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电磁感应 电磁场和电磁波(附答案)

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一 填空题 1. 把一个面积为S，总电阻为R的圆形金属环平放在水平面上，磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下，当把环翻转180的过程中，流过环某一横截面的电量为 。

答：RBS2。

2. 一半径为m10.0r的闭合圆形线圈，其电阻10R，均匀磁场B垂直于线圈平面。欲使线圈中有一稳定的感应电流A01.0i，B的变化率应为多少 1sT。

答：1sT18.3。

3. 如图所示，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次动作快，线圈中产生的感应电动势为1；第二次慢，线圈中产生的感应电动势为2，则两电

动势的大小关系是1 2

答：>。（也可填“大于”） 4. 如图所示，有一磁感强度T1.0B的水平匀强磁场，垂直匀强磁场放置一很长的金属框架，框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑。已知ab长

m1.0，质量为kg001.0，电阻为1.0，框架电阻不计，取2sm10g，导体ab下

落的最大速度 1sm。 答：1sm10。 5. 金属杆ABC处于磁感强度T1.0B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里（如图所示）。已知BCABm2.0，当金属杆在图中标明的速度方向运动时，测得CA,

两点间的电势差是V0.3，则可知BA,两点间的电势差abV Ｖ。

答：V0.2。 6. 半径为r的无限长密绕螺线管，单位长度上的匝数为n，通以交变电流tIIcos0，则围在管外的同轴圆形回路(半径为R)上的感生电动势为 。

答：tnIrsinπ002。

7. 铁路的两条铁轨相距L，火车以v的速度前进，火车所在地处地磁场强度在竖直方向上的分量为B。两条铁轨除与车轮接通外，彼此是绝缘的。两条铁轨的间的电势差U为 。 答：BLv。

8. 图中，半圆形线圈感应电动势的方向为 （填：顺时针方向或逆时针方向）。

答：逆时针方向。 9. 在一横截面积为0.2m2的100匝圆形闭合线圈，电阻为0.2Ω。线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈截面，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示。线圈中感应电流的大小是 A。 答：2A。 10. 如图所示，U形导线框固定在水平面上，右端放有质量为m的金属棒ab，ab与导轨间的动摩擦因数为μ，它们围成的矩形边长分别为L1、L2，回路的总电阻为R。从t=0时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=kt，（k>0）那么在t为 时，金属棒开始移动。

答：2212LLkmgRt。 11. 如图，导体棒ab与金属框接触，并置于均匀磁场中，磁场方向垂直纸面向里，导体棒向右运动，判断ab两点的电势关系a b。

答：>（或大于）。 12. 如图，导体棒ab长m3l，置于T5.0B的均匀磁场中，磁场方向垂直纸面向里，导体棒以1sm4的速度向右运动。导体棒长度方向、磁场方向和运动方向两两垂直，棒内感生电动势大小为 V。

答：6V。 13. 半径为m10.0的圆形回路，放在的均匀磁场中TB10（T是单位特斯拉），回路平面与B垂直，当回路半径以恒定的速率180.0ddsmtr收缩，刚开始时回路中的感应电动势大小为 V。 答：V6.1

14. 在磁感强度为B的均匀磁场中，以速率v垂直切割磁力线运动的一长度为L的金属杆，相当于一个电源，它的电动势ε＝ 。 答：vBL。

15. 如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距m10.0L，导轨上端接有电阻Ω5.0r，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于T5.0B的水平匀强磁场中。若杆稳定下落时，每秒钟有J02.0的重力势能转化为

电能，则MN杆的下落速度v 1sm。

答：21sm。 16. 飞机以1sm200v的速度水平飞行，机翼两端相距离m30l，两端这间可当作连续导体。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T1025。机翼两端电势差U为 Ｖ。 答：V12.0。

17. 两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I，并都以tIdd0的变化率增长，一矩形线圈位于导线平面，如图，则感应电流的方向是 。

答：顺时针方向。 18. 用导线制成一半径为r的闭合圆形线圈，其电阻为R，均匀磁场垂直于线圈平面。欲使电路中有一稳定的感应电流I，磁感应强度的变化率tBdd 。

答：2πrIR。 19. 如图所示，Ⅰ、Ⅲ为两匀强磁场区，Ⅰ区域的磁场方向垂直纸面向里，Ⅲ区域的磁场方向垂直纸面向外，磁感强度均为B，两区域中间为宽s的无磁场区Ⅱ。有

一边长为sll，电阻为R的正方形金属框abcd置于Ⅰ区域，ab边与磁场边界平行，现拉着金属框以速度v向右匀速移动。当ab边刚进入中央无磁场区Ⅱ时，通过ab边的电流的大小 。

