基礎(chǔ)物理學(xué)第七章電磁感應(yīng)課后習(xí)題答案

1、第七章第七章電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)變化電磁場(chǎng)變化電磁場(chǎng)思考題思考題71感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流哪一個(gè)更能反映電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)？答：答：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。72直流電流表中線圈的框架是閉合的鋁框架，為什么？靈敏電流計(jì)的線圈處于永磁體的磁場(chǎng)中，通入電流線圈就發(fā)生偏轉(zhuǎn)。切斷電流后線圈在回復(fù)原來(lái)位置前總要來(lái)回?cái)[動(dòng)好多次。這時(shí)如果用導(dǎo)線把線圈的兩個(gè)接頭短路，則擺動(dòng)會(huì)馬上停止。這是什么緣故答：用導(dǎo)線把線圈的兩個(gè)接頭短路，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此線圈在磁場(chǎng)中受到一力

2、偶矩的作用，阻礙線圈運(yùn)動(dòng)，使線圈很快停下來(lái)。73讓一塊磁鐵在一根很長(zhǎng)的鉛直銅管內(nèi)落下，若不計(jì)空氣阻力，試描述磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況，并說(shuō)明理由。答：答：當(dāng)磁鐵在金屬管中時(shí)，金屬管內(nèi)感應(yīng)感生電流，由楞次定律可知，感生電流的方向，總是使它所激發(fā)的磁場(chǎng)去阻止引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化，即：阻礙磁鐵相對(duì)金屬管的運(yùn)動(dòng)。磁鐵在金屬管內(nèi)除重力外，受到向上的磁力，向下的加速度減小，速度增大，相應(yīng)磁力增大。當(dāng)磁力等于重力時(shí)，磁鐵作勻速向下運(yùn)動(dòng)，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。7

3、4用金屬絲繞制的標(biāo)準(zhǔn)電阻是無(wú)自感的，怎樣繞制才能達(dá)到自感系數(shù)為零的目的？答：答：如果回路周圍不存在鐵磁質(zhì)，自感L的數(shù)值將與電流無(wú)關(guān)，僅由回路的幾何性質(zhì)、匝數(shù)以及周圍磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率所決定。把一條金屬絲接成雙線繞制，就能得到自感系數(shù)為零的線圈。做純電阻用的電阻器都是這樣繞制的。75舉例說(shuō)明磁能是貯藏在磁場(chǎng)中的。76如果電路中通有強(qiáng)電流，當(dāng)你突然拉開閘刀斷電時(shí)，就會(huì)有火花跳過閘刀。試解釋這一現(xiàn)象。答：答：當(dāng)突然拉開通有強(qiáng)電流電路中的刀閘而斷電

4、時(shí)，電路中電流迅速減小，電流的變化率很大，因而在電路中會(huì)產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)。此電動(dòng)勢(shì)可以把刀閘兩端間的空氣擊穿，因而在刀閘處會(huì)有大的火花跳過。77變化的電場(chǎng)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，是否一定隨時(shí)間而變化？變化的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電場(chǎng)，是否也一定隨時(shí)間而變化？78試比較傳導(dǎo)電流與位移電流。答：答：位移電流具有磁效應(yīng)與傳導(dǎo)電流相同。兩者不同之處：產(chǎn)生機(jī)理不同，傳導(dǎo)電流是電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的，位移電流是變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的；存在條件不同，傳導(dǎo)電流需要導(dǎo)體，位移電流

5、不需要導(dǎo)體，可以存在于真空中、導(dǎo)體中、介質(zhì)中；位移電流沒有熱效應(yīng)，傳導(dǎo)電流產(chǎn)生焦耳熱。79試由麥克斯韋方程組的積分形式，定性地說(shuō)明怎樣產(chǎn)生統(tǒng)一的電磁場(chǎng)；并說(shuō)明靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒磁場(chǎng)是統(tǒng)的一電磁場(chǎng)在一定條件下的一種特殊形式。2200121()ln22alvtalvtmmavtavtIIlalvttdldxxavt????????????????????此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0122()()2()()tvNIlltNdtavtalvt????????

6、??時(shí)0?t30122(0)3.010V2()iNIvllaal????????73如果上題中的線圈保持不動(dòng)，而在長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有交變電流，tA)100sin(10tI??以秒計(jì)，則線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如何？解：解：012mIdBdSldxx?????????201012ln22almSaIlIlaldxBdSxa????????????????701224100.20.10.1ln1000ln10100cos(100)220.10.04l

7、n2cos(100)V=8.710cos(100)VlaldINNtdtadttt??????????????????????????????74如圖所示，質(zhì)量為M、長(zhǎng)度約為l的金屬棒ab從靜止開始沿傾斜的絕緣框架下滑，設(shè)磁場(chǎng)豎直向上，求棒內(nèi)的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。假定摩擦可以忽略不計(jì)。B?解：解：金屬棒所受重力加速度沿斜面方向的分量為，棒的速度。?singg?tgv?sin?磁場(chǎng)沿垂直于棒運(yùn)動(dòng)方向（垂直于斜面）的分量為?cosB

8、B??故棒的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為lvBi??????2sin21sinlgcosBltgtB??75如圖所示，金屬桿AB以勻速v平行于一長(zhǎng)直導(dǎo)線移動(dòng)，此導(dǎo)線通有電流。I問：此桿中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大？桿的哪一端電勢(shì)較高？解:在上距長(zhǎng)直導(dǎo)線為處任取一微元其方ABldl?向指向B，根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的定義式，可得：00()ln22BabAaIvdlIvabvBdlla?????????????????電動(dòng)勢(shì)的方向由A指向B，B端的電勢(shì)高。76有一均勻磁場(chǎng)