大學物理學第三版修訂版下冊第11章答案趙近芳

1、習題1111、1選擇題(1)一圓形線圈在磁場中作下列運動時，那些情況會產(chǎn)生感應(yīng)電流()(A)沿垂直磁場方向平移；(B)以直徑為軸轉(zhuǎn)動，軸跟磁場垂直；(C)沿平行磁場方向平移；(D)以直徑為軸轉(zhuǎn)動，軸跟磁場平行。答案:B(2)下列哪些矢量場為保守力場()(A) 靜電場；(B)穩(wěn)恒磁場；(C)感生電場；(D)變化的磁場。答案:A(3)用線圈的自感系數(shù) L來表示載流線圈磁場能量的公式W 1LI2()m 2(A )只適用于無限長密繞線管；(B )只適用于一個匝數(shù)很多，且密繞的螺線環(huán)(C )只適用于單匝圓線圈；(D )適用于自感系數(shù)L 一定的任意線圈。答案:D(4)對于渦旋電場，下列說法不正確的就是()

2、:(A)渦旋電場對電荷有作用力；(B)渦旋電場由變化的磁場產(chǎn)生；(C)渦旋場由電荷激發(fā)；(D)渦旋電場的電力線閉合的。答案:C11.2填空題(1)將金屬圓環(huán)從磁極間沿與磁感應(yīng)強度垂直的方向抽出時，圓環(huán)將受到答案:磁力(2)產(chǎn)生動生電動勢的非靜電場力就是 ，產(chǎn)生感生電動勢的非靜電場力就是 ,激 發(fā)感生電場的場源就是 。答案:洛倫茲力，渦旋電場力，變化的磁場(3)長為l的金屬直導線在垂直于均勻的平面內(nèi)以角速度 3轉(zhuǎn)動，如果轉(zhuǎn)軸的位置在 這個導線上的電動勢最大 ，數(shù)值為；如果轉(zhuǎn)軸的位置在 ，整個導線上的電動勢最 小，數(shù)值為。答案端點B 12；中點,0211、3半徑r=10cm 的圓形回路放在 B=0

3、、8T的均勻磁場中.回路平面與 B垂直.當回路 dr/BS Bur2半徑以恒定速率 一 二80cm s1收縮時，求回路中感應(yīng)電動勢的大小 dt解：回路磁通感應(yīng)電動勢大小d m-dT料r2)當磁場在5m吶均勻降為零時,求回路中的感應(yīng)電動勢的大小及方向解：取半圓形cba法向為i ,miuR2Bcos2同理，半圓形adc法向為j ,則m2uR2B cos2B與i夾角與B與j夾角相等，45題11、 4圖B TtR2cosd mdt冗R 2 cosdBdt8.89 10 2 Vdr B2Ttr0.40 Vdt11、4 一對互相垂直的相等的半圓形導線構(gòu)成回路，半彳至R=5cm,如題11、4圖所示.均勻磁場

4、B=80xi0-3T, B的方向與兩半圓的公共直徑 （在Oz軸上）垂直，且與兩個半圓構(gòu)成相等的角0方向與cbadc相反，即順時針方向.題 11、5 圖 Ln-11、5如題11、5圖所示，載有電流I的長直導線附近，放一導體半圓環(huán) MeN與長直導線共 面，且端點MN的連線與長直導線垂直.半圓環(huán)的半徑為b ,環(huán)心O與導線相距a .設(shè)半圓環(huán) 以速度v平行導線平移.求半圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小與方向及 MN兩端的電壓Um Un解：作輔助線MN，則在MeNM回路中，沿v方向運動時dMeNMMeNMNMNa bvBcos da b0lv. a b In 2 a b所以MeN沿NeM方向，大小為0 1v2-.a

5、 bIna bM點電勢高于N點電勢，即Un0 1v .In2題11、 6圖.兩導線中的電流11、6如題11、6所示，在兩平行載流的無限長直導線的平面內(nèi)有一矩形線圈dI方向相反、大小相等，且電流以 上的變化率增大，求:dt(1)任一時刻線圈內(nèi)所通過的磁通量(2)線圈中的感應(yīng)電動勢.解：以向外磁通為正則°Il b a 1 dIn ln 2 ba Ildr2 Ttra I上ldr2 Ttr(2)ddt/ lnT,b andIln一b dtr的一個半圓.令這半圓形導線在磁場中11、7如題11、7圖所示，用一根硬導線彎成半徑為以頻率f繞圖中半圓的直徑旋轉(zhuǎn).整個電路的電阻為R.求：感應(yīng)電流的最大

6、值.XXXX jj x題11、 7圖解:2B cos( t2d mdt2B TtrBur2./sin(22B/r2冗f 22 2r冗r Bf2 2,冗r Bf11、8如題11、8圖所示，長直導線通以電流I =5A,在其右方放一長方形線圈，兩者共面.線圈 長b =0.06m,寬a =0.04m,線圈以速度v=0.03m s-1 垂直于直線平移遠離.求：d =0.05m時線圈中感應(yīng)電動勢的大小與方向8圖，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢.解：AB、CD運動速度v方向與磁力線平行DA產(chǎn)生電動勢AD(VB) dlvBbBC產(chǎn)生電動勢CB(VB) dlvbo12 Ma d)°Ibv (1 2兀 d何路中總感應(yīng)