答：Blv。 20. 如图，把一无限长的直导线穿过一导线圆环，二者相互绝缘。圆环平面与导线垂直。直导线通有稳恒电流0I。圆环绕直导线转动时，环中产生感生电流I= 。

答：0。 21. 通过某一回路的磁通量依下列关系变化cbtat2（cba,,均为大于零的常数），则0tt时刻回路中感应电动势的大小等于 。 答：bat02

22. 如果使图左边电路中的电阻R增加，则在右边矩形电路中的感应电流的方向 。

答：顺时针。 23. 一无铁芯的长直螺线管在保持其半径和总匝数不变的情况下，把螺线管拉长一些，则它的自感系数将 （填：变大、变小或不变）。 答： 变小。

24. 两同心导体圆环如图所示)(12rr，外圆环单位长度带电荷为，并以t的角速度

绕圆心转动，则内圆环中的感应电动势1 。

答： dttdr22101。 二 判断题 1. 导体不存在时，在变化的磁场周围不存在感生电场。 （ ） 答案：×。

2. 感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。 （ ） 答案：√。

3. 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。 （ ） 答案：×。

4. 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。 （ ） 答：√。

5. 两个彼此无关的闭合回路，其中之一的磁通量发生了Wb5.7的改变，另一发生了Wb2.7的改变，前者的感应电动势一定大于后者。 （ ） 答案：×。

6. 产生动生电势的非静电力是洛仑兹力。 （ ） 答： √。

7. 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。（ ） 答案：×。

8. 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。 （ ） 答：√。 9. 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。 （ ） 答：×。

10. 电动势用正、负来表示方向，它是矢量。 （ ） 答案：×。

11. 感生电动势在导体中产生，要求导体构成回路。 （ ） 答案：×。

12. 有两个相互平行的直线导体，其中一个通有电流0I，当两导线相互靠近时，另一导线上感应电流的方向与0I方向相反。 （ ） 答：√。 三 计算题

1. 如图所示， 均匀磁场与半径为r的圆线圈垂直 （图中ld表示绕行回路的正方

向）。如果磁感强度随时间的变化的规律为teBB0，其中0B和为常量， 试将线圈中的感应电动势表示为时间的函数，并标明方向。

解： 回路绕行方向为逆时针， 穿过圆线圈的磁通量为 SB （2分）

teBrrB022ππ （2分）

圆线圈上的电动势为

dtd （2分）



teBr02π

（2分）

方向沿回路正方向即逆时针方向。 （2分） 2. 如图，在通有电流AI5的长直导线旁有一长为mL1的金属棒，以速度smV/100平行于导线运动，棒的近导线一端距离导线为ma1，求金属棒电动势，并判断AB点电势高低？

解： 如图所示，建立坐标，水平向右为正方向，导线所在的位置为坐标原点。

长直导线中通有电流I，则空间的磁场分布为 xIBπ20 （2分）

在x处取线元dx，则dx上的动生电动势为 xdBVd （2分）

所以，金属棒AB上的电动势为 LaaxdBV



 （2分）

)(109.62ln1005π2104πx257210VVdxI （2分）

A点的电势高。 （2分）

3. 一载流长直导线中电流为I，一矩形线框置于同一平面中，线框宽为a，长为b，并以速度v垂直于导体运动，如图所示。当线框边AB与导线的距离为d时，试用法拉第电磁感应定律求出此时线框内的感应电动势，并指出其方向。

