1、2015-2016-1 作業題解作業題解大學物理教程大學物理教程P535 15.1.4長為長為l的金屬直導線在垂直于均勻磁場的的金屬直導線在垂直于均勻磁場的平面內以角速度平面內以角速度轉動，如果轉軸在導線上的位置是轉動，如果轉軸在導線上的位置是在在_，整個導線的電動勢為最大，整個導線的電動勢為最大，其值為其值為_,如果轉軸位置是在如果轉軸位置是在_，整個導線的電動勢為最小，其值為整個導線的電動勢為最小，其值為_.212Bl0導線的一端導線的一端導線的中央導線的中央2015-2016-1 作業題解作業題解大學物理教程大學物理教程 由右手螺旋法則判定每一段線元產生電動勢方向。由右手螺旋法則判定每一

2、段線元產生電動勢方向。 左圖每一段上左圖每一段上dl產生的電動勢方向相同的；產生的電動勢方向相同的； 右圖軸左段和右段產生的電動勢方向相反的；右圖軸左段和右段產生的電動勢方向相反的；()dvBdlv Br Bdr解：解：根據動生電動勢公式：根據動生電動勢公式：電動勢方向由下式決定：電動勢方向由下式決定：電動勢大小由下式決定：電動勢大小由下式決定：如下圖：如下圖：2015-2016-1 作業題解作業題解大學物理教程大學物理教程 10.1.5 由導線彎成的寬為由導線彎成的寬為a，高為，高為b的矩形線圈，以不變的的矩形線圈，以不變的速率速率v平行于其寬度方向從無磁場空間垂直于邊界進入一寬平行于其寬度

3、方向從無磁場空間垂直于邊界進入一寬度為度為3a的均勻磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，如圖所的均勻磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，如圖所示，然后又從磁場中出來，繼續在無磁場的空間運動，試示，然后又從磁場中出來，繼續在無磁場的空間運動，試在附圖中畫出感應電流在附圖中畫出感應電流I與時間的函數關系曲線。線圈的電與時間的函數關系曲線。線圈的電阻的阻的R，取線圈剛進入磁場時感應電流的方向為正。，取線圈剛進入磁場時感應電流的方向為正。以剛進入磁場的時刻為計時起點。以剛進入磁場的時刻為計時起點。 （忽略線圈自感）（忽略線圈自感）abv3a解：解：2015-2016-1 作業題解作業題解大學物理教程大學物理教

4、程P535 15.1.9麥克斯韋關于電磁場理論的兩個基本假設是_。感生電場假說和位移電流假說2015-2016-1 作業題解作業題解大學物理教程大學物理教程P536 15.2.2 在有磁場變化著的空間里，如果沒有在有磁場變化著的空間里，如果沒有物質存在，則在此空間中沒有物質存在，則在此空間中沒有: (A) 感應電動勢；感應電動勢； (B) 渦旋電場；渦旋電場； (C) 感生電流；感生電流； (D) 感生電動勢。感生電動勢。 這里沒有物質存在理解為真空，場是可以存在于真空的,則排除(B)；根據麥克斯韋假說變化的磁場產生感生電場，進而產生感應電動勢或感生電動勢，則排除（A）（D）；要有感生或感應電

5、流就需要閉合導體回路存在于空間。 另：位移電流位移電流是可以不需要實物載體的。C2015-2016-1 作業題解作業題解大學物理教程大學物理教程15.2.7 如果一理想電感器中，電流I隨時間變化的規律如圖（a)所示，能夠表示電感器內部的自感電動勢隨時間變化規律的圖應該是 DLdILdt 解：根據下式判斷2015-2016-1 作業題解作業題解大學物理教程大學物理教程P537 15.2.12 一導線變成半徑為5cm的圓環，當其中載有100A的電流時，圓心處的磁場能量密度約為多少： ( )0A3( )0.63 .BJ m133( )9.9 10.CJ m33()7.89 10.DJ mB解：解：磁

