医用物理课本全部习题解（洪洋）10章题解

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1、第十章习题解答10-1题图10」所示，一细杆两端连有铝质轻环，A环没有一缺口，B环有缺口。用一针状物支撑在细杆中心，使其可以绕支点自由转动。当用磁性很强的条形磁铁向A坏中心推近则题10-1的条形磁铁向A环推时，会出现什么现象？向B环屮心推近，乂会岀现什么现象？请分别说明原因。答磁铁向A环推近时，环内将产生感应电流，感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相反，所以A环将向背离磁铁的方向转动。因B环有缺口，不能形成感应电流，所以，当磁铁向B环推近时，B环可保持静止。10-2如果感生电动势的方向与楞次疋律规左的方向相反,近时会出现什么现象？试分析这种现

2、象是否违背能量守怛定律?答若感生电动势的方向与楞次定律规定的方向相反，则感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相同，这时A环将向接近磁铁的方向转动。这一运动趋势建立以后，外力不必再移动磁铁做功，铝质A环即可以自动接近磁铁，这是违背能量守恒定律的。因此说，感生电动势遵守楞次定律所规定的方向，其实是能量守恒定律的要求。10-3闭合圆形线圈处在匀强磁场中，判断以下哪种运动方式可使线圈产生感应电流?(1)线圈平面与磁场方向垂直，沿平行于磁场方向运动；(2)线圈平面与磁场方向平行，沿垂直于磁场方向运动；(3)线圈以自身一直径方向为轴转动，轴与磁场方向垂直；

3、(4)线圈以自身一直径方向为轴转动，轴与磁场方向平行。答(1)(2)(4)不会产生感应电流；(3)可以产生感应电流。10-4题图10・2所示，Si和S?为两只相同的小电珠，线圈L的电阻可忽略不计。考虑接S］和S2的亮度又会如何变化？请通开关K后，S］和S2的亮度会如何变化？而将开关断开后,分别说明原因。答接通开关后，线圈中会产生与电源电动势方向相反的自感电动势，所以S】是逐渐达到最亮，而S2则马上达到最亮。开关断开后，线圈屮也会产生自感电动势，因此Si和S2不会马上熄灭，而是亮度逐渐降低到零。维持这一过程的能量來自储存于线圈内的磁场能量。10

4、-5比较感生电场和静电场的性质有何异同?答静电场和感生电场的场强有相同量纲，两者皆对电荷有作用力，但两者也有性质差界。如静电场市相对于观察者为静上的电荷产生；感生电场则由变化的磁场产生。描绘静电场的电场线始于正电荷，止于负电荷，有首有尾；感生电场的电场线为闭合曲线，无首无尾。静电场对闭合回路的积分等于零，所以静电场可以定义电势；感生电场对闭合回路的积分不等于零，所以感生电场不能定义电势。静电场和感生电场对封闭曲面的积分结果不同，则反映静电场是有源场，感生电场是无源场。10-6比较位移电流和传导电流的性质有何异同？答位移电流与传导电流的量纲相同

5、，并具有相同的激发磁场能力，但两者性质有不同。传导电流是指自由电荷的定向运动；位移电流则只是电位移通量的时间变化率，它只与变化的电场相联系，而并无自由电荷的移动。传导电流可以产生焦耳热；位移电流则不能产生焦耳热，它只能通过分子极化和介质损耗产生热量。10・7如题图10・3所示，匀强磁场中有一矩形线圈，线圈的总电阻为R,边长分别为Li和L2。设开始时线圈平面及ab.cd与磁场方向平行，然后以ad为轴转动90。，至线圈平面与磁场方向垂直，测得转动过程中通过线圈的总电量为Q,求磁感应强度B的大小。题图10-3习题10-7附图解设转动过程经过At时间

6、，线圈中感应电动势为「感应电流为i。由法拉第电磁感应定律d

7、nt整个线圈内磁通量则为2kx2kxa+L

8、(p=fdO=HoWoSin2m_rdxMoL2Iosin2m+L)J2tiJx2兀a根据法拉第电磁感应定律:线圈内的感应电动势为d①a+L]c==PoLJocos27ttInLdta10-9如题图10-5所示，导线AB在导线架上向右匀速滑移。已知匀强磁场B二0.5T,v=2m/s,AB长L=30cm,R=0.2d试确定AB内动生电动势的大小和R上消耗的电功率。解因AB匀速移动而产生的动生电动势为XXXXXXXIXXXXXRXXXXXXXIXXXXXXXXXXX8=BLv=0.5x03x2=0.3(

9、V)电阻上消耗的电功率则为A=IR2=—R2=0.3x02=0.06(W)R题图10-5习题10・9附图10-10一半径R=0.5m的金属圆盘在匀强磁场中绕圆心作匀