哈尔滨工程大学电磁感应复习课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电磁感应与电磁场理论知识讲座,哈尔滨工程大学理学院 孙秋华,大学物理讲座,哈尔滨工程大学理学院大学物理教研部,孙秋华,电磁感应,和电磁场理论,教学要求,1.掌握电流密度矢量和电动势的概念,2.熟练掌握法拉第电磁感应定律，能根据定律解决实际问,题。,3.能熟练掌握动生电动势的计算。,4.正确理解自感和互感现象，会计算自感和互感及自感电,动势和互感电动势。,5.掌握磁场的能量和场能密度的计算。,6.理解涡旋电场和位移电流的概念。理解变化磁场引起电,场和变化电场引起磁场的两个基本规律，是电磁感应定,律和安培环路定律相应的推广。掌握麦克斯韦方程组的,积分形式。掌握电磁波的性质及波印廷矢量,4.位移电流：,一、基本概念,1.电流密度矢量：,2.电动势：,3.涡旋电场：,5.位移电流密度：,5磁场的能量及能量密度：,6.麦克斯韦方程组：,a.,能量密度:,b.,磁场能量：,7玻印廷矢量：,二、基本定律,1.法拉第电磁感应定律：,负号表明方向,2楞次定律：（略）,三、基本运算：,1）动生电动势：,2）感生电动势：,3)自感与互感,a,.自感电动势：,b,.互感电动势：,4）电磁场能量,b.,磁场能量：,a.,能量密度:,5）其它物理量的计算,电,磁,感,应,定律,楞次定律,麦氏方程组,电动势,其它计算,1如（1题图）所示，一载流螺线管的旁边有一圆形线圈，欲使线圈产生图示方向的感应电流，下列哪一种情况可以做到,A载流螺线管向线圈靠近,B载流螺线管离开线圈,C载流螺线管中电流增大,D载流螺线管中插入铁芯,B.,一、选择题：（每题3分，共60分）,2如（2题图）所示，两根无限长平行直导线载有大小相等方,向相反的电流,I,，并各以 的变化率增长，一矩形线圈位于导线平面内，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不确定,B.,3一根长度为的铜棒，在均匀磁场 中以匀角速度绕通过其一端的定轴旋转着，的方向垂直铜棒转动的平面，如（3题图）所示设时，铜棒与成,角（为铜棒转动的平面上的一个固定点），则在任一时刻这根铜棒两端之间的感应电动势是,A B,C D,A.,4如（4题图）所示，正方形线圈,abcd,处于匀强磁场,B,中，以水平速度,v,向右运动，以,ab,表示边上的感应电动势，以,表示正方形线圈的感应电动势，则,A B,C D,C.,5如（5题图）所示，在一通有电流,I,的无限长直导线所在平面内，有一半径为,r,、电阻为,R,的导线小环，环中心距直导线为,a,，且 当直导线的电流被切断后，沿着导线环流过的电荷约为,A0 B,C D,C.,6一个电阻为,R,，自感系数,L,为的线圈，将它接在一个,电动势为,的交变电源上，线圈的自感电动势为,则流过线圈的电流为,A,B,C,D,C.,D.,7,如（7题图）所示，,长度为的直导线在均匀磁场中以速度移动，直导线中的电动势为（）,AB,C D0,8自感为0.05H的线圈中，当电流在（1/8）s内由2A均匀减小到零时，线圈中自感电动势的大小为,A V B V,C 0.80V D12.0 V,C.,9面积,S,为2,S,和的两圆线圈1、2如（9题图）放置，通有相同的电流,I,线圈1的电流所产生的通过线圈2的磁通用 表示，线圈2的电流所产生的通过线圈1的磁通用,表示，则 和 的大小关系为,A B,C D,C.,10有两个线圈，线圈1对线圈2的互感系数为,M,21,，而线圈2对线圈1的互感系数为,M,12,若它们分别流过,i,1,和,i,2,的变化电流且 ，并设由,i,2,变化在线圈1中产生,的互感电动势为,12,，由,i,1,变化在线圈2中产生的互感电动势为,21,，判断下述哪个论断正确,A ，B ，,C ，D ，,C.,11如（11题图）所示，一半径为,r,的很小的金属圆环，其电阻为,R,。在初始时刻与一半径为,a,（）的大金属圆环共面且同心在大圆环中通以恒定的电流,I,，如果小圆环以匀角速度,绕其任一方向的直径转动，设任一,t,时刻小圆环的电流为,i,(,t,)，则该时刻大圆环中的感应电动势,满足,A0 B常数,C D,D.,12在真空中一个通有电流的线圈,a,所产生的磁场内有另一个线圈,b,，,a,和,b,相对位置固定若线圈,b,中电流为零（断路），则线圈,b,与,a,间的互感系数,A一定为零 B一定不为零,C可为零也可不为零,与线圈,b,中电流无关,D是不可能确定的,C.,13用线圈的自感系数,L,来表示载流线圈磁场能量的公,式,A只适用于无限长密绕螺线管,B只适用于单匝圆线圈,C只适用于一个匝数很多，且密绕的螺绕环,D适用于自感系数一定的任意线圈,D.,14真空中一根无限长直细导线上通电流,I,，则距导线垂直距离为,a,的空间某点处的磁能密度为,A B,C D,B.,14两根很长的平行直导线，其间距离为,a,，与电源组成闭合回路，如（14题图）所示已知导线上的电流为,I,，在保持,I,不变的情况下，若将导线间的距离增大，则空间的,A总磁能将增大B总磁能将减少,C总磁能将保持不变D总磁能的变化不能确定,A.,16如（16题图）所示，用导线围成如图所示的回路（以,O,点为心的圆，加一直径），放在轴线通过,O,点垂直于图面的圆柱形均匀磁场中，如磁场方向垂直图面向里，其大小随时间减小，则感应电流的流向为,B,17在感应电场中电磁感应定律可写成,，式中,E,K,为感应电场的电场强度此式表明,A闭合曲线,L,上处处相等,B感应电场是保守力场,C感应电场的电场强度线不是闭合曲线,D在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念,D.,18对于位移电流，下列说法中正确的是,A位移电流是由变化的电场产生的。,B位移电流是由线性变化的磁场产生的。,C位移电流的热效应服从焦耳定律。,D位移电流的磁效应不服从安培环路定律。,A.,19有一平行板电容器，两极均是半径为,R,的圆板，将它连接到一个交变电源上，极板上的电荷按规律,随时间变化，略去边缘效应，电容器极板间的位移电流为,A B,C D,A.,20空间有限的区域内存在随时间变化的磁场，所产生的感生电场场强为,E,i,，在不包含磁场的空间区域中分别取闭合曲面,S,，闭合曲线,L,，则,A,B,C,D,B.,二、填空题：（每题3分，共30分）,21如（21题图）所示，一半径为,r,的很小的金属圆环，在初始时刻与一半径为,a,（,r,r,，,x,R,若大线圈通有电流,I,而小线圈沿轴方向以速率,v,运动，试求时,x,=,NR,（,N,为正数）小线圈回路中产生的感应电动势的大小为,29如（29题图）所示，一矩形线圈长为,a,=20cm，宽为,b,=10cm，由100匝表面绝缘的导线绕成，放在一无限长导线的旁边且与线圈共面线圈与长直导线间的,互感系数为,H(Tm/A),30一平行板空气电容器的两极板都是半径为,R,的圆形,导体片，在充电时，板间电场强度的变化率为 ,若略去边缘效应，则两板间的位移电流为,I,d,=,谢谢各位同学,