6、場的能量密度：磁場的能量密度：201122mBBH圓電流圓心處的磁感應強度：圓電流圓心處的磁感應強度：02IBR代入數據，得應選答案：代入數據，得應選答案：B2015-2016-1 作業題解作業題解大學物理教程大學物理教程15.3.1解：解： 如圖所示如圖所示,通過回路的磁通量與線圈平面通過回路的磁通量與線圈平面垂直垂直,且指向題圖面且指向題圖面,設磁通量按如下規律變設磁通量按如下規律變化：化： ,式中式中t的單位為的單位為s.試求試求t=2s時時,回路中回路中 感應電動勢的大小和方向感應電動勢的大小和方向.Wbttm3210) 176(310)712(tdtdi根據電磁感應定律得根據電磁感應

7、定律得時時st2Vi33101 . 310)7212(BR 由由 的表達式可知，的表達式可知， 在逐漸增大在逐漸增大,所以根據楞次所以根據楞次定律定律,線圈中線圈中 的方向為逆時針方向的方向為逆時針方向i2015-2016-1 作業題解作業題解大學物理教程大學物理教程 圖所示，勻強磁場的磁感應強度為圖所示，勻強磁場的磁感應強度為B=0.5T,電阻電阻R=0.2,ab長為長為L=0.5m。如果。如果ab以以v=4.0m/s向右運動向右運動時，試求：（時，試求：（1）作用在）作用在ab上的外力；（上的外力；（2）外力所）外力所消耗的功率；（消耗的功率；（3）感應電流消耗在電阻上的功率。）感應電流消

8、耗在電阻上的功率。15.3.2bRavB解：解：（1）作用在）作用在ab上的外力；上的外力；導線導線ab上產生的動生電動勢為：上產生的動生電動勢為：BvL回路中的感應電流為：回路中的感應電流為：RI =導線導線ab所受安培力大小為：所受安培力大小為：F=BIL=1.25N方向為：水平向右：方向為：水平向右：由牛頓第三定律，此時外力與此等大反向。由牛頓第三定律，此時外力與此等大反向。2015-2016-1 作業題解作業題解大學物理教程大學物理教程 圖所示，勻強磁場的磁感應強度為圖所示，勻強磁場的磁感應強度為B=0.5T,電阻電阻R=0.2,ab長為長為L=0.5m。如果。如果ab以以v=4.0m

9、/s向右運動向右運動時，試求：（時，試求：（1）作用在）作用在ab上的外力；（上的外力；（2）外力所）外力所消耗的功率；（消耗的功率；（3）感應電流消耗在電阻上的功率。）感應電流消耗在電阻上的功率。15.3.2bRavB解：解：（2）外力所消耗的功率）外力所消耗的功率PF v1.2545W（3）感應電流消耗在電阻上的功率）感應電流消耗在電阻上的功率PI2vBLR（）5W2015-2016-1 作業題解作業題解大學物理教程大學物理教程ABCDalbvI15.3.7解解: 方法一方法一 :在距直線電流為在距直線電流為r處取一面元處取一面元ldr,如圖如圖,則則 如圖所示如圖所示,在一根很長的直導線

10、中通以電流在一根很長的直導線中通以電流I,當線圈以速率當線圈以速率 向右運動時向右運動時,試求試求:線圈里感應電線圈里感應電動勢的大小和方向動勢的大小和方向.vrdrrIB20BldrdldrrI202015-2016-1 作業題解作業題解大學物理教程大學物理教程drrIltbtavv20tatbIlvvln20dtdi)(2)(0tbtaabIlvvv時時0tabablIi2)(0v電動勢的方向是順時針方向電動勢的方向是順時針方向ABCDalbvIrdr2015-2016-1 作業題解作業題解大學物理教程大學物理教程解解:方法方法二二vBliaIllBADiAD20vv rIB20bIllBBCiBC20vv ababIliBCiAD2)(0v方向方向:順時針順時針方向由方向由C到到B方向由方向由D到到A2015-2016-1 作業題解作業題解大學物理教程大學物理教程15.3.17 目前在實驗室里產生大小為目前在實驗室里產生大小為