电磁学第七次作业解答
7、8章习题解答
7－1 如图AB 、CD 为长直导线，BC 是一段圆心为O 、半径为R 的圆弧形导线，若导线通有电流I ，求O 点的磁感应强度。
解： AB 段产生：0B 1=BC 段产生：R 12IB 02μ=，方向垂直向里CD段产生：00003(cos150cos180)(1242II B RR μμππ=-=方向垂直向里 )6231(R 2I B B B B 03210ππμ+-=++=，垂直纸面向内 7－5 处在基态的氢原子其电子可看作是在半径cm 1052.0r 8-⨯=的轨道上作匀速圆周运动，速率18scm 102.2v -⋅⨯=v 求电子在轨道中心所产生的磁感应强度大小（电子电量为C 106.119-⨯）。
解： 由 r v m r 4e 2e 202=πε 得 2e 02vm 4e r πε= v r 2T π=，T e I = ，r2I B 0μ= 故 T 13)101052.0(410102.2106.1104r 4ev B 2282819720=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-----πππμ7－6 如图有相距cm 40d =的平行长直导线，每根导线载有电流A 20I I 21==，求：(1)两导线连线中点A 处的磁感应强度；(2)通过图中所示面积的磁通量（cm 10r r 31==，cm 25l =）。
解：(1) 52010A 104)2d (2I )2d (2I B -⨯=+=πμπμ T方向⊥纸面向外(2)取面元 r d l S d =6120101r r r 10102.23ln l I 31ln 2l I 3ln 2l I ldr ])r d (2I r 2I [1211-+⨯==-=-+=⎰πμπμπμπμπμΦWb 7－7 如图为一长直圆管形导体的横截面，内外半径分别为a 和b ，沿导体轴线电流为I ，电流均匀分布在管的横截面上。
试求导体内外的磁感应强度分布。
解：由安培环路定理易知 )b r (,r2I B );a r (,0B 0>=<=πμ 由安培环路定理 )a r ()a b (I r 2B l d B 22220l --==⋅⎰ππμπ 解得 )a b (r 2)a r (I B 22220--=πμ )b r a (<< 7－8 一长直导线截面为2mm 10，沿导线截面均匀地通有电流A 50，求此导线内、外磁感应强度分布及导线表面的磁感应强度大小。
电磁学作业答案-精品
C AQ
B
AABA BEdl
x
EABdAB
（A、B板间是匀强电场， 方向沿x轴正向）
2345 20
4 0
d AB
dAB（因为425300）σ1
8.8 55 110 60 12410 3(V)
σ2 σ3
σ4 σ5
σ6
2.25103(V)
考察每个油滴所带的电量都否为上述基元电荷的整数倍：
6 .5 1 6 1 C 0 3 9 4 1 .6 1 4 1 C 0 1 9 1 .1 3 1 3 1 C 0 9 8 1 .6 1 4 1 C 0 1 9 1 .7 9 1 1 1 C 0 9 1 1 . 2 6 1 4 1 C 0 3 9 8 .2 1 0 1 C 0 4 9 5 1 .6 1 4 1 C 0 1 9 1 .4 6 1 8 1 C 0 9 1 1 . 0 6 1 4 1 C 0 8 9 2 .8 2 1 9 1 C 0 9 1 1 .4 6 1 3 1 C 0 5 9 1 .5 1 1 0 1C 0 9 7 1 .6 1 4 1C 0 3 9 1 .0 8 1 8 1 C 0 9 1 1 .1 6 1 4 1 C 0 4 9 2 .1 6 1 3 1 C 0 9 1 1 .6 6 1 3 1 C 0 3 9
根据对称性可知，正负电荷在x方向产生的电场互相抵消，
y
故： E xd E xd E x0
dq
正负电荷在y方向产生的电场相等，互相增强，故：
R
+q
θ
O
x
-q d E θ d E
Dq’ E
E
电工学第七册上习题答案
电工学第七册上习题答案电工学第七册上习题答案电工学是一门研究电流、电压和电功率等电学现象的学科。
在电工学的学习过程中，习题是非常重要的一部分，通过解答习题可以加深对电工学知识的理解和掌握。
本文将为大家提供电工学第七册上的习题答案，希望能够帮助大家更好地学习电工学知识。
第一章电磁感应1. 电磁感应的基本原理是什么？答：电磁感应的基本原理是通过磁场的变化产生感应电动势，从而产生感应电流。
2. 什么是法拉第电磁感应定律？答：法拉第电磁感应定律是指当一个闭合线圈中的磁通量发生变化时，闭合线圈内产生的感应电动势与磁通量的变化率成正比。
3. 请解释楞次定律。
答：楞次定律是指感应电流的方向总是使得其磁场的变化抵消原来产生感应电动势的磁场的变化。
第二章交流电路1. 什么是交流电？答：交流电是指电流方向和电压大小都随着时间的变化而变化的电流。
