13-2 动生电动势
陕西师范大学远程教育学院普通物理学生考评作业
。
20．角动量的量纲为
。
21．一质点沿半径为 R 的圆周运动，当它运动一圈返回出发点后，其运动的路程为
。
22．在电容为 C 的平行板电容器两极板间插入一块很薄的金属大平板，(此平板与电容器极板平行),此电容
器的电容变为________ 。
23．把点电荷 q 以速度 v 射入磁感强度为 B 的磁场中，点电荷 q 受到的洛仑兹力的表示式为 __________ 。
l
m A
v
B m'
（2）
7．如图所示，无限长载流直导线的电流为 I ，载流长直导线与矩形线圈在同一平面内。（1）试求通过矩形
线圈的磁通量；（2）若无限长直导线中的电流按时间规律 I I 0 cost 变化，（式中 I 0 、 为常数），求矩形线
圈中的感应电动势。
I
l1
d l2
8．一质点在半径为 r = 0.10 m 的圆周上运动，其角坐标随时间变化的函数关系为 2 4t 3 .（θ 的单
位为 rad，t 的单位为 s ）（1）求 t = 2 s 时质点的法向加速度和切向加速度.（2）当切向加速度的大小恰等于
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总加速度大小的一半时，θ 值为多少？ （3）t 为多少时，法向加速度和切向加速度的量值相等？
18．如图所示，把一半径为 R 的半圆形导线 op 置于磁感强度为 B 的均匀磁场中，当半圆形导线 op 以匀速率 v
向右移动时，导线中感应电动势的大小为_______。
×p × ×
B
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× × v
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随时间变化的电磁场的基本性质和运动规律
随时间变化的电磁场的基本性质和运动规律第五章随时间变化的电磁场麦克斯韦方程研究问题：随时间变化的电磁场的基本性质和运动规律。
§5.1 电磁感应现象与电磁感应定律一、电磁感应现象1、电磁感应现象的发现：（1）1820年，奥斯特发现电流的磁效应，引起了相反方向的探索；（2）1831年，法拉第经十年艰苦探索，发现了电磁感应现象——磁的电效应仅在某种东西正在变动的时刻才发生。
2、基本实验事实：（1）闭合的导线回路和永久磁铁之间发生相对运动时，回路中出现电流。
感应电流的大小取决于磁铁运动的快慢，感应电流的方向与磁铁移动的方向有关；（2）闭合的导线回路与载流线圈之间发生相对运动时，结果相同；（3）两个线圈都固定，其中一个线圈中的电流发生变化时（闭合电键的开关、电阻值的变化），在另一个线圈中引起感应电流；（4）处在磁场中的闭合导线回路中的一部分导体在磁场中运动，回路中产生感应电流，感应电流的大小和方向取决于导线运动的速度大小和方向。
3、分类：（1）导线回路或回路上的部分导体在恒定不变的磁场（磁铁或电流产生）中运动，回路中出现电流；（2）固定不动的闭合导线回路所在处或其附近的磁场发生变化，回路中出现电流。
4、共同特点：感应电流的产生是由于通过闭合导线回路的磁感应强度通量发生变化。
引起磁感应强度通量变化的原因可以是磁感应强度的变化，也可以是由于导体在稳定的磁场中运动引起。
二、法拉第电磁感应定律1、法拉第的研究发现：（1）在相同条件下，不同金属导体中的感应电流与导体的导电能力成正比；（2）感应电流是由与导体性质无关的电动势产生的；（3）即使不形成闭合回路，也会有电动势存在——感应电动势。
（4）结论：对于给定的导线回路，感应电流与感应电动势成正比。
电磁感应现象就是磁感应通量的变化在回路中产生感应电动势的现象——电磁感应现象的本质。
（5）德国物理学家纽曼和韦伯的工作结论：对于任一给定回路，其中感应电动势的大小正比于回路所圈围面积的磁通量的变化率。
电磁学13-涡旋电场-自感
• 互感系数可正可负，取决于两线圈之间的位置和 电流环绕的正方向
– 一般的，对每个载流线圈，其磁通的正方向规定为和 线圈中电流的正方向成右手螺旋关系。若来自其他线 圈的磁场的正方向与此正向相符，则M>0;反之，M<0
图中标示的 是正方向
Ψ 1
Ψ2
Ψ 1Βιβλιοθήκη Ψ2i1 线圈1 i2 线圈2 M >0
i1 线圈1
电感的充放电过程(1)
• 考虑电阻和电感串联的电路，如图
(1)开关拨向1，开始充电过程（电能转化成线圈的磁场能）
ε
2 1 R L
u L (t ) + u R (t ) = ε iR (t ) = iL (t )
