簡明物理習題詳解

1、習題99.1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）如圖9.1（2）圖，長度為l的直導線ab在均勻磁場B中以速度v移動，直導線ab中的電動勢為： (A) Blv; (B) Blvsin: (C) Blvcos: (D) 0。 圖9.1(2)圖 答案：D（3）對于渦旋電場，下列說法不正確的是 （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）渦旋電場由電荷激發(fā)； （D）渦旋電場的電力線閉合的。 答案：C(4)

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(5)用線圈的自感系數(shù)L來表示載流線圈磁場能量的公式 (A) 只適用于無限長密繞螺線管 (B) 只適用于單匝圓線圈 (C) 只適用于一個匝數(shù)很多，且密繞的螺繞環(huán) (D) 適用于自感系數(shù)一定的任意線圈答案：D *（6） 對位移電流，有下述四種說法，請指出哪一種說法正確 (A) 位移電流是指變化電場 (B) 位移電流是由線性變化磁場產(chǎn)生的 (C) 位移電流的熱效應服從焦耳楞次定律 (D) 位移電流的磁效應不服從安培環(huán)路定理答案：A*(7) 如題9.1（7）圖，平板電容器（忽略邊緣效應）充電時，沿環(huán)路

3、L1、L2磁場強度H的環(huán)流中，必有（A）;（B）;（C）;（D）。 題9.1（7）圖答案：C*(8) 如題9.1（8）圖所示為一充電后的平行板電容器，A板帶正電，B板帶負電，開關K合上時，A、B位移電流方向為（按圖上所標X軸正方向回答）（）：（A） x軸正向（B） x軸負向（C） x軸正向或負向（D） 不確定答案：B 題9.1（8）圖9.2 填空題(1)將金屬圓環(huán)從磁極間沿與磁感應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是 ，產(chǎn)生感生電動勢的非靜電場力是 ，激發(fā)感生電場的場源是 。答案：洛倫磁力；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

4、平面內(nèi)以角速度轉(zhuǎn)動，如果轉(zhuǎn)軸的位置在金屬直導線的 點，這個導線上的電動勢最大，數(shù)值為 ；如果轉(zhuǎn)軸的位置在 點，整個導線上的電動勢最小，數(shù)值為 。端點；中點，0（4）已知通過一線圈的磁通量隨時間變化的規(guī)律,則當t=2s時，線圈中的感應電動勢為_ _。（SI制）答案：21V（5）楞次定律可以表述為 _ _。答案：感應電流的效果，總是反抗引起感應電流的原因（6）變化的磁場和所產(chǎn)生的渦旋電場之間的關系表達式：_ _。答案：（7）兩任意形狀的導體回路1和2，通有相同的穩(wěn)恒電流I，則回路2中的電流產(chǎn)生的磁場穿過回路1的磁通量，回路1中的電流產(chǎn)生的磁場穿過回路2的磁通量，兩者之間的關系為：_ _。 答案：（

5、8）真空中一長直螺線管通有電流I1時，儲存的磁能為W1，若螺線管中充以相對磁導率mr = 4的磁介質(zhì)，且電流增加為I2=2I1，螺線管中儲存的能量為W2，則W1：W2為_。答案：1:169.3在磁感應強度B為0.4T的均勻磁場中放置一圓形回路，回路平面與B垂直，回路的面積與時間的關系為：S=5t2+3(cm2),求t=2s時回路中感應電動勢的大小？解：根據(jù)法拉第電磁感應定律得 題9.4圖9.4 如題9.4圖所示，載有電流的長直導線附近，放一導體半圓環(huán)與長直導線共面，且端點的連線與長直導線垂直半圓環(huán)的半徑為，環(huán)心與導線相距設半圓環(huán)以速度平行導線平移求半圓環(huán)內(nèi)感應電動勢的大小和方向及兩端的電壓 解

