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修改第十二章 电磁感应电磁场(一) 作业及参考答案 2014

一。

选择题
[
]1.(基础训练1)半径为a 的圆线圈置于磁感强度为B 的均匀磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,线圈电阻为R ,当把线圈转动使其法向与B 的夹角为α=60︒时,线圈中已通过的电量与线圈面积及转动时间的关系是:
(A) 与线圈面积成正比,与时间无关. (B) 与线圈面积成正比,与时间成正比. (C) 与线圈面积成反比,与时间无关. (D) 与线圈面积成反比,与时间成正比. 【分析】
[ ]2.(基础训练3)在一自感线圈中通过的电流I 随时间t 的变化规律如图(a)所示,若以I 的正流向作为 的正方向,则代表线圈内自感电动势 随时间t 变化规律的曲线应为图(b)中(A)、(B)、(C)、(D)中的哪一个? 【分析】
[ ]3. (基础训练5)在圆柱形空间内有一磁感强度为B 的均匀磁场,如图所示.B
的大
小以速率d B /d t 变化.在磁场中有A 、B 两点,其间可放直导线AB 和弯曲的导线AB ,则
(A) 电动势只在导线AB 中产生. (B) 电动势只在AB 导线中产生. (C) 电动势在AB 和AB 中都产生,且两者大小相等.
(D) AB 导线中的电动势小于导线中的电动势 【分析】
[ ]4.(自测提高4)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r 1和r 2.管内充满均匀介质,其磁导率分别为μ1和μ2.设r 1∶r 2=1∶2,μ1∶μ2=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L 1∶L 2与磁能之比W m 1∶W m 2分别为: (A) L 1∶L 2=1∶1,W m 1∶W m 2 =1∶1. (B) L 1∶L 2=1∶2,W m 1∶W m 2 =1∶1. (C) L 1∶L 2=1∶2,W m 1∶W m 2 =1∶2. (D) L 1∶L 2=2∶1,W m 1∶W m 2 =2∶1. 【分析】
[ ]5.(自测提高5)用导线围成的回路(两个以O 点为心半径不同的同心圆,在一处用导线沿半径方向相连),放在轴线通过O 点的圆柱形均匀磁场中,回路平面垂直于柱轴,如图12-26所示.如磁场方向垂直图面向里,其大小随时间减小,则(A)→(D)各图中哪个图上正确表示了感应电流的流向?
【分析】
二. 填空题
6.(基础训练15)如图12-20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=-N M U U 【分析】
7.(基础训练16)如图12-21所示,aOc 为一折成∠形的金属导线
(aO =Oc =L ),位于xy 平面中;磁感强度为B
的匀强磁场垂直于xy 平
面.当aOc 以速度v
沿x 轴正向运动时,导线上a 、c 两点间电势差U ac
= ;当aOc 以速度v
沿y 轴正向运动时,a 、c 两点的电势相比较, 是___ __点电势高. 【分析】
图12-26 x
×
××
×
×
图12-21
8.(自测提高7)将一个通过电流I 的闭合回路置于均匀磁场中,回路所围的面积的法线方向与磁场的夹角为α,若均匀磁场同通过此回路的磁通量为φ,则回路所受的力矩的大小为_____________ 【分析】
9.(自测提高10)在一个中空的圆柱面上紧密地绕有两个完全相同的线圈aa ′和bb ′(如图).已知每个线圈的自感系数都等于0.05 H .若a 、b 两端相接,a ′、
b ′接入电路,则整个线圈的自感L =__.若a 、b ′两端相连,a ′、b 接入电路,则整个线圈的自感L =__ _. 若a 、b 相连,又a ′、b ′相连,再以此两端接入电路,则整个线圈的自感L =__. 【分析】
10.(附录C12)如图所示,一直角三角形abc 回路放在一均匀磁
场中,磁场B
平行于ab 边,ac 的长度为l .回路绕ab 边以匀角速度
转动时,则ac 边中的动生电动势为 ,整个回路中的感应电动势为 。

【解析】
三. 计算题 11.(基础训练17)如图12-22两个半径分别为R 和r 的同轴圆形线圈相距x ,且R >>r ,x >>R .若大线圈通有电流I 而小线圈沿x 轴方向以速率v 运动,试求x =NR 时(N 为正数)小线圈回路中产生的感应电动势的大小. 解:
图12-22
12.(基础训练18)如图12-26所示,一长直导线,通有电流I ,在与其相距处放有一矩形线圈,共N 匝。

线圈以速度v 沿垂直于长导线的方向向右运动,求:
(1) 如图所示位置时,线圈中的感应电动势为多少?
(2) 若线圈不动,而长导线通有交变电流),(100
sin 5A t I π=线圈中的感应电动势为多少?
13.(基础训练20)一长直导线旁有一矩形线圈,两者共面(如图12-24)。

求长直导线与矩形线圈之间的互感系数。

解:
14.(自测提高14)如图12-32在半径为R 的长直螺线管中,均匀磁场随时间均匀增大(0>dt dB
),直导线ab=bc=R,如图所示,求导线ac 上的感应电动势. 解:
15.(自测提高16)如图12-34所示,一长直导线中通有电流I ,有一垂直于导线、长度
为l 的金属棒AB 在包含导线的平面内,以恒定的速度v
沿与棒成θ角的方向移动.开始时,棒的A 端到导线的距离为a ,求任意时刻金属棒中的动生电动势,并指出棒哪端的电势高. 解:
[附加题]
16.(自测提高17)有一很长的长方的U 形导轨,与水平面成θ角,裸导线ab 可在导轨
上无摩擦地下滑,导轨位于磁感强度B
竖直向上的均匀磁场中,如图12-35所示.设导线
ab 的质量为m ,电阻为R ,长度为l ,导轨的电阻略去不计,abcd 形成电路,t =0时,v =0. 试求:导线ab 下滑的速度v 与时间t 的函数关系. 解:
图12-32
a l
B
图12-24
17.(自测提高18)无限长直导线通以电流I .有一与
之共面的直角三角形线圈ABC ,已知AC 边长为b ,且与长直导线平行,BC 边长为a ,如图所示.若线圈以垂直导
线方向的速度v
向右平移,当B 点与长直导线的距离为d 时,求线圈ABC 内的感应电动势大小和感应电动势的指向.
解:。

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