解： 如图所示，以长直导线为坐标原点取x轴向右。任意t时刻AB边距长直导线为x。 在框内取宽为xd的面元xbSdd，面元法线垂直纸面向里，穿过面元的磁通量为

bdxxISdBdπ20

（2分）

则，穿过整个矩形框的磁通量为

xaxIbxxIbaxxlnπ2dπ200

（2分）

线框内电动势为 td

d

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第12章-电磁感应 电磁场和电磁波

第12章-电磁感应 电磁场和电磁波


0n1I1
则穿过半径为 r2 的线圈
的磁通匝数为
N2Φ21 N2B1(π r12 )
n2lB1(πr12 )
代入 B1 计算得 2 N2Φ21 0n1n2l(πr12 )I1
则
M 21
N 2Φ21 I1
0n1n2l(πr12 )
33
12-3 自感和互感
例3 上题中，若通过长度为 l2 的线圈 N2 的电流为 I2 ， 且 I2 是随时间而变化的，那么，因互感的作用，在线 圈 N1 中激起的感应电动势是多少呢？ 解 通过线圈 N1 的磁通匝数为
dV
V 2
36
12-4 磁场的能量 磁场能量密度
例1 有一长为 l 0.20m 、截面积 S 5.0cm2 的长直 螺线管。按设计要求，当螺线管通以电流 I 450mA 时，螺线管可储存磁场能量 Wm 0.10J . 试问此长直螺
线管需绕多少匝线圈？
解 由上一节可知，长直螺线管的自感为
L 0N 2S / l
i
OP Ek dl
(v
B)
dl
OP
l
p
i
设杆长为 l
i
vBdl vBl
0
o
16
12-2 动生电动势和感生电动势
例1 一长为 L 的铜棒在磁感强度为 B 的均匀磁场中,
以角速度 在与磁场方向垂直的平面上绕棒的一端转
动，求铜棒两端的感应电动势.
解 di (v B) dl
vBdl
螺线管储存的磁场能量为
Wm
1 2
LI 2
1 2
0 N 2S
l
I2
N 1 ( 2Wml )1/ 2 1.8104匝
当 dL 0 dt
电磁场与电磁波第二版答案陈抗生

电磁场与电磁波第二版答案陈抗生

电磁场与电磁波第二版答案陈抗生【篇一：2011版电磁场与电磁波课程标准】xt>课程编号：适用专业：总学时数：学分：07050021 通信工程本科理论32学时 3一、课程目的及性质电磁场与电磁波是通信技术的理论基础，通过本课程的学习，使学生掌握电磁场的有关定理、定律、麦克斯韦方程等的物理意义及数学表达式。

使学生熟悉一些重要的电磁场问题的数学模型（如波动方程、拉氏方程等）的建立过程以及分析方法。

培养学生正确的思维方法和分析问题的能力，使学生学会用场的观点去观察、分析和计算一些简单、典型的场的问题。

为后续课程打下坚实的理论基础。

二、本课程的基本内容第一章矢量分析（一）教学目的与要求1、理解矢量的标积和矢积；2、理解标量场的方向导数与梯度；3、理解矢量场的通量、散度与散度定理；4、理解矢量场旋度的散度，标量场梯度的旋度；5、理解亥姆霍兹定理、正交曲面坐标系。

（二）教学的重点与难点 1、 2、 3、矢量场中的散度定理和斯托克斯定理；无散场、无旋场的含义；格林定理。

（三）课时安排理论6课时（四）主要内容第一节：标量与矢量（1）课时 1、 2、 3、矢量的代数运算矢量的标积与矢积标量场的方向导数与梯度第二节：矢量场（1）课时 1、矢量场的通量、散度与散度定理 2、矢量场的环量、旋度与旋度定理第三节：无散场与无旋场（1）课时1、矢量场旋度的梯度2、标量场梯度的旋度3、格林定理第四节：矢量场的基本定义和坐标系 1、格林定理2、矢量场的唯一性定义3、亥姆霍兹定理4、正交曲面坐标系（3）课时第二章静电场（一）教学目的与要求 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、8、（二）教学的重点与难点 1、 2、 3、 4、电荷分布与电场强度、电位的关系式；静电场边界中：束缚电荷与电场，极化强度的关系；电场能量；虚位移方法在求解电场作用力的应用。

理解电通量定理，电场线及电场强度方向；理解真空中静电场的积分和微分形式；理解电荷的面密度和线密度与电位、电场强度的关系；理解束缚电荷与极化强度的关系；理解介质中静电场的微分与积分形式；理解静电场的边界条件；理解电容与电场能量的关系；理解虚位移方法在求解作用力的方法在常电荷，常电位系统中的应用。

第四章第2节电磁场与电磁波练习(word版含答案)

第四章第2节电磁场与电磁波练习(word版含答案)

2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第四章第2节电磁场与电磁波过关演练一、单选题1．下列关于电磁波的说法，正确的是（）A．只要有电场和磁场就能产生电磁波B．电场随时间变化时一定能产生电磁波C．要想产生持续的电磁波，变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）必须是均匀变化的D．振荡电流能在空间中产生电磁波2．对于电磁波的发现过程，下列说法正确的是（）A．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在B．麦克斯韦预言了电磁波的存在C．赫兹根据自然规律的统一性，提出变化的电场产生磁场D．电磁波在任何介质中的传播速度均为8310m/s3．关于电磁波的形成机理，一些认识，正确的是（）A．电磁波由赫兹预言提出，并指出光也属于电磁波B．磁场能产生电场，电场也能产生磁场C．变化的磁场能产生电场，所产生的这个电场还能继续产生磁场D．变化的电场能产生磁场，所产生的这个磁场不一定还能继续产生电场4．如图所示是我国500m口径球面射电望远镜（F AST），它可以接收来自宇宙深处的电磁波。