2. 请解释交流电的频率和周期。
答：交流电的频率是指单位时间内交流电的周期数，单位是赫兹（Hz）；周期是指交流电一个完整的正、负半周期所需要的时间。
3. 请解释交流电的有效值和峰值。
答：交流电的有效值是指在一个周期内，交流电的平均功率与直流电相同的电压值；峰值是指交流电正、负半周期中的最大电压值。
第三章电力系统1. 什么是电力系统？答：电力系统是指由发电厂、输电线路、变电站和配电线路等组成的供电系统。
2. 请解释电力系统中的三相电。
答：三相电是指由三个相位相差120度的交流电组成的电力系统。
3. 请解释电力系统中的变压器。
答：变压器是一种用来改变交流电电压的设备，可以将高压电转换为低压电或将低压电转换为高压电。
第四章电力设备1. 请解释电动机的工作原理。
答：电动机是利用电流通过导线产生的磁场与磁场产生的力相互作用，从而产生转动力矩，实现机械能转化的设备。
2. 请解释发电机的工作原理。
答：发电机是利用导线在磁场中运动时产生感应电动势，从而将机械能转化为电能的设备。
3. 请解释继电器的作用。
高考物理电磁学知识点之交变电流技巧及练习题附答案解析(7)
高考物理电磁学知识点之交变电流技巧及练习题附答案解析(7)一、选择题1．图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1:n 2=5:1，电阻R =20 Ω，L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡，S 1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u 随时间t 的变化关系如图乙所示．现将S 1接l 、S 2闭合，此时L 2正常发光．下列说法正确的A ．输入电压u 的表达式是()202sin 50πV u t =B ．只断开S 2后，L 1、L 1均正常发光C ．只断开S 2后，原线圈的输入功率增大D ．若S 1换接到2后，R 消耗的电功率为0.8 W2．如图甲所示电路，已知电阻21R R R ==，和1R 并联的D 是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A 、B 之间加一个如图乙所示的交变电压（0AB U >时电压为正值）。
则R 2两端电压的有效值为（ ）A ．510VB ．10 VC ．55VD ．102V3．如图所示，一交流电的电流随时间而变化的图象。
此交流电流的有效值是（ ）A ．3.52AB ．3.5AC ．5AD ．52A4．如图所示，两种情况下变压器灯泡L 2、L 3的功率均为P ，且L 1、L 2、L 3为相同的灯泡，匝数比为，则图（a ）中L 1的功率和图（b ）中L 1的功率分别为( )A ．P 、PB ．9P 、C ．、9PD ．、9P5．如图所示，一个N 匝矩形闭合线圈，总电阻为R ，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO '以恒定的角速度ω转动，线圈产生的电动势的最大值为m E ，从线圈平面与磁感线平行时开始计时，则（ ）A ．线圈电动势的瞬时值表达式为m sin e E t ω=B ．当线圈转过2π时，磁通量的变化率达到最大值 C ．穿过线圈的磁通量的最大值为mE ωD ．线圈转动一周产生的热量为2mE R πω6．如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表为理想电表，R 0为定值电阻，在a 、b 端输入正弦交流电，开关S 闭合后，灯泡能正常发光，则下列说法正确的是（ ）A ．闭合开关S ，电压表的示数变小B ．闭合开关S ，电流表的示数变小C ．闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片P 向下移，灯泡变亮D ．闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片P 向下移，电流表的示数变小7．如图所示，理想变压器的原线圈接在()2202V u t π=的交流电源上，副线圈接有R =110Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为4∶1，电流表、电压表均为理想电表。
高中物理课时作业七法拉第电磁感应定律含解析选择性
课时作业(七）法拉第电磁感应定律一、单项选择题1．穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2 Wb，则()A．线圈中感应电动势每秒增加2 VB．线圈中感应电动势每秒减少2 VC．线圈中感应电动势始终为2 VD．线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于2 V2．鸽子体内的电阻大约为103Ω，当它在地球磁场中展翅飞行时，会切割磁感线，在两翅之间产生动生电动势．若某处地磁场磁感应强度的竖直分量约为0.5×10－4T，鸽子以20 m/s 的速度水平滑翔,则可估算出两翅之间产生的动生电动势约为（)A．30 mV B．3 mVC．0.3 mV D．0。
