《大學(xué)物理》電磁感應(yīng)練習(xí)題及答案

《大學(xué)物理》電磁感應(yīng)練習(xí)題及答案一、簡答題1、簡述電磁感應(yīng)定律答：當(dāng)穿過閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，不論這種變化是什么原因引起的，回路中都會建立起感應(yīng)電動勢，且此感應(yīng)電動勢等于磁通量對時(shí)間變化率的負(fù)值，即。2、簡述動生電動勢和感生電動勢答：由于回路所圍面積的變化或面積取向變化而引起的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢。由于磁感強(qiáng)度變化而引起的感應(yīng)電動勢稱為感生電動勢。3、簡述自感和互感答：某回路的自感在數(shù)值上等于回路中的電流為一個(gè)單位時(shí)，穿過此回路所圍成面積的磁通量，即。兩個(gè)線圈的互感M值在數(shù)值上等于其中一個(gè)線圈中的電流為一單位時(shí)，穿過另一個(gè)線圈所圍成面積的磁通量，即。4、簡述位移電流與傳導(dǎo)電流有什么異同答：共同點(diǎn)：都能產(chǎn)生磁場。不同點(diǎn)：位移電流是變化電場產(chǎn)生的（不表示有電荷定向運(yùn)動，只表示電場變化），不產(chǎn)生焦耳熱；傳導(dǎo)電流是電荷的宏觀定向運(yùn)動產(chǎn)生的，產(chǎn)生焦耳熱。5簡述感應(yīng)電場與靜電場的區(qū)別？答：感生電場和靜電場的區(qū)別感生電場靜電場非保守場保守場由變化的磁場產(chǎn)生由電荷產(chǎn)生6、寫出麥克斯韋電磁場方程的積分形式。答：7、簡述產(chǎn)生動生電動勢物理本質(zhì)答：在磁場中導(dǎo)體作切割磁力線運(yùn)動時(shí)，其自由電子受洛侖滋力的作用，從而在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電勢差8、簡述磁能密度,并寫出其表達(dá)式答：單位體積中的磁場能量,。9、簡述何謂楞次定律答：閉合的導(dǎo)線回路中所出現(xiàn)的感應(yīng)電流，總是使它自己所激發(fā)的磁場反抗任何引發(fā)電磁感應(yīng)的原因（反抗相對運(yùn)動、磁場變化或線圈變形等）.這個(gè)規(guī)律就叫做楞次定律。10、全電流安培環(huán)路定理答：磁場強(qiáng)度沿任意閉合回路的積分等于穿過閉合回路圍成的曲面的全電流二、選擇題1、有一圓形線圈在均勻磁場中做下列幾種運(yùn)動，那種情況在線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流(D)A、線圈平面法線沿磁場方向平移B、線圈平面法線沿垂直于磁場方向平移C、線圈以自身的直徑為軸轉(zhuǎn)動，軸與磁場方向平行D、線圈以自身的直徑為軸轉(zhuǎn)動，軸與磁場方向垂直2、有兩個(gè)線圈，線圈1對線圈2的互感系數(shù)為，而線圈2對線圈1的互感系數(shù)為.若它們分別流過和的變化電流且，并設(shè)由變化在線圈1中產(chǎn)生的互感電動勢為，由變化在線圈1中產(chǎn)生的互感電動勢為，下述論斷正確的是(D)A、B、C、D、3、對于位移電流，下列四種說法中哪一種說法是正確的(A)A、位移電流的實(shí)質(zhì)是變化的電場B、位移電流和傳導(dǎo)電流一樣是定向運(yùn)動的電荷C、位移電流服從傳導(dǎo)電流遵循的所有規(guī)律D、位移電流的磁效應(yīng)不服從安培環(huán)路定理4、下列概念正確的是(B)。A、感應(yīng)電場是保守場B、感應(yīng)電場的電場線是一組閉合曲線C、，因而線圈的自感系數(shù)與回路的電流成反比D、，回路中的磁通量越大，回路的自感系數(shù)也一定大5、如圖所示，兩個(gè)環(huán)形線圈、互相垂直放置，當(dāng)它們的電流和同時(shí)發(fā)生變化時(shí)，則有下列情況發(fā)生：(D)A、中產(chǎn)生自感電流，中產(chǎn)生互感電流B、中產(chǎn)生自感電流，中產(chǎn)生互感電流C、、中同時(shí)產(chǎn)生自感和互感電流D、、中只產(chǎn)生自感電流，不產(chǎn)生互感電流6、在圓柱形空間內(nèi)有一磁感強(qiáng)度為的均勻磁場，如圖所示，的大小以速率變化，在磁場中有、兩點(diǎn)，其間可以放置一直導(dǎo)線和一彎曲的導(dǎo)線，則下列哪種說法正確(D)A、電動勢只在直導(dǎo)線中產(chǎn)生B、電動勢只在彎曲的導(dǎo)線產(chǎn)生C、電動勢在直導(dǎo)線和彎曲的導(dǎo)線中都產(chǎn)生，且兩者大小相等D、直導(dǎo)線中的電動勢小于彎曲導(dǎo)線中的電動勢7、兩根無限長平行直導(dǎo)線載有大小相等方向相反的電流，并各以的變化率增長，一矩形線圈位于導(dǎo)線平面內(nèi)(如圖)，則：(B)A、線圈中無感應(yīng)電流．B、線圈中感應(yīng)電流為順時(shí)針方向．C、線圈中感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向．D、線圈中感應(yīng)電流方向不確定．8、一根無限長平行直導(dǎo)線載有電流，一矩形線圈位于導(dǎo)線平面內(nèi)沿垂直于載流導(dǎo)線方向以恒定的速率運(yùn)動(如圖所示)，則(B)A、線圈中無感應(yīng)電流B、線圈中感應(yīng)電流為順時(shí)針方向C、線圈中感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向D、線圈中感應(yīng)電流方向無法確定9、關(guān)于自感，說法正確的是(D)A、自感與通過線圈的磁通量成正比，與線圈中的電流成反比B、線圈中的電流越大，自感電動勢越大C、當(dāng)線圈中有電流時(shí)才有自感 D、以上說法都不對10、關(guān)于感生電場和靜電場下列哪一種說法正確(B)。A、感生電場是由變化電場產(chǎn)生的．B、感生電場是由變化磁場產(chǎn)生的，它是非保守場．C、感生電場是由靜電場產(chǎn)生的D、感生電場是由靜電場和變化磁場共同產(chǎn)生的11、產(chǎn)生感生電場的根源是：(D)A、均勻磁場；

