2014-2015-1 大学物理(二)练习题及-答案 下载本文

的大小i?___________,方向____ ______。

6.如图所示,将导线弯成一正方形线圈(边长为2l),然后对折,并使其平面垂直于

r均匀磁场B。线圈的一半不动,另一半以角速度?张开,当张角为?时,线圈中感应电动势的大小??____ ____。

r17.棒AD的长为L,在匀强磁场B中绕垂直于棒的oo?轴以角速度?转动,AC?L,

3则A、D两点的电势差UA?UD? 。

? b ? ? ? ?rB? c? ? ? ? ? ? ? ?? a ? ? ?

o r?B

CAD

o?rBo?8.金属圆板在均匀磁场中以角速度?o?绕中心

轴旋转,均匀磁场的方向平行于转轴,如图所示。板中由中心至同一边缘点的不同曲线上的总感应电动势的大小____ _____ , 电势高。

? ? ? rB9.如图所示,电阻为R、质量为m、宽为l的r? F ? ? lr矩形导电回路,从图示的静止位置开始受恒力F的作

r? ? ? 用。在虚线右方空间内,有磁感应强度为B且垂直于

d? ? ? ? 图面的均匀磁场,忽略回路的自感。求在回路左边未

进入磁场前,回路运动的速度与时间的函数关系。

10.一段导线被弯成圆心都在o点,半径均为R的三段o、bco、cao,它们构成一个闭合回路。圆弧abo、bco、圆弧abro分别位于三个坐标平面内,如图所示。均匀磁场B沿x轴cao与坐标轴所围成的平面。设磁感应强度的正向穿过圆弧bc变化率为常数k(k?0),则闭合回路abca中感应电动势的

o中感应电流沿 方向。大小为 ,圆弧bc

xazcorBby11.两根相互平行、相距a的无限长直导线载有大小相等、方向相反的电流。长度为br的金属杆CD与两导线共面且垂直,相对位置如图所示,杆以速度v沿平行于直电流的方向运动。求金属杆CD中的感应电动势,C、D两端哪端电势高?

? ? ? A ? ?

r v? ? ? ? ? or v0IR0IB ?CD? ? ? ? ? R1 R2Caa? ? x ? ? ? b

5

12.均匀带电平面圆环的内、外半径分别为R1、R2,电荷面密度为?,其中心有一半

x径为R0(R0=R1)、电阻为R的导体小环,二者同心共面,如图所示。设圆环以变角速度???(t)绕垂直于环面的中心轴旋转,导体小环中的感应电流是多少?方向如何?

13.在图示的电路中,导线AC在固定导线上向右平移,设AC?5cm,均匀磁场随时间

dB的变化率?0.1T/s,某时刻导线AC的速率v0?2m/s,B?0.5T,x?10cm,则此时动生

dt电动势的大小为__________,总感应电动势的大小为__________,以后动生电动势的大小随着AC的运动而_______________。

14.载流长直导线与矩形回路ABCD共面,且平行于AB边,回路的长、宽分别为l、b,t?0时刻,AB边到直导线的距离为a,如图所示。求下I列情况下,t时刻回路ABCD中的感应电动势: a(1)长直导线中的电流恒定,回路ABCD以垂直于导ABrrbv线的恒速度v远离导线远动;

DC(2)长直导线中的电流I?I0sin?t,回路ABCD不动;

l(3)长直导线中的电流I?I0sin?t,回路ABCD以垂

r直于导线的恒速度v远离导线远动。

rrrd?E15.在感应电场中,电磁感应定律可写成?,式中E?dl??k为感应电场的电场?Lkdt强度,此式表明

rLE(A) 在闭合曲线上,k处处相等;

(B) 感应电场是保守力场;

(C) 感应电场的电力线不是闭合曲线; (D) 在感应电场中,不能像对静电场那样引入电势的概念。 [ ] 16.将形状完全相同的铜环和木环静止放置,并使通过两平面的磁通量随时间的变化率相等,则

(A) 铜环中有感应电动势,木环中无感应电动势; (B) 铜环中感应电动势大,木环中感应电动势小; (C) 铜环中感应电动势小,木环中感应电动势大;

(D) 两环中感应电动势相等。 [ ] 17.对单匝线圈,取自感系数的定义式为L?

