1
2
本章内容回顾
回路内 感应电流的方向 总是使他所产生
的磁场来阻止 (补偿 )回路中磁通量的变化 楞次定律
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?
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L
K
K ldE
q
ldEq
q
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电动势
dt
d m?? ??法拉第电磁感应定律 dtdldE m
L
K
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回路电阻 R,
dt
d
R
1
RI
m?? ??? dtdqI ? Id tdq ?
m
mt
t dRdtdt
d
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2
1
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1
11
mR
1 ????求 回路电 量
3
自感系数 LI??
自感电动势
dt
d
L
Ψ???
互感系数
121 MI?? )( 212 MI??
互感电动势
dt
d 21
21
Ψ???
dt
dIM 2
12 ???
本章内容回顾
动生电动势
感生电动势
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dt
dldE m
L r
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ld)B(d ??? ??? ??
l
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dt
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dt
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4
磁场的能量
dVwW
V
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螺线管的磁场能量
2
m LI2
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dt
EdS
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位移电流
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麦克斯韦方程组
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2
2
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2
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dt
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dt
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本章内容回顾
5
第九章 电磁感应习题课
单元检测题 ---选择题
1、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 r1 和 r2,管内充满均匀介质,其磁导率分别为 μ1 和 μ2,
μ1:μ2=2,1,设 r1,r2=1,2,当两个螺线管串联在电路中
通电稳定后,其电感量之比 L1:L2与磁能之比 W1:W2分别为,
(A),1:1 1:2 (B),1:2 1:1 (C),1:2 1:2 (D),2:1 2:1
2
2
1 LIW ?
2212
221 1:2:2:1:
NN ll II
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解,
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回路中产生感应电流,如图。
Cd 边受力如图。
则 cd 边向右运动。
M
N
a
b c
d
B?
F?
cdF
?
2,D
I
1,C
2,M,N 为两根水平放置的平行金属导轨,ab 与 cd 为垂直
于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线,外磁场均匀向
上,当外力使 ab 向右平移时,cd 将如何运动?
(A)、不动 (B)、向左运动 (C)、转动 (D)、向右运动
解,
7
3、一导体棒 ab 在均匀的磁场中沿金属导轨向右作匀加速运动,
磁场方向垂直导轨所在平面,若导轨电阻忽略不计,并设铁
心磁导率为常数,则达到稳定后在电容的 M 极板上,
(A)、带有一定量的正电荷 (C)、带有越来越多的正电荷
(B)、带有一定量的负电荷 (D)、带有越来越多的负电荷
?? Blab ?
方向,ab?
abab
1 R
Bl
Ri
?? ??
左回路产生感应电流的方向如图
M
??
a
b
N
2i
1i
感1B
?
解,
则,M 板积累负电荷。
1kim ??
感??MNU dt
d
R
Blk
ab
??
dt
d mΦ?
dt
dik?
dt
Rdk abab?? 常数?
一定量负电 3,B
B
8
4、半径为 a 的圆形线圈置于磁感应强度为 B 的均匀磁场中,线
圈平面 与磁场方向垂直,线圈的电阻为 R,当把线圈转动至
其法线 与 B 的夹角 θ= 60o 时,线圈中通过的电量与那个物
理量有关?
(A)、与线圈的面积成正比,与转动时间无关;
(B)、与线圈的面积成正比,与转动时间成正比;
(C)、与线圈的面积成反比,与转动时间成正比;
(D)、与线圈的面积成反比,与转动时间无关。
4,A
)(1)1 2112 mmmm RRq ???? ????? (感?
)60c o s(1 ?BSBsR ??
R
aB
2
2?
?
解,
9
5、电位移矢量的时间变化率 的单位是?
dt
dD
(A)、库仑 / 米 2 (B)、库仑 / 秒 (C)、安培 / 米 2 (D)、安培 · 米 2
2m
A
S
I ?? 5,C
djdt
d
dt
dD ?? ?
解,
6、在感应电路中,电磁感应定律可以写成
式中的 Ek 为感应电场强度,此式表明,dt
dldE m
L K
????? ??
(A)、闭合曲线上 Ek处处相等 (B)、感应电场是保守力场
(C)、感应电场的电力线不是闭合曲线
(D)、在感应电场中不能像静电场那样引入 电势 的概念
由感应电场的性质,1 非保守场;
6,D
2 电力线闭合。 解,
10
单元检测题 ---填空题
1、真空中两个长直螺线管 1 和 2,长度相等,单层密绕匝数
相同,直经之比 d1,d2=1:4,他们通以相同的电流时,
两个螺线管储存的磁能之比 W1:W2= ___________
解,
2
2
1 LIW ?
VnL 20??
ldn 220 )2(???
2dW ?
16121 ?WW
l
n
0? 1d
I
l
n
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II
L ?? IN??
I
NBS?
2
0 )2(
dnnl ???
