电磁感应作业答案
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法拉第电磁感应定律(一)1.法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中的感应电动势的大小( )A .跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B .跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比;C .跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比;D .跟穿过这一闭合电路的磁通量变化量成正比.2.如图所示,由大小两个半圆弧组成的弯曲金属导线位于匀强磁 场中,当整个导体向右平移时,下列结论正确的是:( ) A . A 、E 电势不相同;B . A 、C 、E 三点的电势相同; C .D 点电势比B 点高; D . 无法判断.3.如图所示,接有理想电压表的三角形导线框abc ,在匀强磁 场中向右匀速运动,问:框中有无感应电流?电压表有无示数?a 、b 两点间有无电势差?( )A .无、无、无B .无、无、有C .无、有、无D .有、有、有 4.如图所示,两根相距d 平行放置的导电轨道,轨道间接有电阻R ,处于磁感应强为B ,垂直轨道平面内的匀强磁场中,一根金属杆与轨道成60°角放置在轨道上,现让金属杆以垂直于杆的速度v 沿轨道匀速滑行,若导电轨道和金属杆的电阻不计,则通过电阻R 的电流为( )) 7题图C .dc 边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向,与dc 边刚穿出磁场时感应电流的方向相反D .dc 边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小,与dc 边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等 8.一个N 匝圆线圈,放在磁感强度为B 的匀强磁场中,线圈平面跟磁感强度方向成30°角,磁感强度随时间均匀变化,线圈导线规格不变,下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是 ( ) A.线圈匝数增加一倍; B 、将线圈面积增加一倍;C 、将线圈半径增加一倍;D 、适当改变线圈的取向。
9.如图所示,圆环a 和圆环b 半径之比为2∶1,两环用同样粗细的、同种材料的导线连成闭合回路,连接两圆环电阻不计,匀强磁场的磁感强度变化率恒定,则在a 环单独置于磁场中和b 环单独置于磁场中两种情况下,M 、N 两点的电势差之比为( ) A .4∶1 B .1∶4 C .2∶1 D .1∶210、穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如右图所示,在线圈内产生感应电动势最大值的时间是( ) A.0--2s B.2—4S C.4—6S D.6—10S11.如图所示,把金属圆环匀速拉出磁场,下列叙述正确的是:( ) A 、向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反B 、不管向什么方向拉出,只要产生感应电流,方向都是顺时针C 、 向右匀速拉出时,感应电流方向不变D 、要将金属环匀速拉出,拉力大小要改变 12. 在竖直指向地面的匀强磁场B 中,将长为L的水平棒由高h 处水平抛出,初速度v 0与棒垂直,不计空气阻力,落地时棒上的感应电动势等于 A .BL v 0 B gh v BL 220+ C.0(/2BL v D 2/)2(0gh v BL +13. 如图所示,MN 、PQ 为两平行金属导轨,M 、P 间连有一阻值为R 的电阻,导轨处于匀强磁场中,磁感应强度为B ,磁场方向与导轨所在的平面垂直,图中磁场垂直纸面向里.有一金属圆环沿两导轨滑动、速度为v ,与导轨接触良好,圆环的直径d 与两导轨间的距离相等.设金属环与导轨的电阻均可忽略,当金属环向右做匀速运动时( )A.有感应电流通过电阻R ,大小为R dBvπ B.有感应电流通过电阻R ,大小为RdBvC.有感应电流通过电阻R ,大小为RdBv2 D.没有感应电流通过电阻R14、如图所示1、2、3表示三个回路,在回路2的内部有垂直于回路平面的 匀强磁场,当磁感应强度随时间均匀变化时,回路1、2、3产生的感应电动势分别为E1、E2、E3,下列哪个关系式是正确的( ) A 、E 1=E 2<E 3 B 、E 1=E 2=E 3C 、E 1<E 2<E 3D 、E1<E 2=E 315.如图所示,水平放置一光滑矩形导体框,,细棒ab 可在框上自由移动,整个装置处在磁感应强度为0.4T 的匀强磁场中,磁场方向与水平面成300角,ab 长0.2m,电阻为0.1Ω,其余部分电阻不计,棒在水平力F 作用下以2m/s 的速率匀速向右运动,求力F 的大小及力F 做功的机械功率。