B、非均勻磁場；

C、穩(wěn)恒電場；

D、變化磁場。12、感生電場是(C)A、由電荷激發(fā)，是無源場；B、由變化的磁場激發(fā)，是有源場；C、由變化的磁場激發(fā)，是無源場；D、由電荷激發(fā)，是有源場。13、在尺寸相同的鐵環(huán)和銅環(huán)所包圍的面積中穿過相同變化率的磁通量，則兩環(huán)中(C)A、感應(yīng)電動勢相同，感應(yīng)電流相同；B、感應(yīng)電動勢不同，感應(yīng)電流不同；C、感應(yīng)電動勢相同，感應(yīng)電流不同；D、感應(yīng)電動勢不同，感應(yīng)電流相同。14、兩根無限長的平行直導(dǎo)線有相等的電流，但電流的流向相反如右圖，而電流的變化率均小于零，有一矩形線圈與兩導(dǎo)線共面，則(C)

A、線圈中無感應(yīng)電流；

B、線圈中感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向；C、線圈中感應(yīng)電流為順時(shí)針方向；

D、線圈中感應(yīng)電流不確定。

15、一矩形線圈，它的一半置于穩(wěn)定均勻磁場中，另一半位于磁場外，如右圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與紙面垂直向里。欲使線圈中感應(yīng)電流為順時(shí)針方向則(A)

A、線圈應(yīng)沿軸正向平動；B、線圈應(yīng)沿軸正向平動；

C、線圈應(yīng)沿軸負(fù)向平動；D、線圈應(yīng)沿軸負(fù)向平動16、有一無限長通電流的扁平銅片，寬度為，厚度不計(jì)，電流在銅片上均勻分布，在銅片外與銅片共面，離銅片右邊緣為處的點(diǎn)(如圖)的磁感應(yīng)的大小為:(B)A、B、C、D、17、兩個(gè)閉合的金屬圓環(huán)，被穿在一光滑的絕緣桿上，如圖，當(dāng)條形磁鐵極自右向左插向圓環(huán)時(shí)，則兩環(huán)的運(yùn)動是：(C)A、同時(shí)向左移動且分開。B、同時(shí)向右移動且合攏。C、同時(shí)向左移動且合攏。D、同時(shí)同向運(yùn)動。三、填空題1、一自感系數(shù)為的線圈，當(dāng)線圈中的電流在內(nèi)由均勻地減小到零。線圈中的自感電動勢的大小為50伏特。2、一無限長圓柱形直導(dǎo)線，其截面各處的電流密度相等，總電流為。則導(dǎo)線內(nèi)部單位長度上所儲存的磁能。3、電阻的閉合導(dǎo)體回路置于變化磁場中，通過回路包圍面的磁通量與時(shí)間的關(guān)系為，則在至的時(shí)間內(nèi)，流過回路導(dǎo)體橫截面的感應(yīng)電荷C。4、如圖所示，線圈1和線圈2并聯(lián)在地接到一電動勢恒定的電源上.線圈1的自感和電阻分別是線圈2的三倍，線圈1和線圈2之間的互感可忽略不計(jì)，那么，線圈1的磁能與線圈2的磁能之比。5、在半徑的圓線圈，其電阻為，勻強(qiáng)磁場垂直于線圈，若使線圈中有穩(wěn)定電流，則磁場隨時(shí)間的變化率為。6、一鐵心上繞有線圈100匝，已知鐵心中的磁通量與時(shí)間的關(guān)系為，當(dāng)時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動勢2.51伏特。7、一細(xì)導(dǎo)線彎成直徑為的半圓形狀，位于水平面內(nèi)(如圖)均勻磁場豎直向上通過導(dǎo)線所在平面，當(dāng)導(dǎo)線繞過點(diǎn)的豎直軸以勻速度逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)體之間的電動勢。8、電磁感應(yīng)現(xiàn)象可通過兩類實(shí)驗(yàn)來說明：磁場不變而線圈運(yùn)動和磁場隨時(shí)變化線圈不動。9、由于回路所圍面積的變化或面積取向變化而引起的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢；由于磁感強(qiáng)度變化而引起的感應(yīng)電動勢稱為感生電動勢。10、一個(gè)直徑為，長為的長直密繞螺線管，共匝線圈，總電阻為歐姆，如把線圈接到電動勢的電池上，電流穩(wěn)定后，線圈中所儲存的磁能是0.328焦耳。11、法拉第電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式是______________。

