《大学物理学》电磁感应部分练习题

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业大学物理学电磁感应部分自主学习材料一、选择题：（1） （2） （3） （4）1图示为导线AB在均匀磁场中作下列四种运动，（1）垂直于磁场作平动；（2）绕固定端A作垂直于磁场转动；（3）绕其中心点O作垂直于磁场转动；（4）绕通过中心点O的水平轴作平行于磁场的转动。关于导线AB的两端产生的感应电动势哪个结论是错误的？（ ）（A）（1）有感应电动势，A端为高电势；（B）（2）有感应电动势，B端为高电势；（C）（3）无感应电动势；（D）（4）无感应电动势。【提示：（3）虽切割磁

2、感线，但A、B两端电势相等；（4）不切割磁感线，（1）和（2）切割磁感线，由右手定则，A端为高电势】8-1如图所示，一根无限长直导线载有电流I，一个矩形线圈位于导体平面沿垂直于载流导线方向以恒定速率运动，则：（ ）（A）线圈中无感应电流；（B）线圈中感应电流为顺时针方向；（C）线圈中感应电流为逆时针方向；（D）线圈中感应电流方向无法确定。【提示：载流无限长直导线在其附近产生的磁场是非均匀的：，知矩形线圈内磁通量发生减小的变化，由右手定则，感应电流为顺时针方向】8-2尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中，通以相同变化率的磁通量，则环中：（ ）（A）感应电动势不同, 感应电流不同；（B） 感应电动势

3、相同，感应电流相同；（C）感应电动势不同, 感应电流相同；（D）感应电动势相同，感应电流不同。【提示：铁环与铜环的电阻不同，所以感应电流不同】4一“探测线圈”由50匝导线组成，截面积，电阻R=25，放在均匀磁场中且线圈平面与磁场方向垂直，若把探测线圈迅速翻转，测得通过线圈的电荷量为，则此均匀磁场磁感应强度B的大小为： （ ）（A）； （B）； （C）； （D）。【提示：由、及知，】8-3如图所示，在圆柱形空间有一磁感强度为的均匀磁场，的大小以速率变化，在磁场中有A、B两点，其间可放置一直导线和一弯曲的导线，则有下列哪些情况：（ ）（A）电动势只在直导线中产生；（B）电动势只在弯曲的导线中产生；

4、（C）电动势在直导线和弯曲的导线中都产生，且两者大小相等；（D）直导线中的电动势小于弯曲导线中的电动势。【提示：连接OA、OB，构成三角形（直导线为底）和扇形（弯曲导线为底）。由知弯曲导线为底的扇形产生的电动势大。注：由于涡旋电场方向与半径垂直，所以涡旋电场不会在半径上激发电动势，那么，回路上的电动势全部由底边产生】6如图所示，一根长为1m的细直棒ab，绕垂直于棒且过其一端a的轴以每秒2转的角速度旋转，棒的旋转平面垂直于0.5T的均匀磁场，则在棒的中点，等效非静电性场强的大小和方向为（ ）（A）314V/m，方向由a指向b；（B）6.28 V/m，方向由a指向b；（C）3.14 V/m，方向由

5、b指向a；（D）628 V/m，方向由b指向a。【提示：由知，可得：，由右手定则，a端为高电势】8-3有两个线圈，线圈1对线圈2的互感系数为M21，而线圈2对线圈1的互感系数为M12。若它们分别流过i1和i2的变化电流，且，并设由i2变化在线圈1中产生的互感电动势为，由i1变化在线圈2中产生的互感电动势为，则论断正确的是：（ ）（A），；（B），；（C），；（D），。【提示：两线圈相互的互感系数相等，有，由，知】8-5下列概念正确的是：（ ）（A）感应电场也是保守场； （B）感应电场的电场线是一组闭合曲线；（C），因而线圈的自感系数与回路的电流成反比；（D），回路的磁通量越大，回路的自感系数也