[A级——基础达标练]1.穿过某闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图中的①~④所示,下列说法正确的是()A.图①有感应电动势,且大小恒定不变B.图②产生的感应电动势一直在变大C.图③在0~t1时间内的感应电动势是t1~t2时间内产生的感应电动势的2倍D.图④中,回路产生的感应电动势先变大后变小解析:选C。
由E=ΔΦΔt可知,题图①中磁通量没有变化,因此没有感应电动势,故A错误;题图②中图像的斜率不变,磁通量均匀增加,则感应电动势不变,故B错误;题图③在0~t1时间内的斜率是t1~t2时间内斜率绝对值的2倍,所以在0~t1时间内感应电动势是t1~t2时间内感应电动势的2倍,故C正确;题图④的斜率绝对值先减小后增大,故产生的感应电动势先变小再变大,故D错误。
2.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2 Wb,则() A.线圈中感应电动势每秒钟增加2 VB.线圈中感应电动势每秒钟减少2 VC.线圈中无感应电动势D.线圈中感应电动势保持不变解析:选D。
由E=ΔΦΔt可知当磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2 Wb时,磁通量的变化率即感应电动势是2 Wb/s=2 V。
3.(多选)将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的同一位置处,不会发生变化的物理量是( )A .磁通量的变化量B .磁通量的变化率C .感应电流的大小D .流过线圈横截面的电荷量解析:选AD 。
将磁铁插到闭合线圈的同一位置,磁通量的变化量相同,而用的时间不同,所以磁通量的变化率不同。
感应电流I =E R =ΔΦΔt ·R ,故感应电流的大小不同。
流过线圈横截面的电荷量q =I ·Δt =ΔΦR ·Δt ·Δt =ΔΦR ,由于两次磁通量的变化量相同,电阻不变,所以q 也不变,即流过线圈横截面的电荷量与磁铁插入线圈的快慢无关。
4.(多选)一根直导线长0.1 m ,在磁感应强度为0.1 T 的匀强磁场中以10 m/s 的速度匀速运动,则导线中产生的感应电动势( )A .一定为0.1 VB .可能为0C .可能为0.01 VD .最大值为0.1 V解析:选BCD 。
第8章电磁感应作业题答案一、选择题1、圆铜盘水平放置在均匀磁场中,B得方向垂直盘面向上,当铜盘绕通过中心垂直于盘面得轴沿图示方向转动时,(A) 铜盘上有感应电流产生,沿着铜盘转动得相反方向流动。
(B) 铜盘上有感应电流产生,沿着铜盘转动得方向流动。
(C) 铜盘上有感应电流产生,铜盘中心处电势最高。
(D)铜盘上有感应电流产生,铜盘边缘处电势最高。
答案(D)2.在尺寸相同得铁环与铜环所包围得面积中穿过相同变化率得磁通量,则两环中A.感应电动势相同,感应电流相同;B.感应电动势不同,感应电流不同;ﻫC.感应电动势相同,感应电流不同;ﻫD.感应电动势不同,感应电流相同。
答案(C)ﻫ3. 两根无限长得平行直导线有相等得电流,2.但电流得流向相反如右图,而电流得变化率均大于零,有一矩形线圈与两导线共面,则ﻫ A.线圈中无感应电流;B.线圈中感应电流为逆时针方向;C.线圈中感应电流为顺时针方向;D.线圈中感应电流不确定。
答案: B(解:两直导线在矩形线圈处产生得磁场方向均垂直向里,且随时间增强,由楞次定律可知线圈中感应电流为逆时针方向。
)4.如图所示,在长直载流导线下方有导体细棒,棒与直导线垂直且共面。
(a)、(b)、(c)处有三个光滑细金属框。
今使以速度向右滑动。
设(a)、(b)、(c)、(d)四种情况下在细棒中得感应电动势分别为ℇa、ℇb、ℇc、ℇd,则ﻫﻫA.ℇa=ℇb =ℇc <ℇdB.ℇa =ℇb=ℇc>ℇdC.ℇa=ℇb=ℇc =ℇd D.ℇa>ℇb <ℇc<ℇd答案:C5.一矩形线圈,它得一半置于稳定均匀磁场中,另一半位于磁场外,如右图所示,磁感应强度得方向与纸面垂直向里。
欲使线圈中感应电流为顺时针方向则ﻫA.线圈应沿轴正向平动;ﻫB.线圈应沿轴正向平动;C.线圈应沿轴负向平动;D.线圈应沿轴负向平动答案(A).*6.两个圆线圈、相互垂直放置,如图所示。
当通过两线圈中得电流、均发生变化时,那么ﻫ A.线圈中产生自感电流,线圈中产生互感电流;B.线圈中产生自感电流,ﻫ线圈中产生互感电流;ﻫC.两线圈中同时产生自感电流与互感电流;D.两线圈中只有自感电流,不产生互感电流。
