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(C)ab中无感生电动势,cd中有感生电动势,d端电位高.
(D)ab中无感生电动势,cd中有感生电动势,c端电位高.
3.圆电流外有一闭合回路,它们在同一平面内,ab是回路上的两点,如图13.3所示,当圆电流I变化时,闭合回路上的感应电动势及a、b两点的电位差分别为:
[A]
(A)闭合回路上有感应电动势,但不能引入电势差的概念.
(B)闭合回路上有感应电动势,Ua-Ub0.
(C)闭合回路上有感应电动势,Ua-Ub0.
(D)闭合回路上无感应电动势,无电位差.
4.匝数为N的矩形线圈长为a宽为b,置于均匀磁场B中.线圈以角速度旋转,如图13.4所示,当t=0时线圈平面处于纸面,且AC边向外,DE边向里.设回路正向ACDEA.则任一时刻线圈内感应电动势为[B]
(A)abNBsint
(B)abNBcost
(C)abNBsint
(D)abNBcost
二.填空题
1.单位长度匝数n=5000/m,截面S=2×
103m2的螺绕环(可看作细螺绕环)套在一匝数为N=5,电阻R=2.0的线圈A内(如图13.5),如使螺绕环内的电流I按每秒减少20A的速率变化,则线圈A内产生的感应电动势为伏,感应电流为安,两秒内通过线圈A某一截面的感应电量为库仑.
2.在圆柱形空间内,有一均匀磁场的变化方向如图13-6,磁场中两点间有直导线及弧形导线,则两导线中感应电动势较大的是弧形导线。
三.计算题
1.均匀磁场被限制在无限长圆柱形空间,如图13-7,磁场方向为沿轴线并垂直图面向里,磁场大小既随到轴线的距离r成正比而变化,又随时间t作正弦变化,即,B0、均为常数。
若在磁场内放一半径为a的金属圆环,环心在圆柱状磁场轴线上,求金属环中的感生电动势
解:
金属环中的感生电动势
图13-7
所以,
2.在半径为R的圆柱形空间中存在着均匀磁场B,B的方向与轴线平行,有一长为l0的金属棒AB,置于该磁场中,如图13-8所示,当dB/dt以恒定值增长时,求金属棒上的感应电动势,并指出A、B点电位的高低.
根据磁场B柱对称,当时,可知为一系列同心圆,即与半径正交,故沿半径方向不会产生感生电动势,即,
这样在回路OAB中的电动势为
为AB部分内的电动势。
由上面分析可知
为三角形的面积,据题设,
因为,由楞次定律可判定B端电位高。
《大学物理》练习题No.14自感互感
班级____________学号__________姓名_______________成绩________
一、选择题
1.在一中空圆柱面上绕有两个完全相同的线圈aa′和bb′,当线圈aa′和bb′如图
(1)绕制及联结时,ab间自感系数为L1;
如图
(2)彼此重叠绕制及联结时,ab间自感系数为L2,则:
[A](A)L1=L2=0。
(B)L1=L20。
(C)L1=0,L20。
(D)L10,L2=0。
2.面积为S和2S的两圆线圈1、2如图放置,通有相同的电流I。
线圈1的电流所产生的通过线圈2的磁通量用表示,线圈2的电流所产生的通过线圈1的磁通量用表示,则和的大小关系为:
[C](A)。
(B)。
(C)。
(D)。
3.两个通有电流的平面圆线圈相距不远,如果要使其互感系数近似为零,则应调整线圈的取向使
[C](A)两线圈平面都平行于两圆心的连线.
(B)两线圈平面都垂直于两圆心的连线.
(C)一个线圈平面平行于两圆心的连线,另一个线圈平面垂直于两圆心的连线.
(D)两线圈中电流方向相反.
4.对于线圈其自感系数的定义式为L=m/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,若线圈中的电流变小,则线圈的自感系数L
[C](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.
二、填空题
1.细长螺线管的截面积为2cm2,线圈总匝数N=200,当通有4A电流时,测得螺线管内的磁感应强度B=2T,忽略漏磁和两端的不均匀性,则该螺线管的自感系数为:
.
2.一圆形线圈C1有N1匝,线圈半径为r.将此线圈放在另一半径为R(R>
>
r),匝数为N2的圆形大线圈C2的中心,两者同轴共面.则此二线圈的互感系数M为:
.
三、计算题
1.两半径为a的长直导线平行放置,相距为d,组成同一回路,求其单位长度导线的自感系数L0.
