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大学物理练习题答案完美生活答案 06稳恒电流的磁场、电磁感应定律
dt
a
⎞ ⎟⎠
=
n
μ0 2π
l
I
⎛ ⎜⎝
1 R
−
1 R+
a
⎞ ⎟⎠
dR dt
=
μ0 2π
l
I
⎛ ⎜⎝
1 d
−
d
1 +
a
⎞ ⎟⎠
v
=
1×
2× 10−7×5 Nhomakorabea0×
0.4
×
2
×
⎛ ⎜⎝
1 0.20
−
0.20
1 +
0.20
⎞ ⎟⎠
成绩:
r d I
= 2 ×10−6(V ) ………4 分
方法二、相当于四段导体切割磁力线在瞬间,线圈产生的电动势等效于并接的两电动势。 距离长直导线为 r 处的磁感应强度为:
势。若若线圈保持不动,而长直导线中的电流变为交变电流 i = 10 sin (100π t ) A i=10,求线圈中的感应电动
势。(不计线圈的自感) 解:(1)方法(一)如图,距离长直导线为 r 处的磁感应强度为:
B = μ0i ,………2 分 2πr
选回路的绕行方向为顺时针方向,则通过窄条
6
专业班级: 面积 ds 的磁通量为:
d l
I
a
5
专业班级:
学号:
姓名:
在竖直方向的分量为 B .求ab两端间的电势差Ua −Ub .
解: Ob 间的动生电动势:
∫ ∫ ε1
=
4L 0
5
(υ
×
B)id l
=
4L 0
5
ω Bldl
=
1ωB( 4 25
L)2
=
16 ωBL2 50
b点电势高于O点. Oa 间的动生电动势:
∫ ∫ ε2
=
L5
(D) Φ 不变,B 增大
4. 如图,无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内,若长直导线固定不动,则载流三角形线
圈将 ( A )
(A) 向着长直导线平移; (B) 离开长直导线平移;
(C) 转动;
(D) 不动。
5. 若空间存在两根无限长直载流导线,空间的磁场分布就不具有简单的对称性,则该磁场分布( D )
(A)ad; (B)ac; (C)cd; (D)ab。
3. 如图所示,在无限长载流直导线附近作一球形闭合曲面 S,当曲面 S 向长直导线靠近时,穿过曲面 S 的
磁通量 Φ 和面上各点的磁感应强度 B 将如何变化?
(D )
(A) Φ 增大,B 也增大;
(B) Φ 不变,B 也不变;
(C) Φ 增大,B 不变;
O’
OO′ 转动(角速度ω 与 B 同方向),BC 的长度为棒长的 1 ,则 (A) 3
(A) A点比B点电势高. (B) A点与B点电势相等. (B) A点比B点电势低. (D) 有稳恒电流从A点流向B点
9. 在磁感强度为B 的均匀磁场中作一半径为r的半球面S,S 边线所在平面的法 线方向单位矢量n 与B 的夹角为a ,则通过半球面S的磁通量(取弯面向外为
四、计算题
1.如图所示 ε1=ε2=ε3=12V,r1=r2= r3=1 欧,R1=R2= R3=8 欧,R4=15 欧,求通过各电阻的电流以及 A 和 B 两点的电势差。
解:设电流如图示,对节点 C:
I4=I1+I2……2 分 对回路 R1CR3DR1:ε1=(r1+R1)I1+I4R4…1 分 对回路 AR3BR2A:ε2=(r2+R2)I1+I4R4…1 分 综合解得 I1=I2=0.3A,I4=0.6A…2 分 UAB=-ε2+ r3I3+I4R4+I3R3=-12+0.6×15=-3V
则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是( C )
(A) Oa. (B) Ob.(C) Oc. (D) Od.
11.涡流的热效应在某些情况下是非常有害的,为了减少变压器中的铁芯由于涡流
的存在而产生的大量热,下列那些做法不妥(
)
(A)将铁芯做成片状;(B)铁片平面的放置方向应和线圈中磁感应强度的方向平行; (C)将片状铁芯涂上绝缘漆相互隔开;(D)将铁芯改为电阻率大的陶瓷。
B = μ0i 2πr
ε1
=
B1lv
=
μ0 Ilv 2π d
,ε2
=
B2lv
=
μ0 Ilv 2π (d + a)
ε1
ε
=
n(ε1
− ε2)
=
μ0 Ilvn ( 1 2π d
o 30cm
fx
50cm
2. 如图所示,两根无限长载流直导线相互平行,通过的电流分别为 I1 和 I2。则 z d
∫ ∫ B ⋅ dl L1
= _____ μ 0 (I 2
− I1 ) _______,
B ⋅ dl
L2
= _____ μ 0 (I 2
+ I1 ) _____。
I1
L2
I2
3. 试写出下列两种情况的平面内的载流均匀导线在给定点P处所产生
(1 +
sin θ
−
cosθ )
B 的方向垂直纸面向外.
