大学物理习题17电磁感应
大学物理竞赛电磁感应部分必做习题
电磁感应部分基本要求：1、掌握法拉第电磁感应定律，会用法拉第电磁感应定律求电动势；2、掌握动生电动势计算公式并会用该公式求相关习题；3、掌握感生电动势计算公式，会求两种类型的感生电动势；4、掌握自感、互感的定义，会求自感、互感系数以及自感、互感电动势；5、掌握通电线圈的储能公式，磁场能量计算公式，会计算无限长载流圆柱面、体限定区域内的能量；6、了解真空中麦克斯韦方程组中每个方程的物理意义；7、掌握平面电磁波的性质、能量密度及能流密度公式。
相关习题：一、计算题1．如图所示，一根很长的直导线载有交变电流0i I sin t ω=，它旁边有一长方形线圈ABCD ，长为l ，宽为b a -，线圈和导线在同一平面内，求：(1)穿过回路ABCD 的磁通量m Φ；（2）互感系数；(3)回路ABCD 中的感应电动势。
2．一长直载充导线，电流强度I=10A ，有另一变长L=0.2m 金属棒AB ，在载流导线的平面内以2m ·5-1的速度平行于导线运动。
如图所示：棒的一端离导线a=0.1m ，求运动导线中的电动势εAB ，哪点电势高？ACDlbia3.如图，长度为R 的均匀导体棒OA 绕O 点以角速度ω转动，均匀磁场B 的方向与转动平面垂直。
试求棒中动生电动势的大小并说明方向。
⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯A O ωB4．长直导线与矩形单匝线圈共面放置，导线与线圈的长边平行，矩形线圈的边长分别为a 、b ，它到直导线的距离为c （如图所示），当矩形线圈中通有电流t I I ωsin 0=时，求直导线中的感应电动势。
5．一圆环形线圈a 由1N 匝细线绕成，截面积半径为r ，放在另一个匝数为2N ，半径为R 的圆环形线圈b的中心，其中R r >>，两线圈同轴，求（1）两线圈的互感系数M ；（2）当线圈a 中的电流以dI dt变化时，求线圈b 中的感生电动势（习题16.13）。
6.一无限长直导线，截面各处的电流密度相等，电流为I 。
大学物理习题册---磁场与电磁感应
一 选择题 (共36分)1. (本题 3分)(2734) 两根平行的金属线载有沿同一方向流动的电流．这两根导线将： (A) 互相吸引． (B) 互相排斥．(C) 先排斥后吸引． (D) 先吸引后排斥． ［ ］2. (本题 3分)(2595) 有一N 匝细导线绕成的平面正三角形线圈，边长为a ，通有电流I ，置于均匀外磁场B v中，当线圈平面的法向与外磁场同向时，该线圈所受的磁力矩M m 值为 (A) 2/32IB Na ． (B) 4/32IB Na ．(C) °60sin 32IB Na ． (D) 0． ［ ］3. (本题 3分)(2657) 若一平面载流线圈在磁场中既不受力，也不受力矩作用，这说明： (A) 该磁场一定均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行． (B) 该磁场一定不均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行． (C) 该磁场一定均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直．(D) 该磁场一定不均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直．［ ］4. (本题 3分)(2404) 一导体圆线圈在均匀磁场中运动，能使其中产生感应电流的一种情况是 (A) 线圈绕自身直径轴转动，轴与磁场方向平行． (B) 线圈绕自身直径轴转动，轴与磁场方向垂直． (C) 线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向平移．(D) 线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向平移． ［ ］5. (本题 3分)(5137) 尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中，通以相同变化率的磁通量，当不计环的自感时，环中(A) 感应电动势不同． (B) 感应电动势相同，感应电流相同． (C) 感应电动势不同，感应电流相同．(D) 感应电动势相同，感应电流不同． ［ ］6. (本题 3分)(1932) 如图所示，一矩形金属线框，以速度vv从无场空间进入一均匀磁场中，然后又从磁场中出来，到无场空间中．不计线圈的自感，下面哪一条图线正确地表示了线圈中的感应电流对时间的函数关系？(从线圈刚进入磁场时刻开始计时，I 以顺时针方向为正)[ ] BvIO(D)IO (C)O (B)I7. (本题 3分)(2417) 对于单匝线圈取自感系数的定义式为L =Φ /I ．