11
2、用导线制成一半径 r =10cm 的闭合圆形线圈,其电阻 R =
10Ω,均匀磁场 B 垂直于线圈平面,欲使电路中有一稳
定的感应电流 I = 0.01A, B 的变化率 =__________
dt
dB
R
i i?? dtdR1 m?? )(1 2 BrdtdR ??
2r
Ri
dt
dB
?? 210143
01010
..
.
?
?? ( T /s ) 183,?
解,
?
r
R
?? ?
?
?
?
B?
3、一半径 r = 10 cm 的圆形闭合圆形线圈,置于均匀磁场 B =
0.80T 中,B与回路平面正交,若圆形回路的半径从 t = 0 开
始以恒定的速率 dr/dt = - 80cm/s 收缩,则在 t = 0 时刻,
12
( V ) 400,?
dt
d m
i
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dt
d??
dt
dSB??
dt
r d rB ??? 2
dt
drrB??? 2
(1),解,
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B?
?
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?
?
?
?
?
? ?? ?
? ? ?? ?
?
dr
?
r
闭合回路中的感应电动势的大小为 ______,如要求感应电动
势保持这一数值不变,则闭合回路的面积应以 ______ 的速率
收缩。
保持不变,i?
/ s )(m 500 2.??
(2),
收缩不变。即,c m / sdtdr 80??
dt
drr
dt
dS ?? 2
13
dt
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i
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dt
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)aB(dtd 2???
)ani(dtd 0 2????
dt
dian 2
0 ????
tc o sIan m0 ???? 2??
解,
n
a
ts i n ?? mIi
r
4、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,则围在管外的同轴圆形回路
(半径为 r )上的感应电动势为 ____________
ts i nIi m ??
14
5、真空中一根无限长细直导线上通有电流强度为 I 的电流,则
距离导线垂直距离为 a 的空间某点处的磁能密度为 ______
2
02
1 Bw
m ???a
IB
?
?
2
0??
22
2
0
8 a
I
?
?
?
解,
6、如图两根彼此紧靠的绝缘导线绕成一个线圈,一端连在一
起,另一端作为连接外电路的两个输入端,则整个线圈的
自感系数为 _________
)]([
)]([
2122
1211
??
???
???
???
0?
IL
?? 0?
解,
12焊点A
B
15
I I
d
2
m LI2
1W ?
解,
7、两根无限长平行直导线,间距为 d,电流 I 如图,两根导
线的横截面的半径为 r,设用 L 表示 两根导线回路 单位长
度的自感系数,则沿导线单位长度的
空间内总磁能 Wm 为 _______________
8、平行板电容器如图,(忽略边缘效应)充电时,沿环路
L1 L2 磁场强度 B 的环流必有,
ldH______ldH
21 LL
???? ?? ??
I
1L
2L
16
I
1L
2L
解,
DL IldH
1
??? ??
IldH
2L
??? ??
II D ?
ldHldH
21 LL
???? ??? ??
9、在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中,
_ _ _ _ _ _ldHL ??? ?? _ _ _ _ _ldEL ???
??
解,
??? ldHL ?? DI ??? ldEL ??
dt
d m??
dt
d DΦ
17
解,
20D REDS ??? ??
dt
dI D
D
??
dt
dER 2
0 ???
10、一平行板电容器的两极板都是半径为 R 的金属片,在充电
时,极板间的电场强度变化率为 dE/dt,若略去边缘效应,
则两极间的位移电流为 __________
dt
dE
18
第八章作业讲评
19
作业讲评 第九章 电磁感应
1,
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A B?
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IB 0
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ldBd ??? ??? )(?? dxB ?? s i n?
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B→A
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20
作业讲评 第九章 电磁感应
2,
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?? DC d?? dxx1ax 12 Ivba2 a2 0 )( ??? ? ? ??
ba2
ba2
2
Iv0
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?
C→D
D端电势 高
21
作业讲评 第九章 电磁感应
3,
I
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A
B
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解,
x2
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V10792 4???,
?? ???? co s2 0 xI dl ?sindxa
La ?sin?
I为长直导线
A→B
B端电势 高
22
作业讲评 第九章 电磁感应
4,
l
解:将薄铜片卷等效为长直密绕螺线管
niB 0??
I
l
I
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2
0m Rl
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l
R
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0???? Φ
自感系数
磁通量
R
23
作业讲评 第九章 电磁感应
5,
ab
A B
CD
dx
x
解:计算长直电流产生的磁场穿过正方形线圈的磁通量
x2
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B d Sd m ?? a d xx2 I0???
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24
作业讲评 第九章 电磁感应
6,
I
解:位移电流密度
t
Dj
d ?
??
2
0 s i n
R
tq
S
QD
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2
0 c o s
R
tq
t
Dj
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???
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电容器内部存在位移电流,由安培环路定律
dL IldH ???
?? 2d rjr2H ?? ?
rj21H d? 20 2 c o sR trq ? ???
r