大学物理期末考试卷

图（1）一、选择题（15分，每小题3分）1、一根长度为L的铜棒，在均匀磁场B中以匀角速度绕通过其一端的定轴旋转着，B的方向垂直铜棒转动的平面，如图（1）所示。设t=0时，铜棒与Ob成角(b为铜棒转动的平面上的一个固定点)，则在任一时刻t这根铜棒两端之间的感应电动势是：（）(A))cos(2tBL(B)tBLcos212(C)BL221(D)BL22、如图（2），长为l的直导线ab在均匀磁场B中以速度v移动，直导线ab中的电动势为：（）(A)Blv(B)Blvsin．(C)Blvcos．(D)03、如图（3）所示，矩形区域为均匀稳恒磁场，半圆形闭合导线回路在纸面内绕轴O作逆时针方向匀角速转动，O点是圆心且恰好落在磁场的边缘上，半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时。图(A)—(D)的-t函数图象中哪一条属于半圆形导线回路中产生的感应电动势？（）4、有两个线圈，线圈1对线圈2的互感系数为M21，而线圈2对线圈1的互感系数为M12。若它们分别流过i1和i2的变化电流且titidddd21，并设由i2变化在线圈1中产生的互感电动势为12，由i1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)M12=M21，21=12(B)M12≠M21，21≠12(C)M12=M21，2112(D)M12=M21，21125、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(21aI(B)200)2(21aI(C)20)2(21Ia(D)200)2(21aI二、填空题（20分，每空2分）1、长为L的导体棒ab，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，棒与磁场垂直，如图（4），(a)当棒与水平方向成45°角，以速度v水平向右运动时，棒两端的动生电动势εab为，(b)当棒以角速度ω绕a点运动时，棒两端的动生电动势εab为。2、质量为m，宽为L的金属框架，放在匀强磁场B中，如图（5），长为L的导体杆ab可在框架上无摩擦地滑动，现给导体杆一向右的初速度v0，当导体杆的瞬时速度为v时,其加速度的大小为，方向为。3、真空中，如果匀强电场中的能量密度与一个B=0.5T的磁场中所具有的能量密度相同，则电场强度的大小为。（001εμ=光速c）图（4）图（5）图（6）lBbavBLObtO(A)tO(C)tO(B)tO(D)CDOB图（2）图（3）4、一矩形线圈长为a，宽为b，由100匝表面绝缘的导线组成，放在一根很长的导线旁边并与之共面，如图（6），两种情况下线圈与长直导线之间的互感分别为、。5、如图（7），等边三角形的金属框，边长为L，放在均匀磁场中，ab边平行于磁感应强度B,当金属框绕ab边以角速度转动时，则bc边的电动势为，ca边的电动势为，金属框内的总电动势为。图（7）三、简答题（25分，每小题5分）1、静电场与感生电场的异同点？2、如何用楞次定律判断感应电流的方向？3、写出法拉第电磁感应定律的数学表达式并阐明其物理意义？4、动生电动势与感生电动势产生的原因分别为？5、什么是自感现象，什么是互感现象？四、计算题（40分，每小题10分）1、一长直导线通以电流i=I0sinωt，旁边有一个共面的矩形线圈abcd，边长分别为L1和L2如图（8）所示。求线圈中的感应电动势的大小。图（8）2、一载流长直导线中流有I=2A的电流，另一长为L=0.3m的直导线ab与长直导线共面且与之垂直，近端a距长直导线为a=0.1m，求当AB以匀速率v=2m/s竖直向上运动时，导线中感应电动势的大小和方向？3、A、C为两同轴的圆线圈，半径分别为R和r，两线圈相距为L，若r很小，可以认为线圈A在C中所产生的磁感应强度是均匀的，求两线圈的互感系数。4、一矩形截面的螺绕环，共有N匝，试求：（1）此螺绕环的自感系数；（2）若导线内通有电流I，环内磁能为多少？