当线圈的几何形状、大小及周围磁介质分布不变，且无铁磁性物质时，若线圈中的电流强度变小，则线圈的自感系数L(A) 变大，与电流成反比关系． (B) 变小． (C) 不变．(D) 变大，但与电流不成反比关系． ［ ］8. (本题 3分)(2752) 在真空中一个通有电流的线圈a 所产生的磁场内有另一个线圈b ，a 和b 相对位置固定．若线圈b 中电流为零(断路)，则线圈b 与a 间的互感系数： (A) 一定为零． (B)一定不为零．(C) 可为零也可不为零, 与线圈b 中电流无关． (D) 是不可能确定的．［ ］9. (本题 3分)(2421) 已知一螺绕环的自感系数为L ．若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管，则两个半环螺线管的自感系数(A) 都等于L 21． (B) 有一个大于L 21，另一个小于L 21．(C) 都大于L 21． (D) 都小于L 21． ［ ］对于单匝线圈取自感系数的定义式为L =Φ /I ．当线圈的几何形状、大小及周围磁介质分布不变，且无铁磁性物质时，若线圈中的电流强度变小，则线圈的自感系数L(A) 变大，与电流成反比关系． (B) 变小． (C) 不变．(D) 变大，但与电流不成反比关系． ［ ］11. (本题 3分)(5675) 真空中一根无限长直细导线上通电流I ，则距导线垂直距离为a 的空间某点处的磁能密度为(A) 2002(21a I πµµ (B) 2002(21aI πµµ (C) 20)2(21I a µπ (D)2002(21aI µµ ［ ］12. (本题 3分)(2415) 用导线围成如图所示的回路(以O 点为心的圆，加一直径)，放在轴线通过O 点垂直于图面的圆柱形均匀磁场中，如磁场方向垂直图面向里，其大小随时间减小，则感应电流的流向为［ ］二 填空题 (共76分)13. (本题 3分)(5303) 一平面试验线圈的磁矩大小p m 为1×10-8 A ·m 2，把它放入待测磁场中的A 处，试验线圈如此之小，以致可以认为它所占据的空间内场是均匀的．当此线圈的p m 与z 轴平行时，所受磁力矩大小为M =5×10-9 N ·m ，方向沿x 轴负方向；当此线圈的p m 与y 轴平行时，所受磁力矩为零．则空间A 点处的磁感强度B v的大小为____________，方向为______________．14. (本题 5分)(2066) 一带电粒子平行磁感线射入匀强磁场，则它作________________运动．一带电粒子垂直磁感线射入匀强磁场，则它作________________运动． 一带电粒子与磁感线成任意交角射入匀强磁场，则它作______________运动.如图所示，一半径为R ，通有电流为I 的圆形回路，位于Oxy 平面内，圆心为O ．一带正电荷为q 的粒子，以速度v v沿z 轴向上运动，当带正电荷的粒子恰好通过O 点时，作用于圆形回路上的力为________，作用在带电粒子上的力为________．16. (本题 5分)(2070) 截面积为S ，截面形状为矩形的直的金属条中通有电流I ．金属条放在磁感强度为B v 的匀强磁场中，B v的方向垂直于金属条的左、右侧面(如图所示)．在图示情况下金属条的上侧面将积累____________电荷，载流子所受的洛伦兹力f m =______________．(注：金属中单位体积内载流子数为n )17. (本题 5分)(2580) 电子质量m ，电荷e ，以速度v 飞入磁感强度为B 的匀强磁场中，v v与B v 的夹角为θ ，电子作螺旋运动，螺旋线的螺距h =________________________，半径R =______________________．18. (本题 3分)(2387) 已知面积相等的载流圆线圈与载流正方形线圈的磁矩之比为2∶1，圆线圈在其中心处产生的磁感强度为B 0，那么正方形线圈(边长为a )在磁感强度为B v的均匀外磁场中所受最大磁力矩为______________________．19. (本题 3分)(2096) 在磁场中某点放一很小的试验线圈．若线圈的面积增大一倍，且其中电流也增大一倍，该线圈所受的最大磁力矩将是原来的______________倍．20. (本题 5分)(2603) A 、B 、C 为三根共面的长直导线，各通有10 A 的同方向电流，导线间距d =10 cm ，那么每根导线每厘米所受的力的大小为=l F Ad d ______________________， =l F Bd d ______________________， =lF Cd d ______________________． (µ0 =4π×10-7 N/A 2) I半径为a 的无限长密绕螺线管，单位长度上的匝数为n ，通以交变电流i =I m sin ωt ，则围在管外的同轴圆形回路(半径为r )上的感生电动势为_____________________________．