习题9电磁感应与电磁场

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电磁感应与电磁场练习题及答案

12
的大小关系为：
［C ］
(A) 21 = 212 ； (B) 21 > 12 ；
(C)

=
21
12
；
(D) 21 = 12 ．
I
I
S 1 2S
2
6、电位移矢量的时间变化率 dD / dt 的单位是
（A）库仑／米2 ；（B）库仑／秒；（C）安培／米2 ；（D）安培•米2 .
解： (1)
U q 1 t i d t 1 0.2et t 0.2 (1 et )
C C0
C
0C
(2) 由全电流的连续性，得
I d i 0.2et
四、问答题
18、简述方程

L
H
d
l

I

S
t
D
d
S
中各项的意义，并简述这个
方程揭示了什么规律．
C
(2) 非均匀的时变磁场 B Kx cost ．
O B
v
D
解：(1) 由法拉第电磁感应定律：
B 1 xy
2
y tg x
x vt
x N
i

d
/d t

d dt
(1 2
B tg
x2)
1 B tg 2x d x /dt B tg v 2t
2
在导体MN内 i 方向由M向N．
［C］
7、在感应电场中电磁感应定律可写成
EK
为感应电场的电场强度．此式表明： L
d
l

d
dt
(A) 闭合曲线 L上 EK 处处相等；

电磁场练习题

电磁场练习题电磁场是物理学中重要的概念，广泛应用于电力工程、通信技术等领域。

为了更好地理解和掌握电磁场的相关知识，以下是一些练习题，帮助读者巩固对电磁场的理解。

练习题1：电场1. 有一电荷+Q1位于坐标原点，另有一电荷+Q2位于坐标(2a, 0, 0)处。

求整个空间内的电势分布。

2. 两个无限大平行带电板，分别带有电荷密度+σ和-σ。

求两个带电板之间的电场强度。

3. 一个圆环上均匀分布有总电荷+Q，圆环的半径为R。

求圆环轴线上离圆环中心距离为x处的电场强度。

练习题2：磁场1. 一个无限长直导线通过点A，导线中电流方向由点A指向B。

求点A处的磁场强度。

2. 一个长直导线以λ的线密度均匀分布电流。

求距离导线距离为r处的磁场强度。

3. 一半径为R、载有电流I的螺线管，求其轴线上离螺线管中心的距离为x处的磁场强度。

练习题3：电磁场的相互作用1. 在一均匀磁场中，一电子从初始速度为v0的方向垂直进入磁场。

求电子做曲线运动的轨迹。

2. 有两个无限长平行导线，分别通过电流I1和I2。

求两个导线之间的相互作用力。

3. 一个电荷为q的粒子以速度v从初始位置x0进入一个电场和磁场同时存在的区域。

求电荷受到的合力。

练习题4：电磁场的应用1. 描述电磁波的基本特性。

2. 电磁感应现象的原理是什么？列举几个常见的电磁感应现象。

3. 解释电磁场与电路中感应电动势和自感现象的关系。

根据上述练习题，我们可以更好地理解和掌握电磁场的基本原理和应用。

通过解答这些练习题，我们能够加深对电场、磁场以及电磁场相互作用的理解，并掌握其在实际应用中的运用。

希望读者能够认真思考每道练习题，尽量自行解答。

如果遇到困难，可以参考电磁场相关的教材、课件等资料，或者向老师、同学寻求帮助。

通过不断练习和思考，相信读者可以彻底掌握电磁场的相关知识，为今后的学习和应用奠定坚实的基础。

大学物理(少学时)第9章电磁感应与电磁场课后习题答案

9-1两个半径分别为R 和r 的同轴圆形线圈相距x ，且R >>r ，x >>R ．若大线圈通有电流I 而小线圈沿x 轴方向以速率v 运动，试求小线圈回路中产生的感应电动势的大小．解：在轴线上的磁场()()22003322222IR IR B x R x R xμμ=≈>>+32202xr IR BS πμφ==v xr IR dt dx x r IR dt d 422042202332πμπμφε=--=-=9-2如图所示，有一弯成θ 角的金属架COD 放在磁场中，磁感强度B ϖ的方向垂直于金属架COD 所在平面．一导体杆MN 垂直于OD 边，并在金属架上以恒定速度v ϖ向右滑动，v ϖ与MN 垂直．设t =0时，x = 0．求当磁场分布均匀，且B ϖ不随时间改变，框架内的感应电动势i ε．解：12m B S B xy Φ=⋅=⋅,θtg x y ⋅=,vt x =22212/()/i d dt d Bv t tg dt Bv t tg εϕθθ=-=-=⋅，电动势方向：由M 指向N9-3 真空中，一无限长直导线，通有电流I ，一个与之共面的直角三角形线圈ABC 放置在此长直导线右侧。

已知AC 边长为b ，且与长直导线平行，BC 边长为a ，如图所示。

若线圈以垂直于导线方向的速度v 向右平移，当B 点与直导线的距离为d 时，求线圈ABC 内的感应电动势的大小和方向。

解：当线圈ABC 向右平移时，AB 和AC 边中会产生动生电动势。

当C 点与长直导线的距离为d 时，AC 边所在位置磁感应强度大小为：02()IB a d μπ=+AC 中产生的动生电动势大小为：xr IRx vC DOxMθBϖv ϖ02()AC AC IbvBl v a d μεπ==+，方向沿CA 方向如图所示，在AB 边上取微分元dl ，微分元dl 中的动生电动势为，()AB d v B dl ε=⨯⋅v v v其方向沿BA 方向。

