1、大學(xué)物理第10章測(cè)試 (滿分120分)NSOO¢Oi一、 選擇題(每小題3分，共18分)1. 在兩個(gè)永久磁極中間放置一圓形線圈，線圈的大小和磁極大小約相等，線圈平面和磁場(chǎng)方向垂直。今欲使線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向(俯視)的瞬時(shí)感應(yīng)電流i(如圖)，可選擇下列哪一種方法？ (A) 把線圈在自身平面內(nèi)繞圓心旋轉(zhuǎn)一個(gè)小角度。(B) 把線圈繞通過其直徑的OO¢ 軸轉(zhuǎn)一個(gè)小角度。(C) 把線圈向上平移。(D) 把線圈向下平移。 2. 半徑為a的圓線圈置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，線圈電阻為R；當(dāng)把線圈轉(zhuǎn)動(dòng)使其法向與的夾角 a = 60° 時(shí)，線圈中已通過的電

2、量與線圈面積及轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間的關(guān)系是 (A) 與線圈面積成正比，與時(shí)間無(wú)關(guān)。(B) 與線圈面積成正比，與時(shí)間成正比。(C) 與線圈面積成反比，與時(shí)間成正比。(D) 與線圈面積成反比，與時(shí)間無(wú)關(guān)。 3. 棒AD長(zhǎng)為L(zhǎng)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO¢ 轉(zhuǎn)動(dòng)。角速度為，AC = L/3。則A、D兩點(diǎn)間電勢(shì)差為： O (A) 。CO'DA(B) 。(C) 。(D) 。4. 將形狀完全相同的銅環(huán)和木環(huán)靜止放置，并使通過兩平面的磁通量隨時(shí)間的變化率相等，則 (A) 銅環(huán)中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，木環(huán)中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。(B) 銅環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大，木環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小。(C) 銅環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小，木環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大。(

3、D) 兩環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等。 5. 對(duì)于單匝線圈取自感系數(shù)的定義式為L(zhǎng) = F/I。當(dāng)線圈的幾何形狀、大小及周圍磁介質(zhì)分布不變，且無(wú)鐵磁性物質(zhì)時(shí)，若線圈中的電流強(qiáng)度變小，則線圈的自感系數(shù)L (A) 變大，與電流成反比關(guān)系。(B) 變小。(C) 不變。(D) 變大，但與電流不成反比關(guān)系。 6. 有兩個(gè)長(zhǎng)直密繞螺線管，長(zhǎng)度及線圈匝數(shù)均相同，半徑分別為 r1 和r2，管內(nèi)充滿均勻磁介質(zhì)，其磁導(dǎo)率分別為 m1和 m2，設(shè) r1r2 = 12，m1m2 = 21，當(dāng)將兩只螺線管串聯(lián)在電路中通電穩(wěn)定后，其自感系數(shù)之比L1L2與磁能之比Wm1Wm2分別為： (A) 11與11。(B) 12與11。(C) 1

4、2與12。(D) 21與21。二、 填空題(每空2分，共84分)1. 如圖所示，一導(dǎo)線被彎成半徑為 R的3/4 圓弧和沿徑向長(zhǎng)為 R 的小段。當(dāng)它在垂直于均勻磁場(chǎng)的平面內(nèi)繞 O 點(diǎn)以角速度 w 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，在Ob 兩點(diǎn)間產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì) eOb = ，O與b 兩點(diǎn)電勢(shì)較高的為 點(diǎn)。ILdbcaqvRRaOwb´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´´

5、80; ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´ IlBAvlI2. 如圖所示，在一無(wú)限長(zhǎng)的通電導(dǎo)線(電流為 I)的同一平面內(nèi)有一長(zhǎng)為 L的金屬棒 ac。該棒以水平速度勻速向右離開長(zhǎng)直導(dǎo)線，則當(dāng)金屬棒的a 端離長(zhǎng)直導(dǎo)線距離為d 時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為 。3. 如圖，兩無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線通有相同的電流I，且方向相同，平行地放在水平面上，相距為2l。如果使長(zhǎng)直導(dǎo)線AB以勻速率 v 從圖中的位置向左移動(dòng) t

