大学物理第八章电磁感应与电磁场

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第八章电磁感应电磁场

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第八章 电磁感应 电磁场

一、选择题

1. 尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中,通以相同变化率的磁通量,则环中: (A) 感应电动势不同, 感应电流不同. (B) 感应电动势相同,感应电流相同. (C) 感应电动势不同, 感应电流相同. (D) 感应电动势相同,感应电流不同.

2. 如图14.1所示,一载流螺线管的旁边有一圆形线圈,欲使线圈产生图示方向的感应电流i,下列哪种情况可以做到?

i (A) 载流螺线管向线圈靠近;

(B) 载流螺线管离开线圈;

I (C) 载流螺线管中电流增大;

图14.1

(D) 载流螺线管中插入铁芯.

3. 在一通有电流I的无限长直导线所在平面内, 有一半径为r、电阻为R的导线环,环中心距直导线为a,如图14.2所示,且a>>r.当直导线的电流被切断后,沿导线环流过的电量约为

?0Ir211(?). (A)

2?Raa?r?0Ia2(B)

. 2rR?Ira?r(C) 0ln.

2?Ra?0Ir2

(D) .

2aR

I r a 图14.2

4. 如图14.3所示,导体棒AB在均匀磁场中绕通过C点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO?转动(角速度?与B同方向), BC的长度为棒长的1/3. 则:

(A)

大学物理A第八章 电磁感应

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第八章 电磁感应 一、填空题(每空3分)

8-1 真空中,一可视为无限长直密绕螺线管长为l,横截面积为S,单位长度有n匝,则其自感系数L为 ;通以电流I,则螺线管内的磁感应强度B为 。(

?0n2Sl,?0nI)

8-2 真空中有一长为l、截面积为A、可视为“无限长”的直螺线管,单位长度绕有n匝线圈,设电流为I,则螺线管内的磁感应强度大小为 ;磁场能量为 。(?0nI

n2?0I2lA) 28-3 有一长为l、截面积为A、可视为“无限长”的直螺线管,单位长度绕有n匝线圈,设电流为I,管内为真空,则螺线管内的磁感强度大小为 ,磁场能量为 ,自

n2?0I2lA,n2?0lA) 感L= 。(?0nI,28-4电阻R?2?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

?m?(5t2?8t?2)?10?3(Wb),则在t?2s至t?3s的时间内,流过回路导体横截面的感应电荷

qi? C。(1.65?10?2C)

8-5绕有100匝线圈的铁芯,其磁通量与时间的关系为Φ?8.0?10sin100?t(SI),则

?5t

大学物理-电磁感应 电磁场2

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8-3 自感和互感

一、自感

当一个线圈中的电流发生变化时,它所激发的磁场穿过线圈自身的磁通量发声变化,从而在线圈本身产生感应电动势,这种现象称为自感现象,相应的电动势成为自感电动势。

穿过闭合回路的磁通量

自感

m LI

单位:享利(H)

若线圈有N匝,磁通链

mi

i

自感

L /I

若L不变

L L

二、互感 dI dt

I1在I2电流回路中所产生的磁通链

21 M21I1

I2在I1电流回路中所产生的磁通链

12 M12I2

互感系数

M M12 M21 12 21 I2I1

互感仅与两个线圈形状、大小、匝数、相对位置以及周围磁介质有关(无铁磁质时为常量)

互感电动势

d 21dIdM M1 I1 dtdtdt

d dIdM 12 12 M2 I2 dtdtdt 21

dM 0 dt

— 1 —

大物B课后题08-第八章 电磁感应 电磁场

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习题

8-6 一根无限长直导线有交变电流i?I0sin?t,它旁边有一与它共面的矩形线圈ABCD,如图所示,长为l的AB和CD两边与直导向平行,它们到直导线的距离分别为a和b,试求矩形线圈所围面积的磁通量,以及线圈中的感应电动势。

解 建立如图所示的坐标系,在矩形平面上取一矩形面元dS?ldx,载流长直导线的磁场穿过该面元的磁通量为

d?m?B?dS?通过矩形面积CDEF的总磁通量为 ?m?由法拉第电磁感应定律有

????0ild x2?x?ba?0i?ilb?Ilbldx?0ln?00lnsin?t 2?x2?a2?ad?m?Il?b??00lncos?t dt2?a,球小

