第9 章《电磁感应 电磁场理论》复习思考题

《大学物理Ⅱ》复习思考题

第9章 《电磁感应 电磁场理论》复习思考题

一、填空题：

??5已知飞机所在处地磁场的磁感应强度B在竖直方向上的分量2?10T。机翼两端电势差U为

0.12V 。

2．当穿过一个闭合导体回路所包围的面积内的 磁通量 发生变化时，在导体回路中就会产生电流，这种现象称为电磁感应现象。

?11．飞机以v?200m?s的速度水平飞行，机翼两端相距离l?30m，两端这间可当作连续导体。

? 3．用导线制造成一半径为r?0.10m的闭合圆形线圈，其电阻R?10?，均匀磁场B垂直于线圈平面。欲使电路有一稳定的感应电流I?0.01A，B的变化率应为__3.18T/s_____________。

4．楞次定律：感生电流的磁场所产生的磁通量总是 阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 5．如果导体不是闭合的，即使导体在磁场里做切割磁力线运动也不会产生感应电流，但在导体的两端产生_感应电动势____。

6．楞次定律是 能量守恒和转换 _定律在电磁现象领域中的表现。

二、单选题

1．感生电场是 。 （A）由电荷激发，是无源场； （B）由电荷激发，是有源场； （C）由变化的磁场激发，是无源场； （D）由变化的磁场激发，是有源场。 2．关于感应电动势的正确说法是： 。

（A）导体回路中的感应电动势的大小与穿过回路的磁感应通量成正比；

（B）当导体回路所构成的平面与磁场垂直时，平移导体回路不会产生感应电动势； （C）只要导体回路所在处的磁场发生变化，回路中一定产生感应电动势；

（D）将导体回路改为绝缘体环，通过环的磁通量发生变化时，环中有可能产生感应电动势。 3．交流发电机是根据 原理制成的。

（A）电磁感应； B）通电线圈在磁场中受力转动；（C）奥斯特实验； （D）磁极之间的相互作用。 4．将形状完全相同的铜环和木环静止放置，并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等，则不计自感时， 。

（A）铜环中有感应电动势，木环中无感应电动势 （B）铜环中感应电动势大，木环中感应电动势小 （C）铜环中感应电动势小，木环中感应电动势大

（D）两环中感应电动势相等。

5．一自感为100mH的螺线管，通电线圈的电流为5A，其所储存的磁能为 。

（A）0.25J （B）0.5J （C）1.0J （D）1.25 J 6．对于法拉第电磁感应定律???d?,下列说法错误的是 。 dt（A）负号表示ε与Ф的方向相反；

（B）负号是约定ε和?的正方向符合右手螺旋配合关系时的结果；

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（C）负号是楞次定律的体现；

（D）用上式可以确定感应电动势的大小和方向。

6

7．加在一个1μF的电容器上的电压变化率为1.0×10 V/s，则该电容器内产生的瞬时位移电流 是 A 。

（A）0.5 （B）1.0 （C）1.5 （D）2 8．英国物理学家法拉弟发现 。

（A）电流通过导体，导体会发热 （B）通电导线周围存在磁场

（C）电磁感应现象 （D）通电导体在磁场里会受到力的作用。

???d?9．在感应电场中电磁感应定律可写成?EK?dl??，式中EK为感应电场的电场强度。此式

dtL表明 。

（A）闭合曲线L上EK处处相等；

（B）感应电场是保守力场；

（C）感应电场的电场强度线不是闭合曲线；

（D）在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念。 10．半径为a的圆线圈置于磁感强度为B的均匀磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈电阻为R，

?

