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第二章磁场与电磁感应 2-1磁场一、填空题(将正确答案填写在横线上).1 当两个磁极相互靠近时,它们之间会产生相互作用的力:同名磁极相互 排斥,异名磁极相互吸引。2. 磁体周围的空间中存在着一种特殊的物质一 磁场。3. 磁感线的方向定义为:在磁体外部由 N极指向S极,在磁体内部由S极指 向N极。磁感线是闭合曲线。磁感线上任意一点的 切线方向,就是该点磁场的方 向。4. 在磁场的某一区域里,如果磁感线是一些 方向相同分布均匀的平行 直 线,这一区域称为均匀磁场。5. 磁场中某一平面上所通过磁感线的数量称为 磁通量,简称磁通,用符号 空表示,磁通的单位是韦伯(Wb,简称韦。描述磁场中各点磁场强弱和方向 的物理量叫做磁感应强度,用符号B示,单位为特斯拉(T)。6. 通常把通电导体在磁场中受到的力称为 电磁力,通电直导体在磁场内的 受力方向可用左手定则来判断。7. 把一段通电导线放入磁场中,当电流方向与磁场方向 垂直时,导线所受 到的电磁力最大;当电流方向与磁场方向 平行时,导线所受的电磁力最小。8. 在均匀磁场中放入一个线圈,当给线圈通人电流时,它就会旋转,当线 圈平面与磁感线平行时,线圈所产生转矩 最大,当线圈平面与磁感线垂直时, 转矩为0。一、选择题(将正确答案的序号填写在括号内)1. 条形磁铁中,磁性最强的部位在(B)。A. 中间B.两极C.整体2. 磁感线上任一点的(B)方向,就是该点的磁场方向。A.指向N极B切线C直线3. 通电矩形线圈,将其用线吊住并放入磁场,线圈平面垂直于磁场,线圈将(C)oA.转动B向左或向右移动C不动4. 如图2-1所示,通电导体向下运动的是(C)。圧匸 _ L_,I L_J 1D1O3ARCD图2】三、简答题1. 如图2-2所示,A B是两个用细线悬着的闭合铝环,当合上开关 S的瞬间,分析这两个铝环如何运动,并说明理由OI 丁OA L BE 5S 22答:A环向左,B环向右。因为S闭合瞬间,通过A B环的磁通变大,根据楞 次定律,为了阻碍磁通的增大,A环向左,B环向右。2判断如图2-3中电流磁场的方向,在图上标出。图答:A图上为S极,下为N极。B图左为S极,右为N极 3判断图2-4中电源的正极和负极,在图上标出。答:电源左负右正。4.判断图2-5中,导体所受的电磁力的方向,在图上标出LJ答:a图向左;b图线圈逆时针旋转;c图与导线垂直向左上;d图与磁感应线垂直向左上。四、计算题如图2-6所示,在磁感应强度大小为B的磁场中垂直于磁场方向放置1根长为 5m的载流直导体,导体中的电流为2A,测得受到的电磁力为2N,试求:(1) 磁感应强度B;(2) 标出电磁力的方向;图2-6X 5)=0.2 (T)(3) 若通入导体的电流为0,则导体受到的电磁力为多少?该区域的磁感应 强度为多少?XXX BXXXXXXXXX匚XXX /XXXXXXXXX解:(1)F=BIL B=F/IL=2/(2(2) 电磁力垂直向上。(3) 1=0 F=0 B=0.2T 22电磁感应一、填空题(将正确答案填写在横线上)1. 利用磁场产生电流的 现象称为电磁感应现象,产生的电流称为 感应电 流,产生感应电流的电动势称为 感应电动势。2. 楞次定律的内容是 感应电流产生的磁通总是 阻碍引起感应电流的磁通的 变化,当线圈中磁通增加时,感应磁场的方向与原磁通的方向 相反;当线圈中 的磁通减少时,感应磁场的方向与原磁通方向 相同。3. 在电磁感应中,用楞次定律判别感应电动势的方向;用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小,其表达式为 e N - 04. 当直导体的运动方向与磁感线垂直时,导体中的感应电动势最大;当直导体的运动方向与磁感线平行时,导体中感应电动势为 00二、判断题(正确的,在括号内画V;错误的,在括号内画X)1 .当磁通发生变化时,导线或线圈中就会有感应电流产生。(X )2. 通过线圈中的磁通越大,产生的感应电动势就越大。(X)3. 感应电流产生的磁通总是与原磁通的方向相反。(X)4. 左手定律既可以判断通电导体的受力方向,又可以判断直导体的感应电流方向。(X )*5 .直导线在磁场中运动一定会产生感应电动势。(X )*6 .在电磁感应中,感应电流和感应电动势是同时存在的;没有感应电流,也就没有感应电动势。