大学物理学下册答案第十二章.docVIP

第12章 电磁感应与电磁场 一 选择题 12-1 一根无限长平行直导线载有电流I，一矩形线圈位于导线平面内沿垂直于载流导线方向以恒定速率运动（如图12-1），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 解：选(B)。矩形线圈向下运动，直导线穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律，线圈中感应电流的磁场方向垂直纸面向里，由右手螺旋法则确定线圈中感应电流为顺时针方向。 12-2 尺寸相同的铁环和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 解：选(D)。根据法拉第电磁感应定律，铁环和铜环所包围的面积中，若磁通量变化率相同，则感应电动势相同；但是尺寸相同的铁环和铜环的电阻不同，由欧姆定律可知，感应电流不同。 12-3 如图12-3所示，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 解：选(B)。由可知，（1）（2）有感应电动势，（3）两段导线的感应电动势相互抵消，无感应电动势，（4）无感应电动势，(C)、(D)正确；而的方向与的方向相同，（1）（2）电动势的方向均由，端为高电势，(A) 正确，(B) 错误。 12-4 如图12-4所示，边长为的正方形导线框，在磁感应强度为的匀强磁场中以速度垂直于边在线框平面内平动，磁场方向与线框平面垂直，设整个线框中的总的感应电动势为，两点间的电势差为，则[ ] (A) (B) (C) (D) 解：选(B)。正方形导线框可看成由、、和四条导线组成，由可知， 、不产生感应电动势，、产生的感应电动势的大小相等，等于，方向相反，因此总的感应电动势，两点间的电势差。 12-5 圆柱形空间存在着轴向均匀磁场，如图12-5所示，B以的速率变化，在磁场中有两点A、C，其间可放直导线和弯曲导线，则[ ] (A) 感生电动势只在导线中产生 (B) 感生电动势只在弯曲导线中产生 (C) 感生电动势在导线和弯曲导线中产生，且两者大小相等 (D) 导线的感生电动势大小小于弯曲导线的感生电动势大小 解：选(D)。在圆柱形的圆形横截面上取圆心,作线段、，这样直导线将和、组成一个三角形，弯曲导线将和、组成一个扇形；当B以的速率变化，对于直导线， 感生电场为一系列同心圆，、段均与感生电场垂直，、段不产生电动势，得dd，又由d=，得，弯曲导线，同理可得，由于，所以，即导线的感生电动势大小小于弯曲导线的感生电动势大小。 12-6 一矩形线框长为a，宽为b，置于均匀磁场中，线框绕轴匀角速度旋转（如图12-6所示）。设t=0时，线框平面平行于磁场，则任一时刻感应电动势的大小为[ ] (A) (B) (C) (D) 解：选(A)。在时，线圈平面的法线方向与磁感应强度的方向垂直，在时刻，线圈平面的法线方向与磁感应强度的方向之间的夹角为。此时，穿过线圈的磁通量为，由法拉第电磁感应定律，得任一时刻感应电动势的大小。 12-7 下列概念正确的是[ ] (A) 感生电场也是保守场 (B) 感生电场的电场线是一组闭合曲线 (C) ，因而线圈的自感系数与回路的电流成反比 (D) ，回路的磁通量越大，回路的自感系数也一定大 解：选(B)。感生电场沿任意闭合回路的环流一般不等于零，即d=，这就是说，感生电场不是保守场；感生电场的电场线是闭合的，感生电场也称为有旋电场；自感与回路的形状、大小以及周围介质的磁导率有关，与回路的电流或磁通量无关。 12-8 长为l的单层密绕螺线管，共绕有N匝导线，螺线管的自感为L，下列那种说法是错误的？[ ] (A) 将螺线管的半径增大一倍，自感为原来的四倍 (B) 换用直径比原来导线直径大一倍的导线密绕，自感为原来的四分之一 (C) 在原来密绕的情况下，用同样直径的导线再顺序密绕一层，自感为原来的二倍 (D) 在原来密绕的情况下，用同样直径的导线再反方向密绕一层，自感为 零 解：选(C)。螺线管的自感，将螺线管的半径增大一倍，面积为原来4倍，自感为原来的四倍，