22. (本题 5分)(2702) 如图所示，一直角三角形abc 回路放在一磁感强度为B 的均匀磁场中，磁场的方向与直角边ab 平行 ，回路绕ab 边以匀角速度ω旋转 ，则ac 边中的动生电动势为__________________________，整个回路产生的动生电动势为____________________________．v23. (本题 3分)(2692) 有一根无限长直导线绝缘地紧贴在矩形线圈的中心轴OO ′上，则直导线与矩形线圈间的互感系数为_________________．24. (本题 3分)(2525) 一自感线圈中，电流强度在 0.002 s 内均匀地由10 A 增加到12 A ，此过程中线圈内自感电动势为 400V ，则线圈的自感系数为L =____________．25. (本题 4分)(2619) 位于空气中的长为l ，横截面半径为a ，用Ｎ匝导线绕成的直螺线管，当符合________和____________________的条件时，其自感系数可表成V I N L 20)/(µ=，其中V 是螺线管的体积．26. (本题 3分)(2624) 一个中空的螺绕环上每厘米绕有20匝导线，当通以电流I =3 A 时，环中磁场能量密度w =_____________ ．(µ 0 =4π×10-7 N/A 2)27. (本题 3分)(5678) 真空中一根无限长直导线中通有电流I ，则距导线垂直距离为a 的某点的磁能密度w m =________________．有两个长度相同，匝数相同，截面积不同的长直螺线管，通以相同大小的电流．现在将小螺线管完全放入大螺线管里(两者轴线重合)，且使两者产生的磁场方向一致，则小螺线管内的磁能密度是原来的__________倍；若使两螺线管产生的磁场方向相反，则小螺线管中的磁能密度为____________(忽略边缘效应)．29. (本题 4分)(2180) 写出麦克斯韦方程组的积分形式：_____________________________，_____________________________， _____________________________，_____________________________．30. (本题 3分)(2198) 坡印廷矢量S v的物理意义是：_____________________________________________________________； 其定义式为 _____________________ ．31. (本题 3分)(2339) 反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为∫∫⋅=VSV S D d d ρv v， ① ∫∫⋅⋅∂∂−=SL S t B l E v vv v d d ， ②0d =∫⋅S S B vv ， ③ ∫⋅∫⋅∂∂+=SL S t DJ l H v vv v v d )(d ． ④试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的．将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处．(1) 变化的磁场一定伴随有电场；__________________(2) 磁感线是无头无尾的；________________________ (3) 电荷总伴随有电场．__________________________在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中, 沿闭合环路l (设环路包围的面积为S )=∫⋅ll H vv d __________________________________________．=∫⋅ll E vv d __________________________________________．三 计算题 (共46分)33. (本题10分)(2737) 两根平行无限长直导线相距为d ，载有大小相等方向相反的电流I ，电流变化率d I /d t =α >0．一个边长为d 的正方形线圈位于导线平面内与一根导线相距d ，如图所示．求线圈中的感应电动势E ，并说明线圈中的感应电流是顺时针还是逆时针方向．34. (本题10分)(2409) 如图所示，一半径为r 2电荷线密度为λ的均匀带电圆环，里边有一半径为r 1总电阻为R 的导体环，两环共面同心(r 2 >> r 1)，当大环以变角速度ω =ω(t )绕垂直于环面的中心轴旋转时，求小环中的感应电流．其方向如何？35. (本题10分)(2410) 一内外半径分别为R 1, R 2的均匀带电平面圆环，电荷面密度为σ，其中心有一半径为r 的导体小环(R 1 >>r )，二者同心共面如图．