电磁场与电磁感应的关系

电磁场与电磁感应的关系电磁场和电磁感应是电磁学的两个重要概念，它们之间存在紧密的关系。

电磁场是指由电荷或电流所产生的物理场，而电磁感应则是指当一个导体磁通量发生变化时，在导体中会产生感应电动势。

本文将详细探讨电磁场和电磁感应之间的关系，并介绍它们在现实生活和科技应用中的重要性。

一、电磁场的基本原理电荷和电流都是产生电磁场的重要因素。

根据库仑定律，电荷之间的相互作用力与它们之间的距离成平方反比。

这意味着电荷会在周围形成一个电场，电场中的电荷会受到电场力的作用。

同样地，电流也会产生磁场，磁场中的磁感应强度会影响磁场中的电流。

二、电磁感应的原理电磁感应是指当导体中的磁通量发生变化时，在导体中会产生感应电动势。

磁通量是磁场线穿过某个面积的数量，用符号Φ表示。

根据法拉第电磁感应定律，当磁通量Φ发生变化时，感应电动势E的大小与磁通量的变化率成正比。

三、电磁场与电磁感应的关系电磁场和电磁感应之间存在着紧密的关系。

首先，电磁场的存在是电磁感应的基础。

只有当存在磁场时，导体才会感应出电动势。

其次，电磁感应也会产生磁场。

根据安培环路定律，当导体中有电流通过时，会形成闭合的磁场线。

这个磁场又会影响到其他导体中的电流。

在实际应用中，电磁感应的原理被广泛应用于发电机、变压器等设备中。

发电机通过旋转的磁场线穿过线圈，感应出电动势，从而转化为电能。

变压器利用电磁感应的原理来调整电压的大小。

另外，电磁场和电磁感应也在电磁波的传播中起着重要作用。

电磁波是一种由振荡的电场和磁场组成的波动现象，广泛应用于通信、无线电等领域。

总结起来，电磁场和电磁感应是相辅相成的概念。

电磁场的存在为电磁感应提供了基础，而电磁感应又反过来影响着电磁场的分布。

它们之间的关系不仅仅是理论上的联系，更在现实生活和科技应用中发挥着重要作用。

理解和掌握电磁场与电磁感应的关系，对于深入理解电磁学的原理和应用具有重要意义。

哈工大-大学物理-习题课-电磁感应和电磁场理论的基本概念-2010.7.9

设单位长度电缆的自感为L，则单位长度电缆储存的磁能也可设单位长度电缆的自感为，表示为
由方程
µ0I 2 1 R 1 2 2 LI = + ln R 2 4 4 π 1
µ0 1 R 2 可得出 L = + ln 从能量出发，求解自感系数 2 4 R π 1
10cm
或
dϕ 2 dB ei = = πr = π ×(10×10−2 )2 ×0.1 dt dt
= π ×10−3 = 3.14×10−3V
(3) 根据欧姆定律，圆环中的感应电流为根据欧姆定律， ei π −3 −3
Ii = R = 2 ×10 =1.57×10 A
× × × × × × × × × × × ×
电场的电力线是同心圆，且为顺时针绕向。因此，电场的电力线是同心圆，且为顺时针绕向。因此，圆环上任一点的感生电场，沿环的切线方向且指向顺时针一边。任一点的感生电场，沿环的切线方向且指向顺时针一边。其大小为
1 dB 1 E旋＝ r = ×10×10−2 ×0.1 2 dt 2
3、在图示虚线圆内的所有点上，磁感、在图示虚线圆内的所有点上，应强度B为应强度为 0.5T，方向垂直于纸面向里，，方向垂直于纸面向里，且每秒钟减少0.1T。虚线圆内有一半径且每秒钟减少。的同心导电圆环，为 10 cm 的同心导电圆环，求： (1)圆环上任一点感生电场的大小和方向。圆环上任一点感生电场的大小和方向。圆环上任一点感生电场的大小和方向 (2)整个圆环上的感应电动势的大小。整个圆环上的感应电动势的大小。整个圆环上的感应电动势的大小
在圆柱与圆筒之间的空间距轴线r处取一半径为、厚为dr、在圆柱与圆筒之间的空间距轴线处，取一半径为r、厚为、单位长度的共轴薄壁圆柱壳、单位长度的共轴薄壁圆柱壳、薄壁圆柱壳内磁能密度

第九章电磁感应电磁场(一)作业答案

一。

选择题[ D ]1.（基础训练3）在一自感线圈中通过的电流I 随时间t 的变化规律如图(a)所示，若以I 的正流向作为的正方向，则代表线圈内自感电动势随时间t 变化规律的曲线应为图(b)中(A)、(B)、(C)、(D)中的哪一个？【分析】dt dI LL -=ε，在每一段都是常量。

dtdI[ D ]2. （基础训练5）在圆柱形空间内有一磁感强度为B的均匀磁场，如图所示．B的大小以速率d B /d t 变化．在磁场中有A 、B 两点，其间可放直导线AB 和弯曲的导线AB ，则 (A) 电动势只在导线AB 中产生． (B) 电动势只在AB 导线中产生． (C) 电动势在AB 和AB 中都产生，且两者大小相等．(D) AB 导线中的电动势小于导线中的电动势【分析】连接oa 与ob ，ob ab ob oab εεεε++=。