设二导线通有等值反向的电流I,在二导线间坐标x处取一面元,则长为L的二导线间构成一回路,略去导线内磁通,故穿过该回路的磁通量应为
由此可得,长为l的这一对导线的自感系数为
单位长度导线的自感系数
2.如图所示,长直导线和矩形线圈共面,AB边与导线平行,a=1cm,b=8cm,l=30cm
(1)若长直导线中的电流I在1s内均匀地从10A降为零,则线圈ABCD中的感应电动势的大小和方向如何?
(2)长直导线和线圈的互感系数M=?
(ln2=0.693)
(1)通过矩形线圈的磁通链,
得到,
所以,线圈ABCD中的感应电动势的大小
,方向为逆时针。
(2)长直导线和线圈的互感系数
《大学物理》练习题No.15磁场的能量麦克斯韦方程组
1.对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法是正确的。
[A](A)位移电流是由变化电场产生的;
(B)位移电流是由变化磁场产生的;
(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。
2.设位移电流与传导电流激发的磁场分别为Bd和B0,则有
[A](A).
(B).
(C).
(D).
3.在某空间,有静止电荷激发的电场E0,又有变化磁场激发的电场Ei,选一闭合回路l,则有
[A](A)一定有.
(B)一定有.
(C)可能有一定有.
(D)一定有,可能有.
4.用线圈的自感系数L来表示载流线圈磁场能量的公式Wm=LI2/2
[D](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,且密绕的螺线环.
(D)适用于自感系数L一定的任意线圈.
1.真空中两条相距2a的平行长直导线,通以方向相同,大小相等的电流I,O、P两点与两导线在同一平面内,与导线的距离如图所示,则O点的磁场能量密度wmo=0,P点的磁场能量密度
wmP=.
2.反映电磁场基本性质和规律的麦克斯韦方程组积分形式为:
…………①………………②
…………③…………④
试判断下列结论是包含或等效于哪一个麦克斯韦方程式的,将你确定的方程是用代号填在相对应结论的空白处.
(1)变化的磁场一定伴随有传导电流:
②;
(2)磁感应线是无头无尾的:
③;
(3)电荷总伴随有电场:
①。
3.在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中
;
.
《大学物理》练习题No.16光的干涉性分波面干涉
班级________学号________姓名_________成绩_______
1.真空中波长为的单色光,在折射率为n的均匀透明媒质中,从A点沿某一路径传播到B点,路径的长度为l.A、B两点光振动位相差记为,则[C]
(A)当l=3/2,有=3.
(B)当l=3/(2n),有=3n.
(C)当l=3/(2n),有=3.
(D)当l=3n/2,有=3n.
2.在双缝干涉中,两缝间距离为d,双缝与屏幕之间的距离为D(Dd),波长为的平行单色光垂直照射到双缝上,屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是[D]
(A)2D/d.(B)d/D.(C)dD/.(D)D/d.
3.在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是[C]
(A)使屏靠近双缝.
(B)把两个缝的宽度稍微调窄.
(C)使两缝的间距变小.
(D)改用波长较小的单色光源
4.在双缝实验中,设缝是水平的,若双缝所在的平板稍微向上平移,其它条件不变,则屏上的干涉条纹[B]
(A)向下平移,且间距不变.
(B)向上平移,且间距不变.
(C)不移动,但间距改变.
(D)向上平移,且间距改变.
5.如图所示,用波长为的单色光照射双缝干涉实验装置,若将一折射率为n、劈角为的透明劈尖b插入光线2中,则当劈尖b缓慢向上移动时(只遮住S2),屏C上的干涉条纹[C]
(A)间隔变大,向下移动。
(B)间隔变小,向上移动。
(C)间隔不变,向下移动。
(D)间隔不变,向上移动。
1.在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖,二者的厚度均为e,波长为的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干光的相位差=.
2.把双缝干涉实验装置放在折射率为n的媒质中,双缝到观察屏的距离为D,两缝间的距离为d(dD),入射光在真空中的波长为,则屏上干涉条纹中相邻明纹的间距是
1.在双缝干涉实验中,单色光源s到两缝s1和s2的距离分别为l1和l2,并且l1-l2=3,为入射光的波长,双缝之间的距离为d,双缝到屏幕的距离为D,如图,求
(1)零级明纹到屏幕中央O点的距离;
(2)相邻明条纹间的距离.
由于,
所以,零级明纹到屏幕中央O点的距离:
相邻明条纹间的距离:
2.双缝干涉实验装置如图所示,双缝与屏之间的距离D=120cm,两缝之间的距离d=0.50mm,用波长=5000Å
的单色光垂直照射双缝.
(1)求原点O(零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐标.
(2)如果用厚度e=1.0×
102mm,折射率n=1.58的透明薄膜覆盖在图中的s1缝后面,求上述第五级明条纹的坐标x.
求原点O(零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐
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