(精品)23电磁感应一解答.ppt

《(精品)23电磁感应一解答.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(精品)23电磁感应一解答.ppt（21页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一1.一无限长直导体薄板宽为一无限长直导体薄板宽为 l，板面与，板面与 z 轴垂直，板的轴垂直，板的长度方向沿长度方向沿 y 轴，板的两侧与一个伏特计相接，如图轴，板的两侧与一个伏特计相接，如图.整个系统放在磁感强度为整个系统放在磁感强度为 B 的均匀磁场中，的均匀磁场中，B 的方向沿的方向沿z 轴正方向如果伏特计与导体平板均以速度轴正方向如果伏特计与导体平板均以速度 u u 向向 y 轴轴正方向移动，则伏特计指示的电压值为正方向移动，则伏特计指示的电压值为 一、选择题一、选择题(A)0(B)u uBl/2(C)u uBl(D)2u

2、 uBl平板在运动的方向为无限长，平板在运动的方向为无限长，运动时，磁通量不变。运动时，磁通量不变。第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一 2如图，矩形区域为均匀稳恒磁场，半圆形闭合导线如图，矩形区域为均匀稳恒磁场，半圆形闭合导线回路在纸面内绕轴回路在纸面内绕轴O作逆时针方向匀角速转动，作逆时针方向匀角速转动，O点是点是圆心且恰好落在磁场的边缘上，半圆形闭合导线完全在圆心且恰好落在磁场的边缘上，半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时图（磁场外时开始计时图（A）-（D）的）的E-t函数图像中哪函数图像中哪一条属于半圆形导线回路中产生的感应电动势？一条属于半圆形导线回路中产

3、生的感应电动势？回路旋转时，回路旋转时，OC、OD段交替切割磁场线，二段交替切割磁场线，二者产生的者产生的E大小相等、方向相反。大小相等、方向相反。E的大小为的大小为OC切割时切割时UOUCOD切割时切割时UOUD第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一3如如图图，导导体体棒棒AB在在均均匀匀磁磁场场B中中绕绕通通过过C点点的的垂垂直直于于棒棒长长且且沿沿磁磁场场方方向向的的轴轴OO转转动动（角角速速度度w w与与B同同方向），方向），BC的长度为棒长的的长度为棒长的1/3，则，则 (A)A点比点比B点电势高点电势高 (B)A点与点与B点电势相等点电势相等 (C)A点比

4、点比B点电势低点电势低 (D)有稳恒电流从有稳恒电流从A点流向点流向B点点u uFB边缘电势高于转轴所在边缘电势高于转轴所在e e=Bw wl2/2第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一 4如图所示，直角三角形金属框架如图所示，直角三角形金属框架a b c放在均匀磁场放在均匀磁场中，磁场中，磁场B平行于平行于ab边，边，bc的长度为的长度为l当金属框架绕当金属框架绕ab边以匀角速度边以匀角速度w w转动时，转动时，abc回路中的感应电动势回路中的感应电动势E和和a、c两点间的电势差两点间的电势差Ua-Uc为为（A）E=0，（B）E=0，（C）E=Bw wl2，（D）E

5、=Bw wl2，dlra a由右手法则知由右手法则知,c点电势高于点电势高于a点点.第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一5圆铜盘水平放置在均匀磁场中，圆铜盘水平放置在均匀磁场中，B的方向垂直盘面向的方向垂直盘面向上，当铜盘绕通过中心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时，上，当铜盘绕通过中心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时，（A）铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的相反方向流动）铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的相反方向流动（B）铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的方向流动）铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的方向流动（C）铜盘上产生涡流）铜盘上产生涡流（D）铜盘上有感应电

6、动势产生，铜盘边缘处电势最高）铜盘上有感应电动势产生，铜盘边缘处电势最高（E）铜盘上有感应电动势产生，铜盘中心处电势最高）铜盘上有感应电动势产生，铜盘中心处电势最高 由右手螺旋法则知，电子向由右手螺旋法则知，电子向O移动，移动，故铜盘边缘电位高于中心。故铜盘边缘电位高于中心。A第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一二、填空题二、填空题1.判断在下述情况下，线圈中有无感应电流，若有，在判断在下述情况下，线圈中有无感应电流，若有，在图中标明感应电流的方向图中标明感应电流的方向 (1)两圆环形导体互相垂两圆环形导体互相垂直地放置两环的中心重合，且彼此绝缘，当直地放置两环的中