设带电圆环以变角速度ω =ω(t )绕垂直于环面的中心轴旋转，导体小环中的感应电流i 等于多少？方向如何(已知小环的电阻为R ＇)？36. (本题 8分)(2138) 求长度为L 的金属杆在均匀磁场B v中绕平行于磁场方向的定轴OO ＇转动时的动生电动势．已知杆相对于均匀磁场B v的方位角为θ，杆的角速度为ω，转向如图所示．O无限长直导线旁有一与其共面的矩形线圈，直导线中通有恒定电流I ，将此直导线及线圈共同置于随时间变化的而空间分布均匀的磁场B v 中．设0>∂∂tB，当线圈以速度v v垂直长直导线向右运动时，求线圈在如图所示位置时的感应电动势．。
大学物理 磁场、电磁感应练习题
磁场、电磁感应练习题一、选择题1. 两条无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I ，I 以tId d 的变化率增长。
一矩形线圈位于导线平面内（如图）则: (A) 线圈中无感应电流.(B) 线圈中感应电流为顺时针方向. (C) 线圈中感应电流为逆时针方向.(D) 线圈中感应电流方向不确定. [ ]2. 四条皆垂直于纸面的载流细长直导线，每条中的电流强度皆为I ，这四条导线被纸面截得的断面，如图所示。
它们组成了边长为2a 的正方形的四个角顶，每条导线中的电流流向如图所示。
则在图中正方形中心点O 的 磁感强度的大小为:(A)B=aπμ02I. (B)B=I aπμ220(C)B=0. (D)B=I aπμ0[ ]3.顺磁物质的磁导率：(A)比真空的磁导率略小。
（B ）比真空的比磁导率略大。
（C ）远小于真空中的磁导率。
（D ）远大于真空的磁导率。
[ ] 4.在均匀磁场中，有两个平面线圈，其面积A 1= 2A 2，通有电流I 1=2 I 2，它们所受的最大磁力矩之比M 1/M 2等于：（A ）1. （B ）2. （C ）4. （D ）1/4.5.在感生电场中电磁感应定律可写成 dt d l d E Lk Φ-=⋅→→⎰ ，式中→k E 为感生电场的电场强度。
此式表明：（A ）闭合曲线L 上→k E 处处相等。
（B ）感生电场是保守场。
（C ）感生电场的电场线不是闭合曲线。
（D ）在感生电场中不能像对静电场那样引入电势的概念。
[ ] 6. 无限长直导线在P 处弯成半径为R 的圆，当通以电流I 时，求在圆心O 点的磁感强度大小于: [ ] )11(4)()11(2)(0)(4)(2)(0000πμπμμπμ+-RIE RID C RIB RI A二、1图二、填空题1.两根长直导线通有电流I ，图示有三种环路，在每种情况下⎰⋅ll Bd 等于（对环路a ）； （对环路b ）； （对环路c ）；2 .一带电粒子平行磁场线射入匀强磁场，则它作 运动； 一带电粒子垂直磁场线射入匀强磁场，则它作 运动；一带电粒子与磁场线成任意角射入匀强磁场，则它作 运动。
大学物理习题17电磁感应
班级_＿____＿＿＿_____学号＿___＿_＿_＿___姓名__＿__＿___＿______练习 十七一、选择题1、 如图所示,有一边长为１m 的立方体,处于沿y 轴指向的强度为０。
2T 的均匀磁场中,导线ａ、b 、c 都以5０cm/s的速度沿图中所示方向运动,则 ( )(Ａ)导线a 内等效非静电性场强的大小为0。
1Ｖ/ｍ;(B)导线b 内等效非静电性场强的大小为零;(C)导线ｃ内等效非静电性场强的大小为0。
２V/m;(D)导线c 内等效非静电性场强的大小为0。
１V/ｍ。
2、 如图所示,导线AB 在均匀磁场中作下列四种运动,(１)垂直于磁场作平动;(2)绕固定端A 作垂直于磁场转动;(3)绕其中心点O 作垂直于磁场转动;(４)绕通过中心点Ｏ的水平轴作平行于磁场的转动。
关于导线ＡＢ的感应电动势哪个结论是错误的? ( )(A)(1)有感应电动势,Ａ端为高电势;(B)(2)有感应电动势,Ｂ端为高电势;(C)(3)无感应电动势; (Ｄ)(4)无感应电动势。
３、 一“探测线圈”由５0匝导线组成,截面积S =４cm 2,电阻R =25∧。
若把探测线圈在磁场中迅速翻转,测得通过线圈的电荷量为,则磁感应强度B 的大小为( )(A)0。
01T; (B)０、05Ｔ; (C)０。
1T; (Ｄ)0、5T 。
4。
如图所示,一根长为1m 的细直棒ab ,绕垂直于棒且过其一端ａ的轴以每秒2转的角速度旋转,棒的旋转平面垂直于０、5T 的均匀磁场,则在棒的中点,等效非静电性场强的大小和方向为( )(Ａ)314Ｖ/m,方向由a 指向b ;(Ｂ)6。
２8 Ｖ/m,方向由ａ指向ｂ;(C)3。
１4 V/m,方向由b 指向a ;(D)628 V/m,方向由b 指向ａ。
二、填空题1。
电阻Ｒ＝2Ω的闭合导体回路置于变化磁场中,通过回路包围面的磁通量与时间的关系为,则在t =2s 至t ＝３ｓ的时间内,流过回路导体横截面的感应电荷 C 。