03 mV3．如图所示，在半径为R的虚线圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系为B＝B0＋kt。
在磁场外距圆心O为2R处有一半径恰为2R的半圆导线环（图中实线），则导线环中的感应电动势大小为（）A．0 B．kπR2C。
错误!D．2kπR24．当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机保持相对静止,两者用导电缆绳相连，这种卫星称为“绳系卫星"．现有一颗卫星在地球赤道上空运行,卫星位于航天飞机正上方，卫星所在位置地磁场方向由南向北．下列说法正确的是（)A．航天飞机和卫星从西向东飞行时，图中B端电势高B．航天飞机和卫星从西向东飞行时，图中A端电势高C．航天飞机和卫星从南向北飞行时，图中B端电势高D．航天飞机和卫星从南向北飞行时，图中A端电势高5．物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量，如右图所示．探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度．已知线圈匝数为n,面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R。
若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为()A。
高考物理电磁学知识点之电磁感应技巧及练习题附答案解析(7)
高考物理电磁学知识点之电磁感应技巧及练习题附答案解析(7)一、选择题1．如图所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中线框中不能产生感应电流的是（）A．导线中的电流变大B．线框以PQ为轴转动C．线框向右平动D．线框以AB边为轴转动2．如图所示，把金属圆环在纸面内拉出磁场，下列叙述正确的是（）A．将金属圆环向左拉出磁场时，感应电流方向为逆时针B．不管沿什么方向将金属圆环拉出磁场时，感应电流方向都是顺时针C．将金属圆环向右匀速拉出磁场时，磁通量变化率不变D．将金属圆环向右加速拉出磁场时，受到向右的安培力3．如图所示为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下。
一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行，飞机机身长为a，翼展为b；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B1，竖直分量为B2；驾驶员左侧机翼的端点用A表示，右侧机翼的端点用B表示，用E表示飞机产生的感应电动势，则A．E=B2vb，且A点电势高于B点电势B．E=B1vb，且A点电势高于B点电势C．E=B2vb，且A点电势低于B点电势D．E=B1vb，且A点电势低于B点电势4．如图所示两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。
将一小磁针用一弹性细丝悬挂在直导线正上方，开关断开时小磁针处于静止状态。
下列说法正确的是（）A ．闭合开关小磁针N 极朝垂直纸面向里转动，接着回到原位B ．闭合开关，小磁针N 极朝垂直纸面向里转动，并保持在转动后的位置C ．开关从闭合状态断开，小磁针N 极不发生偏转D ．开关从闭合状态断开，小磁针N 极朝垂直纸面向里转动，接着回到原位5．如图所示，A 、B 两闭合圆形线圈用同样导线且均绕成100匝。
半径A B 2R R =，内有以B 线圈作为理想边界的匀强磁场。
若磁场均匀减小，则A 、B 环中感应电动势A B :E E 与产生的感应电流A B :I I 分别是（ ）A ．AB :2:1E E =；A B :1:2I I =B ．A B :2:1E E =；A B :1:1I I =C ．A B :1:1E E =；A B :2:1I I =D ．A B :1:1E E =；A B :1:2I I =6．如图所示，两块水平放置的金属板间距离为d ，用导线与一个n 匝线圈连接，线圈置于方向竖直向上的磁场B 中。
选择题专练7 法拉第电磁感应定律 楞次定律(解析版)