7、心重合，且彼此绝缘，当B环中的环中的电流发生变化时，在电流发生变化时，在A环中环中_ (2)无限长载流直导线处在导体圆环所在平面并通过环无限长载流直导线处在导体圆环所在平面并通过环的中心，载流直导线与圆环互相绝缘，当圆环以直导线的中心，载流直导线与圆环互相绝缘，当圆环以直导线为轴匀速转动时，圆环中为轴匀速转动时，圆环中_无感应电流无感应电流无感应电流无感应电流无磁通量变化无磁通量变化.第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一2如如图图，一一半半径径为为r的的很很小小的的金金属属圆圆环环，在在初初始始时时刻刻与与一一半半径径为为a(ar)的的大大金金属属圆圆环环共共面面且

8、且同同心心在在大大圆圆环环中中通通以以恒恒定定的的电电流流I，方方向向如如图图如如果果小小圆圆环环以以匀匀角角速速度度w w绕绕其其任任一一方方向向的的直直径径转转动动，并并设设小小圆圆环环的的电电阻阻为为R,则则任任一一时时刻刻 t 通通过过小小圆圆环环的的磁磁通通量量F F=_小小圆圆环环中的感应电流中的感应电流 i=_ar时时,圆环中心的磁场可视为均匀的圆环中心的磁场可视为均匀的第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一3一半径一半径r=10cm的圆形闭合导线回路置于均匀磁场的圆形闭合导线回路置于均匀磁场B(B=0.80T)中，中，B与回路平面正交若圆形回路的半径从

9、与回路平面正交若圆形回路的半径从t=0开始以恒定的速率开始以恒定的速率dr/dt=-80 cm/s收缩，则在收缩，则在t=0时刻，时刻，闭合回路中的感应电动势大小为闭合回路中的感应电动势大小为_；如要；如要求感应电动势保持这一数值，则闭合回路面积应以求感应电动势保持这一数值，则闭合回路面积应以dS/dt=_的恒定速率收缩的恒定速率收缩 rB第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一4四根辐条的金属轮子在均匀磁场四根辐条的金属轮子在均匀磁场B中转动，转轴与中转动，转轴与B平行，轮子和辐条都是导体，辐条长为平行，轮子和辐条都是导体，辐条长为R，轮子转速为，轮子转速为n，则轮子

10、中心，则轮子中心O与轮边缘与轮边缘b之间的感应电动势为之间的感应电动势为_，电，电势最高点是在势最高点是在_处处O第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一 5图图示示为为磁磁场场中中的的通通电电薄薄金金属属板板，当当磁磁感感强强度度B沿沿x轴轴负负向向，电电流流I沿沿y轴轴正正向向，则则金金属属板板中中对对应应于于霍霍尔尔电电势势差的电场强度差的电场强度EH的方向沿的方向沿_z轴正方向轴正方向 第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一 1如图，一根长为如图，一根长为L的金属细杆的金属细杆ab绕竖直轴绕竖直轴O1O2以角以角速度速度w w在水平面内

11、旋转，在水平面内旋转，O1O2在离细杆在离细杆a端端L/5处若已处若已知地磁场在竖直方向的分量为知地磁场在竖直方向的分量为B 求求ab两端间的电势差两端间的电势差Ua-Ub 解：解：由右手螺旋法则知，由右手螺旋法则知，a端、端、b端的电位均高于端的电位均高于O点点由法拉第电磁感应定律有由法拉第电磁感应定律有三、计算题三、计算题第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一 2长为长为L、质量为、质量为m的均匀金属细棒，以棒端的均匀金属细棒，以棒端O为中心为中心在水平面内旋转，棒的另一端在半径为在水平面内旋转，棒的另一端在半径为L的金属环上滑动，的金属环上滑动，棒端棒端O和金属

12、环之间接一电阻和金属环之间接一电阻R，整个环面处于均匀磁场，整个环面处于均匀磁场B中，中，B的方向垂直于纸面向外，如图设的方向垂直于纸面向外，如图设t=0时初角速度时初角速度为为w w0 忽略摩擦力及金属棒、导线和圆环的电阻求忽略摩擦力及金属棒、导线和圆环的电阻求（1）当角速度为）当角速度为w w时金属棒内的动生电动势的大小时金属棒内的动生电动势的大小（2）棒的角速度随时间变化表达式）棒的角速度随时间变化表达式解：解：细棒旋转时，棒内产生的动生细棒旋转时，棒内产生的动生电动势的大小为电动势的大小为由右手螺旋法则知，细棒靠环一侧由右手螺旋法则知，细棒靠环一侧的电位高于的电位高于O点点q q第八章