大学物理题库-第8章-电磁感应习题(含答案解析)
第八章 电磁感应一 选择题1、 (130101104)一圆形线圈的一半放在分布于方形区域内的匀强磁场B中，另一半位于磁场之外，如图13-2所示。
欲使圆线圈中产生逆时针方向的感应电流，应使[ ]（A ）线圈向右平移 （B ）线圈向上平移 (C )线圈向左平移 （D ）磁场强度减弱2、(130201202) 如图所示，直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中，磁场B平行于ab 边，bc 的长度为l ．当金属框架绕ab 边以匀角速度ω转动时，abc回路中的感应电动势ε和a 、c 两点间的电势差U a – U c 为 (A)ε=0，U a – U c =221l B ω．(B) ε=0，U a – U c =221l B ω-．(C) ε=2l B ω，U a – U c =221l B ω．(D) ε=2l B ω，U a – U c =221l B ω-． ［ ］3、(130201204)如图13-4所示，在圆柱形空间内有一磁感应强度为B的均匀磁场，其变化率为dt dB 。
若在图中a 、b 两点间放置一直导线ab 和弯曲导线ab ，下列说法中正确的是[ ] （A ）电动势只在ab 中产生 （B ）电动势只在ab 中产生（C ）ab 和ab 中都产生电动势，且大小相等（D ）ab 中的电动势小于ab 中的电动势.4、(130201205)均匀磁场被局限在圆柱形空间内，且随时间变化。
图13-22所示为圆柱形截面，M 、N 分别为圆柱形空间内、外两点，M E 、N E 分别表示这两点的有旋电场强度大小，则 [ ]（A ）0=M E ， 0=N E （B ）0=M E ，0≠N E （C ）0≠M E ，0≠N E （D ） 0≠M E ，0=N E5、 (130301203)已知圆环式螺线管的自感系数为L ，若将该螺线管锯成两个半环式的螺线管，则两个半环螺线管的自感系数[ ]（A ）都等于2/L （B ）一个大于2/L ，另一个小于2/L （C ）都大于2/L （D ）都小于2/LB⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯图13-2⨯⨯⨯Bb ⨯⨯⨯⨯a 图13-4 N⨯⨯B⨯⨯M 图13-22Ba bclω6、 (130401101)用线圈的自感系数L 来表示载流线圈磁场能量的公式221LI W m =(A) 只适用于无限长密绕螺线管． (B) 只适用于单匝圆线圈． (C) 只适用于一个匝数很多，且密绕的螺绕环．(D) 适用于自感系数Ｌ一定的任意线圈． ［ ］7、(130401102)真空中一根无限长直导线上通有电流强度为I 的电流，则距导线垂直距离为a 的空间某点处的磁能密度为[ ] （A ）200)2(21a I πμμ （B ）200)2(21a I πμμ （C ）20)2(21a I πμ （D ）200)2(21aI μμ 8、(130401201) 有两个长直密绕螺线管，长度及线圈匝数均相同，半径分别为r 1和r 2．管内充满均匀介质，其磁导率分别为μ1和μ2．设r 1∶r 2=1∶2，μ1∶μ2=2∶1，当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后，其自感系数之比L 1∶L 2与磁能之比W m 1∶W m 2分别为： (A) L 1∶L 2=1∶1，W m 1∶W m 2 =1∶1． (B) L 1∶L 2=1∶2，W m 1∶W m 2 =1∶1． (C) L 1∶L 2=1∶2，W m 1∶W m 2 =1∶2．(D) L 1∶L 2=2∶1，W m 1∶W m 2 =2∶1． ［ ］ 9、(130401301)两根无限长的平行导线，其间距离为d ，与电源组成回路如图13-21所示，已知导线上的电流为I ，两根导线横截面半径均为0r ，设用L 表示两导线回路单位长度的自感系数，则沿导线单位长度的空间总磁能0W 为[ ]（A ）221LI （B ）rdr r d I r I LI ππμπμ2])(22[2120002+-+⎰∞（C ）∞ （D ）rdI LI ln 22102πμ+10、（130501101）对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确．(A) 位移电流是指变化电场． (B) 位移电流是由线性变化磁场产生的． (C) 位移电流的热效应服从焦耳─楞次定律．