微分方程的解 考虑初条件
ε
R
t
iL (t ) =
di (t ) + R ⋅ i (t ) = ε L dt R − t ε L
线圈2 i2
M <0
互感器的电路方程
• 互感器：用于电路中的互感元件。
– 理想互感器模型：只有自感和互感效应而没 有电阻、电容效应的互感器。只考虑互感器 中线圈之间的互感，而不考虑电路其他部分 对互感器的电磁感应。
• 在电路中，互感器是四端元件，其电路 方程为
i1
u1
L1
L2
i2
u2
di2 (t ) di1 (t ) +M u1 (t ) = L1 dt dt di1 (t ) di2 (t ) +M u 2 (t ) = L2 dt dt
ε
R
ε
R
e
−
t
τ
u L (t ) = −ε e
u L (t )
大学物理C练习题
大学物理C练习题（．)————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：ﻩ大学物理Ｃ练习题电磁学——静电场部分一、基本内容：１. 静电场的概念；电场强度的定义，点电荷的场强公式及其叠加原理。
2. 静电场的高斯定理及环路定理的意义（分别表明静电场属于有源场和保守场）。
3． 应用高斯定理求场强分布。
（注意应用条件） 4. 电场线概念及其性质。
５. 静电势能的概念。
6. 电势的定义;点电荷的电势公式及其叠加原理。
7． 利用定义式求带电体的电势、电势差。
８. 等势面概念及其性质;场强与电势的关系。
二、练习题:1． 若静电场E 由电荷Q 所产生，试验电荷为0q 。
当用电场强度的定义式0q FE=确定E时，对电荷Q和0q 的要求是 （ C )A 、Q 和0q 都必须是点电荷；B 、Ｑ为任意电荷,0q 必须是正点电荷;C 、Q 为任意电荷，0q 必须是点电荷;D 、Q 为任意电荷,0q 必须是单位正电荷。
2. 关于电场强度定义式0q F E=,下列说法中错误的是 （ Ｄ ）A 、电场强度E的大小可由0q F确定;B 、电场中某一点试验电荷受到的电场力F与试验电荷量0q 的比值和0q 无关；C 、F是作用在0q 的电场力；D 、若电场中不存在试验电荷,则电场力0=F ,从而电场强度0=E。
3. 有一电荷面密度为σ的均匀带电球面，若面内电场强度处处为零，则球面上的某一带电量dS σ的面元在球面内产生的电场强度 ( B ）Ａ、处处为零; Ｂ、一定不为零; C 、不一定为零； Ｄ、是常数。
4． 关于静电场的高斯定理0ε∑⎰=⋅i Sq S d E，下列说法中哪个是正确的？（ A )A 、积分式中的E是由高斯面内、外所有电荷共同激发的；B 、积分式中的E是由高斯面内电荷所激发的; C 、式中∑iq 是空间所有电荷的代数和;D 、该定理仅适用于具有对称性的某种静电场。
第十三章-同步电机的基本原理PPT课件
E a滞后 a9于 0 0 E a滞后 I9于 0 0
E a 可写成负电抗压降的形式：
Ea jIxa
x a 是对应电枢反应磁通的电抗，
称为电枢反应电抗。
x a 是一相的电抗值，在物理
意义上它综合反应了三相对称电流
产生的电枢反应磁场 B对a 于一相的
影响。
x a 的计算推导如下： 247页
Fa
1.35N1Kdp1 p
是线性叠加的关系。
F
可见：在饱和时：F E0E0 不饱和时： F E0E0
不考虑饱和时磁动势叠加、磁通叠加
转子磁极磁场 I f Ff 1 0 E0
电枢系统电流 I Fa
F
a Ea
E
合成气隙磁动势： F E
1、负载时不考虑饱和磁动势叠加
合成气隙磁动势： F Ff Fa
磁通叠加：
0a
2、电动势叠加
注意：电路中还存在同步电抗
xC
R
E 0
I
00 900 RL
1）三相对称电阻负载
00 900 F Ff1
F
F f 1
电枢反应为去磁
E 0
Fa
I
2）三相对称纯电容性负载；
xC
R
E 0
I
x xc x
2）三相对称纯电容性负载；
E 0
x xc
F
F f 1 Fa I
900
Fa 为直轴助磁磁动势
能从电流、电动势、磁动势等时间矢量间 的相位关系，直接求得电枢磁动势和励磁磁 动势等空间矢量间的相位关系。
由此可见，时—空矢量图是分析交流电机 的一个重要工具，必须很好地掌握。
例题：在下列情况下电枢反应是助磁还是去磁？
电磁场统一理论
2π
d
d a
P122习题13．17 如题13.17图所示，长度为2b 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v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2a．试求：金属杆两端的电势差及其方向．