7、電動勢18)1.6 108 V d a方向沿順時針.11、9長度為l的金屬桿ab以速率v在導電軌道abcd上平行移動.已知導軌處于均勻磁場 B中，B的方向與回路的法線成60。角（如題11、9圖所示），B的大小為B = kt（k為正常）.設(shè)t=0時桿位于cd處，求：任一日刻t導線回路中感應(yīng)電動勢的大小與方向解:c ，c e”, 2,11.2B dS Blvtcos60 kt Iv klvt2 2d mdtklvt即沿abcd方向順時針方向.題11、 9圖,B的方向如題11、10圖所示.（設(shè)導線框剛進入磁場區(qū)時題 11、10 圖(a)題 11、10 圖(b)11、10 矩形導線框以恒定的加速度向右

8、穿過一均勻磁場區(qū) 取逆時針方向為電流正方向，畫出線框中電流與時間的關(guān)系t=0). d解：如圖逆時針為矩形導線框正向，則進入時、 0,0;dt在磁場中時0,0;dtd出場時-0,0,故I t曲線如題10-9圖（b）所小dtf.父產(chǎn)題11、 11圖11、11導線ab長為l,繞過O點的垂直軸以勻角速轉(zhuǎn)動，aO=；磁感應(yīng)強度B平行于轉(zhuǎn) 軸，如圖11、11所示.試求:(1) ab兩端的電勢差；(2)a,b兩端哪一點電勢高？解：(1)在Ob上取r r dr一小段Ob2l可0rBdr2B 2l9同理OarBdr1 B18l2ab aOOb189)bl2 6Bl2(2) .ab即 Ua Ubb點電勢高.itJ

9、 dr I i ua 右題11、 12圖11、12如題11、12圖所示，長度為2b的金屬桿位于兩無限長直導線所在平面的正中間，并以速度v平行于兩直導線運動.兩直導線通以大小相等、 方向相反的電流I,兩導線相距2a. 試求：金屬桿兩端的電勢差及其方向 .解：在金屬卞f上取dr距左邊直導線為r,則BABJV B) dlAoIv .12 r1 )dr 2a r0 1v a b一 lna bAB 0實際上感應(yīng)電動勢方向從B A,即從圖中從右向左，oIv, a bUab lna b題11、 13圖11、13磁感應(yīng)強度為 B的均勻磁場充滿一半徑為R的圓柱形空間，一金屬桿放在題11、13圖中位置，桿長為2

10、R,其中一半位于磁場內(nèi)、另一半在磁場外的大小與方向.dB .當 > 0時，求：桿兩騎的感應(yīng)電動勢 dt題11、題11、 15圖ac ab bcabd 1dt-R2B dt 4,3RdB4 dtabd 2dt122-BtR2 dB12 dtac成2dB12dtdBdtac 0即從a11、14半徑為 幫直螺線管中，有dB > 0的磁場，一任意閉合導線abca, 一部分在螺線管內(nèi) dt,如題10-13圖所示.設(shè)ab = R,試求：閉合導線中的繃直成ab弦，a , b兩點與螺線管絕緣 感應(yīng)電動勢.解：如圖，閉合導線abca內(nèi)磁通量S B(uR2.3R2-)R2)dBdti 0,即感應(yīng)電動勢

11、沿acba ,逆時針方向.xXXX4 5 %11、15如題11、15圖所示，在垂直于直螺線管管軸的平面上放置導體ab于直徑位置，另一導體cd在一弦上，導體均與螺線管絕緣.當螺線管接通電源的一瞬間管內(nèi)磁場如題 11、15圖示 方向.試求：(1) ab兩端的電勢差；(2) cd兩點電勢高低的情況.dB解：由。E旋dl 里 dS知，此日E旋以O(shè)為中心沿逆時針方向.1 dt(1) ab就是直徑，在ab上處處E旋與ab垂直:旋 dl 0ab 0,有 Ua Ubc同理，dc dE旋dl 0Ud Uc 0 即 Uc Ud0.15 H411、16 一無限長的直導線與一正方形的線圈如題11、16圖所示放置(導線

12、與線圈接觸處絕緣).求：線圈與導線間的互感系數(shù).解：設(shè)長直電流為I ,其磁場通過正方形線圈的互感磁通為2a 0la.01a 1n212 adr1n 2g 2Ttr 2 冗120aln 2 211、17兩線圈順串聯(lián)后總自感為 1、0H,在它們的形狀與位置都不變的情況下，反串聯(lián)后總自感為0、4H.試求：它們之間的互感.解：二.順串時 L L1 L22M反串聯(lián)時LL1 L2 2ML L 4ML L題 11、 1811、18圖所示，共有N1.試求:11、18(1)此螺線環(huán)的自感系數(shù)；(2)若導線內(nèi)通有電流I ,環(huán)內(nèi)磁能為多少？ 解：如題11、18圖示(1)通過橫截面的磁通為3hdr°NIhlnba2