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1、一、选择题(共18分),1.(本题3分),如图所示，直角三角形金属框架abc放在均匀磁场中，磁场 平行于ab边，bc的长度为l，当金属框架绕ab边以匀角速度 转动时，abc回路中的感生电动势 和a、c两点之间的电势差Ua-Uc为,(A),(B),(C),(D),B,2. (本题3分),有两个线圈，线圈1对线圈2的互感系数为M21，而线圈2对线圈1的互感系数为M12，若它们分别流过i1和i2的变化电流且 ,并设由i2变化在线圈1中产生的互感电动势为 ，由i1变化在线圈2中产生的互感电动势为 ，判断下述哪个论断正确。,C,3. (本题3分),有两个长直密绕螺线管，长度及线圈的匝数均相同，半径分别为
2、r1和r2，管内充满均匀介质，其磁导率分别为 和 。设r1:r2=1:2, : =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,(A) L1:L2=1:1, Wm1:Wm2=1:1,(B) L1:L2=1:2, Wm1:Wm2=1:1,(C) L1:L2=1:2, Wm1:Wm2=1:2,(D) L1:L2=2:1, Wm1:Wm2=2:1,L=n2Vn2Sl n2r2l,Wm1:Wm2=L1:L2=1:2,C,二. 填空题：(共42分),1. (本题3分),磁场中任一点放一个小的载流线圈可以确定该点的磁感应强度，其大小等于放在该点处试验
3、线圈所受的 和线圈的 的比值。,最大磁力矩,磁矩,2. (本题5分),匀速直线,匀速率圆周,等距螺旋,3. (本题5分),A、B、C为三根平行共面的长直导线，导线间距d=10cm，它们通过的电流分别为IA=IB=5A，IC=10A，其中IC 与IA、IB方向相反，每根导线每厘米所受的力的大小为,=,0(1分),1.510-6N/cm (2分),1.510-6N/cm (2分),4. (本题3分),硬磁材料的特点是 ，适于制造 。,矫顽力大，剩磁也大,永久磁铁,5. (本题3分),图示为一充电后的平行板电容器，A板带正电，B板带负电。当将开关K合上时，AB板之间的电场方向为 ，位移电流的方向为
4、(按图上所标X轴正方向回答),X轴正方向(1分),X轴负方向(2分）,三. 计算题： (共35分),1. (本题10分),用两根彼此平行的半无限长直导线L1、L2把半径为R的均匀导体圆环连到电源上，如图所示。已知直导线上的电流为I。求圆环中心O点的磁感应强度。,解：,由于L1与O点在一条直线上，根据毕奥萨伐尔定律可知，L1在O点产生的磁感应强度B1=0. (3分),半无限长直导线L2在端点产生的磁场的磁感应强度大小为,方向垂直图面向外。(3分),电流由L1经a点分两路流入圆环，一路由a点经1/4圆弧流至b，称此回路为L3。另一回路由a点经3/4圆弧流至b，称此回路为L4。由于圆环为均匀导体，因
5、此在L3和L4电路的电流分配情况为：L3中为3I/4，L4中为I/4。,单位弧长对中心的磁感应强度贡献为,圆环电流 在其中心的磁感应强度为,L3和L4在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，相互抵消。,因此，O点的磁感应强度B为(垂直图面向外为正)： B=B1+B2-B3+B4= ，方向垂直图面向外。(4分),2. (本题5分),圆截面为矩形的环形螺线管，圆环内外半径分别为R1和R2，芯子材料的磁导率为，导线总匝数为N，绕得很密。若线圈通电流I，求：,(1)芯子中的B值和芯子截面的磁通量； (2)在rR2处的B值。,解：如图，作半径为r的圆周，以该圆周为应用安培环路定理的闭合回路。,(1)
6、B,磁通量,(2分),(2分),(2) B=0,(1分),3.(本题5分),将通有电流I=5.0A的无限长导线折成如图形状，已知半圆环的半径为R=0.10m，求圆心O点的磁感应强度。,解：O点的磁感应强度B由半圆环和两个半无限长的直导线中的电流产生。O在其中的一个半无限长导线的延长线上，该半无限长导线的电流在O点产生的磁感应强度为0。另一个半无限长导线的电流在O点产生的磁感应强度为,半圆环电流在O点产生的磁感应强度为,所以，O点的磁感应强度为：,，方向垂直纸面向里。,四. 问答题：(共5分),1. (本题5分),让一块光滑的磁铁顺着一根竖直放置的管壁光滑的铜管落下，设铜管足够长，试说明即使空气的阻力可以忽略不计，磁铁最终也将达到一个恒定的速率下降。,答：铜管可以看成是由无数平行的铜圈叠合构成。当磁铁下落而穿过它时，产生感应电流。该电流产生的磁场对磁铁产生向上的阻力，阻碍磁铁下落。当磁铁速度增加时，阻力也增大，使磁铁的加速度越来越小，最后当磁力与重力相平衡时，磁铁匀速下降。,
