大学物理第十四章磁介质
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大学物理第14章思考题解《大学物理学》(下册)思考题解第14章电磁感应14-1 在电磁感应定律i d dtΦ=-?中,负号的含义是什么? 如何根据负号来判断感应电动势的方向?答:电磁感应定律i d dtΦ=-中的负号来自于楞次定律。
由于磁通量Φ变化而引起感应电动势i ?变化、从而产生感应电流,这个电流的磁场将阻碍原磁通量Φ的变化。
例如原磁通量Φ正在增加,所激发的感应电动势的感应电流的感应磁场将阻碍这个Φ增加。
14-2 如题图所示的几种形状的导线回路,假设均匀磁场垂直于纸面向里,且随时渐减小。
试判断这几种形状的导线回路中,感应电流的流向答:14-3 将一磁铁插入一个由导线组成的闭合电路线圈中,一次迅速插入,另一次缓慢插入。
问:(1)两次插入时在线圈中的感生电荷量是否相同? (2)两次手推磁铁的力所做的功是否相同?(3)若将磁铁插入一个不闭合的金属环中,在环中间发生什么变化?答:始末两态的磁通1Φ、2Φ不变,所以 (1) 感生电荷量12 q RΦ-Φ=,与时间、速度无关,仅与始末两态的磁通有关,所以两次插入线圈的感生电荷量相同。
(2)从感应电流作功考虑,W I t =??,定性地判断:两种情况下I t q ?=不变,12d dttΦ-ΦΦ=?=-?分子不变分母有区别,所以两次手推磁铁的力,慢慢插入的作功少,快速插入的作功多。
(3) 若将磁铁插入一个不闭合的金属环中,在环的两端将产生感应电动势。
14-4 让一块很小的磁铁在一根很长的竖直钢管内下落,若不计空气阻力,试定性说明磁铁进入钢管上部、中部和下部的运动情况,并说明理由。
答:把小磁铁看作磁矩为m的磁偶极子,下落至钢管口附近时,由于钢管口所围面积的磁通量发生了变化,管壁将产生感生电动势和感生电流,感生电流将激发感生磁场'1B ,由于磁矩m 自己产生的磁感B 在管口产生的磁通正在增加,根据楞次定律,它所激发的感生磁场'1B 将阻碍这个增加,因此,' 1B 与B 反方向。