因为涡旋电场总是与圆柱截面垂直，所以oa 和ob 上的涡旋电场方向处处垂直于oa 、ob ，即0=⋅==⎰→→l d E ob ob εεoab ob d dB S dt dtφεε==-=- o ab oabd d dtdtϕϕ∴<[ B ]3.（基础训练6）如图12-16所示，直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中，磁场B平行于ab 边，bc 的长度为l ．当金属框架绕ab 边以匀角速度ω转动时，abc 回路中的感应电动势和a 、c 两点间的电势差U a – U c 为(A) 0ε= 221l B U U c a ω=- (B) 0ε= 221l B U U c a ω-=-(C)2B l εω=221l B U U c a ω=- (D) 2B l εω= 221l B U U c a ω-=-【分析】ab 边以匀速转动时 0=-=dtd abc φε 22l B l d B v U U U U L c b c a ω-=∙⎪⎭⎫⎝⎛⨯=-=-⎰→→→ t t tt t (b)(a)Bab clω图12-16[ B ]4.（自测提高2）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) 200)2(21a I πμμ (B) 200)2(21a I πμμ (C) 20)2(21I a μπ (D) 200)2(21aI μμ【分析】距离为a 的空间该点的磁感应强度大小为：aIB πμ20=磁能密度为 200022212⎪⎭⎫ ⎝⎛==a I B w m πμμμ [ B ]5.（自测提高5）用导线围成的回路(两个以O 点为心半径不同的同心圆，在一处用导线沿半径方向相连)，放在轴线通过O 点的圆柱形均匀磁场中，回路平面垂直于柱轴，如图12-26所示．如磁场方向垂直图面向里，其大小随时间减小，则(A)→(D)各图中哪个图上正确表示了感应电流的流向？【分析】根据公式S dt B d l E S Ld d ⋅-=⋅⎰⎰⎰感，因为0<dtB d 且磁场方向垂直图面向里，所以感应电流为顺时针方向，再由于感应电流是涡电流，故选B 图。

高三物理练习题：电磁场与电磁感应

高三物理练习题：电磁场与电磁感应一、选择题1. 以下哪个量可以描述电磁场线的方向？A. 电位差B. 电流强度C. 磁感应强度D. 电容量2. 在电磁振荡过程中，电磁场的能量主要以什么形式传递？A. 电子动能B. 磁场能量C. 电场能量D. 力学能量3. 假设在一个导体回路中，磁感应强度的变化速率为1 T/s，回路的面积为0.5 m²。

根据法拉第电磁感应定律，通过回路的感应电动势大小为多少？A. 0.5 VB. 0.25 VC. 2 VD. 1 V4. 两根平行长导线，通电方向相反，电流强度分别为 I 和 2I。

若两导线间距离为 d，根据安培力定律，两导线之间的力大小为多少？A. μ₀I²/dB. 2μ₀I²/dC. 3μ₀I²/dD. 4μ₀I²/d5. 若将一个长直导线中通以交变电流，导线周围将会形成一个：A. 强磁场B. 弱磁场C. 强电场D. 弱电场二、计算题1. 一个电磁铁的匝数为 1000，电流强度为 5A，导体的长度为 0.5m。

求这根导线中的磁感应强度大小。

2. 在一个磁感应强度为 0.3T 的电磁场中，一段长度为 0.2m 的导线的感应电动势为 5V。

求导线在电磁场中的速度大小。

三、应用题1. 一辆汽车在磁感应强度为 0.4T 的磁场中运行，汽车的轨道形状是一个圆形，半径为 100m。

若汽车以 30 m/s的速度通过磁场，求汽车所受的磁场力大小。

2. 在一个电磁场中，某导体棒以 20 m/s 的速度向右运动，导体棒的长度为 0.1m。

磁感应强度为 0.5T，导体棒的电阻为2Ω。

求导体棒在电磁场中消耗的功率大小。

四、解答题1. 简述什么是电磁感应现象，并举例说明。

2. 电流通过一个圆形线圈产生的磁场会对其自身产生什么影响？并解释其原因。

注意：以上所有题目均为高三物理相关的练习题，旨在拓展学生对电磁场与电磁感应的理解。

请同学们务必认真思考，并结合所学的知识解答。

大学物理-第九章电磁感应电磁场理论

2.电场强度沿任意闭合曲线的线积分等于以该曲线
为边界的任意曲面的磁通量的变化率的负值。 3.通过任意闭合曲面的磁通量恒等于零。
4.磁场强度沿任意闭合曲线的线积分等于穿过以该曲线为边界的曲面的全电流。
第第九十章一电章磁真感空应中的电恒磁定场磁理场论
麦克斯韦方程组（物理含义）
(1) SDdSq (2)
例1 有一圆形平板电容器 R , 现对其充电,使电路上
的传导电流为 I ,若略去边缘效应, 求两极板间离开轴
线的距离为 r(r R) 的区域的（1）位移电流;
（2）磁感应强度 .
解如图作一半径
Q Q
为 r平行于极板的圆形
回路，通过此圆面积的
电位移通量为
I
R P*r
I
ห้องสมุดไป่ตู้
D D(πr2)
D
Edl BdS
L
s t
(3) SBdS0
(4) LHdl IsD t dS
1.电荷是产生电场的源。
2.变化的磁场也是产生电场的源。
3.自然界没有单一的“磁荷”存在。
4.电流是产生磁场的源，变化的电场也是产生磁场的源。
第第九十章一电章磁真感空应中的电恒磁定场磁理场论
解：∵
B只分布在R 1

