第九章电磁感应

41.(3分) 如图所示,在与纸面相平行的平面内有一载有向上方向电流的无限长直导线和一接有电压表的矩形线框.当线框中有顺时针方向的感应电流时,直导线中的电流变化为________.(填写“逐渐增大”或“逐渐减小”或“不变”)

I V

?B42.(3分) 圆铜盘水平放置在均匀磁场中,的方向垂直盘面向上.当磁场随时间均匀减少

时,从下往上看感应电动势的方向为________感生电场的方向为________.(填写“顺时针”

或“逆时针”)

?B O 43.(3分) 在图示的电路中,导线AC在固定导线上向右匀速平移,速度为? .设AC?l,均匀磁场随时间的变化率

dB??k(k?0),某一时刻磁感应强度为B,AC与左端平行导dt线的距离为x ,则此时感生电动势的大小为________,总感应电动势的大小为________.

? B A?v

44.(3分) 一长直圆筒表面均匀带有负电荷,它的横截面如图所示,在这横截面内有一根固定不动的导线ab.当圆筒绕它的几何轴逆时针方向转动,转速越来越快时,导线两端的电势差为Ua?Ub__________________0.(填写:>,<或=)

x C

45.(3分) 一变压器原线圈的自感为L1?3.0mH,当原线圈的电压为U1?15.0V时,副线圈的开路电压为U2?30.0V.这两线圈间的互感为M= ________.

46.(3分) 两个半径都为R的金属圆环的中心重合,而几何轴互相垂直。它们之间的互感为________.

47.(3分) 一半径为a的圆形导线回路,套在一无穷长直导线上,圆形回路的平面与直导线垂直,且直导线经过圆形回路圆心.它们之间的互感为M= ________.若圆形回路不套住直导线,但它的平面仍与直导线垂直,则它们之间的互感为M= ________.

48.(3分) 两共轴螺线管的半径分别为a1和a2(a2?a1),匝数分别为N1和N2,长度都是

'l(l??a2).略去端缘效应,第一个线圈(里面的N1匝线圈)对第二个线圈(外面的N2匝

线圈)的互感为M21= ________;第二个线圈对第一个线圈的互感为M12= ________.

49.(3分) 一个半径为R的圆形回路与一无限长直导线共面,圆心到长直导线间的距离为d(d?R),则它们间的互感为________.

50.(3分) 用导线制成一半径为r?10cm的闭合圆形线圈,其电阻R?1?,均匀磁场垂直于线圈平面.欲使电路中有一稳定的感应电流i?0.1A,B的变化率应为________.

51.(3分) 如图所示,一半径为r的很小的金属圆环,在初始时刻与一半径为a(a??r)的大金属圆环共面且同心.在大圆环中通以恒定的电流I,方向如图.如果小圆环以匀角速度

并设小圆环的电阻为R,则任一时刻t通过小圆环的磁通量Φ?绕其任一方向的直径转动,

=________,小圆环中的感应电流i=________.

dB= dt a ?? r I

52.(3分) 将条形磁铁插入与冲击电流计串联的金属环中时,有q?2.0?10?5C的电荷通过电流计.若连接电流计的电路总电阻R?200?,则穿过环的磁通的变化ΔΦ= ________.

53.(3分) 两个同心的均质金属圆环,在同一平面内,如图所示,在接通电键S的瞬间,内环每小段受力的方向为________;整个内环所受合力的大小为F= ________.

54.(3分) 如图所示,一导线构成一正方形线圈然后对折,并使其平面垂直置于均匀磁场

?B.当线圈的一半不动,另一半以角速度?绕对折轴张开时(线圈边长为2l),线圈中感应电动势的大小?i=________.(设此时的张角为?,见图)

d ? × × c × ? × ? × × × × B a × × b × ×

55.(3分) 在两磁极之间放置一圆形线圈,线圈平面与磁场方向垂直,如图所示.试就下述情况,回答线圈中有无感应电动势以及感应电动势的方向.

(1) 把线圈拉扁时,线圈中________感应电动势,其方向为________;

(2) 把其中一个磁极很快的移去,线圈中________感应电动势,其方向为________.

56.(3分) 由于载流螺线管中电流的变化是越来越小,在它的中部外面,测得感应电场Ek的方向为逆时针,据此推知螺线管中电流的方向为________.

57.(3分) 一长螺线管的横截面半径为b,单位长度的匝数为n,导线中载有电流I.当IdI以的速率增加时,在管的内部,管内离轴线为r处感应电场的大小为________,方向为dt________.

58.(3分) 横截面直径为d的无限长螺线管,单位长度的匝数为n,它的导线中的电流按I?kt(k为常量)的规律随时间增大,在轴线上的感应电场强度的大小为________. 59.(3分) 横截面直径为d的无限长螺线管,单位长度的匝数为n,它的导线中的电流按I?kt(k为常量)的规律随时间增大,在管中部下列两处感应电场强度的大小分别为: (1) 管内离轴线为r处的Er= ________; (2) 管外离轴线为R处的ER= ________. 三、 计算题(本大题共30小题,总计300分)

1.(10分) 两无限长直圆筒共轴,半径分别为R1和R2,载有大小相等而方向相反的电流I,

I平行于轴线流动并均匀分布在筒面上.两筒间充满磁导率为?的均匀介质.求下列各处

长为l一段的磁场能量: (1) 内筒内; (2) 两筒间; (3) 外筒外.

2.(10分) 一螺绕环由外表绝缘的导线在硬纸壳上密绕N匝而成,横截面积为矩形a?b,内半径为R,外半径为R?b,如图所示.

(1)当导线中通有电流I时,求环内储存的磁场能量; (2)环外的磁场能量密度是多少?

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