一. 选择题[ A ] 1 (基础训练4)、两根很长的平行直导线,其间距离为a ,与电源组成闭合回路,如图12-18.已知导线上的电流为I ,在保持I 不变的情况下,若将导线间的距离增大,则空间的(A) 总磁能将增大. (B) 总磁能将减少.(C) 总磁能将保持不变.(D) 总磁能的变化不能确定【解答】212m W L I =,距离增大,φ增大,L 增大, I 不变,m W 增大。
[ D ]2(基础训练7)、如图12-21所示.一电荷为q 的点电荷,以匀角速度作圆周运动,圆周的半径为R .设t = 0 时q 所在点的坐标为x 0 = R ,y 0 = 0 ,以i 、j分别表示x 轴和y 轴上的单位矢量,则圆心处O 点的位移电流密度为: (A)i t R q ωωsin 42π (B) j t Rq ωωcos 42π (C) k R q 24πω (D) )cos (sin 42j t i t Rq ωωω-π 图 12-21 【解答】设在0—t 的时间内,点电荷转过的角度为ωt ,此时,点电荷在O 点产生的电位移矢量为0D E ε=, ()222000cos sin ,444rqR q q E e ti tj R R R R ωωπεπεπε=-=-=-+ 式中的r e 表示从O 点指向点电荷q 的单位矢量。
()2sin cos 4d dD q J ti tj dt R ωωωπ∴==-。
[ C ] 3 (基础训练8)、 如图12-22,平板电容器(忽略边缘效应)充电时,沿环路L 1的磁场强度H 的环流与沿环路L 2的磁场强度H 的环流两者,必有: (A) >'⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H . (B) ='⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H .(C) <'⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H. (D) 0d 1='⎰⋅L l H .【解答】全电流是连续的,即位移电流和传导电流大小相等、方向相同。
10-4 如题10-4图所示,载有电流I 的长直导线附近,放一导体半圆环MeN 与长直导线共面,且端点MN 的连线与长直导线垂直.半圆环的半径为b ,环心O 与导线相距a .设半圆环以速度v 平行导线平移.求半圆环内感应电动势的大小和方向及MN 两端的电压N M U U -.解: 作辅助线MN ,则MeNM 构成闭合回路,当整个回路以速度v 沿v方向运动时, 通过整个回路的磁通量始终不变,即0d =Φm ,则 0=Φ-=+=dtd mMN MeN MeNM εεε 即 MN MeN εε= 又∵ 00()cos d ln 022Na ba bMN Ma ba bIv Iv a bv B dl vB r dr r a bμμεπππ++---=⨯⋅==-=<+⎰⎰⎰所以MeN ε方向沿NeM 方向,大小为b a b a Iv -+ln20πμ.M 点电势高于N 点电势,MN 两端的电压:0ln2MN M N Iv a bU U U a bμπ+=-=- 法二:如题10-4图2所示建立坐标系,在弧MeN 上任意位置r 处取线元dl ,方向如图,其与v方向夹角为θ,dr =dl sin θ,则⎰⎰⎰⎰<+-=-=-=+=⋅⨯=+-N M b a b a N M NM MNb a b a Iv dr r Iv l vB dl vB l d B v 0ln 22d sin )2cos()(00πμπμθπθε 所以MeN ε方向沿NeM 方向,大小为ba ba Iv -+ln20πμ M 点电势高于N 点电势,MN 两端的电压:0ln2MN M N Iv a bU U U a bμπ+=-=-10-5 如题10-5所示,在两平行载流的无限长直导线的平面内有一矩形线圈.两导线中的电流方向相反、大小相等,且电流以tId d 的变化率增大,求:(1)任一时刻线圈内所通过的磁通量; (2)线圈中的感应电动势.解: 如图建立坐标系,矩形线圈面积上任意点的磁场强度大小为:)11(20db x x I B -+-=πμ,方向垂直纸面向里,取顺时针为L 正绕向,则 (1) 任一时刻线圈内所通过的磁通量为:]ln [ln π2d )11(π200bab d a d Il x d b x x Il ad dm +-+=-+-=Φ⎰+μμ 或(法2):以向外磁通为正则,]ln [lnπ2d π2d π2000dad b a b Ilr l rIr l rIab b ad dm +-+=-=⎰⎰++μμμΦ 题10-5图O xdl题10-4图2rdr O 'v B ⨯r题10-4图O 'r(2) 线圈中的感应电动势为: ba d da b t I l t I d a d b a b l t m )()(lnd d π2d d ]ln [ln π2d d 00++=+-+=Φ-=μμε 因为:⇒<ab ad 0)()(ln <++b a d d a b ,又,0d d >t I所以:0<ε,即线圈中的感应电动势方向为逆时针。
