大学物理学第三版修订版下册第章答案(赵近芳)解析

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1、习题1111.1选择题(1)一圆形线圈在磁场中作下列运动时,那些情况会产生感应电流()(A)沿垂直磁场方向平移;(B)以直径为轴转动,轴跟磁场垂直;(C)沿平行磁场方向平移;(D)以直径为轴转动,轴跟磁场平行。[答案:B](2)下列哪些矢量场为保守力场()(A)静电场;(B)稳恒磁场;(C)感生电场;(D)变化的磁场。[答案:A](3)用线圈的自感系数L来表示载流线圈磁场能量的公式()(A)只适用于无限长密绕线管;(B)只适用于一个匝数很多,且密绕的螺线环;(C)只适用于单匝圆线圈;(D)适用于自感系数L一定的任意线圈。[答案:D](4)对于涡旋电场,下列说法不正确

2、的是():(A)涡旋电场对电荷有作用力;(B)涡旋电场由变化的磁场产生;(C)涡旋场由电荷激发;(D)涡旋电场的电力线闭合的。[答案:C]11.2填空题(1)将金属圆环从磁极间沿与磁感应强度垂直的方向抽出时,圆环将受到。[答案:磁力](2)产生动生电动势的非静电场力是,产生感生电动势的非静电场力是,激发感生电场的场源是。[答案:洛伦兹力,涡旋电场力,变化的磁场](3)长为l的金属直导线在垂直于均匀的平面内以角速度ω转动,如果转轴的位置在,这个导线上的电动势最大,数值为;如果转轴的位置在,整个导线上的电动势最小,数值为。[答案:端点,;中点,0]11.3一半径=10c

3、m的圆形回路放在=0.8T的均匀磁场中.回路平面与垂直.当回路半径以恒定速率=80cm·s-1收缩时,求回路中感应电动势的大小.解:回路磁通感应电动势大小11.4一对互相垂直的相等的半圆形导线构成回路,半径=5cm,如题11.4图所示.均匀磁场=80×10-3T,的方向与两半圆的公共直径(在轴上)垂直,且与两个半圆构成相等的角当磁场在5ms内均匀降为零时,求回路中的感应电动势的大小及方向.解:取半圆形法向为,题11.4图则同理,半圆形法向为,则∵与夹角和与夹角相等,∴则方向与相反,即顺时针方向.题11.5图11.5如题11.5图所示,载有电流的长直导线附近,放一导

4、体半圆环与长直导线共面,且端点的连线与长直导线垂直.半圆环的半径为,环心与导线相距.设半圆环以速度平行导线平移.求半圆环内感应电动势的大小和方向及两端的电压.解:作辅助线,则在回路中,沿方向运动时∴即又∵所以沿方向,大小为点电势高于点电势,即题11.6图11.6如题11.6所示,在两平行载流的无限长直导线的平面内有一矩形线圈.两导线中的电流方向相反、大小相等,且电流以的变化率增大,求:(1)任一时刻线圈内所通过的磁通量;(2)线圈中的感应电动势.解:以向外磁通为正则(1)(2)11.7如题11.7图所示,用一根硬导线弯成半径为的一个半圆.令这半圆形导线在磁场中

5、以频率绕图中半圆的直径旋转.整个电路的电阻为.求:感应电流的最大值.题11.7图解:∴∴11.8如题11.8图所示,长直导线通以电流=5A,在其右方放一长方形线圈,两者共面.线圈长=0.06m,宽=0.04m,线圈以速度=0.03m·s-1垂直于直线平移远离.求:=0.05m时线圈中感应电动势的大小和方向.题11.8图解:、运动速度方向与磁力线平行,不产生感应电动势.产生电动势产生电动势∴回路中总感应电动势方向沿顺时针.11.9长度为的金属杆以速率v在导电轨道上平行移动.已知导轨处于均匀磁场中,的方向与回路的法线成60°角(如题11.9图所示),的大小为=(为正常

6、).设=0时杆位于处,求:任一时刻导线回路中感应电动势的大小和方向.解:∴即沿方向顺时针方向.题11.9图11.10一矩形导线框以恒定的加速度向右穿过一均匀磁场区,的方向如题11.10图所示.取逆时针方向为电流正方向,画出线框中电流与时间的关系(设导线框刚进入磁场区时=0).解:如图逆时针为矩形导线框正向,则进入时,;题11.10图(a)题11.10图(b)在磁场中时,;出场时,,故曲线如题10-9图(b)所示.题11.11图11.11导线长为,绕过点的垂直轴以匀角速转动,=磁感应强度平行于转轴,如图11.11所示.试求:(1)两端的电势差;(2)两端哪一点电势高?

7、解:(1)在上取一小段则同理∴(2)∵即∴点电势高.题11.12图11.12如题11.12图所示,长度为的金属杆位于两无限长直导线所在平面的正中间,并以速度平行于两直导线运动.两直导线通以大小相等、方向相反的电流,两导线相距2.试求:金属杆两端的电势差及其方向.解:在金属杆上取距左边直导线为,则∵∴实际上感应电动势方向从,即从图中从右向左,∴题11.13图11.13磁感应强度为的均匀磁场充满一半径为的圆柱形空间,一金属杆放在题11.13图中位置,杆长为2,其中一半位于磁场内、另一半在磁场外.当>0时,求:杆两端的感应电动势的大小和方向.解:∵∴∵∴即从11.14

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