6、一定大。【提示：由于，所以感生电场不是保守场；线圈的自感系数，只与线圈本身的物理性质有关】8-2如图所示两个环形线圈a、b互相垂直放置，当它们的电流I1、I2同时发生变化时，必有下列情况发生：（ ）（A）a中产生自感电流，b中产生互感电流；（B）b中产生自感电流， a中产生互感电流；（C）a、b同时产生自感电流和互感电流；（D）a、b中只产生自感电流，不产生互感电流。【提示：由于环形线圈a、b互相垂直放置，a线圈的磁通量变化不会影响b线圈，反之亦然。无互感】10 有一长为l截面积为A的载流长螺线管绕有N匝线圈，设电流为I，则螺线管内的磁场能量近似为（ ）（A）；（B）；（C）； （D）。【提示

7、：由知】8-4如图所示，有一平板电容器，在它充电时（忽略边缘效应），沿环路L1、L2磁场强度的环流中，必有以下关系：（ ）（A）；（B）；（C）；（D）。【提示：显然，L1中围的是位移电流，L2围的是传导电流，由于全部位移电流等于传导电流，而L1中围面积小于电容器平板面积，所以，选C】12下列哪种情况的位移电流为零？（ ）（A）电场不随时间变化； （B）电场随时间而变化；（C）交流电路； （D）在接通直流电路的瞬时。【提示：由知选A】8-4关于位移电流,下述四种说法哪一种说法正确?（ ）（A）位移电流是由变化的电场产生的； （B）位移电流是由变化的磁场产生的；（C）位移电流的热效应服从焦耳楞次

8、定律；（D）位移电流的磁效应不服从安培环路定理。【提示：由知选A】二、填空题8-23如图所示，一个小型圆形线圈A有N1匝，横截面积为S，将此线圈放在另一半径为R（Rr），匝数为N2的圆形大线圈B的中心，两者同轴共面，则此二线圈的互感系数M为 。【提示：设B中有电流i，则A中， ，可得：】2有一磁矩为的载流线圈，置于磁感应强度为的均匀磁场中，与的夹角为，那么：当线圈由转到时，外力矩作的功为 。【提示：由】8-24如图所示，两同轴圆线圈A、C的半径分别为R和r，匝数分别为N1、N2。两线圈相距为d，若r很小，可认为A线圈在C处产生的磁场是均匀的，则两线圈间的互感系数为 。【提示：设A中有电流i，在

9、C处产生的磁感强度为：（a）顺接（b）反接，则 ，可得：】4. 如图a所示，自感线圈L1和L2串联顺接时，总自感为： ；如图b所示，自感线圈L1和L2串联反接时，总自感为： 。 【提示：顺接的公式为：，反接的公式为：】8-22有两个直长螺线管和，它们绕在同一个纸筒上。每一个线圈的自感均为L，（1）和相接时，和间的自感L1= ；（2）和相接时，和间的自感L2= 。【提示：（1）和相接为反接，；（2）和相接为顺接，】6 电阻R2的闭合导体回路置于变化磁场中，通过回路包围面的磁通量与时间的关系为，则在t = 2 s至t = 3 s的时间内，流过回路导体横截面的感应电荷 C。【提示：由，可得： ，】7

10、如图，导体棒AC长，在均匀磁场中绕通过O点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO 转动，（角速度与同方向），OC的长度为棒长的。则A点比C点电势 。【提示：由知，可得：，A点电势比C点高】8半径 r = 0.1cm的圆线圈，其电阻为R=10 ，匀强磁场垂直于线圈，若使线圈中有稳定电流i=0.01 A，则磁场随时间的变化率为 。【提示：由可得：】9半径为a的无限长密绕螺线管，单位长度上的匝数为n，螺线管导线中通过交变电流，则围在管外的同轴圆形回路（半径为r）上的感生电动势为 。【提示：由有： 】10 半径的圆线圈，放在随时间的变化率为的匀强磁场中，匀强磁场垂直于线圈，若线圈中有稳定电流，其电阻R =

