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13电磁感应问题讨论与习题分析

二、

主要知识点

三、

习题分析与讨论一、基本要求

第1页一、基本要求理解电磁感应基本定律；理解动生电动势概念,掌握计算动生电动势办法；理解感生电动势和感应电场概念，掌握计算简单情况下感生电动势和感应电场分布；理解自感和互感定义并能作简单计算；理解自感磁能公式及意义；理解磁场能量和磁能密度概念，会计算某些简单情况下磁场能量。第2页二、主要知识点(一)电磁感应定律

1、电磁感应现象2、

楞次定律3、

电磁感应定律

第3页(二)动生电动势洛伦兹力(三)感生电动势和感生电场感生电场性质第4页(四)自感和互感第5页(五)磁场能量2、磁场能量密度1、自感磁能第6页练习1.如图所示，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

作逆时针方向匀角速转动，O

点是圆心且正好落在磁场边缘上，半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时．图(A)—(D)e--t函数图象中哪一条属于半圆形导线回路中产生感应电动势？第7页练习2.在一通有电流I无限长直导线所在平面内，有二分之一径为r、电阻为R导线小环，环中心距直导线为a，如图所示，且a>>r．当直导线电流被切断后，沿着导线环流过电荷约为第8页练习3.一水平放置导体棒ab绕竖直轴旋转，角速度为

，棒两端离转轴距离分别为l1和l2(l1<l2)。已知该处地磁场在竖直方向上分量为B，求导体a、b两端电势差。哪端电势较高？

第9页练习4.如图所示，一段长度为导线MN，水平放置在载电流为I竖直长导线旁与竖直导线共面，并由图示位置自由下落，则t秒末导线两端电势差UM

UN=IMNal填空题4图第10页练习5.有恒定电流I长直导线旁有二分之一圆环导线cd，半圆环半径为b，环面与直导线垂直，且半圆环两端点连线延长线与直导线相交，如图．当半圆环以速度v沿平行于直导线方向平移时，半圆环上感应电动势大小是多少？第11页练习6.

两互相平行无限长直导线载有大小相等方向相反电流，长度为b金属杆CD与两导线共面且垂直，相对位置如图．CD杆以速度v平行直线电流运动，求CD杆中感应电动势，并判断C、D两端哪端电势较高？第12页练习7.半径为r小导体圆环，置于半径为R大导线圆环中心，二者在同一平面内，且r<<R．在大导线环中通有正弦电流I=I0sinωt，其中ω、I0

为常数，t为时间，则任一时刻小线环中感应电动势为_________________________________．第13页练习8.如图所示，二分之一径为r2电荷线密度为

均匀带电圆环，里边有二分之一径为r1

总电阻为R导体环，两环共面同心(r2>>r1)，当大环以变角速度ω=ω(t)绕垂直于环面中心轴旋转时，求小环中感应电流．大环中相称于有电流这电流在O点处产生磁感应强度大小第14页练习9.两个相距不太远平面圆线圈，如何可使其互感系数近似为零？设其中一线圈轴线恰通过另一线圈圆心．(A)两线圈轴线互相平行放置．(B)两线圈并联．(C)两线圈轴线互相垂直放置．(D)两线圈串联．第15页练习10.在磁导率为

均匀无限大磁介质中,一无限长直导线与一宽长分别为b

和l

矩形线圈共面,直导线与矩形线圈一侧平行,且相距为d.求二者互感系数.第16页练习11.有一根无限长直导线绝缘地紧贴在矩形线圈中心轴OO′上，则直导线与矩形线圈间互感系数为_________________．0第17页练习12.有两个长直密绕螺线管，长度及线圈匝数均相同，半径分别为r1

和r2．管内充满均匀介质，其磁导率分别为m1

和m2

．设r1:r2=1:2，m1:m2=2:1，当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后，其自感系数之比L1:L2

与磁能之比Wm1:Wm2

分别为：第18页练习13.真空中一根无限长直导线中通有电流I，则距导线垂直距离为a某点磁能密度wm

=________________．第19页练习14.半径为R无限长柱形导体上均匀流有电流I，该导体材