大学物理:习题五 电磁感应

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1、习题五一、选择题1一闭合圆形线圈在均匀磁场中运动,在下列几种情况中那种会产生感应电流 (A)线圈沿磁场方向平移;(B)线圈沿垂直磁场方向平移;(C)线圈以自身的直径为轴转动,轴与磁场方向平行;(D)线圈以自身的直径为轴转动,轴与磁场方向垂直。2如图5-1所示,M为一闭合金属轻环,当右侧线圈通以如下所说哪种情况的电流时,将在环内产生图示方向的感生电流,同时环向线圈方向移动 。图5-1(A)电流由b点流入,a点流出,并逐渐减少;(B)电流由a点流入,b点流出,并逐渐减少;(C)电流由b点流入,a点流出,并逐渐增大;(D)电流由a点流入,b点流出,并逐渐增大。3如图5-2所示,一矩形线圈以一定的速度

2、穿过一均匀磁场,若规定线圈中感应电动势沿顺时针方向为正值,则下面哪个曲线图正确表示了线圈中的和x的关系 4在圆柱形空间内有一磁感应强度为的均匀磁场,如图5-3所示,的大小以速率变化。有一长度为l0的金属棒先后放在磁场的两个不同位置1(ab)和2(),则金属棒在这两个位置时棒内的感应电动势的大小关系为 (A);(B);(C);(D)。图5-35有一细长螺线管其自感系数,若将此螺线管平分成两个,每一个螺线管的自感系数为及,它们的互感系数为,以下答案哪一个正确 (A)由可以看出,细长螺线管其自感系数与螺线管的体积成正比,把螺线管平分成两个,则每一个螺线管的体积为原来的一半,所以;(B)由两个线圈串联

3、时的自感系数;(C)由两个线圈串联时的自感系数;(D)由两个线圈串联时的自感系数。 ab图5-4二、填空题图5-51如图5-4所示,一个矩形线圈在均匀磁场中以角速度w旋转,当它转到图a和图b位置时感应电动势的大小分别为 ; 。 2半径为R的无限长园柱导体电流(图5-5),电流强度为I。横截面上各点的电流密度相等,求每单位长度导体内所储存的磁能。3如图5-6,一矩形导体回路ABCD放在均匀外磁场中,磁场的磁感应强度的大小为 高斯,与矩形平面的法线夹角;回路的CD段长为l =1.0m,以速度v =5.0m/s平行于两边向外滑动,如图所示。则求回路中的感应电动势的大小和方向分别为 和 ;感应电流方向

4、。4如图5-7所示,两根平行长直导线置于空气中,横截面半径都是a,两导线中心相距为d,属于同一回路(电流方向相反)。设两导线内部的磁通量可忽略不计。求这一对导线单位长度的自感系数。5真空中一均匀磁场的能量密度与一均匀电场的能量密度相等,已知,则电场强度为 。三、计算题1长为L的金属细杆ab与载有电流的无限长直导线共面,且绕端点a以角速度w 在公共平面内转动,如图5-8所示 。已知a点到长直导线的垂直距离为,当细杆转到与水平线夹角为q 时,求ab两点的电势差。图5-92如图5-9所示直角三角形金属PQS框放在均匀磁场中,平行于边PQ,PQ边长为b,PQ边与QS边夹角为a,当金属框绕PQ边以角速度w 转动时,求(1)回路的总感应电动势;(2)各边的感应电动势。图5-103限制在圆柱形体积内的均匀磁场,磁感应强度为,方向如图5-10所示。圆柱的半径为R,的数值以的恒定速率减小。当电子分别位于磁场中a点、b点与c点时,假定r = 0.5m,求电子获得的瞬时加速度的大小和方向。图 5-11 4一个n匝圆形细线圈,半径为b,电阻为R,以匀角速绕其某一直径为轴而转动,该转轴与均匀磁场垂直。假定有一个面积为A(很小)的小铜环固定在该转动线圈的圆心上,环面与磁场垂直,如图5-11所示,求在小铜环内产生的感应电动势(忽略小铜环对圆形线圈的感应)。

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