第9、10章 磁介质 电磁感应 41.如图所示,图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线分别表示不同磁介质的B-H关系曲线,虚线是关系曲线,那么表示顺磁质的线是( ),表示抗磁质的线是( ),表示铁磁质的的线是( )第一条线表示铁磁质铁磁质的B和H不是正比关系,开始,随着磁化场H的增加,介质中的B迅速增加,接近饱和时,H增加, B增加得慢,B-H关系是一条曲线第二条和第三条分别表示顺磁质和抗磁质对于非铁磁质,B和H成正比,反映在图上是直线由于顺磁质的附加场与外电场方向一致,抗磁质的附加场与外电场方向相反,所以,对于同样的H,顺磁质中的B应当比抗磁质中的B更大,因此第二条表示顺磁质,第三条表示抗磁质2.把两种不同的磁介质放在磁铁的两个不同名磁极之间,磁化后也成为磁体,但两极位置不同,如图所示则(A) (a)是顺磁质,(b)抗磁质;(B) (a)是顺磁质,(b)顺磁质;(C) (a)是抗磁质,(b)顺磁质;(D) (a)是抗磁质,(b)抗磁质 选(C)磁介质磁化后将成为一个磁体,磁力线从N极发出,在介质外进入S极, 而在介质内从S极到N极构成闭合线故(a)是抗磁质,介质(a)磁化后附加场方向从右向左,与外场(从左向右)的方向相反。
b)顺磁质,因为介质(b)磁化后附加场方向与外场的方向相同,均为从左向右3. 一闭合圆形线圈在均匀磁场中运动,在下列几种情况下那些会产生感应电流( )(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,轴与磁场方向平行;(D) 线圈以自身的直径为轴转动,轴与磁场方向垂直A)、(B)、(C)问中当闭合圆形线圈运动时,穿过线圈的磁通量不发生变化,线圈中的感应电动势为零,所以不产生感应电流D)问中当闭合圆形线圈运动时,穿过线圈的磁通量发生了变化,线圈中产生了感应电动势,所以产生了感应电流 4. 如图所示,M为一闭合金属轻环,当右侧线圈通以如下所说哪种情况的电流时,将在环内产生图示方向的感生电流,同时环向线圈方向移动( )(A)电流由b点流入,a点流出,并逐渐减少;(B)电流由a点流入,b点流出,并逐渐减少;(C)电流由b点流入,a点流出,并逐渐增大;(D)电流由a点流入,b点流出,并逐渐增大 答案为(A)环M向右移动,可判断线圈内磁力线的方向由右向左,即电流由b点流入,a点流出;根据环内感应电流的方向,应用楞次定律可判断线圈内的磁通量在减少。
5 . 如图所示,一矩形线圈以一定的速度ν穿过一均匀磁场,若规定线圈中感应电动势ε沿顺时针方向为正值,图中哪个图正确表示了线圈中的ε和x的关系?( ) 答案(a)依题意,回路中的感应电动势由导线切割磁力线确定,即ε=Blv当线圈右边进入磁场,右边导线切割磁力线,动生电动势的方向由右手定则判断,方向逆时针;整个线圈进入磁场,磁通量无变化,感应电动势为零;当线圈右边从磁场中穿出,左边导线切割磁力线,动生电动势的方向由右手定则判断,方向顺时针6. 真空中一均匀磁场的能量密度与一均匀电场的能量密度相等,已知B=0.5T,则电场强度为( )依题意,有0E2==8.85×10-12C2N-1m-2=4×10-7mA E=1.5×108vm-1 7. 如图所示直角三角形金属PQS框放在均匀磁场中,平行于边PQ,PQ边长为b,PQ边与QS边夹角为,当金属框绕PQ边以角速度转动时,求各边的感应电动势和回路的总感应电动势解:本题先求回路的总感应电动势,再求各边的感应电动势较为方便1)圈旋转过程中,磁力线总与线圈平面平行,通过线圈的磁通量恒为零,其感应电动势(2)求各边的动生电动势:,PQ边:v=0,所以其动生电动势。
PS边:即其中QS边的动生电动势-8.一矩形导体回路ABCD放在均匀外磁场中,磁场的磁感应强度的大小为 B=6.0×Gs, 与矩形平面的法线夹角;回路的CD段长为,以速度v=5.0m/s平行于两边向外滑动, 如图所示试求回路中的感应电动势,并指出感应电流的方向解:回路中的感应电动势为= B=-6.0×= 1.5负号表示的方向(非静电力的方向)为,这个方向就是感应电流的方向9. 限制在圆柱形体积内的均匀磁场,磁感应强度为,方向如图所示圆柱的半径为R,的数值以的恒定速率减小当电子分别位于磁场中a点、b点与c点时,假定r=0.5m,求电子获得的瞬时加速度的大小和方向解:本题先用 求出涡旋电场分布,再由求出电子的加速度线是围绕轴线b的同心圆,为常量,面积元的方向取得与的方向一致,这样由得,电子位于b点,因r=0,=0,其加速度ab=0电子位于a点,其加速度aa= =()=方向是水平向左电子位于c点的加速度ac方向是水平向右因=-,则线的方向是顺时针的电子带负电,其加速度方向与相反,故有以上结果8 无限长直导线AB与矩形线圈abcd在同一平面内,如图所示,求两者之间的互感M解:互感一般用计算:设两个线圈一为原线圈,一为副线圈,原线圈通以电流I,算出I的磁场分布,进而算出副线圈中的互感磁通量,即可求出互感M。
使长直导线通以电流I,它激发的磁感应强度,在矩形线圈取一矩形面元,通过它的磁通量为通过线圈的磁通量直导线与矩形线圈的互感 。