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时间:2020-12-18
《大学物理(吴百诗)习题答案10电磁感应教学提纲.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、精品好文档,推荐学习交流法拉第电磁感应定律aπ/3a图10-110-1如图10-1所示,一半径a=0.10m,电阻R=1.0×10-3Ω的圆形导体回路置于均匀磁场中,磁场方向与回路面积的法向之间的夹角为π/3,若磁场变化的规律为求:(1)t=2s时回路的感应电动势和感应电流;(2)最初2s内通过回路截面的电量。解:(1),,负号表示方向与确定的回路方向相反(2)10-2如图10-2所示,两个具有相同轴线的导线回路,其平面相互平行。大回路中有电流I,小的回路在大的回路上面距离x处,x>>R,即I在小线圈所围面积上产生的磁场可视为是均匀的。若等速率变化,(1)试确定穿过小回路的磁
2、通量Φ和x之间的关系;(2)当x=NR(N为一正数),求小回路内的感应电动势大小;(3)若v>0,确定小回路中感应电流方向。图10-2RrxI解:(1)大回路电流I在轴线上x处的磁感应强度大小,方向竖直向上。时,,(2),时,(3)由楞次定律可知,小线圈中感应电流方向与I相同。动生电动势OR图10-310-3一半径为R的半圆形导线置于磁感应强度为的均匀磁场中,该导线以速度v沿水平方向向右平动,如图10-3所示,分别采用(1)法拉第电磁感应定律和(2)动生电动势公式求半圆导线中的电动势大小,哪一端电势高?解:(1)假想半圆导线在宽为2R的U型导轨上滑动,设顺时针方向为回路方向,
3、在x处,由于静止U型导轨上电动势为零,所以半圈导线上电动势为负号表示电动势方向为逆时针,即上端电势高。仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢55精品好文档,推荐学习交流(2)任取线元dl,,由指向知,上端电势高10-4长为L的铜棒NM,以角速度w绕支点O在水平面上转动,支点距棒的一端点N的距离为r,设均匀磁场垂直向下,如图10-4所示。求棒两端的电势差。w图10-4rMNL-rO解:在棒上距O点l处取线元,方向,则负号表示电动势方向为,ICba图10-5IaDC10-5两平行长直导线载有等量反向电流I,金属棒CD与两导线共面且垂直,相对位置如图10-5所示。CD棒以速度平
4、行于导线电流运动时,求CD棒中的动生电动势,哪端的电势高?解:如图建立坐标系,在x处(棒上)取线元,方向,该处,方向垂直纸面向上。,C端电势高。10-6如图10-6所示,质量为m,长为l,电阻为R的金属棒AB放置在一个倾斜的光滑U形框架上,并由静止下滑,磁场垂直向上。求:(1)U形框架为绝缘时,AB棒内的动生电动势与时间的函数关系;(2)U形框架为导体时(不计电阻),AB棒下滑速度随时间的变化关系,最大速度为多少?图10-6θCDAB解:(1)在斜面上,,,(2)此时,在BADC回路中产生感应电流,所以AB还受安培力作用,大小为,方向水平向右。仅供学习与交流,如有侵权请联系网
5、站删除谢谢55精品好文档,推荐学习交流沿斜面,,即解得,。感生电动势10-7一长直导线中通有交变电流I=5.0sin100πtA,在与其相距d=5.0cm处放有一矩形线圈,共100匝,线圈长l=4.0cm,宽a=2.0cm,如图10-7所示。求t时刻:(1)线圈中的磁通链数是多少?(2)线圈中的感生电动势是多少?解:(1)取矩形线圈的回路方向为顺时针方向,在距长直电流为x处取宽为dx的小面元Ilda图10-7,(2)10-8一半径为R、单位长度上匝数为n的通电长直螺线管,其横截面上的磁场如图10-8所示。若电流的变化率为dI/dt(>0),求:(1)管内外的感生电场;(2)当
6、电子分别置于a点、O点和b点处时,电子所获得的瞬时加速度大小和方向各为何?RO图10-8abr1r2解:(1)取以轴线为圆心,半径为r的圆,回路方向为逆时针时:,,方向逆时针方向。a点:,电子受力大小,方向水平向右。O点:,时:,b点:,,大小,方向水平相左。仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢55精品好文档,推荐学习交流10-9在半径为R的细长螺线管内有的均匀磁场,一等腰梯形金属框abcd如图10-9放置。已知,ab=2R,cd=R,求:(1)各边产生的感生电动势;(2)线框的总电动势。RO图10-9abdc解:(1)径向上的电动势为零,即在中,以dc为底,设为高方向
7、在中,,方向(2)线框总电动势互感10-10一螺绕环横截面的半径为a,环中心线的半径R,R>>a,其上由表面绝缘导线均匀地密绕两个线圈,一个为N1匝,另一个为N2匝,求两线圈的互感系数。解:设线圈1中通有电流I1,则螺绕环中的磁感应强度在线圈2中的全磁通10-11如图10-11所示,A、C为两同轴的圆线圈,半径分别为R和r,两线圈相距为l,若r很小,可认为由A线圈在C中所产生的磁感应强度是均匀的,求两线圈的互感系数。若C线圈匝数增加N倍,则互感系数又为多少?lRrAC图10-11解:设线圈A中通有电流I
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