r

R 2
区
域内且
wm
B2 2

8
I2 2r 2
B I 2 r
第第九十章一电章磁真感空应中的电恒磁定场磁理场论
RR11 RR22
⊙⊙BB II
rr ⊕⊕BB
r dr
所以取体积元为 dVl2rdr
W m VwmdVR R1 28μπ2Ir22l2πrdr

10-电磁感应与电磁场例题

例6 一被限制在半径为 R 的无限长圆柱内的均匀磁场 B ， B 均匀增加，的方向如图所示。匀增加，B 的方向如图所示。求导体棒MN、CD的感生电动势导体棒、的感生电动势方法一(用感生电场计算用感生电场计算): 解方法一用感生电场计算
r B
M r dB EV = ( r < R) R rh 2 dt D C r N r α εMN = ∫ EV ⋅ dl = 0 M r D D r L r dB h hL dB εCD = ∫ EV ⋅ dl = ∫ EV cosαdl = ∫ dl = o 2 dt r C C 2 dt
1. 位移电流具有磁效应 —与传导电流相同 2. 位移电流与传导电流不同之处 (1) 产生机理不同 (2) 存在条件不同
dΦ I= D dt
r B
位移电流可以存在于真空中、导体中、位移电流可以存在于真空中、导体中、介质中 3. 位移电流没有热效应，传导电流产生焦耳热位移电流没有热效应，
设平行板电容器极板为圆板，半径为R 两极板间距为d, 例设平行板电容器极板为圆板，半径为，两极板间距为用缓变电流 IC 对电容器充电求 P1 ,P2 点处的磁感应强度解任一时刻极板间的电场
L
S1 L
矛盾
I R
S2
ε
稳恒磁场的安培环路定理已不适用于非稳恒电流的电路
S1 L
I R
S2
ε
二. 位移电流假设
非稳恒电路中， •非稳恒电路中，在传导电流中断处必发生电荷分布的变化
I = dq / dt
极板上电荷的时间变化率等于传导电流
•
以平行板电容器为例) 以平行板电容器为例电荷分布的变化必引起电场的变化 (以平行板电容器为例电位移通量

第9 章《电磁感应电磁场理论》复习思考题

第9章《电磁感应电磁场理论》复习思考题一、填空题：1．飞机以1s m 200-⋅=v 的速度水平飞行，机翼两端相距离m 30=l ，两端这间可当作连续导体。

已知飞机所在处地磁场的磁感应强度B 在竖直方向上的分量T 1025-⨯。

机翼两端电势差U 为0.12V 。

2．当穿过一个闭合导体回路所包围的面积内的磁通量发生变化时，在导体回路中就会产生电流，这种现象称为电磁感应现象。

3．用导线制造成一半径为m 10.0=r 的闭合圆形线圈，其电阻Ω=10R ，均匀磁场B 垂直于线圈平面。

欲使电路有一稳定的感应电流A 01.0=I ，B 的变化率应为__3.18T/s_____________。

4．楞次定律：感生电流的磁场所产生的磁通量总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

5．如果导体不是闭合的，即使导体在磁场里做切割磁力线运动也不会产生感应电流，但在导体的两端产生_感应电动势____。

6．楞次定律是能量守恒和转换 _定律在电磁现象领域中的表现。

二、单选题1．感生电场是。

（A ）由电荷激发，是无源场；（B ）由电荷激发，是有源场；（C ）由变化的磁场激发，是无源场；（D ）由变化的磁场激发，是有源场。

2．关于感应电动势的正确说法是：。

（A ）导体回路中的感应电动势的大小与穿过回路的磁感应通量成正比；（B ）当导体回路所构成的平面与磁场垂直时，平移导体回路不会产生感应电动势；（C ）只要导体回路所在处的磁场发生变化，回路中一定产生感应电动势；（D ）将导体回路改为绝缘体环，通过环的磁通量发生变化时，环中有可能产生感应电动势。

3．交流发电机是根据原理制成的。

（A ）电磁感应； B ）通电线圈在磁场中受力转动；（C ）奥斯特实验；（D ）磁极之间的相互作用。

4．将形状完全相同的铜环和木环静止放置，并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等，则不计自感时，。

（A ）铜环中有感应电动势，木环中无感应电动势（B ）铜环中感应电动势大，木环中感应电动势小（C ）铜环中感应电动势小，木环中感应电动势大（D ）两环中感应电动势相等。