?当把线圈转动使其法向与B的夹角为??60?时，线圈中已通过的电量与线圈面积及转动时间的关系

是： 。

（A）与线圈面积成正比，与时间无关； （B）与线圈面积成正比，与时间成正比； （C）与线圈面积成反比，与时间无关； （D）与线圈面积成反比，与时间成正比。 11．一导体圆线圈在均匀磁场中运动，能使其中产生感应电流的一种情况是 。 （A）线圈绕自身直径轴转动，轴与磁场方向平行； （B）线圈绕自身直径轴转动，轴与磁场方向垂直； （C）线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向平移； （D）线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向平移。

12．感应电动势的方向服从楞次定律是由于 。 （A）动量守恒的要求； （B）电荷守恒的要求； （C）能量守恒的要求； （D）与这些守恒律无关。

三、判断题：

1．感生电动势在导体中产生，要求导体构成回路。 （ ） 2．制作低频变压器铁芯时，总是把铁芯做成片状，片与片之间涂导电材料。 （ ） 3．涡流的机械效应可用作电磁阻尼，广泛用于各种仪表测量系统中。 （ ）

4．线圈处于均匀磁场中，均匀磁场与线圈平面垂直。该线圈保持周长不变，当它由圆形变为椭圆形过程中，线圈中不产生感应电动势。 （ ）

5．当导体在磁场中运动而产生感应电流时，该电流受到的磁力总表现为导体运动的阻力。（ ） 6．产生动生电势的非静电力是洛仑兹力。 （ ） 7．导体不存在时，在变化的磁场周围不存在感生电场。 （ ） 8．电源的电动势是将负电荷从电源的负极通过电源内部移到电源正极时，非静电力作的功。（ ） 9．在国际单位制中，磁通量单位用高斯。 （ ） 10．电动势用正、负来表示方向，它是矢量。 （ ） 11．感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。 （ ）

12．两个彼此无关的闭合回路，其中之一的磁通量发生了7.5Wb的改变，另一发生了7.2Wb的改变，前者的感应电动势一定大于后者。 （）

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四、计算题：

1．如下图所示，长直导线通以电流I=5A，在其右方放一长方形线圈，两者共面．线圈长b=0.06m，

-1

宽a=0.04m，线圈以速度v=0.03m·s垂直于直线平移远离．求：d=0.05m时线圈中感应电动势的大小和方向．

解: AB、CD运动速度v方向与磁力线平行，不产生感应电动势． DA产生电动势

??I????1??(v?B)?dl?vBb?vb0

D2?dABC产生电动势

?2??∴回路中总感应电动势

CB???(v?B)?dl??vb?0I2π(a?d)

???1??2?方向沿顺时针．

?0Ibv11(?)?1.6?10?8 V 2πdd?a

2. 如下图所示，导线ab长为l，绕过O点的垂直轴以匀角速?转动，aO=于转轴，如图所示．试求：

（1）ab两端的电势差；

l磁感应强度B平行3 （2）a,b两端哪一点电势高?

(1)在Ob上取r?r?dr一小段 则 ?Ob?2l30??rBdr?2B?2l 91B?l2 18同理 ?Oa??l30?rBdr?∴ ?ab??aO??Ob?(?121?)B?l2?B?l2 1896(2)∵ ?ab?0 即Ua?Ub?0 ∴b点电势高．

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3. 一矩形线圈长为a=20cm，宽为b=10cm，由100匝表面绝缘的导线绕成，放在一无限长导线的旁边且与线圈共面．求：图中线圈与长直导线间的互感．

(a)见题图(a)，设长直电流为I，它产生的磁场通过矩形线圈的磁通为

?12???0Ia2bdr?0Ia??B?dS??ln2 ?(S)b2πr2π∴ M??aN?12?N0ln2?2.8?10?6 H I2π(b)∵长直电流磁场通过矩形线圈的磁通?12?0，见题图(b) ∴ M?0

4. 一半径为 R 的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I。求：导线内部单位长度上所储存的磁能。 解：在r?R时 B??0Ir2πR2

?0I2r2B2∴ wm? ?2?08π2R4取 dV?2πrdr(∵导线长l?1) 则 W??R0wm2?rdr??R?0I2r3dr4πR40??0I216π

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