1、大學物理第10章測試 (滿分120分)NSOO¢Oi一、 選擇題(每小題3分，共18分)1. 在兩個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，線圈平面和磁場方向垂直。今欲使線圈中產生逆時針方向(俯視)的瞬時感應電流i(如圖)，可選擇下列哪一種方法？ (A) 把線圈在自身平面內繞圓心旋轉一個小角度。(B) 把線圈繞通過其直徑的OO¢ 軸轉一個小角度。(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強度為的均勻磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，線圈電阻為R；當把線圈轉動使其法向與的夾角 a = 60° 時，線圈中已通過的電

2、量與線圈面積及轉動的時間的關系是 (A) 與線圈面積成正比，與時間無關。(B) 與線圈面積成正比，與時間成正比。(C) 與線圈面積成反比，與時間成正比。(D) 與線圈面積成反比，與時間無關。 3. 棒AD長為L，在勻強磁場中繞OO¢ 轉動。角速度為，AC = L/3。則A、D兩點間電勢差為： O (A) 。CO'DA(B) 。(C) 。(D) 。4. 將形狀完全相同的銅環和木環靜止放置，并使通過兩平面的磁通量隨時間的變化率相等，則 (A) 銅環中有感應電動勢，木環中無感應電動勢。(B) 銅環中感應電動勢大，木環中感應電動勢小。(C) 銅環中感應電動勢小，木環中感應電動勢大。(

3、D) 兩環中感應電動勢相等。 5. 對于單匝線圈取自感系數的定義式為L = F/I。當線圈的幾何形狀、大小及周圍磁介質分布不變，且無鐵磁性物質時，若線圈中的電流強度變小，則線圈的自感系數L (A) 變大，與電流成反比關系。(B) 變小。(C) 不變。(D) 變大，但與電流不成反比關系。 6. 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，管內充滿均勻磁介質，其磁導率分別為 m1和 m2，設 r1r2 = 12，m1m2 = 21，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，一導線被彎成半徑為 R的3/4 圓弧和沿徑向長為 R 的小段。當它在垂直于均勻磁場的平面內繞 O 點以角速度 w 逆時針旋轉時，在Ob 兩點間產生的電動勢 eOb = ，O與b 兩點電勢較高的為 點。ILdbcaqvRRaOwb´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´´

5、80; ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´ IlBAvlI2. 如圖所示，在一無限長的通電導線(電流為 I)的同一平面內有一長為 L的金屬棒 ac。該棒以水平速度勻速向右離開長直導線，則當金屬棒的a 端離長直導線距離為d 時產生的動生電動勢為 。3. 如圖，兩無限長直導線通有相同的電流I，且方向相同，平行地放在水平面上，相距為2l。如果使長直導線AB以勻速率 v 從圖中的位置向左移動 t

6、 秒時(導線 AB 仍在兩電流之間)，AB兩端產生的動生電動勢大小為 。A、B 兩端，電勢高的一端是 。4. 如圖所示，4根輻條的金屬輪子在均勻磁場中轉動，轉軸與平行。輪子和輻條都是導體。輻條長為 R，輪子轉速為 n，則輪子中心 a 與輪子邊緣 b 之間的感應電動勢為 ，電勢最高點是在 處。 Rab´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´

7、; ´ ´ cOb´ ´´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´´ ´ad5. 在圓柱形區域內有一均勻磁場 ，且。一邊長為l 的正方形金屬框置于磁場中，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 O，則ead = ；edc = ；eabcda = 。6. 產生動生電動勢的非靜電力是     ，其相應的非靜電場強 =        &

8、#160;     ；產生感生電動勢的非靜電力是     ，激發感生電場的場源是           。7. 將一寬度為 l 的薄銅片卷成一個半徑為 R 的細圓筒，設 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，筒內磁感應強度 的大小 B = ；此裝置的自感系數 L =            