6、: 作輔助線，則在回路中，沿方向運動時 即 又 所以沿方向，大小為 點電勢高于點電勢，即題9.5圖9.5 如題9.5所示，在兩平行載流的無限長直導線的平面內(nèi)有一矩形線圈兩導線中的電流方向相反、大小相等，且電流以的變化率增大，求：(1)任一時刻線圈內(nèi)所通過的磁通量；(2)線圈中的感應電動勢解: 以向外磁通為正則(1) (2) 9.6 如題9.6圖所示，長直導線通以電流=5A，在其右方放一長方形線圈，兩者共面線圈長=0.06m，寬=0.04m，線圈以速度=0.03ms-1垂直于直線平移遠離求：=0.05m時線圈中感應電動勢的大小和方向題9.6圖 解: 、運動速度方向與磁力線平行，不產(chǎn)生感應電動勢

7、產(chǎn)生電動勢產(chǎn)生電動勢回路中總感應電動勢 方向沿順時針9.7 長度為的金屬桿以速率v在導電軌道上平行移動已知導軌處于均勻磁場中，的方向與回路的法線成60角(如題9.7圖所示)，的大小為=(為正常)設=0時桿位于處，求：任一時刻導線回路中感應電動勢的大小和方向解: 即沿方向順時針方向 題9.7圖9.8一矩形導線框以恒定的加速度向右穿過一均勻磁場區(qū)，的方向如題9.8圖所示取逆時針方向為電流正方向，畫出線框中電流與時間的關系(設導線框剛進入磁場區(qū)時=0)題9.8圖(a) 題9.8圖(b)解: 如圖逆時針為矩形導線框正向，則進入時,； 在磁場中時,； 出場時，故曲線如題9.8圖(b)所示.題9.9圖9.

8、9 導線長為，繞過點的垂直軸以勻角速轉(zhuǎn)動，=磁感應強度平行于轉(zhuǎn)軸，如圖9.9所示試求：（1）兩端的電勢差；（2）兩端哪一點電勢高?解: (1)在上取一小段則 同理 (2) 即點電勢高 9-10 北半球某地的磁場為410-5T，磁場方向與水平方向成60o,現(xiàn)將一根長1m東西方向水平放置的均勻金屬棒自由落下，求t=3s時金屬棒中感應電動勢大??？解：根據(jù)動感電動勢定義,自由下落，速度大小 ，方向與重力加速度方向相同當t=3s時，題9.11圖9.11 磁感應強度為的均勻磁場充滿一半徑為的圓柱形空間，一金屬桿放在題9.11圖中位置，桿長為2，其中一半位于磁場內(nèi)、另一半在磁場外當0時，求：桿兩端的感應電動

9、勢的大小和方向解： 即從9.12 兩根平行長直導線，橫截面的半徑都是a，中心相距為d，兩導線屬于同一回路設兩導線內(nèi)部的磁通可忽略不計，證明：這樣一對導線長度為l的一段自感為.(提示：按定義討論，設導線內(nèi)部的磁通量可以略去)解 陰影區(qū)域的因此9.13 兩線圈順串聯(lián)后總自感為1.0H，在它們的形狀和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： 順串時 反串聯(lián)時 題9.14圖9.14 一矩形截面的螺繞環(huán)如題9.14圖所示，共有N匝試求：(1) 此螺線環(huán)的自感系數(shù)；(2) 若導線內(nèi)通有電流，環(huán)內(nèi)磁能為多少?解：如題9.14圖示(1)通過橫截面的磁通為 磁鏈 (2) 9.15 一無限長圓柱形直導線，其截面各處的電流密度相等，總電流為求：導線內(nèi)部單位長度上所儲存的磁能解：在時 取 (導線長)則 *9.16 圓柱形電容器內(nèi)、外導體截面半徑分別為和()，中間充滿介電常數(shù)為的電介質(zhì).當兩極板間的電壓隨時間的變化時(為常數(shù))，求介質(zhì)內(nèi)距圓柱軸線為處的位移電流密度解：圓柱形電容器電容 *9.17 試證：平行板電容器的位移電流可寫成式中為電容器的電容，是電容器兩極板的電勢差如果不是平板電容器，以上關系還適用嗎?解： 不是平板電容器時 仍成立 還適用*