电磁学(梁灿彬)第六章_电磁感应与暂态过程.
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第六章 电磁感应与暂态过程一、选择题61001有两个长螺线管 A 和B ,它们的直径和长度都相同,并且只含有一层绕组。
相邻各匝互相接触并保持绝缘,绝缘层厚度可以忽略不计,螺线管A 是由许多匝细导线组成,而螺线管B 是由几匝粗导线组成。
则: A.螺线管B 的自感系数较大,螺线管A 的时间常数较大; B.螺线管A 的自感系数较大,螺线管B 的时间常数较大; C.螺管A 的自感系数和时间常数均较大;D.螺管B 的自感系数和时间常数均较大。
61002 有一很长同轴电缆,由半径为R 1和R 2的两个同轴的圆柱面导体组成,电缆单位长度的自感系数为:A.122102R R R R -μ; B.()1202R R -μ; C.120ln 2R R πμ;D.πμ20。
61003 面积为S 和2S 的两个圆线圈A ,B 共轴,通以相同的电流I ,线圈A 的电流所产生的磁场通过线圈B 的磁通量用φ21表示,线圈B 的电流所产生的磁场通过线圈A 的磁通量用φ12表示,则两者关系为:A.φ21=2φ12;B.φ21=21φ12; C.φ21=φ12; D.φ21>φ12。
61004 细长螺线管的截面积为2cm 2,其线圈总匝数N=200,通以4A 电流时,测得螺线管内的磁感应强度B=2T ,忽略漏磁和线圈两端的不均匀性,则该螺 线管的自感系数为:A.10mH ;B.20mH ;C.40mH ;D.0.1mH 。
61005 若用条形磁铁竖直插入木质圆环,则环中: A.产生感应电动势,也产生感应电流; B.产生感应电动势,不产生感应电流; C.不产生感应电动势,也不产生感应电流;D.不产生感应电动势,产生感应电流。
61006 两根平行导线载有大小相等方面相反的电流。
已知两根导线截面半径都为a ,中心轴相距为d(d>>a)。
如果两导线内部的磁通量略去不计,那么这一对导线的单位长度的自感系数为:A.ad πμ20 B.a d πμ0 C.a b ln 0πμ D.a ad -ln 0πμ61007 外观完全相同的两个线圈,一为铜导线,一为铁导线。
第六章电磁感应与暂态过程静电场和恒定磁场的基本规律,在表达公式中电场和磁场是各自独立、互不相关的。
然而,激发电场和磁场的源——电荷和电流却是相关的,电场和磁场之间也必然存在着相互联系、制约的关系。
1820年奥斯特发现了电流的磁效应,1831年法拉第经过系统研究,发现了电磁感应现象,并总结出电磁感应定律。
电磁感应现象的发现,不仅阐明了变化磁场能够激发电场这一关系,还进一步揭示了电与磁之间的内在联系,促进了电磁理论的发展,从而奠定了现在电工技术的基础。
从实用的角度看,这一发现使电工技术有可能长足发展,为后来的人类生活电气化打下了基础。
从理论上说,这一发现更全面地揭示了电和磁的关系,使在这一年初生的麦克斯韦后来有可能建立一套完整的电磁场理论,这一理论在近代科学重得到了广泛的应用。
因此,怎样评价法拉第的发现的重要性都是不为过的。
本章主要讨论电磁感应现象及其基本规律——法拉第电磁感应定律,介绍产生电动势的两种情况——动生和感生电动势,分别对电磁感应的几种类型,包括自感和互感进行讨论,最后介绍RL、RC电路的暂态过程和磁场的能量等内容。
§1 法拉第电磁感应定律一、电磁感应现象这里有三个具有代表性的实验。
1、把线圈L和电流计G连接成一闭合回路,用磁棒插入线圈L,发现在磁棒插入过程中电流计G的指针有偏转。
这表明在磁棒插入过程中回路中出现了电流。
若磁棒插入线圈后不动,电流计指针降回到零点。
这表明在磁棒相对线圈静止时,线圈回路中没有电流。
在磁棒从线圈L中抽出的过程中,电流计指针有发生偏转,但偏转的方向与插入过程的偏转方向相反。
这表明在磁棒抽出的过程中,回路中的电流方向与磁棒插入过程中回路的电流方向相反。
如果加快磁棒插入或抽出的速度,则指针偏转加大,说明回路中电流加大。
固定磁棒不动使线圈相对磁棒运动,同样可观察到上述现象。
2、用一个通有恒定电流的线圈L1代替磁棒,反复上面的实验,可观察到同样的现象。
3、把线圈L1放在线圈L中不动,线圈L1通过开关K和一电池相连。
第六章 电磁感应与暂态过程 引言:(1) 就电磁学内容体系而言,我们侧重于场论方法研究电荷、电流,电场、磁场之间的内在规律性。
到目前为止,我们已研究了稳恒电场、稳恒磁场,即时稳场的规律;现在我们思考:当电场或磁场随t 发生变化时,情况又该怎样呢?下面我们将进入时变场的学习时变场时稳场−→−(2) 其次,由以上两章的学习,我们已知电流具有磁效应。
现在要问:其反问题存在否,即能否由磁现象来产生电效应呢?磁场电流−→←以下我们就来回答这个问题。
英国科学家M. Faraday 历经近十年艰辛探索,通过大量实验,发现了电磁感应规律,给定了由磁现象产生电效应的方法,该方法指出:当导体回路中磁通量φ发生变化时,回路中将出现电流。
这一现象称为电磁感应现象,相应的感应电动势感应电流-------εi电磁感应现象的发现在《电磁学》发展史上是一个重要的里程碑,它是我们当今许多电气设备、电子产品工作的基础,例如:变压器、发电机、电动机,等等都是基于这一原理。
本章内容以法拉第电磁感应定律为基础,逐步展开讨论,给出应用。
下面我们首先学习电磁感应定律的内容。
§1 法拉第电磁感应定律由于电磁感应定律是一条实验定律,我们当从实验现象入手。
通过观察、分析实验现象,给出结论,学习定律。
一、电磁感应现象1、实验现象① 我们选择有代表性的实验来观察实验现象,围绕如下图6-1所示装置开展实验: 将空心螺线管A 与检流计G 连成回路,我们就是针对这样的装置来做演示实验,观察G 指针的偏转情况,进而判断有无电磁感应现象发生。
图6-1需指出:由于G 的指针是双向偏转的,观察时我们只关心每次操作时偏转与否、偏转方向如何、偏幅怎样。
至于后来的来回摆动、复零我们不关心,欲知可见以后磁电式仪表工作原理再介绍。
② 从稳恒电路角度看,上述螺线管A 只相当于一段导线,回路中无电源,电路中没有电流,检流计G 指针不发生偏转(调节示零),我们现在的问题是:对该装置,由磁现象能产生电效应吗?如果有,则我们说发生了电磁感应现象。