大学物理第9章电磁感应和电磁场课后习题及答案

第9章电稳感应和电磁场习题及答案1. 通过某回路的磁场与线圈平面垂直指向纸面内，磁通量按以下关系变化：23(65)10t t Wb -Φ=++⨯。

求2t s =时，回路中感应电动势的大小和方向。

解：310)62(-⨯+-=Φ-=t dtd ε当s t 2=时，V 01.0-=ε由楞次定律知，感应电动势方向为逆时针方向2. 长度为l 的金属杆ab 以速率υ在导电轨道abcd 上平行移动。

已知导轨处于均匀磁场B中，B 的方向与回路的法线成60°角，如图所示，B 的大小为B =kt (k 为正常数)。

设0=t 时杆位于cd 处，求：任一时刻t 导线回路中感应电动势的大小和方向。

解：任意时刻通过通过回路面积的磁通量为202160cos t kl t Bl S d B m υυ==⋅=Φ导线回路中感应电动势为 t kl tmυε-=Φ-=d d 方向沿abcda 方向。

3. 如图所示，一边长为a ，总电阻为R 的正方形导体框固定于一空间非均匀磁场中，磁场方向垂直于纸面向外，其大小沿x 方向变化，且)1(x k B +=，0>k 。

求：（1）穿过正方形线框的磁通量；（2）当k 随时间t 按t k t k 0)(=(0k 为正值常量)变化时，线框中感生电流的大小和方向。

解：（1）通过正方形线框的磁通量为⎰⎰=⋅=Φa S Badx S d B 0 ⎰+=a dx x ak 0)1()211(2a k a +=（2）当t k k 0=时，通过正方形线框的磁通量为)211(02a t k a +=Φ 正方形线框中感应电动势的大小为dt d Φ=ε)211(02a k a += 正方形线框线框中电流大小为)211(02a R k a R I +==ε，方向：顺时针方向4.如图所示，一矩形线圈与载有电流t I I ωcos 0=长直导线共面。

设线圈的长为b ，宽为a ；0=t 时，线圈的AD 边与长直导线重合；线圈以匀速度υ垂直离开导线。

八年级物理练习题：电磁感应

八年级物理练习题：电磁感应电磁感应练习题
题目一：
1. 一根导线被连接到一个电池的两个端口上，并放在一块磁铁附近。

当电流通过导线时，磁铁受到吸引。

请说明这是如何发生的？
题目二：
2. 一个长直导线垂直放置在一块保持不变的磁场中。

如果导线中的电流方向与磁场方向相同，导线将受到一个向上的力。

如果电流方向与磁场方向相反，导线将受到一个向下的力。

请解释这个现象。

题目三：
3. 当电磁感应发生时，电流是如何产生的？请解释法拉第电磁感应定律。

题目四：
4. 简述发电机的工作原理。

说明在发电机中如何利用电磁感应产生电流。

题目五：
5. 请解释电磁感应在变压器中的应用。

说明变压器如何将电能从一个线圈传输到另一个线圈。

题目六：
6. 电磁感应可用于许多设备和技术中。

请举例并解释其中一个实际应用。

题目七：
7. 描述电磁感应实验的步骤。

设计并实施一个简单的电磁感应实验。

题目八：
8. 某个发电站的输出电压为220V。

计算电磁感应原理下，需要多少匝才能将
输出电压增加到440V？
题目九：
9. 当一个磁场变化时，经过具有多个匝数的线圈时，电压的大小会受到影响。

请说明匝数如何影响电磁感应中的电压大小。

题目十：
10. 电磁感应也被应用于感应炉。

解释感应炉是如何利用电磁感应加热金属的。

电磁感应与电磁场理论

电磁感应与电磁场理论电磁感应是电磁学中的一个重要概念，它描述了导体中自由电子受到磁场作用而产生电流的现象。

与此同时，电磁场理论探讨了电荷和电流产生的电磁场如何相互作用，相互影响。

本文将深入探讨电磁感应与电磁场理论相关的原理和应用。

一、电磁感应电磁感应是指当导体在磁场中运动，或磁场发生变化时，导体中的自由电子会受到力的作用而产生电流。

这一现象遵循法拉第电磁感应定律，即磁通量的变化率与感应电动势成正比。

这个定律可以用以下公式表示：ε = -dΦ/dt其中，ε代表感应电动势，Φ代表磁通量，t代表时间。

负号表示感应电动势的方向与磁通量变化的方向相反。

电磁感应广泛应用于发电机、变压器等电器设备中。

发电机通过旋转导体在磁场中切割磁力线，产生感应电动势和电流，进而转化为电能。

而变压器则利用电磁感应原理来改变交流电的电压大小。

二、电磁场理论电磁场理论是电磁学的基础理论之一。

根据麦克斯韦方程组，电磁场由电场和磁场组成，并且它们彼此相互依存、相互作用。

电场由带电粒子产生，而磁场则由电流产生。

电磁场理论的核心方程为麦克斯韦方程组，其中包括：1. 麦克斯韦第一和第二方程组成的电场方程：∇·E = ρ/ε0∇×E = -∂B/∂t其中，∇表示梯度运算符，E表示电场强度，ρ表示电荷密度，ε0表示真空介电常数，B表示磁感应强度，t表示时间。