11、。【提示：由可得：】11 感应电场是由 产生的，它的电场线是 。【提示：变化的磁场；闭合的】12 引起动生电动势的非静电力是 力，引起感生电动势的非静电力是 力。【提示：洛仑兹；涡旋电场（感生电场）】13 一根长为l的直螺线管，截面积为S，线圈匝数为N，管内充满磁导率为的均匀磁介质，则该螺线管的自感系数L ；线圈中通过电流I时，管内的磁感应强度的大小B 。【提示：线圈的自感系数：，】14 一自感系数为0.25H的线圈，当线圈中的电流在0.01s内由2A均匀地减小到零。线圈中的自感电动势的大小为 。【提示：由】15 一个薄壁纸筒，长为30cm、截面积为24cm2，筒上均匀绕有50匝线圈，纸筒内充

12、满相对磁导率为500的铁芯，则线圈的自感系数为 。【提示：线圈的自感系数：，有：】16平行板电容器的电容为，两极板上电压变化率为，若忽略边缘效应，则该电容器中的位移电流为 。【提示：】17 半径为R的无限长柱形导体上流过电流I，电流均匀分布在导体横截面上，该导体材料的相对磁导率为1，则在与导体轴线相距为r处（rR，已知，为常量，求长直导线中的感应电动势的大小和方向。8-19一截面为长方形的螺绕环，其尺寸如图所示，共有N匝，求此螺绕环的自感。8-23 一圆形线圈A由50匝细线绕成，其面积为4cm2，放在另一个匝数等于100匝、半径为20cm的圆形线圈B的中心，两线圈同轴，设线圈B中的电流在线圈A

13、所在处激发的磁场可看作均匀的。求：（1）两线圈的互感；（2）当线圈B中的电流以50A/s的变化率减小时，线圈A中的感生电动势。8-27一无限长圆柱形直导线，其截面各处的电流密度相等，总电流为。求：导线内部单位长度上所储存的磁能。13圆形板电容器极板的面积为S，两极板的间距为d。一根长为d的极细的导线在极板间沿轴线与极板相连，已知细导线的电阻为R，两极板间的电压为，求：（1）细导线中的电流；（2）通过电容器的位移电流；（3）通过极板外接线中的电流；（4）极板间离轴线为r处的磁场强度，设r小于极板半径。电磁感应部分自主学习材料解答一、选择题：1.B 2.B 3.D 4. B 5. D 6.C 7.

14、D 8.B 9.D 10.D 11.C 12.A 13.A 三、计算题1解：以最左边的直导线位置为坐标原点建立水平坐标，由安培环路定律知两直导线电流在线框区域内任一位置处产生的磁感应强度为：，方向；利用有：，电动势方向为逆时针方向。2解：利用有：方向由指向，即电势高。3解：由知：电流在处产生的磁感应强度为：，方向；利用有：方向由指向，即点电势高。4解：由知：电流在处产生的磁感应强度为：，方向；利用，而对于半圆环，相当于直线段MN产生的感应电动势，那么，方向由指向，即电势高。5解：利用安培环路定律，有：，即：，则通量为：，而，当时，有此时的的感应电动势：解二：利用直导线切割磁感线的方法：，有：，而：，则：。6解：首先利用安培环路定律，求出磁场强度分布。则利用有：，即：；其次，求出矩形回路的磁通量：，则：。7解：由及，（1）当时，有：；当时，有：；为正常数，感生电场的方向为逆时针方向。（2）由，有，方向：逆时针。8解：连接OA、OB，考虑回路中产生的感应电动势即为AB棒上的感应电动势。（OA、OB与）由法拉第电磁感应定律：及，考虑到的面积为那么，即：。方向由指向，即电势高。9解：连接O点和直导线两端（均为远），则OAC的磁通量变化的有效面积为扇