6、 秒時(shí)(導(dǎo)線 AB 仍在兩電流之間)，AB兩端產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大小為 。A、B 兩端，電勢(shì)高的一端是 。4. 如圖所示，4根輻條的金屬輪子在均勻磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸與平行。輪子和輻條都是導(dǎo)體。輻條長(zhǎng)為 R，輪子轉(zhuǎn)速為 n，則輪子中心 a 與輪子邊緣 b 之間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 ，電勢(shì)最高點(diǎn)是在 處。 Rab´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´

7、; ´ ´ cOb´ ´´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´´ ´ad5. 在圓柱形區(qū)域內(nèi)有一均勻磁場(chǎng) ，且。一邊長(zhǎng)為l 的正方形金屬框置于磁場(chǎng)中，位置如圖所示，框平面與圓柱形軸線垂直，且軸線通過金屬框 ab 邊的中點(diǎn) O，則ead = ；edc = ；eabcda = 。6. 產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是     ，其相應(yīng)的非靜電場(chǎng)強(qiáng) =        &

8、#160;     ；產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是     ，激發(fā)感生電場(chǎng)的場(chǎng)源是           。7. 將一寬度為 l 的薄銅片卷成一個(gè)半徑為 R 的細(xì)圓筒，設(shè) l >>R，電流 I 均勻分布通過此銅片，如圖所示。若忽略邊緣效應(yīng)，筒內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度 的大小 B = ；此裝置的自感系數(shù) L =            

9、 。r(t)RaOIlR8. 如圖所示，電量 Q 均勻分布在半徑為 r 的長(zhǎng)直圓筒上，一單匝矩形線圈的一個(gè)邊與圓筒的軸重合，圓筒以角速度(t)旋轉(zhuǎn)，設(shè)單匝線圈的電阻為R，則線圈中的感生電流的大小為 。9. 如圖所示，一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線和一半徑為 a 的導(dǎo)體圓環(huán)放在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線通過圓環(huán)中心，接觸處相互絕緣。則直導(dǎo)線與圓環(huán)之間的互感系數(shù) M =             。10. 試相應(yīng)地寫出哪一個(gè)麥克斯韋方程相當(dāng)于或包括下列事實(shí)。(1)一個(gè)變化的電場(chǎng)，必定有一個(gè)磁場(chǎng)伴隨它。方程是 ；(2)一個(gè)變化

10、的電場(chǎng)，必定有一個(gè)磁場(chǎng)伴隨它。方程是 ；(3)不存在磁單極子。方程是 ；(4)在靜電平衡條件下，導(dǎo)體內(nèi)部不可能有電荷分布。方程是 。ADCBLI11. 如圖，在一長(zhǎng)直導(dǎo)線L中通有電流I，ABCD為一矩形線圈，它與L皆在紙面內(nèi)，且AB邊與L平行。(1) 矩形線圈在紙面內(nèi)向右移動(dòng)時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)?。(2) 矩形線圈繞AD邊旋轉(zhuǎn)，當(dāng)BC邊已離開紙面正向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)?。12. 一根直導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中以速度運(yùn)動(dòng)切割磁力線。導(dǎo)線中對(duì)應(yīng)于非靜電力的場(chǎng)強(qiáng)(稱作非靜電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng))= 。13. 如左下圖所示，在豎直向上的均勻穩(wěn)恒磁場(chǎng)中，有兩條與水平面成 q 角的平行導(dǎo)軌，相

11、距L，導(dǎo)軌下端與電阻R相連，若一段質(zhì)量為m的裸導(dǎo)線ab在導(dǎo)軌上保持勻速下滑。在忽略導(dǎo)軌與導(dǎo)線的電阻和其間摩擦的情況下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ；導(dǎo)線ab上 端電勢(shì)高；感應(yīng)電流的大小i = ，方向 。badcqw´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´qabLR14. 如右上圖所示，一導(dǎo)線構(gòu)成一正方形線圈然后對(duì)折，并使其平面垂直置于均勻磁場(chǎng)中。當(dāng)線圈的一半不動(dòng)，另一半以角速度 w 張開時(shí)(線

12、圈邊長(zhǎng)為2l)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 e = 。(設(shè)此時(shí)的張角為q，見圖)15. 金屬圓板在均勻磁場(chǎng)中以角速度 w 繞中心軸旋轉(zhuǎn)，均勻磁場(chǎng)的方向平行于轉(zhuǎn)軸，如圖。這時(shí)板中由中心至同一邊緣點(diǎn)的不同曲線上總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 ，方向 。´ ´ ´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´ 