AB
a b Iv 1 0 Iv a b 1 0 (v B) dl B A ( )dr ln A a b 2 r 2a r ab B
b
N
S
当回路 1中电流 发生变化时，在回路 2中出现感应电流。
1
Φm 2 G
ε
R
1、产生感应电流的五种情况 1、磁棒插入或抽出线圈时，线圈中产生感生电流； 2、通有电流的线圈替代上述磁棒，线圈中产生感生 电流； 3、 两个位置固定的相互靠近的线圈，当其中一个线
圈上电流发生变化时，也会在另一个线圈内引起电流；
0
解： d ( v B ) dl
vB sin 90 dl cos( 90 )
0
vB
dl
Bv sin dl
Bv sin dl
BvL sin
L
v
B
典型结论
BvL sin
L
特例
B
v
v
B
v
MeN
a b
NoM
MeN MN
U MN
0 Iv a b vB cos dl ln 0 a b 2 ab
0 Iv a b ln 2 a b
电动势的方向沿NeM方向； （电压 ）M点电势高于N点
《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。
13 电磁学：第20、21章 习题课及部分习题解答
π2 x a+vtcosθ
I
= − μ0Iv sinθ ln a +l + vt cosθ
2π
a + vt cosθ
v×B
v
P
θQ
a
dl x
l
v ×B 的方向为电动势方向，P点电位高
第20、21章 电磁感应 电磁波
学习指导·第20章 电磁感应·典型例题3
Zhang Shihui
题. 一面积为S的单匝平面线圈，以恒定角速度ω在磁感 应强度为 B = B0 sin ωtk 的均匀磁场中转动。转轴与线圈
b+h−x
3
第20、21章 电磁感应 电磁波
练习册·第20章 电磁感应·第12题
Zhang Shihui
⇒ y = 3 (b + h − x) ⇒ dS = 2 (b + h − x) dx
3
3
⇒ dϕ = BdS = μ0i ⋅ 2 (b + h − x) dx
2π x 3
⇒ϕ =
μ0i 3π
∫b+h b
Zhang Shihui
题. 在匀强磁场B中，导线OM=MN=a，OM与MN的夹 角为120o，OMN 整体可以绕O点在垂直于磁场的平面
内逆时针转动，如图所示，若转动角速度为ω。1）求
OM间的电动势；2）求ON间的电动势；3）指出O、 M、N三点中哪点电势最高？
++
+
ω
+ N+
解: 1) OM间的电动势
Zhang Shihui
题.图示为一圆柱体的横截面，圆柱体内有一均匀电场
E，其方向垂直纸面向内，E的大小随时间t线性增加，
电磁感应中的单导体棒模型--2025年高考物理热点模型
电磁感应中的单导体棒模型目录一.阻尼式单导体棒模型 1二.发电式单导体棒模型 4三.无外力充电式单导体棒模型 10四.无外力放电式单导体棒模型 12五.有外力充电式单导体棒模型 15六.含“源”电动式模型 18阻尼式单导体棒模型【模型如图】1．电路特点：导体棒相当于电源。
当速度为时，电动势2．安培力的特点：安培力为阻力，并随速度减小而减小：3．加速度特点：加速度随速度减小而减小,4．运动特点：速度如图所示。
a减小的减速运动5．最终状态:静止6．四个规律(1)全过程能量关系：,速度为时的能量关系电阻产生的焦耳热(2)瞬时加速度：，(3)电荷量(4)动量关系：(安培力的冲量)安培力的冲量公式是①闭合电路欧姆定律②平均感应电动势：③位移：④①②③④得1.如图所示，两根平行的光滑金属导轨MN、PQ，距离为L，与左侧M，P间连接阻值为R的电阻构成一个固定的水平U型导体框架，导轨电阻不计且足够长。
框架置于一个方向竖直向下，范围足够大的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，磁场左侧边界是。
质量为m、电阻为R、长度为L的导体棒垂直放置在两导轨上，并与导轨接触良好，现导体棒以一个水平向右的初速度进入磁场区域，当导体棒在磁场中运动距离为x的过程，则()A.通过导体棒的电量为B.导体棒的运动为匀变速运动C.导体棒所受安培力在不断增大D.若将磁感应强度的方向调整为竖直向上，则导体棒所受安培力方向将发生变化2.舰载机返回航母甲板时有多种减速方式，如图所示，为一种电磁减速方式的简要模型。
固定在水平面上足够长的平行光滑导轨，左端接有定值电阻，整个装置处在匀强磁场中。