12、一匝數(shù)的線圈，通過每匝線圈的磁通量，則任意時(shí)刻線圈感應(yīng)電動勢的大小

。13、動生電動勢的產(chǎn)生的原因是：由于運(yùn)動導(dǎo)體中的電荷在磁場中受洛侖茲力的結(jié)果。14、如圖所示，、為兩均勻金屬棒，長均為，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度的均勻磁場中，磁場的方向垂直于屏面向里，和可以在導(dǎo)軌上自由滑動，當(dāng)和在導(dǎo)軌上分別以、速率向右作勻速運(yùn)動時(shí)，在尚未追上的時(shí)間段內(nèi)閉合回路上動生電動勢的大小0.4V，方向順時(shí)針方向。15、感生電場產(chǎn)生的原因變化的磁場產(chǎn)生感生電場。。四、計(jì)算題1、如圖，有一彎成角的金屬架放在磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于金屬架所在平面，一導(dǎo)體桿垂直于邊，并在金屬架上以恒定速度向右滑動，與垂直，設(shè)時(shí)，，求下列兩情形，框架內(nèi)的感應(yīng)電動勢。(1)磁場分布均勻，且不隨時(shí)間改變；(2)非均勻的交變磁場．解：（1）經(jīng)過時(shí)間t，導(dǎo)體桿前進(jìn)的距離為：桿的有效長度為動生電動勢為（2）導(dǎo)體桿掃過的三角形的面積為：通過該面的磁通量為感應(yīng)電動勢為2、長為，寬為的矩形線圈與無限長直截流導(dǎo)線共面，且線圈的長邊平行于長直導(dǎo)線，線圈以速度向右平動，時(shí)刻邊距離長直導(dǎo)線為；且長直導(dǎo)線中的電流按規(guī)律隨時(shí)間變化，如圖所示．求回路中的電動勢。解：電流I在r處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：穿過面積元的磁通量為：穿過矩形線圈ABCD的磁通量為：回路中的電動勢為3、如圖所示，一無限長載流導(dǎo)線，電流為，導(dǎo)體細(xì)棒與共面，并互相垂直，長為，距為,以勻速度沿方向運(yùn)動，求：中的動生電動勢解：段產(chǎn)生的動生電動勢為：垂直指向紙面指向方向，即與反向。大小為。CD產(chǎn)生的為4、如圖所示，兩同軸單匝線圈、的半徑分別為和，兩線圈相距為。若很小，可認(rèn)為線圈在線圈處所產(chǎn)生的磁場是均勻的。求兩線圈的互感。若線圈的匝數(shù)為匝，則互感又為多少?解：設(shè)線圈A中有電流I通過，它在線圈C所包圍的平面內(nèi)各點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度近似為穿過線圈C的磁鏈為：則兩線圈的互感為：若線圈C的匝數(shù)為N匝，則互感為上述值的N倍5、如圖所示，兩圓形線圈共面，半徑依次為，，匝數(shù)分別為，求互感系數(shù)。解：設(shè)大線圈通有電流，在其中心處產(chǎn)生磁場大小為:∵，∴小線圈可視為處于均勻磁場，為O處值記為，通過小線圈的磁通鏈數(shù)為,由有,6、如圖所示，用一根硬導(dǎo)線彎成半徑為的一個(gè)半圓。使這根半圓形導(dǎo)線在磁感強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中以頻率旋轉(zhuǎn)，整個(gè)電路的電阻為，求感應(yīng)電流的表達(dá)式和最大值。解：由于磁場是均勻的，故任意時(shí)刻穿過回路的磁通量為: 其中等于常量，S為半圓面積， 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有因此回路中的感應(yīng)電流為 則感應(yīng)電流的最大值為 7、有兩根相距為的無限長平行直導(dǎo)線，它們通以大小相等流向相反的電流，且電流均以的變化率增長。若有一邊長為的正方形線圈與