大学物理(下)十三章作业与解答.doc

第十三章 电磁感应一. 选择题1. 如图，两根无限长平行直导线载有大小相同方向相反的电流I，均以的变化率增长，一矩形线圈位于导线平面内，则(A) 线圈中无感应电流(B) 线圈中感应电流方向不确定(C) 线圈中感应电流为顺时针方向(D) 线圈中感应电流为逆时针方向 2. 将形状完全相同的铜环和木环静止放置，并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等，则不计自感时(A) 铜环中有感应电动势，木环中无感应电动势(B) 铜环中感应电动势大，木环中感应电动势小(C) 铜环中感应电动势小，木环中感应电动势大(D) 两环中感应电动势相等 3. 如图，M、N为水平面内两根平行金属导轨，ab与cd为相互平行且垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线，外磁场均匀垂直于水平面向上，当外力使ab向右平移时，cd应 (A) 不动 (B) 转动(C) 向左移动 (D) 向右移动 4. 如图所示，直角三角形金属框abc放在均匀磁场中，磁场平行于ab边，bc的长度为l. 当金属框绕ab边以匀角速转动时，则回路中的感应电动势和a、c两点间的电势差为(A) ，(B) ，(C) ，(D) ， 5在一无限长圆柱区域内，存在随时间变化的均匀磁场，图示为磁场空间的一个横截面，下列说法正确的是(A) 圆柱形区域内有感生电场，区域外无感生电场(B) 圆柱形区域内无感生电场，区域外有感生电场(C) 圆柱形区域内有感生电场，区域外也有感生电场(D) 圆柱形区域内无感生电场，区域外也无感生电场 6. 一密绕螺线管的自感为L，若将其锯为相等的两半，则这两个螺线管的自感(A) 都等于(B) 一个大于，一个小于(C) 都大于(D) 都小于 7. 一自感系数为0.1H的线圈中，当电流在(1/10)s内由1A均匀减小到零时，线圈中自感电动势的大小为(A) 100V (B) 10V(C) -1V (D) 1V 8. 面积为S和2S的两圆线圈1、2如图放置，通有相同的电流，线圈1中的电流所产生的通过线圈2的磁通为21，线圈2中的电流所产生的通过线圈1的磁通为12，则21和12的大小关系为(A) 21 = 212 (B) 12 = 21(C) 12 21 (D) 21 = 12 / 2 9. 通有电流I的半径为R圆线圈，放在近似真空的空间里，圆心处的磁场能量密度是：(A) (B) (C) (D) 10. 下列情况位移电流为零的是：(A) 电场随时间变化 (B) 电场不随时间变化(C) 交流电路 (D) 在接通直流电路的瞬间 二. 填空题11. 用导线制成一半径为0.1m的闭合线圈，线圈电阻为10，均匀磁场垂直于线圈平面，欲使线圈中有稳定的感应电流i = 0.01A，则磁感应强度的变化率=_. 12. 如图，纸平面内有一载流长直导线和一接有电压表的矩形线框，当线框中有顺时针方向的感应电流时，直导线中的电流变化为_.（填“增大”“减小”或“不变”） 减小13. 通过平面上一个回路内的磁通量以关系式变化，式中t以s计，则当时，回路中感应电动势大小为_. 14. 在磁感应强度为的磁场中，以速率v垂直切割磁感应线运动的一长度为L的金属杆，相当于一个_，它的电动势_，产生此电动势的非静电场力是_.电源 ； ； 洛仑兹力15. 如图，一根无限长直导线绝缘地紧贴在矩形线圈的中心轴上，它们之间的互感系数为_0 _.16. 如图，在电容器放电过程中，极板间位移电流方向为_.负极板指向正极板 (或 向左)17. 在没有自由电荷与传导电流的变化磁场中，_；_. ； 三. 计算题18. 如图，长直通电导线旁放置一矩形线框，若导线中电流，求任意时刻矩形线框回路中的感应电动势.解：取坐标轴如图，在矩形框中任取一窄条面元dS=Ldx通过面元dS的通量总磁通量 由法拉第电磁感应定律：19. 上题中，若电流I不变，矩形线框从图示位置以速度v开始水平向右运动. 求任意时刻t回路中的感应电动势.解：任意时刻t，通过矩形线框的磁通量由法拉第电磁感应定律：20如图，长为L水平放置的导体棒ab绕竖直轴匀角速旋转，角速度为，棒a端离轴的距离为，已知该处地磁场在竖直方向上的分量为B，求导体棒两端的电势差，哪端电势较高？解：棒上任取线元dl ，其电动势为导体棒总电动势b端电势高21. 如图所示，矩形导体框架置于通有电流I的长直载流导线旁，且两者共面，ad、bc边与直导线平行，dc边可沿框架平动. 设导体框架的总电阻R视为不变，当dc边以速度v沿框架向下匀速运动时，求回路中的感应电流.解：在dc上距长直导线x处取线元dx ，x处场强其电动势为整个dc棒上总电动势为回路中感应电流为感应电流方向为逆时针22. 证明平板电容器中的位移电流可写成 . 式中C为电容器电容，U是两极板间电势差.证明：对平板电容器有平行于极板的截面上电位移通量为平板电容器中的位移电流为