现有一舰载机可等效为垂直于导轨的导体棒ab，以一定初速度水平向右运动，导体棒和导轨的电阻不计。
则导体棒运动过程中，其速度v、加速度a随运动时间t的关系图像可能正确的是( )A. B.C. D.3.如图，两固定于水平面内的光滑平行金属导轨间足够长，电阻不计，阻值为R的电阻连接在导轨左侧，导轨间存在竖直向下的匀强磁场，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直放置在导轨上、与导轨接触良好。
电气自动化专业电机学试题
电机学习题集第一章变压器基本工作原理和结构1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？1-2 试从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化？1-3 变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？为什么？1-4 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？1-5变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？1-6变压器原、副方和额定电压的含义是什么？1-7 有一台D-50/10单相变压器，VUUkVASNNN230/10500/,5021==，试求变压器原、副线圈的额定电流？1-8 有一台SSP-125000/220三相电力变压器，YN，d接线，kVUUNN5.10/220/21=，求①变压器额定电压和额定电流；②变压器原、副线圈的额定电流和额定电流。
第二章单相变压器运行原理及特性2-1为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通？它们之间有哪些主要区别？并指出空载和负载时激励各磁通的磁动势？2-2变压器的空载电流的性质和作用如何？它与哪些因素有关？2-3 变压器空载运行时，是否要从电网取得功率？这些功率属于什么性质？起什么作用？为什么小负荷用户使用大容量变压器无论对电网和用户均不利？2-4为了得到正弦形的感应电动势，当铁芯饱和和不饱和时，空载电流各呈什么波形，为什么？2-5 一台220/110伏的单相变压器，试分析当高压侧加额定电压220伏时，空载电流I0呈什么波形？加110伏时载电流I0呈什么波形，若把110伏加在低压侧，I0又呈什么波形? 2-6 试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。
它们分别对应什么磁通，对已制成的变压器，它们是否是常数？当电源电压降到额定值的一半时，它们如何变化？我们希望这两个电抗大好还是小好，为什么？这两个电抗谁大谁小，为什么？2—7 变压器空载运行时，原线圈加额定电压，这时原线圈电阻r1很小，为什么空载电流I0不大？如将它接在同电压（仍为额定值）的直流电源上，会如何？2—8 一台380/220伏的单相变压器，如不慎将380伏加在二次线圈上，会产生什么现象？2—9一台220/110伏的变压器，变比221==NNk，能否一次线圈用2匝，二次线圈用1匝，为什么？2-102-10变压器制造时：①迭片松散，片数不足；②接缝增大；③片间绝缘损伤，部对变压器性能有何影响？2-11变压器在制造时，一次侧线圈匝数较原设计时少，试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激磁电抗、铁损、变比等有何影响？2—12 如将铭牌为60赫的变压器，接到50赫的电网上运行，试分析对主磁通、激磁电流、铁损、漏抗及电压变化率有何影响？2-13变压器运行时由于电源电压降低，试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激磁阻抗、铁损和铜损有何影响？2-14两台单相变压器，V U U N N 110/220/21=，原方匝数相同，空载电流II I I I 00≠，今将两台变压器原线圈顺向串联接于440V 电源上，问两台变压器二次侧的空载电压是否相等，为什么？2-15变压器负载时，一、二次线圈中各有哪些电动势或电压降，它们产生的原因是什么？写出它们的表达式，并写出电动势平衡方程？2-16变压器铁心中的磁动势，在空载和负载时比较，有哪些不同？2-17试绘出变压器“T ”形、近似和简化等效电路，说明各参数的意义，并说明各等效电路的使用场合。