8-7 有一无限长直螺线管,单位长度上线圈的匝数为n,在管的中心放置一绕了N圈,半径为r的圆形小线圈,其轴线与螺线管的轴线平行,设螺线管内电流变化率为dI线圈中感应的电动势。

解 无限长直螺线管内部的磁场为

B??0nI 通过N匝圆形

大物B课后题08-第八章 电磁感应 电磁场

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习题

8-6 一根无限长直导线有交变电流i?I0sin?t,它旁边有一与它共面的矩形线圈ABCD,如图所示,长为l的AB和CD两边与直导向平行,它们到直导线的距离分别为a和b,试求矩形线圈所围面积的磁通量,以及线圈中的感应电动势。

解 建立如图所示的坐标系,在矩形平面上取一矩形面元dS?ldx,载流长直导线的磁场穿过该面元的磁通量为

d?m?B?dS?通过矩形面积CDEF的总磁通量为 ?m?由法拉第电磁感应定律有

????0ild x2?x?ba?0i?ilb?Ilbldx?0ln?00lnsin?t 2?x2?a2?ad?m?Il?b??00lncos?t dt2?a,球小

8-7 有一无限长直螺线管,单位长度上线圈的匝数为n,在管的中心放置一绕了N圈,半径为r的圆形小线圈,其轴线与螺线管的轴线平行,设螺线管内电流变化率为dI线圈中感应的电动势。

解 无限长直螺线管内部的磁场为

B??0nI 通过N匝圆形

11电磁感应与电磁场_答案 西北工业大学

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1

电磁感应

一、选择题

⒈ D ; ⒉ B ;⒊ C ; ⒋ BD ; ⒌ C ; 6.E ; 7.B ; 8.A ; 9.A

二、填空题

⒈ < 。 ⒉ 洛伦兹力,B υ? ; 感生电场力; 变化的磁场。

⒊ S iR / 。 ⒋ 2212

L Bsin ωθ ; C A → 。 ⒌ 0 ;24l dB dt ; dt dB l 2- 。 ⒍ 0000

(ln )2I r l l r r μωπ+-; A O → 。 ⒎ 1/16。⒏ 1.6?106 J/m 3; 4.425 J/m 3; 磁场更易于存储能量。 9.L S D H dl dS t ??=????? ;L S

B E dl dS t ??=????? ;0S B dS ?=?? ; 0S D dS q ?=∑?? 。 三、问答题

1.答:(1) 起源不同:静止电荷激发静电场,而变化的磁场激发涡旋电场。

(2)性质不同:静电场是有源无旋、保守力场,而涡旋电场是无源有旋、

非保守力场。

2.答:(1)传导电流源于自由电荷的定向移动,而位移电流本质上是变化的电场。

(2)传导电流通过导体时产生焦耳热,而位移电流则无热效应。

(3)传导电流只能在导体中存在,而位移电流可以在导体、电介质、真空中存在。

四、计算

第八章电磁感应及暂态过程

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第八章 电磁感应和暂态过程

主要内容1. 电磁感应的基本定律2. 动生电动势和感生电动势 3. 自感与互感 4. 涡电流 5. 自感磁能与互感磁能

§8.1

电磁感应定律

1. 电磁感应现象

2. 法拉第定律3. 楞次定律

8.1.1

电磁感应现象

电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一 , 它揭示 了电与磁互相联系和转化的重要方面。1820年,奥斯特的 发现第一次揭示了电流能够产生磁 , 从而开辟了一个全新 的研究领域。 1822-1831 年英国物理学家法拉第进行多 次实验和研究在1831年发现电磁感应定律。 结论 : 不管什么原因使穿过闭合导体回路所包围面积 内的磁通量发生变化(增加或减少),回路中都会出现电 流,这种电流称为感应电流。在磁通量增加和减少的两种 情况下,回路中感应电流的流向相反。感应电流的大小则 取决于穿过回路中的磁通量变化快慢。变化越快,感应电 流越大;反之,就越小。