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

10、的電場，必定有一個磁場伴隨它。方程是 ；(3)不存在磁單極子。方程是 ；(4)在靜電平衡條件下，導體內部不可能有電荷分布。方程是 。ADCBLI11. 如圖，在一長直導線L中通有電流I，ABCD為一矩形線圈，它與L皆在紙面內，且AB邊與L平行。(1) 矩形線圈在紙面內向右移動時，線圈中感應電動勢方向為 。(2) 矩形線圈繞AD邊旋轉，當BC邊已離開紙面正向外運動時，線圈中感應電動勢方向為 。12. 一根直導線在磁感應強度為的均勻磁場中以速度運動切割磁力線。導線中對應于非靜電力的場強(稱作非靜電場場強)= 。13. 如左下圖所示，在豎直向上的均勻穩恒磁場中，有兩條與水平面成 q 角的平行導軌，相

11、距L，導軌下端與電阻R相連，若一段質量為m的裸導線ab在導軌上保持勻速下滑。在忽略導軌與導線的電阻和其間摩擦的情況下，感應電動勢 ；導線ab上 端電勢高；感應電流的大小i = ，方向 。badcqw´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´qabLR14. 如右上圖所示，一導線構成一正方形線圈然后對折，并使其平面垂直置于均勻磁場中。當線圈的一半不動，另一半以角速度 w 張開時(線

12、圈邊長為2l)，線圈中感應電動勢的大小 e = 。(設此時的張角為q，見圖)15. 金屬圓板在均勻磁場中以角速度 w 繞中心軸旋轉，均勻磁場的方向平行于轉軸，如圖。這時板中由中心至同一邊緣點的不同曲線上總感應電動勢的大小 ，方向 。´ ´ ´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´´ ´ ´ ´ ´ 

13、0; ´V0XACOO¢w16. 在圖示的電路中，導線AC在固定導線上向右平移，設 = 5cm，均勻磁場隨時間的變化率dB/dt = -0.1 T/s，某一時刻導線AC速度V0 = 2m/s，B = 0.5T，x = 10cm，則這時動生電動勢的大小為 ，總感應電動勢的大小為 ，以后動生電動勢的大小隨著AC的運動而 。17. 一個薄壁紙筒，長為30 cm、截面直徑為3 cm，筒上繞有500匝線圈，紙筒內由 mr = 5000的鐵芯充滿，則線圈的自感系數為 。KRB - A+x18. 在自感系數 L = 0.05 mH的線圈中，流過I = 0.8A的電流。在切斷電路后經過t

14、= 100 ms的時間，電流強度近似變為零，回路中產生的平均自感電動勢= 。19. 圖示為一充電后的平行板電容器，A板帶正電，B板帶負電。當將開關K合上時，AB板之間的電場方向為 ，位移電流的方向為 (按圖上所標x軸正方向來回答)。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電流的變化電磁場中， ； 。三、 計算題(每題6分，共18分)IMONaLqw1. 一無限長直導線中通有穩恒電流 I。導線旁有一長度為 L 的金屬棒繞其一端 O點以勻角速度 w 在一平面內轉動，O點到導線的垂直距離為 a (a > L)，如

15、圖所示。設長直導線與金屬棒的旋轉平面共面，(1)當金屬棒轉到與長直導線垂直，即 ON 位置時，棒內的感應電動勢eON的大小和方向，O、N 兩點哪一點電位高？(2)當金屬棒轉到圖中OM 位置時，MON = q 位置時，求棒內的感應電動勢eOM的大小和方向。Ibaw2. 一半徑為 a 的小圓線圈，電阻為 R，開始時與一個半徑為 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 轉動，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 ；(3)大線圈中的感應電動勢。REFRR× 

16、15;××××× ×3. 一被限制在半徑為 R 的無限長圓柱體內的均勻磁場，方向垂直與紙面，且均勻增加，。有一長為 2R 的導體棒以速度掃過磁場，試求導體棒在 EF 位置時的感應電動勢。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2 3 ；B4 ；a5 0；6 洛侖茲力，；感生電場力，變化的磁場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軸負方向或方向2021三、計算題1. 解 (1) 如圖建立坐標系。導體棒上 r 處 dr 小段中的動生電動勢為IONaLwdrvr  (1分) 直導線在dr 小段產生的磁場為 方向向里。 (1分)導體棒上的總電動勢為(1分)其方向由O 指向 N (1分)(2) (略)(1分)其方向由O 指