∵所以沿方向,大小為點電勢高于點電勢,即題11.6圖11.6如題11.6所示,在兩平行載流的無限長直導(dǎo)線的平面內(nèi)有一矩形線圈.兩導(dǎo)線中的電流方向相反、大小相等,且電流以的變化率增大,求:(1)任一時刻線圈內(nèi)所通過的磁通量;(2)線圈中的感應(yīng)電動勢.解:以向外磁通為正那么(1)(2)11.7如題11.7圖所示,用一根硬導(dǎo)線彎成半徑為的一個半圓.令這半圓形導(dǎo)線在磁場中以頻率繞圖中半圓的直徑旋轉(zhuǎn).整個電路的電阻為.求:感應(yīng)電流的最大值.題11.7圖解:∴∴11.8如題11.8圖所示,長直導(dǎo)線通以電流=5A,在其右方放一長方形線圈,兩者共面.線圈長=0.06m,寬=0.04m,線圈以速度=0.03m·s-1垂直于直線平移遠(yuǎn)離.求:=0.05m時線圈中感應(yīng)電動勢的大小和方向.題11.8圖解:、運動速度方向與磁力線平行,不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢.產(chǎn)生電動勢產(chǎn)生電動勢∴回路中總感應(yīng)電動勢方向沿順時針.11.9長度為的金屬桿以速率v在導(dǎo)電軌道上平行移動.導(dǎo)軌處于均勻磁場中,的方向與回路的法線成60°角(如題11.9圖所示),的大小為=(為正常).設(shè)=0時桿位于處,求:任一時刻導(dǎo)線回路中感應(yīng)電動勢的大小和方向.解:∴即沿方向順時針方向.題11.9圖11.10一矩形導(dǎo)線框以恒定的加速度向右穿過一均勻磁場區(qū),的方向如題11.10圖所示.取逆時針方向為電流正方向,畫出線框中電流與時間的關(guān)系(設(shè)導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場區(qū)時=0).解:如圖逆時針為矩形導(dǎo)線框正向,那么進(jìn)入時,;題11.10圖(a)題11.10圖(b)在磁場中時,;出場時,,故曲線如題10-9圖(b)所示.題11.11圖11.11導(dǎo)線長為,繞過點的垂直軸以勻角速轉(zhuǎn)動,=磁感應(yīng)強(qiáng)度平行于轉(zhuǎn)軸,如圖11.11所示.試求:〔1〕兩端的電勢差;〔2〕兩端哪一點電勢高?解:(1)在上取一小段那么同理∴(2)∵即∴點電勢高.題11.12圖11.12如題11.12圖所示,長度為的金屬桿位于兩無限長直導(dǎo)線所在平面的正中間,并以速度平行于兩直導(dǎo)線運動.兩直導(dǎo)線通以大小相等、方向相反的電流,兩導(dǎo)線相距2.試求:金屬桿兩端的電勢差及其方向.解:在金屬桿上取距左邊直導(dǎo)線為,那么∵∴實際上感應(yīng)電動勢方向從,即從圖中從右向左,∴題11.13圖11.13磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場充滿一半徑為的圓柱形空間,一金屬桿放在題11.13圖中位置,桿長為2,其中一半位于磁場內(nèi)、另一半在磁場外.當(dāng)>0時,求:桿兩端的感應(yīng)電動勢的大小和方向.解:∵∴∵∴即從11.14半徑為R的直螺線管中,有>0的磁場,一任意閉合導(dǎo)線,一局部在螺線管內(nèi)繃直成弦,,兩點與螺線管絕緣,如題10-13圖所示.設(shè) =,試求:閉合導(dǎo)線中的感應(yīng)電動勢.解:如圖,閉合導(dǎo)線內(nèi)磁通量∴∵∴,即感應(yīng)電動勢沿,逆時針方向.題11.14圖題11.15圖11.15如題11.15圖所示,在垂直于直螺線管管軸的平面上放置導(dǎo)體于直徑位置,另一導(dǎo)體在一弦上,導(dǎo)體均與螺線管絕緣.當(dāng)螺線管接通電源的一瞬間管內(nèi)磁場如題11.15圖示方向.試求:〔1〕兩端的電勢差;〔2〕兩點電勢上下的情況.解:由知,此時以為中心沿逆時針方向.(1)∵是直徑,在上處處與垂直∴∴,有(2)同理,∴即題11.16圖11.16一無限長的直導(dǎo)線和一正方形的線圈如題11.16圖所示放置(導(dǎo)線與線圈接觸處絕緣).求:線圈與導(dǎo)線間的互感系數(shù).解:設(shè)長直電流為,其磁場通過正方形線圈的互感磁通為∴11.17兩線圈順串聯(lián)后總自感為1.0H,在它們的形狀和位置都不變的情況下,反串聯(lián)后總自感為0.4H.試求:它們之間的互感.解:∵順串時反串聯(lián)時∴題11.18圖11.18一矩形截面的螺繞環(huán)如題11.18圖所示,共有N匝.試求:(1)此螺線環(huán)的自感系數(shù);(2)假設(shè)導(dǎo)線內(nèi)通有電流,環(huán)內(nèi)磁能為多少?解:如題11.18圖示(1)通過橫截面的磁通為磁鏈∴(2)∵

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