?I

。当线圈的几何形状、大小及周围磁介

质分布不变,且无铁磁性物质时,若线圈中的电流变小,则线圈的自感系数L

(A) 变大,与电流成反比关系; (B) 变小; (C) 不变; (D) 变大,但与电流不成反比关系。 [ ]

18.一个薄壁纸圆筒的长为30cm,截面直径为3cm,筒上绕有500匝线圈,若纸筒内由?r?5000的铁芯充满,则线圈的自感系数为_________________。 19.用线圈的自感系数L来表示载流线圈磁场能量的公式Wm?(A) 只适用于无限长密绕螺线管;

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12LI 2

(B) 只适用于单匝圆线圈;

(C) 只适用于一个匝数很多,且密绕的螺线环;

(D) 适用于自感系数L一定的任意线圈。 [ ]

20.两个长直密绕螺线管的长度和线圈匝数均相同,半径分别为r1和r2,管内充满磁导率分别为?1和?2的均匀磁介质。设r1:r2=1:2,?1:?2=2:1,当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后,则他们的自感系数之比L1:L2和磁能之比Wm1:Wm2分别为

(A) 1:1,1:1; (B) 1:2,1:1;

(C) 1:2,1:2; (D) 2:1,2:1。 [

参考答案

1.顺时针,顺时针; 2.(A);

3.?0Iv2?cot?lnd?ad; 4.vr?Br; 5.

mgRBLtg?,a,mgBLtg?,由b流向a; 6.2l2B?sin?; 7.?16B?L2; 8.相同或122B?R,边缘点;

B2l29.v?FR?mRtB2l2(1?e);

10.

?R2k4,c?b;

11.??0Iv2(a?b)i?2?ln2a?b,D端电势高; 12.I??R20?0?2R(Rdωd?2?R1)dt,当??0,dt?0时,感应电流沿顺时针方向;

13.50mV,49.5mV,增加; 14.(1) ε?μ0Ilv1112π(a?vt?a?b?vt),

(2)εμ0I0lω2??2πlna?bacosωt, (3) εμ0I03?2πlv(1a?vt?1a?b?vt)sinωt?μ0I02πlωlna?b?vta?vtcosωt; ?i?0时,感应电动势沿顺时针方向。

15.(D); 16.(D); 17.(C); 18.3.7H; 19.(D); 20.(C).

第九章(二) 电磁场

1.图示为一充电后的平行板电容器,A板带正电,B板

AB??

7

R

K]

带负电。当合上开关K时,A、B两板之间的电场方向为_______________,位移电流的方向为____ ______。

dU 2.平行板电容器的电容C?20?F,两板间的电压变化率?1.50?105V/s,该平行板

dt电容器中的位移电流为 。

3.对位移电流,有下述四种说法,哪种说法正确? (A)位移电流是由变化电场产生的; (B)位移电流是由线性变化磁场产生的; (C)位移电流的热效应服从焦耳—楞次定律;

(D)位移电流的磁效应不服从安培环路定理。 [ ]

r 4.如图所示,给平板电容器(忽略边缘效应)充电时,沿环路L1、L2下列磁场强度H的环流中,正确的是

rrrr(A)蜒?H?dl??H?dl;

L1L2L1rr(B)蜒H??dl?L1?L2?L2rrH?dl; rrH?dl;

L2Err(C)蜒H??dl?L1L1rr(D)?H??dl?0. [ ]

rr 5.在没有自由电荷和传导电流的变化电磁场中,?H??dl? ,

Lrr??E?dl? 。

L 6.反映电磁场基本性质和规律的麦克斯韦方程组为

ò??SrrD?dS??qi ①

i?1rrd?m ② E?dl????Ldtrrò??B?dS?0 ③

Srrd?D ④ H?dl?I??i??Ldti?1试判断下列结论包含或等效于哪一个麦克斯韦方程式,将你确定的方程式用代号填在相应结

论后的空白处。

(1)变化的磁场一定伴随有电场: _______________; (2)磁感应线是无头无尾的: _______________; (3)电荷总伴随有电场: _______________。

参考答案

1.垂直于板,且A?B,B?A; 2.3A;

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