选择题专练7 法拉第电磁感应定律 楞次定律1．【答案】BC 2． 【答案】AC【详解】根据法拉第电磁感应定律22BS k t r E k r t t tϕππ∆∆∆===∆∆∆＝，故D 错误；R 2与R 部分并联，并联滑动变阻器的阻值为02R ，则R 2与R 并联的总电阻为04R，则滑动变阻器所在支路的总电阻为034R ，外电路和总电阻为：R 1+034R ＝074R ，则电路中的总电流074UI R =，则R 2与R 部分并联两端的电压：I ⨯047R U ＝，故A 正确；电路左侧的变化磁场在正方形导体内产生逆时针方向的电流，由此可知导体框相当于一个上负下正的电源，所以电容器a 极板带负电，故B 错误；通过以上分析知：通过滑动变阻器左半部分的电流为I ，右半部分的电阻与并联的R2阻值相等，则通过右半部分的电流与通过R2的电流相等为2I，由P ＝I 2R 知，滑动变阻器热功率为222001052228R R I P I I R （）＝=⨯+⨯，R 2的热功率为：220201228R I P I R =⨯（）＝，所以滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍，故C 正确． 3． 【答案】AC【详解】由右手定则可知，感应电流由O 流向A ，则O 点电势比A 点电势低，故A 正确；感应电动势：E =B （2L ）v =B （2L ）32L Lωω+⋅=4BL 2ω，电阻两端电压：U =E =4BL 2ω，故B 错误．电路中电流为：24E BL I r rω==，周期为：2T πω=，在导体棒旋转一周的时间内，通过电阻r 的电荷量为：28BL q It rπ==，故C 正确；在导体棒旋转一周的时间内，电阻r 产生的焦耳热为：24232B L Q I rT rπω==，故D 错误．4．【答案】AD 5．【答案】CD【详解】A ．t =0时刻，金属细杆产生的感应电动势0E Bdv = 金属细杆两端的电压0122E U R Bdv R =⋅=故A 错误；B ．t =t 1时刻，金属细杆的速度与磁场平行，不切割磁感线，不产生感应电流，所以此时，金属细杆不受安培力，故B 错误；C ．从t =0到t =t 1时刻，电路中的平均电动势1Φ2Bd rE t t ∆⨯==∆回路中的电流2EI R=在这段时间内通过金属细杆横截面的电量1q I t =⋅ 解得Bdrq R = 故C 正确；D ．设杆通过最高点速度为2v ，金属细杆恰好通过圆弧轨道的最高点，对杆受力分析，由牛顿第二定律可得22v mg mr= 解得2v = 从t =0到t =t 2时刻，据功能关系可得，回路中的总电热220211222Q mv mv mg r =--⋅ 定值电阻R 产生的焦耳热12R Q Q = 解得201544R Q mv mgr =-故D 正确 6．【答案】CDA ．根据能量守恒得，除最高点外，在任何一个位置，上滑到此位置的速度大于下滑到此位置的速度，则上滑的平均速度大于下滑的平均速度，在上滑过程中，物体做加速度逐渐减小的减速运动，故上滑的平均速度小于02v ，故下滑的平均速度小于02v，故A 错误； B ． 根据感应电荷量公式q R r∆Φ=+可知，下滑过程中通过R 的电荷量为BLxq R r =+，故B 错误； C ．上滑过程，以向上为正方向，对棒由动量定理得：(sin )mg BiL t m v θ-+∆=∆，两边求和得：(sin ?)()mg t BiL t m v θ-∑∆-∑∆=∑∆，整理得：0sin 0mg t BLq mv θ--=-，又BLxq R r =+，解得()()220mv R r B L x t mg R r sin θ+-=+，故C 正确．D ． 棒上滑到最高点的过程中，由能量守恒定律可得，回路中产生的总焦耳热为：201sin 2Q mv mgx θ=-，故D 正确． 7．【答案】BCA 、根据右手定则可知导体棒M 端电势低于N 端电势，故选项A 错误； BC 、设导体棒的上升速度v ，根据E Blv =，Blv I R=，可知导体棒所受安培力为22B F BIl vR l ==安，根据牛顿第二定律可得22sin 302B l vmg mg ma R-︒-=，当导体棒的上升速度为零时，导体棒的加速度最大，最大加速度为max 14a g =；当导体棒的上升加速度为零时，导体棒的速度最大，最大速度为max 222mgR v B l =，故选项B 、C 正确；D 、通过导体棒的电荷量为：EBlxq I t t RR Rφ∆=•∆=•∆==，由于导体棒先做加速度减小的加速度运动，后做匀速运动，所以导体棒运动的位移与金属棒运动时间的平方不成正比，故选项D 错误； 8．【答案】BD【解析】A 、B 、线圈的cd 边刚进入磁场时做匀速运动，则整个线圈进入磁场时速度不变，根据楞次定律产生逆时针方向的电流，为正方向，电动势大小E BLv =，此时ab 两端的电压为1BLv 4ab U =，当线圈全部进入磁场时，线圈内无感应电流，此时线圈做匀加速运动，ab 两端的电压为()BL ab U v at =+，对比图象可知，A 错误；B 正确；，C 、D 、当线圈的cd 边出磁场时．电流为顺时针方向，由于此时安培力大于外力F ，故此时线圈做减速运动，且加速度逐渐减小，电流图象切线的斜率减小，逐渐趋近于开始进入磁场时的电流大，C 错误；D 正确； 9．