3.两根平行无限长直导线相距为d,载有大小相等方向相反的电流I,电流
变化率dI /dt =a >0.一个边长为d 的正方形线圈位于导线平面内与一根导
线相距d,如图所示.求线圈中的感应电动势E,并说明线圈中的感应电流是
顺时针还是逆时针方向.
解:(1)载流为I的无限长直导线在与其相距为r处产生的磁感应强度为:
专业班级:
学号:
姓名: 练 习 六 静电场
成绩:
一、填空题
y
1. 如图所示,均匀磁场的磁感应强度为 B=0.2T,方向沿 x 轴正方向,则通过
b 30cm e
40cm
B
abod 面的磁通量为___0.024Wb ______,通过 befo 面的磁通量为____0______,
a
通过 aefd 面的磁通量为___0.024Wb____。
L1
的磁感强度的大小.
(1) B =
μ0I
;
8R
(2) B =
0
。
4. 感应电场是由
闭合曲线
。
变化的磁场
产生的,它的电场线是
5. 如图所示,一段长度为l 的直导线MN,水平放置在载电流为I 的竖直长导线旁与竖直导线共面,并从
静止由图示位置自由下落,则t 秒末导线两端的电势差
UM
−UN
________ −
(2)
BBC = μ0I 8R BDB = μ0I 6R
∴ BO
=
μ0 I 6R
−
μ0 I 8R
=
μ0 I 24R
方向为从O 点穿出纸面指向读者.
2.无限长直导线折成V形,顶角为θ ,置于xy 平面内,一个角边与x 轴重合,
如图.当导线中有电流 I 时,求y 轴上一点P (0,a)处的磁感强度大小.
选回路的绕行方向为顺时针方向,则通过窄条
面积 ds 的磁通量为:
dΦ = Bds = μ0i ldr ………2 分 2π r
通过矩形线圈的磁通量为
∫ ∫ Φ =
d +a
dΦ =
μ0i ldr
d 2π r
dr r
= μ0i l ln d + a ………3 分
2π
d
则: ε
= −n dΦ dt
= −n μ0 2π
μ0 Ig 2π
t ln
a+l a
______________.
二、选择题 1. 一载有电流I 的细导线分别均匀密绕在半径为R 和r 的长直圆筒上形成两个螺线 管(R=2r),两螺线管 单位长度上的匝数相等。两螺线管中的磁感应强度大小BR 和Br 应满足:( B) (A)BR=2Br (B)BR=Br(C)2BR=Br (D)BR=4Br
解:如图所示,将V形导线的两根半无限长导线分别标为1和2.则导线1 中电
流在P点的磁感强度为
B1
=
μ0I 4π a
B1 方向垂直纸面向内.
导线2中电流在P点的磁感强度为
B2
=
μ0 I 4π a cosθ
(1 +
sinθ )
B2 方向垂直纸面向外.
P点的总磁感强度为
B
=
B2
−
B1
=
4π
μ0 I a cosθ
l
ln d + l d
di dt
= −1000× 2×10−7 × 0.05× ln 0.05 + 0.20 ×10×100π cos100π t 0.05
= −0.21cos100π t(V ) ………4 分
5.如图所示,一根长为L的金属细杆ab绕竖直轴O1O2以角速度 ω 在水平面内旋转.O1O2在离细杆a 端L /5 处.若已知地磁场
2
专业班级:
学号:
姓名:
成绩:
正)为 (D)
(A) π r2B . . (B) 2π r2B .(C) −π r2B sin α . (D) −π r2B cosα
10.图为四个带电粒子在O 点沿相同方向垂直于磁感线射入均匀磁场后的偏转轨迹的
照片.磁场方向垂直纸面向外,轨迹所对应的四个粒子的质量相等,电荷大小也相等,
学号:
姓名:
dΦ = Bds = μ0I ldr ………2 分 2π r
当矩形线圈距离长直导线为 R 时,通过矩形线圈的磁通量为
∫ ∫ Φ = dΦ = R+a μ0I ldr