电磁感应与电磁波参考答案.docx

1、电磁感应与电磁波参考答案电磁感应与电磁波参考答案填空题 选择题 先加速最后以一恒速度 一个反抗拉力 远离导线 大，短；小，长 T ?20N221a0N2a22R，?2R，?0N1N2a22R 使二线圈的半径相等，同轴紧套在一起 两线圈互相垂直放置 同轴顺向紧密连接 先将电阻丝折成双线，再绕在绝缘筒上而使电流相反 交流电源，减少，焦耳热载流长直导线电流减小；矩形导线框B向右平动；矩形导线框绕ad边向里转动且转动角小于900。 B，S， 收缩变短 俯视为逆时针 1?10?5 T/S 变化的磁场，闭合曲线 洛仑兹，感生电场 50 V 镇流器 变化的磁场激发涡旋电场，变化的电场激发涡旋磁场 全电流 D

2、 C C D C D C D C D B B A D A A A D A D D D 证明及简答题 接通开关的瞬间，灯泡N1比N2亮；稳态时，灯泡N1和N2一样亮；开关断开瞬间，灯泡N2立刻熄灭，灯泡N1于自感逐渐熄灭。 答：时变磁场会激发电场，时变电场也会激发磁场，电场和磁场是相互联系的整体，称为电磁场；全空间中只有电磁场而没有带电粒子的电磁场称为无源电磁场。 ?答：能流密度S?E?H称为坡印廷矢量，或能流密度矢量，其物理意义是：单位时间内流过垂直于传播方向单位面积的电磁场能量。 变化的B在薄片上产生涡电流，椤次定律可知，涡流磁场总是阻碍原磁场变化，因而具有磁屏蔽作用。 计算题 解：导线ab

3、上产生的动生电动势为?Bl,回路中感应电流为 I?R?BlR Ab若作匀速运动，拉力只须克服安培力；而导线ab上的安培力等于 Fm?IBl?BlRBl?B2l2R F?Fm?B2l2R4? PF?F?4?2W PR?IR? 当杆A、B以v0的初速度向右运动，要产生动生电动势，于它与电阻R组成闭合回路，有感应电流，即 2?2B2l2R2R?2B2l2R?F?2W ?BA?BL i?vBLR 载流导体AB在磁场中受与速度方向相反的安培力作用，即 ?B2l2v?F?ilBi?i R牛顿第二定律得 B2L2dsd?ma?mRdtdt mRds?22dvBL 金属杆能够移动的最大距离是杆的速度为零，上式

4、积分得 ?s0ds?Smax2）在此过程中回路的焦耳热是 mRdvv0B2l2 mRv?220Bl 0B2l2R2B2l2dSQ?iRdt?vdt?vdtR2?R?dt B2l2B2l20?mR?vds?v?dvR?R?v0?B2l2?012?m?vdv?mv0v02?NI解:N?0I?B?dl?2?RB , B?0L2?RN?NBSN2S?0I?0N2S?(1) L?IIII2?R2?R?0NI?0N2S?I (2) ?N?NBS?NS?2?R2? ?B解：当回路平面与垂直时，此回路磁感通量最大为 ?m?BS?400?10?4?2?10?2wb t时刻穿过回路的磁感通量为 ?BScos?t

5、电磁感应定律知，回路的电动势为 ?d?BS?sin?tdt 当sin?t?1时，电动势最大，则有 ?m?BS?400?10?4?10? 回路中最大电流为 Im?解：?mR?d?(12t?7)?10?3v， dt将t=2代入上式，得?2?(24?7)?10?3?10?2V， 方向为逆时针方向，可用楞次定律判断。 解：根据法拉第电磁感应定律 ?d?d?(6t2?7t?1)?10?3Wbs?(12t?7)?10?3Vdtdtt?2s ， ?10V 方向用楞次定律来确定，即：此变化过程中通过线圈的磁通量增加因感应电流产生的磁感应强度的B? 方向原又磁感应强度B的方向相反；B?根据右手定则判定，感应电流

6、的方向为逆时针方向。 解：根据法拉第电磁感应定律 ?2? ?Nd? ， ?m?BS2 dtB?0nI ，S2?r2 -2n?200/cm?200/10m?2?104m ?N?nr22?I?t?N?nr22?I ?t=?100?4?10?2?10?(1?10?74?22)?10?2V 此过程中感应电动势的大小和方向不都变。 解：设磁感应强度的方向垂于纸面内。根据楞次定律知道两个正方形中产生的感应电流的方向都逆时针方向。即总感应电动势等于两个正方形中产生的电动势的差。 ?a?b ?a?d?adt?b?d?b dt?a?d2(aB0sin?t)?a2B0cos?t dt?b?d2(bBsin?t)?