2. 麦克斯韦第三和第四方程组成的磁场方程：∇·B = 0∇×B = μ0J + μ0ε0∂E/∂t其中，∇表示梯度运算符，B表示磁感应强度，J表示电流密度，μ0表示真空磁导率。

通过运用麦克斯韦方程组，我们可以推导出电磁波的性质，进一步探索电磁场的行为规律。

电磁场理论的应用非常广泛。

例如，电磁场理论在通信领域中的应用，我们利用电磁波传输信号，实现了无线通信。

此外，电磁场理论在电子技术、雷达、微波炉等方面也有许多重要的应用。

三、电磁感应与电磁场理论的联系电磁感应与电磁场理论密切相关。

大学物理第九章电磁感应电磁场理论的基本概念

选择绕行方向如右图所示：
b v
o 0 I x bdr 2r 0 Ib x a dr 0 Ib x a x r 2 ln x 2
x
0 Ivab d m d m dx 方向动 dt dx dt 2x( x a )
v
19
V a I d a d ω b c b cV
三、法拉第电磁感应定律的使用方法 1、规定任一绕行方向为回路的正方向。由右手螺旋法则确定回路的正法线方向 en 。 d 正法线方向 2、计算 SB dS 及 dt en 3、由 d 之值确定 i 的方向 dt S d L
i
d dt 0, i 0, i的方向与绕行方向相同 d 0, 0, 的方向与绕行方向相反 i i dt
L
解二：构成扇形闭合回路
AOCA
B

L
A
1 2 m B dS BS AOCA B L 2
o

C
d m 1 1 2 d BL BL2 dt 2 dt 2
沿OACO
由楞次定律:
A
o
17
例2. 如图所示，一矩形导线框在无限长载流导线I 的场中向右运动，t时刻如图所示，求其动生电动势。
E涡 dl 0
法拉第电磁感应定律推广为
d E涡 dl L 22 dt
静电荷激发电场 E dl 0 保守力场（无旋场）电场 d 变化磁场激发电场 E涡 dl dt

d 产生的原因不同。 E涡 dl 涡旋电场 dt 静电场的区别电力线不同。 E dl 0 环流不同

程守洙《普通物理学》(第5版)(上册)课后习题-电磁感应电磁场理论(圣才出品)

第9章电磁感应电磁场理论9-1如图9-1所示，通过回路的磁感应线与线圈平面垂直，且指向图面，设磁通量依如下关系变化：φ=6t2+7t+1式中φ的单位为mWb，t的单位为s.求t=2时，回路中的感生电动势的量值和方向.图9-1解：由题意可知，回路中的感生电动势为：当时，电动势为：，方向为逆时针方向（即与设定的回路绕行t s2方向相反）.9-2在两平行导线的平面内，有一矩形线圈，如图9-2所示.如导线中电流，随时间变化，试计算线圈中的感生电动势.图9-2解：根据题意建立坐标系，取坐标轴Ox，如图9-3所示.图9-3两电流在x处的磁感应强度大小为：，方向垂直纸面向里.取顺时针为回路的绕行方向，通过面元dS=l1dx的磁通量为：通过矩形线圈的磁通量为：矩形线圈中的感生电动势为：.9-3如图9-4所示，具有相同轴线的两个导线回路，小的回路在大的回路上面距离y 处，y远大于回路的半径R，因此当大回路中有电流，按图示方向流过时，小回路所围面积πr2之内的磁场几乎是均匀的.现假定y以匀速v=dy/dt而变化.（1）试确定穿过小回路的磁通量φ和y之间的关系；（2）当y=NR时（N为整数），小回路内产生的感生电动势；（3）若v＞0，确定小回路内感应电流的方向.图9-4解：（1）根据导电线圈轴线上的磁感应强度分布，可得大回路在小回路处产生的磁感应强度：.由题意知，因此在距离大线圈平面y处的磁场可近似为均匀磁场，其次感应强度，则穿过小回路中的磁通量和y之间的关系为：.（2）小回路内产生的感生电动势为：.（3）由榜次定律可判定，当从上向下看时小回路的感应电流为逆时针方向.9-4PM和MN两段导线，其长均为10cm，在M处相接成30°角，若使导线在均匀磁场中以速度v=15m/s运动，方向如图9-5所示，磁场方向垂直纸面向内，磁感应强度为B=25×10-2T，问P、N两端之间的电势差为多少?哪一端电势高?图9-5解：由题意可知，P、N两端之间产生的动生电动势为：即运动导线上P端的电势高，N端电势低.9-5一均匀磁场与矩形导体回路面法线单位矢量e n间的夹角为θ=π/3（如图9-6），已知磁感应强度B随时间线性增加，即B=kt（k＞0），回路的MN边长为l，以速度V向右运动，设t=0时，MN边在x=0处.求任意时刻回路中感应电动势的大小和方向.图9-6解：如图9-6所示，回路的面法线e n表明，回路的绕行方向为逆时针，则回路中感应电动势为：.又由题意知：则回路中感应电动势：方向由M指向N，即沿顺时针方向.9-6如图9-7所示，一长直导线通有电流，I=0.5A，在与其相距d=5.0cm处放有一矩形线圈，共1000匝.线圈以速度v=3.0m/s沿垂直于长导线的方向向右运动时，线圈中的动生电动势是多少?（设线圈长l=4.0cm，宽b=2.0cm.）图9-7解：由题意可知，线圈中的动生电动势为：.9-7如图9-8所示，导线MN在导线架上以速度V向右滑动.已知导线MN的长为50cm，V=4.0m/s，R=0.20Ω，磁感应强度B=0.50T，方向垂直于回路平面.试求：（1）MN运动时所产生的动生电动势；（2）电阻R上所消耗的功率；（3）磁场作用在MN上的力.图9-8解：（1）导线上产生的电动势为：.（2）电阻R上所消耗的功率为：.（3）由安培定理，可得回路中电流：导线MN上的安培力：，方向向左.9-8如图9-9所示，PQ和MN为两根金属棒，各长1m，电阻都是R=4Ω，放置在均匀磁场中，已知B=2T，方向垂直纸面向里.当两根金属棒在导轨上分别以v1=4m/s 和v2=2m/s的速度向左运动时，忽略导轨的电阻，试求：（1）两棒中动生电动势的大小和方向，并在图上标出；（2）金属棒两端的电势差；（3）两金属棒中点O1和O2之间的电势差.。