(D) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理． ［ ］11、 如图，平板电容器(忽略边缘效应)充电时，沿环路L 1的磁场强度H 的环流与沿环路L 2的磁场强度H的环流两者，必有：(A) >'⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H . (B) ='⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H.(C) <'⎰⋅1d L l H⎰⋅'2d L l H. (D)0d 1='⎰⋅L l H. ［ ］二 填空题1、如图所示，在一长直导线L 中通有电流I ，ABCD 为一矩形线圈，它与L 皆在纸面内，且AB 边与L 平行． (1) 矩形线圈在纸面内向右移动时，线圈中感应电动势方 向为________________________________．2r d图13-21I LADC BHL 1L 2(2) 矩形线圈绕AD 边旋转，当BC 边已离开纸面正向外运 动时，线圈中感应动势的方向为_________________________．2、(130102201)半径为r 的小绝缘圆环，置于半径为R 的大导线圆环中心，二者在同一平面内，且r <<R ．在大导线环中通有正弦电流（取逆时针方向为正）I =I 0sin ωt ，其中ω、I 0为常数，t 为时间，则任一时刻小线环中感应电动势（取逆时针方向为正）为_________________________________．3、(130202201)长为l 的金属直导线在垂直于均匀磁场的平面内以角速度ω转动．如果转轴在导线上的位置是在____________，整个导线上的电动势为最大，其值为____________；如果转轴位置是在____________，整个导线上的电动势为最小，其值为____________．4、(130202203)如图13-23所示，半径为R 的圆弧abc 在磁感应强度为B的均匀磁场中沿x轴向右移动，已知︒=∠=∠150cox aox ，若移动速度为v，则在圆弧abc 中的感应电动势为 。
大学物理中的电磁感应电动势和磁感应强度的计算
大学物理中的电磁感应电动势和磁感应强度的计算电磁感应中的电动势和磁感应强度计算1. 介绍电磁感应在大学物理中，电磁感应是一个重要的概念。
它指的是通过磁场的变化产生电动势的现象。
根据法拉第电磁感应定律，导线中的电动势等于磁通量的变化率乘以导线的匝数。
2. 电动势的计算公式根据法拉第电磁感应定律，一个导体中的电动势（ξ）可以用以下公式计算：ξ = -dΦ/dt其中ξ表示电动势，dΦ表示磁通量的变化，dt表示时间的变化。
负号表示电动势的方向与磁通量变化的方向相反。
3. 磁感应强度的计算公式磁感应强度（B）是一个磁场对空间中各点带电粒子或电流的作用力大小的量度。
根据安培环路定律，一个闭合回路的磁通量等于该回路内的电流与回路面积的乘积。
B = Φ/S其中B表示磁感应强度，Φ表示通过闭合回路的磁通量，S表示闭合回路的面积。
4. 电动势和磁感应强度的实际应用在实际应用中，电动势和磁感应强度的计算非常重要。
它们可以用来解释各种电磁现象，如发电机的原理、感应电动势和变压器的工作原理等。
5. 电动势和磁感应强度的计算例子举个例子来说明电动势和磁感应强度的计算。
假设有一个导线环路，通过它的磁通量随时间变化。
我们可以根据电动势的计算公式来求解这个导线环路中的电动势。
另外，如果我们已知一个闭合回路内的电流和回路面积，我们可以根据磁感应强度的计算公式来求解磁感应强度。
6. 结论电磁感应是大学物理中一个重要的概念，涉及电动势和磁感应强度的计算。
电动势可以通过磁通量的变化来计算，而磁感应强度可以通过磁通量与闭合回路面积的比值来计算。
它们在实际应用中具有广泛的意义，可以用来解释各种电磁现象。
在学习和应用中，遵循正确的计算公式和方法是非常重要的。
《大学物理学》电磁感应部分练习题(马)
《大学物理学》电磁感应部分自主学习材料一、选择题：1．图示为导线AB 在均匀磁场中作下列四种运动，（1）垂直于磁场作平动；（2）绕固定端A 作垂直于磁场转动；（3）绕其中心点O 作垂直于磁场转动；（4）绕通过中心点O 的水平轴作平行于磁场的转动。
关于导线AB 的两端产生的感应电动势哪个结论是错误的？（ ） （A ）（1）有感应电动势，A 端为高电势； （B ）（2）有感应电动势，B 端为高电势； （C ）（3）无感应电动势； （D ）（4）无感应电动势。
【提示：（3）虽切割磁感线，但A 、B 两端电势相等；（4）不切割磁感线，（1）和（2）切割磁感线，由右手定则，A 端为高电势】2．如图所示，一根无限长直导线载有电流I ，一个矩形线圈位于导体平面沿垂直于载流导线方向以恒定速率运动，则：（ ） （A ）线圈中无感应电流；（B ）线圈中感应电流为顺时针方向； （C ）线圈中感应电流为逆时针方向； （D ）线圈中感应电流方向无法确定。