关于电磁波，下列说法正确的是（）A．赫兹预言了电磁波的存在B．麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波C．频率越高的电磁波，波长越长D．电磁波可以传递信息和能量5．以下有关电磁场理论，正确的是（）A．稳定的电场周围产生稳定的磁场B．有磁场就有电场C．变化的电场周围产生变化的电场D．周期性变化的磁场产生周期性变化的电场6．关于电磁场和电磁波，下列叙述中不正确的是（）A．均匀变化电场在它的周围产生均匀变化的磁场B．振荡电场在它的周围产生同频振荡的磁场C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变，传播速度与波长发生变化D．电磁波能产生干涉和衍射现象7．下列说法正确的是（）A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关B．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失C．声波从空气进入水中时，其波速增大，波长变长D．均匀变化的磁场产生变化的电场，均匀变化的电场产生变化的磁场E．当波源与观察者相向运动时，波源自身的频率变大8．关于电磁波理论，下列说法正确的是（）A．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场B．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场C．做非匀变速运动的电荷可以产生电磁波D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在9．下列说法正确的是（）A．电场随时间变化时一定产生电磁波B．X射线和 射线的波长比较短，穿透力比较弱C．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光衍射的结果D．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景物清晰10．真空中所有电磁波都有相同的（）A．频率B．波长C．波速D．能量二、多选题11．以下叙述正确的是()A．法拉第发现了电磁感应现象B．电磁感应现象即电流产生磁场的现象C．只要闭合线圈在磁场中做切割磁感线的运动，线圈内部便会有感应电流D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒的必然结果12．下列说法正确的是（）A．波的衍射现象必须具备一定的条件，否则不可能发生衍射现象B．要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度远大于水波波长C．波长越长的波，越容易发生明显的衍射现象D．只有波才有衍射现象13．间距为L=1m的导轨固定在水平面上，如图甲所示，导轨的左端接有阻值为R=10Ω的定值电阻，长度为L=1m、阻值为r=10Ω的金属棒PQ放在水平导轨上，与导轨有良好的接触，现在空间施加一垂直导轨平面的磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，已知磁场的方向如图甲所示，且0~0.2s的时间内金属棒始终处于静止状态，其他电阻不计。

电磁场与电磁波第5版王家礼答案

电磁场与电磁波第5版王家礼答案

电磁场与电磁波第5版王家礼答案电磁场与电磁波第5版王家礼答案第一章电磁场和电磁波的基本概念1.1 什么是电磁场？电磁场是描述电荷运动影响的物理场。

它可以被看作是一种对空间的划分，并且在各个空间区域内具有不同的物理状态。

1.2 电磁场的基本方程式是哪些？电磁场的基本方程式包括：麦克斯韦方程组、库仑定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律等。

1.3 什么是电磁波？电磁波是由振动的电荷和振动的磁场所产生的波动现象。

它具有电场和磁场的相互作用，且在真空和各种介质中都能传播。

第二章静电场和静磁场2.1 什么是静电场？静电场是指当电荷分布不随时间变化、不产生磁场时，所产生的电场。

2.2 静电场的基本定律有哪些？静电场的基本定律包括库仑定律、电场线、电势能和电势。

2.3 什么是静磁场？静磁场是指当电荷分布不随时间变化，但产生了磁场时，所产生的磁场。

2.4 静磁场的基本定律有哪些？静磁场的基本定律包括安培环路定律、比奥萨伐尔定律和洛伦兹力定律。

第三章时变电磁场和电磁波的基本概念3.1 什么是时变电磁场？时变电磁场是指电荷分布随时间变化，且产生了磁场时，所产生的电磁场。

3.2 时变电磁场的基本方程式是哪些？时变电磁场的基本方程式是麦克斯韦方程组，包括麦克斯韦-安培定律、麦克斯韦-法拉第定律、法拉第感应定律和电场定律等。

3.3 什么是电磁波？电磁波是由振动的电荷和振动的磁场所产生的波动现象，它具有电场和磁场的相互作用，可以在真空和各种介质中传播。

3.4 电磁波的基本特征有哪些？电磁波的基本特征包括电场和磁场垂直于传播方向、具有可见光、红外线、紫外线、X射线和γ射线等不同频率和能量等。

第四章电磁波在真空和介质中的传播4.1 电磁波如何在真空中传播？电磁波在真空中传播速度等于光速，即299792458m/s。

4.2 介质是如何影响电磁波传播的？介质对电磁波的传播速度、方向和振动方向都有影响，介质内的电磁波速度取决于介质的介电常数和磁导率。