大学物理第9章题库答案

第九章电磁场填空题〔简单〕1、在竖直放置的一根无限长载流直导线右侧有一与其共面的任意形状的平面线圈，直导线中的电流由上向下，当线圈以垂直于导线的速度背离导线时，线圈中的感应电动势，当线圈平行导线向上运动时，线圈中的感应电动势。

〔填>0，<0，＝0〕〔设顺时针方向的感应电动势为正〕(<0, ＝0)2、磁场的高斯定律说明磁场是，因为磁场发生变化而引起电磁感应，是不同于回路变化时产生的。

相同之处是。

〔无源场，动生电动势，磁通量发生改变〕3、只要有运动电荷，其周围就有产生；而法拉弟电磁感应定律说明，只要发生变化，就有产生。

〔磁场，磁通量，感应电动势〕4、一磁铁自上向下运动，穿过一闭合导体回路，〔如图7〕，当磁铁运动到a 处和b处时，回路中感应电流的方向分别是和。

〔逆时针，顺时针〕5、电磁感应就是由生的现象，其主要定律为，其中它的方向是由定律来决定，即。

〔磁，电，电磁感应定律，楞次，见p320〕6、当穿过某回路中的磁通量发生变化时，电路中 (填肯定或不肯定)产生感应电流；电路中 (填肯定或不肯定)产生感应电动势。

(不肯定, 肯定)7、在电磁感应中，感应电动势的大小与闭合回路的磁通量成正比。

〔对时间的变化率〕8、在竖直放置的一根无限长载流直导线右侧有一与其共面的任意形状的平面线圈，直导线中的电流由上向下，当线圈平行导线向下运动时，线圈中的感应电动势，当线圈以垂直于导线的速度靠近导线时，线圈中的感应电动势。

〔填>0，<0，＝0〕〔设顺时针方向的感应电动势为正〕(＝0，>0)9、将条形磁铁插入与冲击电流计串连的金属环中，有-5q=2.010c ⨯的电荷通过电流计，假设连接电流计的电路总电阻25R =Ω,则穿过环的磁通量的变化=∆ΦWb 。

〔4510q R --⨯=-⨯〕10、电磁波是变化的和变化的在空间以肯定的速度传播而形成的。

电磁感应练习题及

电磁感应练习题及解答电磁感应练习题及解答电磁感应是物理学中的一个重要概念，涉及到电磁场的变化过程中电场和磁场相互作用产生的现象。

它在日常生活和科学研究中都有广泛的应用。

下面是一些电磁感应练习题及解答，供大家进行练习。

1. 一根长导线以速度v从北向南方向通过均匀磁场B，该导线的两端分别连接一个电阻为R的电灯泡。

求当导线通过磁场过程中，电灯泡亮起的时间。

解答：根据法拉第电磁感应定律，导线通过磁场时产生感应电动势，导致电流流过电灯泡。

所以，在导线通过磁场期间，电灯泡会一直亮起。

因此，电灯泡亮起的时间等于导线通过磁场的时间。

2. 一个长方形线圈的边长为a和b，放置在匀强磁场B中，使得长方形线圈的法线与磁场方向垂直。

求长方形线圈在匀强磁场中的磁通量。

解答：根据法拉第电磁感应定律，在匀强磁场中，线圈的磁通量可以通过以下公式计算：Φ = B * A * cosθ，其中B表示磁场强度，A表示线圈的面积，θ表示磁场方向与线圈法线方向之间的夹角。