第10章 电磁感应与电磁场一、选择题1、一导体圆线圈在均匀磁场中运动,在下列情况下,会产生感应电流的是( D )A .线圈沿磁场方向平移B .线圈以自身直径为轴转动,轴与磁场方向平行C .线圈沿垂直于磁场方向平移D .线圈以自身直径为轴转动,轴与磁场方向垂直 2、将磁铁从迅速插入和缓慢插入金属环,若两种情况下磁铁的起始位置和终了位置均相同,则关于两种情况环中的感应电动势和感生电量的说法正确的是( C )A .感应电动势不同;感生电量也不同B .感应电动势相同,感生电量也相同;C .感应电动势不同,感生电量相同;D .感应电动势相同,感生电量不同. 3、如图所示,A 为闭合的导体环,B 为有间隙的导体环,则当磁铁分别移近A 和B 时,关于A 和B 的运动描述正确的是( A )A .A 环被排斥,B 环不动 B .A 环被吸引,B 环不动C .A 环被吸引,B 环被吸引D .A 环被排斥,B 环被排斥4、在感应电场中电磁感应定律可写成⎰-=•L K dtdl d E φ ,式中K E 为感应电场的电场强度。
此式表明( D )A. 闭合曲线L 上K E处处相等 B. 感应电场是保守力场。
C .感应电场的电力线不是闭合曲线D .在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念 5、关于长直螺线管线圈的自感,以下说法正确的是( D ) A 、螺线管中通有的电流越大,自感也越大; B 、螺线管横截面通过的磁通量越大,自感也越大C 、在单位长度匝数不变的情况下,真空中螺线管长度越长,自感就越大;D 、在单位长度匝数不变的情况下,真空中螺线管体积越大,自感就越大6、如图,矩形区域为均匀稳恒磁场,半圆形闭合导线回路在纸面内绕轴O 作逆时钟方向匀角速度转动,O 点是圆心且恰好落在磁场的边缘上,半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时。
图(A)--(D)的t -ε函数图像中哪一条属于半圆形导线回路中产生的感应电动势(A )7、如图所示的闭合线圈abcda 均位于匀强磁场中,当磁场不断减小时,回路中不产生感应电流的是( B )8、如图所示,两个圆环形导体a 、b 互相垂直地放置,且圆心重合,当它们的电流I 1、和I 2同时发生变化时,则( D )(A) a 导体产生自感电流,b 导体产生互感电流(B) 两导体同时产生自感电流和互感电流(C) b 导体产生自感电流,a 导体产生互感电流;(D)两导体只产生自感电流,不产生互感电流。
©西南交大物理系_2015_02《大学物理AI 》作业No.11电磁感应班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、判断题:(用“T ”和“F ”表示) [ F ] 1.公式t∆∆Φ-=ε,只适合计算由磁场变化引起感应电动势的情况,不适合计算导体切割磁感应线所产生的感应电动势。
解:都适合。
只是如果遇到导体不闭合的情况,要做辅助线使其成为闭合回路。
[ F ] 2.穿过线圈的磁通量越多,线圈中感应电动势越大。
解:法拉第电磁感应定律:线圈中感应电动势与穿过闭合回路的磁通量的时间变化率成正比。
[ T ] 3.动生电动势的非静电力是洛伦兹力,电动势的方向就是v B ⨯的方向。
解:根据动生电动势动定义()⎰+-⋅⨯=l B vd ε,上述叙述正确。
[ T ] 4.将条形磁铁插入与冲击电流计串联的金属环中时,通过电流计的电荷q 正比于穿过环的磁通变化∆Φ 。
解:()m m m m RR t t R t i q ψψψψ∆-=--=-==⎰⎰11d d d 1d 12,所以上述正确。
[ T ] 5.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
解:根据楞次定律,感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通的变化。
二、选择题:1.如图所示,导体棒AB 在均匀磁场B 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ω与B 同方向),BC的长度为棒长的31,则[ A ] (A) A 点比B 点电势高 (B) A 点与B 点电势相等(C) A 点比B 点电势低(D) 有稳恒电流从A 点流向B 点答:(A)。
设棒长为L ,因为2()d 23B C B L U U v B l ω⎛⎫-=⨯⋅=⎪⎝⎭⎰,22()d 23A C B L U U v B l ω⎛⎫-=⨯⋅=⎪⎝⎭⎰,所以()()0A B A C B C U U U U U U -=--->,故A 点电势高。