7、b2Bcos?t dt?max?amax?bmax?B0?(a2?b2) Imax 解:：用动生电动势的计算公式?B0?(a2?b2)B0?210?2?2?(a?b)?(20?10)?10?2?2R?(4a?4b)4?4?5?10?max?ba?(?B)?dl ?B?0I 2?x?0I?I? ?dx?0?0I?4?10?7?ln1?40?2?ln1?10?5V 2?x2?图AB导体中自电子受洛伦兹力作用，即导体B端集中负电荷，A端集中正电荷。所以A端电势较高，B端电动势较高。 解:n?2 ?2?n?4?已知 l? , rad/s oa1?，B?10?4T，Uab? ob5对转轴O来说?ob?b

8、1?(?B)?dl?rBdr?B(ob)2 002b?同样 ?ao?o1?(?B)?dl?rBdr?B(oa)2 aa2o?ab?ob?ao?B(ob?oa) ?1?4?rads?10?4(?)?10?5V 解:UAO?AO根据动生电动势的定义 ?AO? OR?(?B)?dl?B?OO1?rBdr?B?rdr?BR2 RR21?UAO?AO?BR2 解:设圆形线圈圆心为O点,已知条件所用时间是周期T的四分之一,即 112?t?T?，oabo中此时产生的磁通量的变化为 44?1?B?R(圆面积的1821) 8oabo中，所以产生的总电动势为1B?R2?1?1?1?8?B?R2 1?t4?2?1?

9、ab?bo?oa ?r?E?bo?oa?0 ?ab?1?1B?R2 4面 oaco中产生的总电动势为 1B?R2?1?2?2?4?B?R2 1?t2?2?2?ac?co?oa ?r?E?co?oa?0 根据得到的结果和楞次定律，该转动过程中产生的感应电流的方向为顺时针方向，即a?b?c，所以a的电位比b和c的电位高。 ?ac?2?1B? 解：F?eE感 根据牛顿第二定律 F?ma，aa?FaFF，ab?b，ac?cmmmE感?100?10?4?10?4Vm 2dt2在b点处 r?0，所以E感b?0，即Fb?0，ab?0在a点处 Fa?eE感a?10?23?1031ms2 aa?107ms2在c

10、点处方向顺时针方向 Fc?eE感?10?23?1031ms2 ? 解： ?AB(1) ?AB?方向顺时针方向 ?E感ABdl1，?BC?E感BCdl2，?CD?E感CDdl3，?DA?E感DAdl4 ?BA?rdBhdBBcos?dl?1dl1 2dt2dt?A32dB13dBh1dB1R2dB2RR?R ? ?AB?R?AB ?22dt4dt2dt24dt?BC?BCrdBcos?2dl2?0 2dt?CD?CDhdBDrdBh2dBcos?3dl3?2dl?CD 3?C2dt2dt2dt通过等边三角形的特点可得:ODOC?DC?221R 2?R?R?h2?2?2?R2R23?R 4164?

11、CD?A13dB132dB R?R ?R16dt24dt2rdBcos?4dl4?0 2dt?DA?D3R2dB32dB(2)?总?总?BC?CD?DA ? (4?1) ? 解： 分析如同电容一样，自感和互感都是与回路系统自身性质(如形状,杂数,介质等)有关的量。求自感的方法有几种：设有电流I通过线圈，分析线圈回路所包围的范围内,此电流形成的磁场的空间分布，计算磁场穿过自身回路的总磁通量，再用公式L?计算L。一般来说这种方法适合有规则的简单的线圈回路。 设有电流I通过线圈回路呈长方形，安培环路定理可求得在分布为 B?ID1D?r?2范围内的磁场22?NI 2?x于线圈N匝相同的回路构成,所以穿过自身回路的磁链为 D2?NI?N2IhD22?N?B?dS?N?D1 hdx?lnS2?x2?D12则?N2IhD2 L?lnI2?D1? (a) 情况 d?d?N dtdt ?B?dS?b?db?0I?aI2bdx?0aI2b?0aI?adx ?0?ln?ln2 2?x2?bx2?b2?N?0a100?4?10?7?M?ln2?ln2?10?5?10?5H I2?2?(b)情况 ?1?2 通过对称性可以看到?1?2，?0 即M=0