技校电工学第五版第二章磁场与电磁感应

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