8.1.2

法拉第定律

表述: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,且此感应电动势正比于磁通量对时间变化率 的负值。 数学表达式:当采用国际单位制时,比例系数为 1 ,数学 N 表达式为:

2014第十一章电磁感应与电磁场答案(1)

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第十一章 电磁感应与电磁场

§11. 1 电磁感应的基本定律

一.选择题和填空题

1-2.BD

3、??0nIm?a2?cos?t

4、 3.14×106 C

二、1、解:两个载同向电流的长直导线在如图坐标x处所产生的磁场为

-

B??011(?) 2?xx?r1?r2选顺时针方向为线框回路正方向,则 ?? ??BdS??0Ia2?r1?b(?r1dx?xr1?b?r1dx)

x?r1?r2r?br2?bln(1?) 2?r1r2?a(r?b)(r2?b)dI∴ ???dΦ??0ln[1]

dt2?r1r2dt?Ia?(r1?b)(r2?b)??00ln[]cos?t

2?r1r22、解: (1)将磁通量的单位化为韦伯得

Φ = (3t2 + 2t + 1)/103,

感生电动势大小为

ε = |dΦ/dt| = 2(3t + 1)/103.

t = 2s时的感生电动势为1.4×10-2(V).

(2)由于原磁场在增加,根据楞次定律,感应电流所产生的磁场的方向与原磁场的方向相反,所以在线圈中感生电流的方向是逆时

高中物理第二章电磁感应与电磁场第二节电磁感应定律的建立检测粤

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高中物理第二章电磁感应与电磁场第二节电磁感应定律的

建立检测粤教版选修1_1

1.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是( )

A.导体相对磁场运动,导体内一定产生感应电流

B.导体做切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流

C.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动,电路中一定会产生感应电流

D.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定会产生感应电流

解析:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,引起穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中才会产生感应电流,因此A、B、C选项错误.

答案:D

2.下列关于电磁感应现象的认识,正确的是( )

A.它最先是由奥斯特通过实验发现的

B.它说明了电能生磁

C.它是指变化的磁场产生电流的现象

D.它揭示了电流受到安培力的原因

答案:C

3.利用如下图的实验装置,在电流表G发生偏转时,表明电路中有感应电动势.那么,电路中相当于电源的是( )

1 / 5

A.螺线管B.条形磁铁

C.电流表 D.滑动变阻器

解析:螺线管中磁通量发生的变化引起感应电流的产生,故螺线

管相当于电源.

答案:A 4.如图所示,电流表与螺线管组成闭合电路,不能使电流表指针

偏转的情形是( )

A.将磁铁插入螺线管的过程中

B.磁铁放在螺线管中不动时

C.将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中

第9章 电磁感应和电磁场思考习题(1)

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第9章 电磁感应和电磁场

教学目的要求

1. 理解电磁感应现象的实质,掌握楞次定律和法拉第电磁感应定律,并能用其计算感应电动势与感应电荷;

2. 掌握动生电动势的概念及计算,理解感生电动势与感生电场;

3. 理解互感、自感的概念及其分析,理解磁场的能量与场的物质性;

4. 理解位移电流与全电流安培环路定理,了解麦克斯韦方程组的积分与微分形式,了解电磁波的产生及其基本性质,了解电磁波谱;

5. 了解暂态过程与暂态电路的基本特点.

本章内容提要

⒈ 电磁感应的两个重要定律

① 楞次定律 闭合回路中,感应电流的方向总是使它自身所产生的磁通量,去补偿或者反抗引起感应电流的磁通量的变化.

② 法拉第电磁感应定律

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⒉ 几个基本概念

① 动生电动势

?AB?② 感生电场

?LBAEk?dl???υ?B??dl

AB?③ 感生电动势

Ek?dl????B?tS?dS

?i?④ 自感

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Ψ?LI

自感电动势 ?L??L⑤ 互感

dIdt

Ψ21?M21I1 Ψ12?M1I2 2M12?M21?M

?21??MdI1dtdI2dt互感电动势