【提示：载流无限长直导线在其附近产生的磁场是非均匀的：02IB rμπ=，知矩形线圈内磁通量发生减小的变化，由右手定则，感应电流为顺时针方向】3．尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中，通以相同变化率的磁通量，则环中：（ ） （A ）感应电动势不同, 感应电流不同；（B ） 感应电动势相同，感应电流相同； （C ）感应电动势不同, 感应电流相同；（D ）感应电动势相同，感应电流不同。
【提示：铁环与铜环的电阻不同，所以感应电流不同】4．一“探测线圈”由50匝导线组成，截面积24S cm =，电阻R =25Ω，放在均匀磁场中且线圈平面与磁场方向垂直，若把探测线圈迅速翻转︒90，测得通过线圈的电荷量为C 1045-⨯=∆q ，则此均匀磁场磁感应强度B 的大小为： （ ）（A ）0.01T ； （B ）0.05T ； （C ）0.1T ； （D ）0.5T 。
【提示：由d d t εΦ=-、N BS Φ=及d q I d t R ε==知N BSq R∆=，∴0.05B T =】5．如图所示，在圆柱形空间有一磁感强度为B 的均匀磁场，B 的大小以速率d Bd t变化，在磁场中有A 、B 两点，其间可放 置一直导线和一弯曲的导线，则有下列哪些情况：（ ）A（1） （2） （3） （4）（A ）电动势只在直导线中产生； （B ）电动势只在弯曲的导线中产生；（C ）电动势在直导线和弯曲的导线中都产生，且两者大小相等； （D ）直导线中的电动势小于弯曲导线中的电动势。
大学物理中的电磁感应磁场变化引起的电场现象
大学物理中的电磁感应磁场变化引起的电场现象电磁感应是指通过磁场的变化来引发电场现象的一种物理现象。
电磁感应是电磁学的基础理论之一，也是现代科学和工程技术的重要组成部分。
在大学物理教学中，电磁感应是一个重要的研究领域，其中磁场变化所引起的电场现象尤为引人注目。
一、法拉第电磁感应定律电磁感应现象最早是由英国物理学家迈克尔·法拉第在19世纪初发现的。
根据法拉第电磁感应定律，当一个线圈或导体环路中的磁通量发生变化时，会在导体中感应出电动势，从而产生电流。
这个定律表明，通过磁场的变化可以引起电场的现象。
二、磁场变化引发的电场现象1. 纳什效应在变化的磁场中，导体会受到电磁感应的影响，产生感应电流。
根据欧姆定律，导体中的感应电流将会引起感应电场，即纳什效应。
纳什效应广泛应用于发电机、变压器等电器设备中，在能量转换和传输中起着重要的作用。
2. 涡旋电场效应当导体内部的磁场变化时，会形成涡旋电场。
这种涡旋电场会产生感应电流，并且根据法拉第电磁感应定律，感应电流的大小与磁场变化的速率成正比。
涡旋电场效应在电磁感应中起到重要的作用，特别是在感应加热、涡流制动等领域。
3. 瞬变电磁感应现象磁场的突然变化会引起瞬变电磁感应现象。
在瞬变过程中，磁场的变化速率很大，导致电场的产生。
这种瞬变电场会引发电火花、击穿和放电等现象。
瞬变电磁感应现象也是电磁场理论中一个重要的研究方向。
三、电磁感应在实际应用中的意义电磁感应研究的成果在现代科学和工程技术中得到了广泛的应用。
以下是一些实际应用领域：1. 发电机和变压器根据电磁感应原理，电动机和变压器等设备能够将机械能转化为电能或者将电能从一处传输到另一处。
这些设备的运行离不开电磁感应。
2. 电动工具和电动汽车电动工具和电动汽车的发展，离不开磁场变化引发的电场现象。
通过电磁感应原理，电动工具和电动汽车能够将电能转化为机械能，实现工作和行驶。
3. 磁悬浮列车磁悬浮列车是一种基于电磁感应原理的交通工具，通过磁场变化引发的电场现象，使列车浮起并行驶在磁轨上，具有高速、无摩擦的特点。
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的大小和方向。
R
o
d
练习 十七 选择题：D B B C 填空题：
1、1.65 10 2
2、 0n a 2 I0 cos t
3、 1 105 3.18106 (T / s)
4、涡流 5、变化的磁场，闭合曲线 6、洛仑兹，感生电场
V。
3． 半径 r=0.1cm 的圆线源自，其电阻为 R=10，匀强磁场垂直于线圈，若使线圈中有稳
定电流 i=0.01A，则磁场随时间的变化率为 dB
。
dt
4． 为了提高变压器的效率，一般变压器选用叠片铁芯，这样可以减少
损耗。
5． 感应电场是由
产生的，它的电场线是
。
6． 引起动生电动势的非静电力是
力，引起感生电动势的非静电力
3． 一“探测线圈”由 50 匝导线组成，截面积 S＝4cm2，电阻 R=25。若把探测线圈在
磁场中迅速翻转 90 ，测得通过线圈的电荷量为 q 4 10 5 C ，则磁感应强度 B 的大
小为
（）
(A)0.01T； (B)0.05T； (C)0.1T； (D)0.5T。
4． 如图所示，一根长为 1m 的细直棒 ab，绕垂直于棒且过其一端 a 的轴以每秒 2 转的