13、0; ´V0XACOO¢w16. 在圖示的電路中，導(dǎo)線AC在固定導(dǎo)線上向右平移，設(shè) = 5cm，均勻磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化率dB/dt = -0.1 T/s，某一時(shí)刻導(dǎo)線AC速度V0 = 2m/s，B = 0.5T，x = 10cm，則這時(shí)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的大小為 ，總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為 ，以后動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的大小隨著AC的運(yùn)動(dòng)而 。17. 一個(gè)薄壁紙筒，長(zhǎng)為30 cm、截面直徑為3 cm，筒上繞有500匝線圈，紙筒內(nèi)由 mr = 5000的鐵芯充滿，則線圈的自感系數(shù)為 。KRB - A+x18. 在自感系數(shù) L = 0.05 mH的線圈中，流過I = 0.8A的電流。在切斷電路后經(jīng)過t

14、= 100 ms的時(shí)間，電流強(qiáng)度近似變?yōu)榱悖芈分挟a(chǎn)生的平均自感電動(dòng)勢(shì)= 。19. 圖示為一充電后的平行板電容器，A板帶正電，B板帶負(fù)電。當(dāng)將開關(guān)K合上時(shí)，AB板之間的電場(chǎng)方向?yàn)?，位移電流的方向?yàn)?(按圖上所標(biāo)x軸正方向來(lái)回答)。20. 平行板電容器的電容C為20F，兩板上的電壓變化率為，則該平行板電容器中的位移電流為 。21. 在沒有自由電荷與傳導(dǎo)電流的變化電磁場(chǎng)中， ； 。三、 計(jì)算題(每題6分，共18分)IMONaLqw1. 一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有穩(wěn)恒電流 I。導(dǎo)線旁有一長(zhǎng)度為 L 的金屬棒繞其一端 O點(diǎn)以勻角速度 w 在一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，O點(diǎn)到導(dǎo)線的垂直距離為 a (a > L)，如

15、圖所示。設(shè)長(zhǎng)直導(dǎo)線與金屬棒的旋轉(zhuǎn)平面共面，(1)當(dāng)金屬棒轉(zhuǎn)到與長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直，即 ON 位置時(shí)，棒內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eON的大小和方向，O、N 兩點(diǎn)哪一點(diǎn)電位高？(2)當(dāng)金屬棒轉(zhuǎn)到圖中OM 位置時(shí)，MON = q 位置時(shí)，求棒內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eOM的大小和方向。Ibaw2. 一半徑為 a 的小圓線圈，電阻為 R，開始時(shí)與一個(gè)半徑為 b (b >> a) 的大圓線圈共面且同心。固定大線圈，并在其中維持恒定電流 I，使小線圈繞其直徑以勻角速度 w 轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示(線圈的自感忽略)。求：(1)小線圈中的電流 i；(2)兩線圈的互感系數(shù) ；(3)大線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。REFRR× 

16、15;××××× ×3. 一被限制在半徑為 R 的無(wú)限長(zhǎng)圓柱體內(nèi)的均勻磁場(chǎng)，方向垂直與紙面，且均勻增加，。有一長(zhǎng)為 2R 的導(dǎo)體棒以速度掃過磁場(chǎng)，試求導(dǎo)體棒在 EF 位置時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。答案：一、選擇題1(C)；2(A)；3(A)；4(D)；5(C)；6(C)二、填空題1 ；O 點(diǎn)2 3 ；B4 ；a5 0；6 洛侖茲力，；感生電場(chǎng)力，變化的磁場(chǎng)7 ；8 09 010 (1)；(2)；(3)； (4)11ADCBA繞向；ADCBA繞向1213；a；由b向a1415相同(或BwR2/2)；沿曲線由中心向外1650 mV；49.5 mV；減小173.7 H180.4 V19x軸正方向或方向；x軸負(fù)方向或方向2021三、計(jì)算題1. 解 (1) 如圖建立坐標(biāo)系。導(dǎo)體棒上 r 處 dr 小段中的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為IONaLwdrvr  (1分) 直導(dǎo)線在dr 小段產(chǎn)生的磁場(chǎng)為 方向向里。 (1分)導(dǎo)體棒上的總電動(dòng)勢(shì)為(1分)其方向由O 指向 N (1分)(2) (略)(1分)其方向由O 指