13電磁感應問題討論與習題分析

二、

主要知識點

三、

習題分析與討論一、基本要求

第1頁一、基本要求理解電磁感應基本定律；理解動生電動勢概念,掌握計算動生電動勢辦法；理解感生電動勢和感應電場概念，掌握計算簡單情況下感生電動勢和感應電場分布；理解自感和互感定義并能作簡單計算；理解自感磁能公式及意義；理解磁場能量和磁能密度概念，會計算某些簡單情況下磁場能量。第2頁二、主要知識點(一)電磁感應定律

1、電磁感應現象2、

楞次定律3、

電磁感應定律

第3頁(二)動生電動勢洛倫茲力(三)感生電動勢和感生電場感生電場性質第4頁(四)自感和互感第5頁(五)磁場能量2、磁場能量密度1、自感磁能第6頁練習1.如圖所示，矩形區域為均勻穩恒磁場，半圓形閉合導線回路在紙面內繞軸O

作逆時針方向勻角速轉動，O

點是圓心且正好落在磁場邊緣上，半圓形閉合導線完全在磁場外時開始計時．圖(A)—(D)e--t函數圖象中哪一條屬于半圓形導線回路中產生感應電動勢？第7頁練習2.在一通有電流I無限長直導線所在平面內，有二分之一徑為r、電阻為R導線小環，環中心距直導線為a，如圖所示，且a>>r．當直導線電流被切斷后，沿著導線環流過電荷約為第8頁練習3.一水平放置導體棒ab繞豎直軸旋轉，角速度為

，棒兩端離轉軸距離分別為l1和l2(l1<l2)。已知該處地磁場在豎直方向上分量為B，求導體a、b兩端電勢差。哪端電勢較高？

第9頁練習4.如圖所示，一段長度為導線MN，水平放置在載電流為I豎直長導線旁與豎直導線共面，并由圖示位置自由下落，則t秒末導線兩端電勢差UM

UN=IMNal填空題4圖第10頁練習5.有恒定電流I長直導線旁有二分之一圓環導線cd，半圓環半徑為b，環面與直導線垂直，且半圓環兩端點連線延長線與直導線相交，如圖．當半圓環以速度v沿平行于直導線方向平移時，半圓環上感應電動勢大小是多少？第11頁練習6.

兩互相平行無限長直導線載有大小相等方向相反電流，長度為b金屬桿CD與兩導線共面且垂直，相對位置如圖．CD桿以速度v平行直線電流運動，求CD桿中感應電動勢，并判斷C、D兩端哪端電勢較高？第12頁練習7.半徑為r小導體圓環，置于半徑為R大導線圓環中心，二者在同一平面內，且r<<R．在大導線環中通有正弦電流I=I0sinωt，其中ω、I0

為常數，t為時間，則任一時刻小線環中感應電動勢為_________________________________．第13頁練習8.如圖所示，二分之一徑為r2電荷線密度為

均勻帶電圓環，里邊有二分之一徑為r1

總電阻為R導體環，兩環共面同心(r2>>r1)，當大環以變角速度ω=ω(t)繞垂直于環面中心軸旋轉時，求小環中感應電流．大環中相稱于有電流這電流在O點處產生磁感應強度大小第14頁練習9.兩個相距不太遠平面圓線圈，如何可使其互感系數近似為零？設其中一線圈軸線恰通過另一線圈圓心．(A)兩線圈軸線互相平行放置．(B)兩線圈并聯．(C)兩線圈軸線互相垂直放置．(D)兩線圈串聯．第15頁練習10.在磁導率為

均勻無限大磁介質中,一無限長直導線與一寬長分別為b

和l

矩形線圈共面,直導線與矩形線圈一側平行,且相距為d.求二者互感系數.第16頁練習11.有一根無限長直導線絕緣地緊貼在矩形線圈中心軸OO′上，則直導線與矩形線圈間互感系數為_________________．0第17頁練習12.有兩個長直密繞螺線管，長度及線圈匝數均相同，半徑分別為r1

和r2．管內充滿均勻介質，其磁導率分別為m1

和m2

．設r1:r2=1:2，m1:m2=2:1，當將兩只螺線管串聯在電路中通電穩定后，其自感系數之比L1:L2

與磁能之比Wm1:Wm2

分別為：第18頁練習13.真空中一根無限長直導線中通有電流I，則距導線垂直距離為a某點磁能密度wm

=________________．第19頁練習14.半徑為R無限長柱形導體上均勻流有電流I，該導體材