由于线圈的法线与磁场方向垂直，θ为0，所以磁通量Φ = B * A。

3. 在一个闭合导线中有一个直径为d的圆环，该圆环的电阻为R。

当一个恒定的磁场B垂直于圆环平面时，求圆环上感应的电动势。

解答：根据法拉第电磁感应定律，当磁场的变化导致一个闭合回路中的磁通量发生改变时，会在回路中产生感应电动势。

在这个问题中，磁场是恒定的，所以不会产生感应电动势。

4. 一个导线带有电流I，在该导线旁边有另一条导线，它们平行。

第二条导线的长度为L，并且距离第一条导线的距离为d。

求第二条导线中感应的电动势。

解答：当电流从第一条导线中流过时，会在周围产生磁场。

第二条导线因为位于磁场中，所以会感受到这个磁场产生的磁通量的改变。

根据法拉第电磁感应定律，第二条导线中的感应电动势可以通过以下公式计算：ε = -dΦ/dt，其中Φ表示磁通量的变化率。

在这个问题中，需要计算第二条导线中的磁通量的变化率，并由此得出感应电动势。

电磁感应电磁场习题

电磁感应、电磁场习题班级姓名学号成绩一、选择题1、已知圆环式螺线管的自感系数为L ，若将该螺线管锯成两个半环式的螺线管，则两个半环式的螺线管的自感系数为【】(A) 都等于L /2 (B) 有一个大于L /2，另一个小于 L /2 (C) 都大于L /2 (D) 都小于L /22、如图，一导体棒ab 在均匀磁场中沿金属导轨向右作匀加速运动，磁场方向垂直导轨所在平面，若导轨电阻忽略不计，并设铁心磁导率为常数，则达到稳定后在电容器的M 极板上【】(A) 带有一定量的正电荷 (B) 带有一定量的负电荷 (C) 带有越来越多的正电荷 (D) 带有越来越多的负电荷3、两个闭合的金属环，穿在一光滑的绝缘杆上，如图所示。

当条形磁铁N 极自右向左插向圆环时，两圆环的运动是【】(A) 边向左移动边分开 (B) 边向右移动边合拢 (C) 边向左移动边合拢 (D) 同时同向运动 4、导体棒AB 在匀强磁场中绕ON 轴匀角速转动。

磁感应强度为B ，方向平行ON 轴，角速度为ω。

ON 轴垂直于棒AB 且通过其中点C ，棒长为l ，如图所示。

A 、B 、C 三点电势以U A 、U B 、U C 表示，则【】和【】是正确的。

(A) U A > U C (B) U C >U A (C) U B >U C (D) U B <U C5、如图所示，圆形均匀分布的磁场中，磁场的磁感应强度变化率dB/dt<0，磁场中有三条导线，分别为直线ab 、曲线acb 、和折线acb ，导线中感应电动势最大的是【】，最小的是【】(A) 直线ab (B) 曲线acb (C) 折线acb (D) 无法确定 6、一导体圆线圈在均匀磁场中运动,下列几种情况,能产生感应电流的是【】 (A) 线圈沿磁场方向平移 (B) 线圈沿垂直磁场方向平移 (C) 线圈以自身的直径为轴转动, 转动轴与磁场方向平行 (D) 线圈以自身的直径为轴转动, 转动轴与磁场方向垂直7、有一个铜环和木环, 其尺寸完全一样. 今用两根相同的磁铁, 从相同起始距离, 以相同的速度插入铜环和木环, 则在插入过程某一时刻【】(A) 铜环中的磁通量大于木环中的磁通量 (B) 铜环中的磁通量小于木环中的磁通量(C) 两个环中的磁通量相等 (D) 无法判定8、在自感为0.25H 的线圈中, 当电流在(1/16)s 内由2A 线性减少到零的感应电压为【】 (A) 2V (B) 4V (C) 8V (D) 16V9、由两个完全相同的电感器L 0组成一个电感器组, 使得每一个线圈耦合的全部磁通也与另一个线圈耦合, 则它们串联时电感与并联时电感之比为【】(A) 1:1 (B) 2:1 (C) 3:1 (D) 4:1 10、在有磁场变化的空间, 如果没有导体, 则在此空间【】(A) 一定有电场存在, 也有感应电动势 (B) 一定无电场存在, 也无感应电动势 (C) 一定无电场存在, 但有感应电动势 (D) 一定有电场存在, 但无感应电动势二、填空题1、一导线被弯成如图所示形状，弧a ，c ，b 为半径为R 的四分之三圆弧，直线段oa 长为R ，若将此导线放在匀强磁场B 中，B 的方向垂直图面向内，导线以角速度ω在图面内绕O 点匀速转动，则此导线中的动生电动势εi = 。

第10-11章电磁感应电磁场 -- 习题解答

该回路的磁通量：
R B / 2
2
由电磁感应定律：
d / dt 0.5R dB / dt
2
方向由楞次定律：
dB dB 0 " "；反之： 0 " " dt dt
1 2
( r , 0)
ds
o
d d
dr
d
d
r
1 2
( r , 0)
o
d
d
dr ds
d
d
r
0 I B 2 (r d ) 2 r 在线圈上取面元： d s
解：建立坐标系or如图示，设垂直于纸面向外为B正方向。
0 I
磁通量：
0 I ( ) d dr 2 d 2 ( r d ) 2 r 0 Id 4 ln 2 3
解: 作辅助线 MN ，则在回路中向运动时 d m 0
MeNM
，沿 v 方
MeNM MeN NM 0 MeN NM MN
N
MN
a b (v B ) d r B sin cos dr M a b 2 0 I a b ln 0 2 ab
L1
L2
d ( D r 2 ) d ( D R 2 ) d D H dl L1 dt dt dt
9、A
10、D
二、填空题 1、
1 q 5 104 Wb R
d ( 0 ni a 2 ) d i dt dt
2、
i I m sin t
0n a I m cos t
2
3、感应电流为：0 4、