【答案】BD【详解】第一种方式穿过回路的磁通量211sin BR t ωΦ=,所产生的电动势为2111cos e BR t ωω=,在C 沿圆弧移动到圆心O 的正上方时12t πω= ,此时的感应电动势为零,故A 错误；方式一中，在C 从A 点沿圆弧移动到图中∠ADC =30°位置的过程中，穿过回路磁通量的变化量为2∆Φ=则q r ∆Φ=，故B 正确；第二种方式穿回路的磁通量222BR cos t ωΦ= ,所产生的电动势为2222sin e BR t ωω=,则两种方式所产生的正弦交流电动势的有效值之比为1122E E ωω= 故D 正确；两个转动时间满足112221t t ωω= ,且22121122,E E Q t Q t r r==若两种方式电阻丝上产生的热量相等，则1221ωω= ，故C 错误；故选BD10．【答案】AC【详解】由图（b ）可知，导线PQ 中电流在t =T /4时达到最大值，变化率为零，导线框R 中磁通量变化率为零，根据法拉第电磁感应定律，在t =T /4时导线框中产生的感应电动势为零，选项A 正确；在t=T/2时，导线PQ 中电流图象斜率方向不变，导致导线框R 中磁通量变化率的正负不变，根据楞次定律，所以在t=T/2时，导线框中产生的感应电动势方向不变，选项B 错误；由于在t=T/2时，导线PQ 中电流图象斜率最大，电流变化率最大，导致导线框R 中磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，在t =T /2时导线框中产生的感应电动势最大，由楞次定律可判断出感应电动势的方向为顺时针方向，选项C 正确；由楞次定律可判断出在t =T 时感应电动势的方向为逆时针方向，选项D 错误． 11．【答案】BD【详解】A 、t=0时刻，棒的速度为零，磁场向左运动的速度为2m/s ，等效为棒切割的速度为2m/s ，2124V E BLv ==⨯⨯=，棒的内阻为212r=⨯=Ω，故电阻R 的电压为：2V EU R R r =⋅=+，故A 错误；B 、t=0.5s 时，棒的切割速度为2-1=1m/s ，方向向右，2V E =，=1N EF B L R r=+安，方向由左手定则可知水平向左，故B 正确；C 、金属杆做匀加速直线运动，故=F F ma -安，由图象可知22m/s a =，金属杆所受安培力的大小为：(32)=1N BL F BL R r安-=+，可得 2.6N F =，则金属杆做功的功率为： 2.637.8W F P F v =⋅=⨯=，故C 错误．D 、金属杆和磁场分离前的过程中，在0-1s 内，金属杆相对于磁场向右运动，产生的感应电流由c 到f 。
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电磁学第七次作业解答
8-21 一无限长圆柱形铜导体(磁导率0)，半径为R，通有
均匀分布的电流I．今取一矩形平面S (长为1 m，宽为2 R)，
位置如右图中画斜线部分所示，求通过该矩形平面的磁通量．
解：在圆柱体内部与导体中心轴线相距为r处的磁感强度的大
小，由安培环路定
律可得： )(220RrrRIB
因而，穿过导体内画斜线部分平面的磁通1为
SBSBdd
1
rrRIRd2020
4
0
I
在圆形导体外，与导体中心轴线相距r处的磁感强度大小为
)(20RrrIB
因而，穿过导体外画斜线部分平面的磁通2为
SBd
2
rrIRRd220
2ln20
I
穿过整个矩形平面的磁通量 2140I2ln20I
8-22 有一长直导体圆管，内外半径分别为R1和R2，如
图，它所载的电流I1均匀分布在其横截面上．导体旁边有一
绝缘“无限长”直导线，载有电流I2，且在中部绕了一个半
径为R的圆圈．设导体管的轴线与长直导线平行，相距为d，
而且它们与导体圆圈共面，求圆心O点处的磁感强度B．
解：圆电流产生的磁场 )2/(201RIB ⊙
长直导线电流的磁场 )2/(202RIB ⊙
导体管电流产生的磁场 )](2/[103RdIB
圆心Ｏ点处的磁感强度 321BBBB
)()1)((2120dRRRIdRI
⊙
I
S 2R 1 m
d
R
O
I1
I2
I2
8-23 横截面为矩形的环形螺线管，圆环内外半径分别为
R1和R2，芯子材料的磁导率为，导线总匝数为N，绕得很
密，若线圈通电流I，求．
(1) 芯子中的B值和芯子截面的磁通量．
(2) 在r < R1和r > R2处的B值．
解：(1) 在环内作半径为r的圆形回路, 由安培环路定理得
NIrB2， )2/(rNIB
在r处取微小截面dS = bdr, 通过此小截面的磁通量
rbrNISBd2dd
Φ
穿过截面的磁通量
SSBd
Φ
2
1
d2RRNIbr
r
1
2
ln2RRNIb
(2) 同样在环外( r < R1 和r > R2 )作圆形回路, 由于0iI
02rB
∴ B = 0
R1
R2
N
b