系为 m (5t 2 8t 2) 10 3 (Wb) ，则在 t=2s 至 t=3s 的时间，流过回路导体横截面
的感应电荷 qi
C。
2． 半径为 a 的无限长密绕螺线管，单位长度上的匝数为 n，螺线管导线过交变电流
i I 0 sin t ，则围在管外的同轴圆形回路（半径为 r）上的感生电动势为
C I
D
l
v
A a
2d．c 边如固图定所，示ab，边无沿限d长a 直及导cb线以中速电度流v为无i摩，擦矩地形匀导速线平框动ab，cd设与线长框直自导感线忽共略面不，计且，at=d/0/A时B，，
ab 边与 dc 边重合。（1）如 i=I0，I0 为常量，求 ab 中的感应电动势，ab 两点哪点电势高？
班级______________学号____________________________
练习 十七
一、选择题
1． 如图所示，有一边长为 1m 的立方体，处于沿 y 轴指
z
向的强度为 0.2T 的均匀磁场中，导线 a、b、c 都以 50cm/s
b
的速度沿图中所示方向运动，则
（）
(A)导线 a 等效非静电性场强的大小为 0.1V/m；
于磁场转动；（4）绕通过中心点 O 的水平轴作平行
于磁场的转动。关于导线 AB 的感应电动势哪个结
B
B
BB
论是错误的？
（）
(A)（1）有感应电动势，A 端为高电势；
OO
(B)（2）有感应电动势，B 端为高电势； (C)（3）无感应电动势； (D)（4）无感应电动势。
AA A
（1） （2） （3）
A
（4）
（2）如 i I 0 cost ，求线框中的总感应电动势。
A
v
a
b
i
l2
d
c
B l0
l1
3． 如图所示，AB 和 CD 为两根金属棒，长度 l 都是 1m，电阻 R 都是 4，放置在均匀
磁场中，已知磁场的磁感应强度 B=2T，方向垂直于纸面向里。当两根金属棒在导轨上分
别以 v1=4m/s 和 v2=2m/s 的速度向左运动时，忽略导轨的电阻，试求
（1）两金属棒中各自的动生电动势的大小和方向，并在图上标出方向；
（2）金属棒两端的电势差 UAB 和 UCD； （3）金属棒中点 O1 和 O2 之间的电势差。
A C
v1
O1
v2
O2
B D
4． 有一个三角形闭合导线，如图放置。在这三角形区域中的磁感应强度为
B B0 x 2 yea t k ，式中 B0 和 a 是常量， k 为 z 轴方向单位矢量，求导线中的感生电动
计算题 1． 解：通过线圈 ACD 的磁通量为
m
S d m
B dS
S
acos30l 0 I [a cos30l r] 2tg30 dr
a
2r
0 I (a
3 l)
3 ln a
3 2
l
0 I
3
23
a
3
由于 da ，所以，线圈 ACD 的动生电动势为 dt
i
d m dt
0 I 3 [ln(1 3 l ) 3 l ]
角速度旋转，棒的旋转平面垂直于 0.5T 的均匀磁场，则
b
在棒的中点，等效非静电性场强的大小和方向为（ ）
(A)314V/m，方向由 a 指向 b；
(B)6.28 V/m，方向由 a 指向 b；
a
(C)3.14 V/m，方向由 b 指向 a；
(D)628 V/m，方向由 b 指向 a。
二、填空题 1． 电阻 R＝2Ω的闭合导体回路置于变化磁场中，通过回路包围面的磁通量与时间的关
是
力。
三、计算题
1． 如图所示，在纸面所在平面有一根通有电流为 I 的无限长直导线，其旁边有一个边长
为 AClD的在等纸边面三以角匀形速线v圈远A离CD长，直该导线线圈运的动A，C且边v与 与长长直直导导线线距相离垂最直近。且求相当互线平圈行，AC今边使与线圈长
直导线相距为 a 时，线圈 ACD 的动生电动势 。
(B)导线 b 等效非静电性场强的大小为零；
(C)导线 c 等效非静电性场强的大小为 0.2V/m；
a
(D)导线 c 等效非静电性场强的大小为 0.1V/m。
2． 如图所示，导线 AB 在均匀磁场中作下列四种运动， x
B
c y
（1）垂直于磁场作平动；（2）绕固定端 A 作垂直于磁场转动；（3）绕其中心点 O 作垂直
而管壁极薄的空圆筒，高度 h<<l，其电阻 R 5 103 ，求
（1）阳极中的感应电流最大值；
（2）阳极每秒产生的热量；
（3）当频率 f 增加 1 倍时，热量增至几倍？
h
l
6． 如图所示，在半径为 R 的无限长直圆柱形空间，存在磁感应强度为 B 的均匀磁场，B
的方向平行于圆柱轴线，在垂直于圆柱轴线的平面有一根无限长直导线，直导线与圆柱
势。
y
b
x
o
b
5． 要从真空仪器的金属部件上清除出气体，可以利用感应加热的方法。如图所示，设 线圈长 l=20cm，匝数 N=30 匝（把线圈近似看作是无限长密绕的），线圈中的高频电流为
I I 0 sin 2ft ，其中 I0=25A，频率 f=105Hz，被加热的是电子管阳极，它是半径 r=4mm