13、第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一在此动生电动势的作用下，回路中将产生感生电流在此动生电动势的作用下，回路中将产生感生电流细棒对细棒对O点的转动惯量点的转动惯量由刚体的定轴转动定律有由刚体的定轴转动定律有电流电流i通过细棒时将受到对通过细棒时将受到对O点的磁场力矩作用而减速点的磁场力矩作用而减速xdx第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一 3如图，有一弯成如图，有一弯成q q角的金属架角的金属架COD放在磁场中，磁放在磁场中，磁感强度感强度B的方向垂直于金属架的方向垂直于金属架CO

14、D所在平面一导体杆所在平面一导体杆MN垂直于垂直于OD边，并在金属架上以恒定速度边，并在金属架上以恒定速度u u向右滑动向右滑动,u u与与MN垂直设垂直设t=0时，时，x=0求下列两情形，框架内求下列两情形，框架内的感应电动势的感应电动势(1)磁场分布均匀，且磁场分布均匀，且B不随时间改变不随时间改变 (2)非均匀的时变磁场非均匀的时变磁场B=Kxcosw wt解解:N点高于点高于M点点第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一(2)非均匀的时变磁场非均匀的时变磁场B=Kxcosw wte e20时时,M点高于点高于N点点第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁

15、感应一电磁感应一 4如图，长直导线中电流为如图，长直导线中电流为i，矩形线框，矩形线框abcd与长直与长直导线共面，且导线共面，且adAB，dc边固定，边固定，ab边沿边沿da及及cb以速以速度度u u无摩擦地匀速平动无摩擦地匀速平动t=0时，时，ab边与边与cd边重合设边重合设线框自感忽略不计线框自感忽略不计(1)如如i=I0，求，求ab中的感应电动势中的感应电动势.ab两点哪点电势高？两点哪点电势高？(2)如如i=I0cosw wt，求，求ab边运动到边运动到图示位置时线框中的总感应电动势图示位置时线框中的总感应电动势解：解：xB第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感

16、应一xBa点高于点高于b点点第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一 5在垂直图面的圆柱形空间内有一随时间均匀变化的在垂直图面的圆柱形空间内有一随时间均匀变化的匀强磁场，其磁感应强度的方向垂直图面向里，在图面匀强磁场，其磁感应强度的方向垂直图面向里，在图面内有两条相交于内有两条相交于o点的夹角为点的夹角为60的直导线的直导线Oa和和Ob，而，而o点则是圆柱形空间的轴线与图面的交点此外，在图面点则是圆柱形空间的轴线与图面的交点此外，在图面内另有一半径为内另有一半径为r的半圆环形导线在上述两条直导线上以的半圆环形导线在上述两条直导线上以速度速度u u匀速滑动匀速滑动u u的

17、方向与的方向与aOb的平分线一致，并指的平分线一致，并指向向o点（如图）在时刻点（如图）在时刻t，半圆环的圆心正好与，半圆环的圆心正好与o点重合，点重合，此时磁感应强度的大小为此时磁感应强度的大小为B，磁感应强度大小随时间的变，磁感应强度大小随时间的变化率为化率为k（k为正数）求此时半圆环与两条直线所围成为正数）求此时半圆环与两条直线所围成的闭合回路的闭合回路codc中的感应电动势中的感应电动势e e解：解：取顺时针为回路取顺时针为回路codc的绕行正方向。的绕行正方向。由法拉第电磁感应定律知，回路中的感应由法拉第电磁感应定律知，回路中的感应电动势由感生电动势和动生电动势组成。电动势由感生电动势和动生电动势组成。第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一时，沿顺时针；时，沿顺时针；时，沿逆时针。时，沿逆时针。感生电动势感生电动势动生电动势动生电动势第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电磁感应一电磁感应一时，沿顺时针；时，沿顺时针；时，沿逆时针。时，沿逆时针。感生电动势感生电动势动生电动势动生电动势