(X )三、选择题(将正确答案的序号填写在括号内)1. 法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中感应电动势的大小(A)。A. 与穿过这一闭合电路的磁通变化率成正比B. 与穿过这一闭合电路的磁通成正比C. 与穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比D. 与穿过这一闭合电路的磁通变化量成正比2. 运动导体在切割磁感应线而产生最大感应电动势时,导体与磁感应线的 夹角为(C)。A. 0B. 45C. 903. 与电磁感应电动势大小有关的物理量是(A)。A.在磁场中的导线长度B.在磁场中导线的截面积C导线总长 D.电阻四、简答题1. 如图2 7所示,导体或线圈在均匀磁场中按图示方向运动,是否会产生 感应电动势?如产生,其方向如何?X X* X XX X X XX X x XX X U X Xhl上7X X X x答:A图产生感应电动势,方向由下向上;B图不产生感应电动势;C图产生 感应电动势,方向由a向o。2. 图2-8所示,将一条形磁铁插入或拔出线圈,试标出电阻R上的电流方向。8答:A图向上;B图向下;C图向下;D图向上计算题1. 将线圈垂直置于变化磁场中,已知该磁场的磁感应强度变化率为 0.5T/S,线圈的截面积为25cm,求线圈中产生的感应电动势。BS解:e N 下 N10. 52510 41.2510 3(V)2. 如图2-9所示,已知导体AB在外力F作用下,在均匀磁场中做匀速运动, 若B=0.5T,导体有效长度L=20cm其电阻R=2Q,运动速度v=15m/s,负载电阻R=18Q,试求导体A沖的感应电动势和电流及负载两端的电压。AX XXXXX XXXXX XXXXVX XXXXx xxxxB图29解:E=BLv=0.5X 0.2 X 15=1.5(V)I=E/(R+r)=1.5/(18+2)=0.075(A)U=IR=0.075X 18=1.35(V) 2-3自感和互感一、填空题(将正确答案填写在横线上)i 产生自感现象的原因是 线圈本身的电流发生变化,自感电动势用符号eL 表示,自感电流用符号 乞表示。2由于一个线圈中的电流产生变化而在 另一个线圈中产生电磁感应的现象 叫做互感现象。3. 当两个线圈相互平行时,互感系数最大,当两个线圈相互 垂直时,互感 系数最小。互感系数最大的情况也称全耦合。4由于线圈的绕向一致而产生感应电动势 极性相同的端子叫做同名端。5. 有铁心的线圈,其电感要比空心线圈的电感 大。二、判断题(正确的,在括号内画V;错误的,在括号内画X)1. 线圈中的电流变化越快,则其自感系数就越大。(X)2. 自感电动势的大小与线圈的电流变化率成正比。(V)3. 空心线圈插入铁心后电感变小。(X)4. 当结构一定时,铁心线圈的电感是一个常数。(X)三、选择题(将正确答案的序号填写在括号内)1. 当线圈中通入(B)时,就会引起自感现象。A.不变的电流B.变化的电流 C.电流2. 线圈中产生的自感电动势总是(C)。A.与线圈内的原电流方向相同B.与线圈内的原电流方向相反C.阻碍线圈内原电流的变化D.上面三种说法都不正确四、简答题1. 电路如图2-10所示,试标出当滑动变阻器中间触头向右滑动时,A B线圈中感应电流的方向。ffl210答:由于原磁场增大,所以a中感应电流有电流表的右进左出;b中的感应 电流有电流表的右进左出。2. 如图2-11所示为半导体收音机磁性线圈Ll,L2及再生线圈L3。试根据图 示线圈的绕法标出它们的同名端。LI13答:1、3、5 (或2、4、6)为同名端。计算题1.在O.OIs内,通过一个线圈的电流由0.2A增加到0.4A,线圈产生5V的自 感电动势,求:(1)线圈的自感系数L是多大? 如果通过该线圈的电流在0.05s内由0.5A增加到1A,产生的自感电动势 又是多大?Ie5解:(1)e1_下 所以 L -p 丽 00.25(H)T 0.01I10 5(2)e L 斗 0.25 2. 5(V)t0.052.电感L=500m的线圈,忽略其电阻,设在某一瞬间通过线圈的电流每秒 增加5A,此时线圈两端的电压是多少?I5解:e L0. 52. 5(V)t1
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